[发明专利]超宽带高增益低噪声放大器

说明书

本发明公开了一种超宽带高增益低噪声放大器，包括输入匹配级、增益放大级和输出匹配级三级级联结构。输入匹配级电路，包括第一晶体管M₁、第一电容C₁、第一负载电阻R_L1、第一补偿电感L₁、第二补偿电感L₂以及源极负反馈电感L_S，构成共栅极结构；增益放大级电路，包括第二晶体管M₂、第三晶体管M₃、第二负载电阻R_L2、第三补偿电感L₃以及第四补偿电感L₄，构成共源共栅结构；输出匹配级电路，由第四晶体管M₄、第三负载电阻R_L3、第五补偿电感L₅以及第二隔直电容C₂，构成共源极结构。本发明在3‑11GHz频带范围输入输出匹配性能良好、有平坦且高的增益，可用于无线通信系统前端接收机芯片中。

技术领域

本发明属于微电子器件技术领域，特别涉及一种超宽带低噪声放大器，可用于无线通信系统前端接收机芯片中。

背景技术

低噪声放大器是无线通信系统中接收机前端的第一个模块，主要用于将天线接收的微弱信号放大之后交给接收机后级模块处理。低噪声放大器的性能对整个接收机电路的影响很大，因此低噪声放大器应该具有较低的噪声系数、良好的增益。最近十几年，随着无线通信的快速发展，要求低噪声放大器不仅要考虑对工作频段信号的放大处理，还要其能覆盖多个频段，在超宽带范围内满足输入和输出匹配、高增益以及低噪声等要求。随着移动电子设备的普及，同时也要求低噪声放大器具有较低的功耗。而对于超宽带低噪声放大器来说，在超宽频段内满足这些性能指标是很困难的。

现有的超宽带低噪声放大器如图1所示，该超宽带低噪声放大器包括三级电路，其中，第一级电路采用共栅极结构，其由第一晶体管M₁、第一电感L_S以及第一负载电阻R₁构成；第二级电路采用共源共栅结构，由第二晶体管M₂、第三晶体管M₃、第二电感L₁以及第二负载电阻R₂构成；第三级电路采用源极跟随器结构做缓冲级，由第四晶体管M₄和电流源I_S构成。高频时，电路输出节点处的寄生电容不能忽略，这会导致超宽带低噪声放大器电路在高频时增益降低，增大电路增益平坦度数值。源极跟随器结构虽然有良好的宽带输出匹配特性，但是会在增大噪声的同时降低前级增益，导致在整个工作频段内超宽带低噪声放大器电路增益不高。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种超宽带高增益低噪声放大器，在不增加功耗的同时提高电路增益、降低增益平坦度数值。

为实现上述目的，本发明的超宽带低噪声放大器，包括输入匹配级电路、增益放大级电路和输出匹配级电路三级级联结构，其特征在于：

所述输入匹配级电路，包括第一晶体管M₁、第一电容C₁、第一负载电阻R_L1、第一补偿电感L₁、第二补偿电感L₂以及源极负反馈电感L_S；第一晶体管M₁，其栅极连接第一直流偏置电压V_bs1，其源极通过第一隔直电容C₁连接输入信号，源极与地之间连接源极负反馈电感L_S，其漏极分别连接第二补偿电感L₂的一端和第一负载电阻R_L1的一端，第一负载电阻R_L1的另一端连接第一补偿电感L₁的一端，第一补偿电感L₁的另一端连接电源电压VDD，构成共栅极结构；