[发明专利]一种宽带低噪声放大器、芯片及射频接收机

说明书

本发明公开了一种宽带低噪声放大器、芯片及射频接收机，其中放大器包括：第一级放大电路采用共源共栅结构；在第一级放大电路的输入端设置∏型输入匹配结构，∏型输入匹配结构由第一电容、第一电感和第一晶体管的寄生电容构成；第一级放大电路还设置了电阻反馈结构，电阻反馈结构包括第一电阻，第一电阻的一端连接至第一晶体管的栅极，第一电阻的另一端连接至第二晶体管的漏极；第二晶体管的栅极通过第二电感连接电源电压；第二级放大电路采用共源共栅结构。本发明通过在第一级放大电路结合∏型输入匹配结构和电阻反馈结构，实现了平坦的增益；在第二晶体管的栅极添加电感，实现了更宽的带宽。本发明可广泛应用于集成电路领域。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种宽带低噪声放大器、芯片及射频接收机。

背景技术

为了能兼容多种无线通信标准，满足市场和工业界的高速度通信、多标准集成和经济便携等需求，超宽带收发机在现代无线通信接收系统中具有越来越重要的作用。低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)是无线通信系统中的重要部分，是射频接收机里第一个具有放大能力的模块，其性能的好坏会影响到整个接收系统的质量。超宽带无线通信系统要求低噪放也具有宽频带放大能力。LNA的主要作用是在引入噪声尽量少的前提下，放大从天线接收到的微弱信号，然后传输给下一级电路。LNA的主要指标有增益、噪声、带宽、线性度、功耗等，鉴于未来通信的超宽带需求，宽带LNA研究受到广泛关注。

已有的一种方案提出了∏型输入匹配和电阻分流反馈组合结构的宽带低噪声放大器，整个电路在1.6GHz-28GHz频带内增益为8.5dB-10.7dB，电路的噪声系数为2.96dB-4.4dB。为了减小输出节点电容对增益的影响，在输出处增加一个串联电感。整体电路的相对带宽虽然很好，但是电路增益却很低，最大增益仅仅10.7dB。

已有的另一种方案提出了一种采用极点收敛技术的宽带低噪声放大器，电路的-3dB带宽为30GHz(62.5GHz-92.5GHz)，电路的最大增益为18.5dB，频带内的噪声系数为5.5dB-7.9dB，整体电路功耗为27mW。在输入端采用变压器匹配实现宽带输入。电路使用共源共栅级，共栅级MOS管的栅极添加电感，S21具有两个极点，同时电路里采用变压器结构来抑制带内波动，实现平坦的宽带增益。但是整体电路为三级，虽然增大了增益，但是会增加功耗，消耗更多的电路面积，多级级联还有可能增加噪声。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种宽带低噪声放大器、芯片及射频接收机。

本发明所采用的技术方案是：

一种宽带低噪声放大器，包括第一级放大电路和第二级放大电路；

所述第一级放大电路采用共源共栅结构，包括第一晶体管和第二晶体管；

在所述第一级放大电路的输入端设置∏型输入匹配结构，所述∏型输入匹配结构由第一电容、第一电感和第一晶体管的寄生电容构成；

所述第一级放大电路还设置了电阻反馈结构，所述电阻反馈结构包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接至所述第一晶体管的栅极，所述第一电阻的另一端连接至所述第一级放大电路的输出端；

所述第二晶体管的栅极通过第二电感连接电源电压；

所述第二级放大电路采用共源共栅结构，包括第三晶体管和第四晶体管。

进一步，所述第一电容的一端与所述第一级放大电路的输入端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电感的一端与所述第一级放大电路的输入端连接，所述第一电感的另一端与所述第一晶体管的栅极连接。

进一步，所述第一级放大电路还包括第五电感和第六电感；