[发明专利]超宽带低噪声放大器

说明书

本发明公开了超宽带低噪声放大器，其包括输入端口、输出端口、以及位于输入端口与输出端口之间依次级联的N级功率放大单元；每一级所述功率放大单元均包括共源共栅晶体管模块；每一级功率放大单元的共源共栅晶体管模块中均包括M个的PHEMT管，其中：第i个PHEMT管的源极与第i‑1个PHEMT管的漏极的连接点处均端接有匹配网络，2≤i≤M；第一级功率放大单元的第一端与输入端口相连，第N级功率放大单元的第二端与输出端口相连。本发明为芯片提供了额外的稳定性，同时提高了电路的整体增益，使得超宽带低噪声放大器同时满足了稳定性和增益上的性能需求。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种放大器。

背景技术

放大器是发射机系统中不可或缺的一部分，在发射机系统中，发射机的输入端口为放大器。在接收远距离信号及天线端接收来的微弱信号时，放大器通过天线接收信号，并放大信号，为后续链路的混频提取以及信号处理提供足够大的信号幅度。因为天线接收来的信号非常微弱，放大器自身的噪声会很大程度地影响接收机对有用信号的提取和处理。因此放大器在放大的同时本身的器件噪声需要很低。同时随着技术的发展，发射机系统的工作频段在不断变宽，超宽带低噪声放大器的应用和实现显得尤为重要。

现有技术中结合Cascode(共源共栅)结构的超宽带低噪声放大器，其结构一般如图1所示，该结构由每一级的PHEMT N1和PHEMT N2、多个微带线Mline BN和Mline AN、栅极负载电阻R2等构成，N为大于1的正整数。现有设计中如图1所示，PHEMT N1的漏极和PHEMTN2的源极直接相连或通过微带线相连，但是该共源共栅结构很容易有不稳定的情况，一般会牺牲一部分增益来换取该结构的稳定。同时该放大器的噪声会受到栅极负载电阻R2的影响，在5GHz以下的噪声系数一般有2-5dB甚至更高。如此高的噪声系数给超宽带放大器的低频工作造成了不便。

如何兼顾超宽带低噪声放大器的稳定性和增益，进一步在此基础上，如何有效降低超宽带低噪声放大器的低频的噪声系数，这些问题亟待能有更多、更灵活、更优的解决方案。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种超宽带低噪声放大器。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种超宽带低噪声放大器，其包括输入端口、输出端口、以及位于输入端口与输出端口之间依次级联的N级功率放大单元，N≥2；

每一级所述功率放大单元均包括共源共栅晶体管模块；

每一级功率放大单元的共源共栅晶体管模块中均包括M个的PHEMT管，M≥2，其中：第一个PHEMT管的源极接地；第一个PHEMT管的栅极作为该级功率放大单元的第一端；第i个PHEMT管的源极与第i-1个PHEMT管的漏极连接，第i个PHEMT管的源极与第i-1个PHEMT管的漏极的连接点处均端接有匹配网络，2≤i≤M；第M个PHEMT管的漏极作为该级功率放大单元的第二端；

第一级功率放大单元的第一端与输入端口相连，第N级功率放大单元的第二端与输出端口相连。

作为优选的，每一级功率放大单元中，各个所述匹配网络主要包括串联连接的电阻和电容，各个匹配网络的一端接地；各个匹配网络的另一端，和第i个PHEMT管的源极与第i-1个PHEMT管的漏极的连接点相连。

更进一步优选的，还包括有源反馈网络；

所述有源反馈网络包括第N级功率放大单元的共源共栅晶体管模块、电阻R2和电容C2；

电阻R2的一端与第N级功率放大单元的第一端相连，电阻R2的另一端与电容C2的一端相连；电容C2的另一端与第N级功率放大单元的第二端相连。

进一步优选的，还包括电阻R1和电容C1；

所述电阻R1的一端与第一级功率放大单元的第二端相连，电阻R1的另一端与电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地。