专利名称：可变增益低噪声放大器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及低噪声放大器，尤其涉及一种可变增益低噪声放大器。
背景技术：
近十年来，随着无线局域网、蓝牙和Wi-Fi的发展，2. 4GHzISM频段的模块和系统 也越来越多，给生活和工作带来了很多方便。低噪声放大器(Low-Noise Amplifier, LNA) 作为射频前端的关键模块，其性能对整个系统起着决定性的作用。低噪声放大器要求具有较低噪声的同时又能提供一定的增益，从而来抑制混频器 等后续模块的噪声。描述低噪声放大器性能的参数主要有电压增益、输入损耗、输出损耗、 反向隔离度、线性度和噪声，由于这些参数是相互关联、相互制约的，因此采用何种折衷方 案来提高低噪声放大器的整体性能成了设计的主要难点。最近几年来，带源级电感负反馈的共源共栅结构成为了大多数低噪声放大器的 选择，这种结构的低噪声放大器综合性能较好，其典型的指标为电压增益15dB、噪声系数 3dB、输入输出匹配都小于-10dB。参见图1，现有技术的低噪声放大器包括两个场效应晶体管Ml和M4、三个电容Cin、 Cout和Cd、三个电感Lg、Ls和Ld、以及偏置电阻Rb ；所述场效应晶体管M4的漏极连接所述电 感Ld，所述电感Ld的另一端接电源VDD，所述场效应晶体管M4的栅极接电源电压VDD，所述 场效应晶体管M4的源极与所述场效应晶体管Ml的漏极连接；信号输入端Vin依次连接所述 电感Lg和电容Cin后接入所述场效应晶体管Ml的栅极；所述电容C。ut接在所述场效应晶体 管M4的漏极与信号输出端V。ut之间；所述电容Cd接在所述场效应晶体管M4的漏极与地之 间；所述电感Ls接在所述场效应晶体管Ml的源极与地之间；所述偏置电阻Rb接在所述场 效应晶体管Ml的栅极与偏置电压端Vb之间。现有技术的低噪声放大器的缺点是，低噪声放大器的增益是固定的，但是，在一些 应用系统中，要求射频前端部分实现增益可调，现有技术的低噪声放大器就无法应用于这 样的系统中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变增益低噪声放大器，该低噪声放大器的增益可调。为了达到上述的目的，本发明提供一种可变增益低噪声放大器，包括输出管、输入 匹配电感、源极负反馈电感和多个输入管，所述输出管的栅极连接电源电压，所述输出管的 漏极连接该放大器的输出端，所述输入匹配电感的输入端为该放大器的输入端，所述源极 负反馈电感的输出端接地，每个输入管的漏极与所述输出管的源极连接；每个输入管的栅 极连接一电容后与所述输入匹配电感的输出端连接；每个输入管的栅极与一电阻的输入端 连接，每个所述电阻的输出端形成一个偏置电压端；每个输入管的源极与所述源极负反馈 电感的输入端连接。
上述可变增益低噪声放大器，其中，通过在不同的所述偏置电压端施加不同的偏 置电压，改变各个输入管的工作状态，实现增益可调。上述可变增益低噪声放大器，其中，与所述输入管的栅极连接的各个电阻的阻值相等。上述可变增益低噪声放大器，其中，与所述输入管的栅极连接的各个电容的电容 值相等。上述可变增益低噪声放大器，其中，所述多个输入管的标准工作电压相等。上述可变增益低噪声放大器，其中，其特征在于，包括3个输入管。上述可变增益低噪声放大器，其中，所述可变增益低噪声放大器的增益调节范围 为 11 18dB。本发明的可变增益低噪声放大器设有多个输入管，每个输入管通过偏置电阻有独 立的偏置电压端，每个输入管设有独立的输入隔直电容，输入匹配电Lg和源极负反馈电感 同时参与工作，通过组合各个输入管的工作状态可实现低噪声放大器的增益可调，而且本 发明的可变增益低噪声放大器的噪声低、增益高、功耗小。
本发明的可变增益低噪声放大器由以下的实施例及附图给出。图1是现有技术的低噪声放大器的电路图。图2是本发明的可变增益低噪声放大器一较佳实施例的电路图。
具体实施例方式以下将结合图2对本发明的可变增益低噪声放大器作进一步的详细描述。本发明可变增益低噪声放大器包括输出管、输入匹配电感、源极负反馈电感和多 个输入管，每个输入管的漏极与所述输出管的源极连接；每个输入管的栅极连接一电容后 与所述输入匹配电感的输出端连接；每个输入管的栅极与一电阻的输入端连接，每个所述 电阻的输出端形成一个偏置电压端；每个输入管的源极与所述源极负反馈电感的输入端连 接。本发明可变增益低噪声放大器增设输入管，实现了低噪声放大器的增益可调，而 且该可变增益低噪声放大器具有低噪声、增益高和功耗小的优点。本发明可变增益低噪声放大器可应用于接收路径的前端，用来放大射频信号，也 可应用于发射路径的前端，用来驱动功率放大器。现以一具体实施例说明本发明的可变增益低噪声放大器参见图2，本实施例的可变增益低噪声放大器包括三个输入管M1、M2和M3，一个输 出管M4，五个电容Cinl、Cin2、Cin3> Cout和Cd，输入匹配电感Lg，源极负反馈电感Ls，电感Ld，以 及三个电阻Rbl、Rb2和Rb3 ；所述输入管Ml、M2和M3，以及所述输出管M4均为场效应晶体管；所述电容Cinl、Cin2和Cin3均可称为输入隔直电容；所述电阻Rbl、Rb2和Rb3均可称为偏置电阻；所述输出管M4的漏极与所述电感Ld连接，该电感Ld的另一端连接电源电压VDD ；
