[实用新型]单端输入差分输出的射频低噪声放大器

说明书

技术领域

本实用新型属于无限通信技术领域，涉及射频集成电路(RFIC)技术中的放大器结构设计，所设计的是一种单端转差分的窄带低噪声放大器电路结构。

背景技术

近几年，随着无线通信技术的快速发展，相应产品市场不断丰富，如寻呼机、手机、北斗卫星导航系统(RDSS)、全球定位系统(GPS)、射频识别(RFID)、短距离无线通信和数据传输、数字电视(DVB)、无线局域网(WLAN)等等。这些领域对产品的性能、功耗、体积以及成本等的要求越来越高，促进了无线收发模块朝着小型化、低功耗、低成本方向迈进，从而给产品设计带来了极大挑战，而射频集成电路(RFIC)正是为应对这一挑战而发展起来的，成为近十年来的热门研究领域。射频集成电路技术将越来越多的原来由分离原件实现的无线收发功能集成到单一芯片当中，使得系统朝着高集成度方向前进，从而降低产品的成本、功耗、体积。

射频低噪声放大器作为无线接收机中的关键模块之一，它的噪声系数决定了整个系统的噪声性能，直接关系到系统的灵敏度。

在射频集成电路中，一般都采用差分放大器，以抑制共模噪声，提高系统性能。而从天线进来的信号往往都是单端输入，因此需要实现单端到差分的转换，传统的差分射频低噪声放大器需要额外的单转双(巴伦)模块，许多设计都采用无源平衡转换器连接在射频低噪声放大器之前，实现单端到差分的转换，但是这种方法会引入额外的损耗，恶化系统噪声性能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种单端输入差分输出的射频低噪声放大器，主要适用北斗等通信系统，具有功耗低、噪声低、面积小、差分输出平衡性能较佳。

本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：

一种单端输入差分输出的射频低噪声放大器，其特征在于：包括单端输入的第一主放大电路I、单端输入的第二主放大电路II和辅助调节平衡性的负反馈电路III；所述负反馈电路III是交流信号加法器；

所述第一主放大电路I是以共源放大N型晶体管MN1和共栅放大N型晶体管MN2为核心的放大电路；所述第二主放大电路II是以共源放大N型晶体管MN3和共栅放大N型晶体管MN4为核心的放大电路；晶体管MN1和MN3的栅极分别经射频信号阻断电路后连接外部偏置电路的控制电压Vb1和Vb2；晶体管MN2和MN4的栅极分别经射频信号阻断电路后连接外部偏置电路的控制电压Vb3和Vb4；

射频输入信号RF_in交流耦合至输入口电感Lg的信号输入端，电感Lg的信号输出端连接晶体管MN1的栅极；晶体管MN1的漏极和晶体管MN2的源极连接；电感Ld1的一端和晶体管MN2的漏极连接，电感Ld1的另一端连接电源VDD；

晶体管MN3的栅极通过栅源电容C1与晶体管MN1的漏极连接，晶体管MN3的源极通过电感Ls与晶体管MN1的源极连接，晶体管MN3的漏极与晶体管MN4的源极连接，电感Ld2的一端和晶体管MN4的漏极直接相连，电感Ld2的另一端连接电源VDD；

所述晶体管MN2的漏极作为输出端口RF_outp，晶体管MN4的漏极作为输出端口RF_outn；交流信号加法器的两输入端分别连接输出端口RF_outp和输出端口RF_outn，交流信号加法器的输出端连接晶体管MN3的栅极，把第一主放大电路I和第二主放大电路II的两路输出信号的差值反馈到MN3的栅极，用于调整两路输出信号的平衡性；

所述晶体管MN3的源极经隔离接地；所述晶体管MN2的栅极经隔离接地；所述晶体管MN4经隔离接地。

所述晶体管MN3的源极与地之间的隔离方式是晶体管MN3的源极与地之间连接接地电感Lgnd。

所述作为负反馈电路的交流信号加法器包括：N型晶体管MN5、MN6、MN7，P型晶体管MP1和MP2，电容C7和电阻R5；

晶体管MN5的栅极通过耦合电路分别连接输出端口RF_outp和RF_outn；晶体管MN5和MN6的栅极分别经射频信号阻断电路后连接外部偏置电路控制电压Vb5；晶体管MN7的栅极分别经射频信号阻断电路后连接外部偏置电路控制电压Vb6；

所述晶体管MN5的源极和MN6的源极连接，且它们的源极连接晶体管MN7的漏极；晶体管MN7的源极接地；

所述晶体管MP1的漏极连接电源VDD，晶体管MP1的源极与晶体管MN5的漏极连接，晶体管MP1的源极与栅极连接；