[发明专利]放大器以及信号放大方法

说明书

技术领域

本发明有关于高速通信，特别有关于高速通信的放大器以及方法。

背景技术

近年来，对高速通信系统的需求一直很高。高速通信系统中的放大器需要满足严格的要求，例如宽带输入匹配，高增益值(gain)，较宽的频宽以及低噪声度。除此之外，由于更倾向于使用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，以下简称CMOS)技术实现放大器以获得更高程度的集成，因此设计电路时会遭遇CMOS的较差的射频(以下简称RF)特征所带来的影响，例如，较大的寄生电容，低跨导以及低供电电压等。

在低噪声放大器(low noise amplifier，以下简称LNA)装置中，要求最严格的参数为噪声度(noise figure)以及线性度(linearity)。噪声度可以定义为10Log(SNR_in/SNR_out)，其中SNR_in以及SNR_out分别为输入以及输出的信号噪声比。低噪声放大器通常会在天线之后包含匹配网络以改善噪声度。线性度可以由第三阶输入截断点定义，表示在第三阶时的功率所在点以及基本质量截断。

分别被称做共栅极(commen gate)以及电阻并联反馈电路(resistive shunt feedback)的两种通常的阻抗匹配技术，用以构成LNA装置中的输入阻抗匹配，提供宽带阻抗匹配。但是这两种技术均会受到晶体管信道热噪声的影响，晶体管信道热噪声在LNA装置的噪声中占主导地位。

因此，需要一种可对输入信号进行放大，但不会引入噪声到放大后的信号中的放大器。

发明内容

为了解决现有技术中的以上技术问题，本发明提供了一种放大器以及信号放大方法。

本发明提供一种放大器，用以放大输入信号以产生输出电流，该放大器包含：第一跨导电路，具有第一跨导系数，耦接至第一晶体管，接收第一噪声电压以产生第一噪声电流；第二跨导电路，具有第二跨导系数，与该第一跨导电路并联耦接，接收第二噪声电压以产生第二噪声电流，使得该第一噪声电流以及该第二噪声电流相互抵消以降低该输出电流中的噪声成分；以及其中，该第一跨导电路和该第二跨导电路运作于电流模式。

本发明还提供一种信号放大方法，用以将输入信号进行放大以在放大器中产生输出电流，该方法包含：使用具有信道热噪声的第一晶体管建立第一噪声电压；接收该信道热噪声以建立第二噪声电压；使用具有第一跨导系数的第一跨导电路接收该第一噪声电压以产生第一噪声电流；以及使用具有第二跨导系数的第二跨导电路接收该第二噪声电压以产生第二噪声电流，使得该第一噪声电流以及该第二噪声电流相互抵消以降低该输出电流中的噪声成分；其中，该第一跨导系数与该第二跨导系数具有相反的符号，以及该第一跨导电路和该第二跨导电路运作于电流模式。

与现有技术相比，本发明可以有效的减少输出电流中的噪声成分。

附图说明

图1为根据本发明实施例的直接转换接收器的方块图。

图2为根据本发明的低噪声放大器的实施例。

图3为图2中跨导电路的一实施例的电路图。

图4为图2中的跨导电路的另一实施例的电路图。

图5为图2中的跨导电路的另一实施例的电路图。

图6为图2中的跨导电路的另一实施例的电路图。

图7为传统电阻并联反馈跨导电路的方块图。

具体实施方式

图1为根据本发明实施例的直接转换接收器的方块图。直接转换接收器包含天线100，RF滤波器102，LNA 104，混频器106，滤波器108，放大器110以及模数转换器(analog-to-digital converter，以下简称ADC)112。天线100耦接至RF滤波器102，LNA 104，混频器106，滤波器108，放大器110以及ADC 112。