[发明专利]低噪声和低输入电容的差动修正型导数叠加低噪声放大器

说明书

技术领域

所揭示的实施例涉及低噪声放大器。

背景技术

无线电接收器(例如，蜂窝式电话的接收器)中的第一放大级一般为称为低噪声放大器(LNA)的放大器电路。LNA减少后面的级的噪声贡献并设定整个接收器的最低可实现噪声水平。LNA因此通常被设计成具有高增益以最小化在不引入不可接受地大的量的失真的情况下所引入的噪声的量。如果将具有纯单一频率的正弦输入信号供应到线性放大器的输入，则所述放大器将输出所述输入信号的放大版本。输出信号将仅具有单一频率，且此频率将为输入信号的频率。然而，如果将相同正弦输入信号供应到展现一定量的非线性的放大器的输入，则所述放大器将在输入信号的频率下输出输入信号的放大版本，但所述放大器还将输出具有其它频率的一个或一个以上其它信号。将这些其它信号称作“失真”。输入信号(或多个输入信号)与放大器的特定非线性之间的相互作用可为复杂的，且失真的类型也可为复杂的，并取决于放大器和输入信号的许多不同特性。

更特定来说，有时使用以下形式的等式来描述非线性放大器的跨导：

y＝g_o+g₁x+g₂x²+g₃x³        (等式1)

在等式1中，x表示输入信号且y表示所得输出信号。将项g₁x和g₂x²与g₃x³分别称作一阶项(或“线性项”)、二阶项和三阶项。如果x(输入信号)是电压且y(输出信号)是电流，则将g₁称作“线性跨导系数”，而将系数g₂和g₃分别称作二阶跨导系数和三阶跨导系数。

当LNA的输出功率增加时，所产生的失真的量值增加的速度比所要信号的量值增加的速度快。在某一输出功率下，失真的量值等于所要信号的量值。将此输出功率(其中三阶失真的量值等于所要信号的输出功率)称作三阶拦截点IIP3。大致上，如果忽略对IIP3的二阶作用，则由以下等式2来给出IIP3：

IIP3=(4/3)(g1/g3)]]>(等式2)

蜂窝式电话中的接收器可用以在除存在待接收的所要信号之外存在不合意的信号的条件下接收信号。将这些不合意的信号称为干扰信号且其可具有非常不同的性质。邻近信道信号和发射器信号仅为干扰信号的一些实例。干扰信号可为离散音调或可具有给定带宽。出于分析的目的，可将非离散信号模型化为两个正弦波信号，每一正弦波信号具有不同频率，其中所述两个正弦波信号的频率差是所述非离散信号的带宽。

考虑待接收的所要信号具有1GHz的频率的情形。如果第一邻近信道接收干扰信号具有1.001GHz的频率ω₁，且第二邻近信道接收干扰信号具有1.002GHz的频率ω₂，且如果将这两个干扰信号的和作为变量x而供应到上述等式1中，则所得y信号将归因于项的平方和立方而具有许多具有许多频率的分量。归因于三阶项和输入信号的和的相关联立方，将存在输出y的一个分量，其具有(2ω₁-ω₂)的频率。此分量因此处于与所要信号相同的1GHz频率下。由于此失真分量与所要信号具有相同的1GHz频率，所以不能通过滤波来将所要信号与失真分量分离。因此需要更具线性的接收器以便减少此失真分量的量值。有时将此失真分量称作三阶“互调失真”。