[发明专利]一种带双路阻性反馈的宽带微波集成低噪声放大器

说明书

技术领域

本发明属于微波集成电路技术领域，具体涉及一种带双路阻性反馈的宽带微波集成低噪声放大器，具有宽带、低噪声的特点。

背景技术

随着人们对数据传输速率和传输质量的要求不断提高，宽带、低噪声已成为无线通信收发机的重要需求。低噪声放大器作为无线通信接收机的关键模块，对无线通信接收机整体性能起着重大的影响。随着无线通信技术的不断发展，通信频率向着射频和微波发展，高性能的微波低噪声放大器芯片成为了学术界和工业界的研究热点之一。为了实现微波低噪声放大器性能的提升和功能的集成，单片微波集成电路成为了首选实现方式。一种常见的单片微波集成低噪声放大器采用双电源供电、级间RLC谐振和感性反馈来实现宽带和较大增益(参见Z.Li,Y.Chen and B.Li,“8-20GHz Broadband MMIC Low Noise Amplifiers Design,”Annals of Shanghai Astronomical Observatory CAS,no.35,pp.57-63,Apr.2014.)。该方法实现了较大带宽，但级间和输入输出匹配网络使用了大量的片上电感，造成了芯片面积的极大浪费，使得芯片成本大幅上升。双电源供电的方式，也使得该芯片的使用范围较为局限。并且由于结构过于复杂，使用了较多的器件，其噪声性能也受到了较大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种带双路阻性反馈的宽带微波集成低噪声放大器。通过使用两级反馈量与输入信号频率成反比的源端负反馈电路，来补偿低噪声放大器的高频性能。并使用级间DC耦合直接级联，来改善低噪声放大器的低频性能。此外，还使用了双路阻性反馈结构，同时实现了输入输出匹配和带宽扩展。本发明采用单电源供电，结构简单，易实现，工作稳定，占用芯片面积较小。

为此，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种带双路阻性反馈的宽带微波集成低噪声放大器，所述低噪声放大器包括两级增强型FET晶体管，源端电阻电容并联负反馈电路，以及双路阻性反馈电路；其中，

输入信号通过输入隔直电容C_in交流耦合至第一增强型FET晶体管NM₁的栅端。第一增强型FET晶体管NM₁的源端通过第一并联电容C_E1和第一电阻R_E1构成的第一级源端负反馈电路与第一背孔Backvia₁相连接地，第一增强型FET晶体管NM₁的漏端直接与第二增强型FET晶体管NM₂的栅端相连，第二增强型FET晶体管NM₂的源端通过第二并联电容C_E2和第二电阻R_E2构成的第二级源端负反馈电路与第二背孔Backvia₂相连接地。第二增强型FET晶体管NM₂的漏端通过片外高频扼流圈电感L_chock与电源VDD相连，输出信号通过输出隔直电容C_out由第二增强型FET晶体管NM₂的漏端交流取出。

双路阻性反馈电路由第三电阻R_F1和第四电阻R_F2构成。第三电阻R_F1跨接在第一增强型FET晶体管NM₁的栅端和第二增强型FET晶体管NM₂的源端之间，形成第一路负反馈。通过米勒效应，降低输入输出阻抗，达到输入输出匹配的效果。第四电阻R_F2跨接在第一增强型FET晶体管NM₁的漏端和第二增强型FET晶体管NM₂的漏端之间，形成第二路负反馈，起到稳定低噪声放大器，拓宽带宽的效果。并形成了噪声抵消结构，降低了第二增强型FET晶体管NM₂的沟道热噪声对整体电路噪声性能的影响。

整体电路上，两级放大单元均采用带源端负反馈的共源放大组态，单电源供电，无片上电感的设计。两级源端负反馈的反馈量随输入信号频率的提高而降低，实现了低噪声放大器高频特性的补偿。两级FET晶体管的连接方式为直接级联，采用了无电容DC耦合的形式，改善了低噪声放大器的低频特性，大面积的背孔基地降低了接地电感，进一步拓宽了带宽。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：