[发明专利]用于毫米波5G通信的具有可重配置带宽的宽带低噪声放大器(LNA)

说明书

根据一个实施例，低噪声放大器(LNA)电路包括第一放大器级，该第一放大器级包括：第一晶体管；第二晶体管，其耦接至第一晶体管；第一电感器，其耦接在输入端口与第一晶体管的栅极之间；以及第二电感器，其耦接至第一晶体管的源极，其中，第一电感器和第二电感器分别与第一晶体管的栅极电容谐振以用于双谐振。LNA电路包括第二放大器级，该第二放大器级包括：第三晶体管；第四晶体管，其耦接在第三晶体管与输出端口之间；以及无源网络，其耦接至第三晶体管的栅极。LNA电路包括电容器，其耦接在第一放大器级与第二放大器级之间，其中，电容器将无源网络的阻抗变换至第一放大器级的最佳负载。

技术领域

本发明的实施例通常涉及无线通信装置。更具体地，本发明的实施例涉及用于通信装置的具有可重配置带宽的宽带低噪声放大器(LNA)。

背景技术

对于下一代5G通信装置，诸如增强现实(AR)/虚拟现实(VR)以及5G多输入多输出(MIMO)等的许多应用需要更高的数据速率。向毫米波(mm波)频率的设计转变支持该更高的数据速率。另一方面，需要更宽的带宽以促进更高的数据速率。例如，更宽的带宽应覆盖包括24、28、37和39GHz频带的5G频谱。

传统的RF前端LNA电路由于LNA组件的高频寄生效应，在高频操作下具有有限的性能。这通常导致RF前端电路的较低带宽、输入阻抗失配和劣化的噪声指数。

附图说明

在附图的图中，通过示例而非限制的方式示出本发明的实施例，在附图中，类似的附图标记指示相似的元素。

图1是示出根据一个实施例的无线通信装置的示例的框图。

图2是示出根据一个实施例的RF前端集成电路的示例的框图。

图3是示出根据一个实施例的RF收发器集成电路的框图。

图4是示出根据一个实施例的宽带接收器电路的示例的框图。

图5是示出根据一个实施例的宽带IQ生成电路的框图。

图6是示出根据一个实施例的宽频带IQ混频器的框图。

图7A示出根据一个实施例的针对协同设计的图5的mm波IQ生成电路和图6的宽频带IQ混频器的、转换增益相对于20至45GHz之间的本地振荡器(local oscillator，LO)频率的仿真图。

图7B示出根据一个实施例的针对协同设计的图5的mm波IQ生成电路和图6的宽频带IQ混频器的、转换增益相对于0至8GHz之间的中频(intermediate frequency，IF)的仿真图。

图8示出根据一个实施例的差分电感器对的三维模型。

图9示出根据一个实施例的各自具有差分电感器对的双平衡混频器的布局模型。

图10是示出根据一个实施例的多相滤波器(poly-phase filter，PPF)电路的框图。

图11是示出根据一个实施例的针对图4的宽带接收器电路在3.5GHz的固定IF频率下的、镜像抑制比相对于22至39GHz的RF频率的仿真图。

图12是示出根据一个实施例的RF收发器集成电路的框图。

图13A至13B是示出根据一些实施例的收发器开关的示例的框图。

图14A是示出根据一个实施例的示例性宽带LNA电路的框图。

图14B是示出根据一个实施例的用于宽带LNA电路的S参数(S11)的图。

图14C是示出根据实施例的用于宽带LNA电路的转换增益(S参数S21和S31)的图。

图15A是示出根据一个实施例的不具有协同设计匹配网络的示例性宽带LNA电路的框图。