所述输出管M4的栅极连接电源电压VDD ；所述输入管Ml的漏极、输入管M2的漏极和输入管M3的漏极均与所述输出管M4 的源极连接；所述输入管Ml的源极、输入管M2的源极和输入管M3的源极均与所述源极负反馈 电感Ls的一端连接，所述源极负反馈电感Ls的另一端接地；所述输入管Ml的栅极与所述电容Cinl连接，所述输入管M2的栅极与所述电容Cin2 连接，所述输入管M3的栅极与所述电容Cin2连接，所述电容Cinl的另一端、电容Cin2的另一 端和电容Cin2的另一端均与所述输入匹配电感Lg连接，该输入匹配电感Lg的另一端为本实 施例可变增益低噪声放大器的信号输入端Vin ；所述电阻Rbl的一端与所述输入管Ml的栅极连接，该电阻Rbl的另一端为本发明可 变增益低噪声放大器的一所述输入管Ml的偏置电压端Vbl，在该偏置电压端Vbl施加偏置电 压可改变所述输入管Ml的工作状态；所述电阻Rb2的一端与所述输入管M2的栅极连接，该电阻Rb2的另一端为所述输入 管M2的偏置电压端Vb2，在该偏置电压端Vb2施加偏置电压可改变所述输入管M2的工作状 态；所述电阻Rb3的一端与所述输入管M3的栅极连接，该电阻Rb3的另一端为所述输入 管M3的偏置电压端Vb3，在该偏置电压端Vb3施加偏置电压可改变所述输入管M3的工作状 态；所述电容Cd的一端与所述输出管M4的漏极连接，该电容Cd的另一端接地；所述电容C。ut的一端与所述输出管M4的漏极连接，该电容电容C。ut的另一端为本 实施例可变增益低噪声放大器的信号输出端V。ut ；本实施例可变增益低噪声放大器在现有技术的低噪声放大器的基础上增加两个 输入管M2和M3，每个新增加的输入管通过偏置电阻有独立的偏置电压端，每个新增加的输 入管设有独立的输入隔直电容，输入匹配电感Lg和源极负反馈电感Ls同时参与工作。本实施例中，所述输入管Ml的宽长比(场效应晶体管导电沟道的宽与长之比) 为75um/0. 18um，所述输入管M2的宽长比为100um/0. 18um，所述输入管M3的宽长比为 50um/0. 18um，所述场效应晶体管M4的宽长比为80um/0. 18um ；所述电感Lg的电感值为7. 48nH,所述电感Ls的电感值为0. 666nH,所述电感Ld的 电感值为6. 14nH ；所述电容Cinl的电容值为1.02pF，所述电容Cin2的电容值为1. 02pF，所述电容Cin3 的电容值为1. 02pF，所述电容Cd的电容值为0. 128pF，所述电容C。ut的电容值为0. 384pF ；所述电阻Rbl的电阻为2. 38k Ω，所述电阻Rb2的电阻为2. 38k Ω，所述电阻Rb3的电 阻为 2. 38k Ω ；电源电压VDD为1. 8V ；所述偏置电压端Vbl、偏置电压端Vb2、及偏置电压端Vb3的标准工作电压均为0. 6V， 即需要所述输入管Ml工作时，在所述偏置电压端Vbl施加0. 6V的偏置电压，需要所述输入 管Μ2工作时，在所述偏置电压端Vb2施加0. 6V的偏置电压，需要所述输入管Μ3工作时，在 所述偏置电压端Vb3施加0. 6V的偏置电压；当所述偏置电压端Vbl的电压为OV时，所述输 入管Ml不参与工作，当所述偏置电压端Vb2的电压为OV时，所述输入管Μ2不参与工作，当所述偏置电压端Vb3的电压为OV时，所述输入管M3不参与工作；组合所述输入管Ml、输入管M2以及输入管M3的工作状态，可调节本实施例可变增 益低噪声放大器的增益，如表1所示，表1显示了本实施例可变增益低噪声放大器的增益与 各场效应晶体管工作状态的关系 表1从表1可知，本实施例可变增益低噪声放大器的增益实现8档可调，调节范围是 11 18dB。以所述输入管Ml工作为例，即Vbl = 0. 6V，Vb2 = Vb3 = 0V,说明本实施例可变增益 低噪声放大器的工作原理在所述偏置电压端Vbl施加0. 6V的偏置电压，而所述偏置电压端 Vb2及偏置电压端Vb3均接地，此时，只有所述输入管Ml参与工作，所述输入管M2和输入管 M3均不参加工作，所述电感Lg和电感Ls提供了工作在2. 4GHz的输入匹配，输入阻抗为 其中，Zm表示本实施例的可变增益低噪声放大器的输入阻抗，Ls表示所述电感Lg 的电感值，s表示取所述电感Lg的电感值实部，Cgsl表示所述输入管Ml的栅极电容，gffll表 示所述输入管Ml的跨导；输出阻抗为 其中，\表示本实施例的可变增益低噪声放大器的输出阻抗，Ld表示所述电感Ld 的电感值，s表示取所述电感Ld的电感值实部，Cl表示所述输出管M4的漏极的总寄生电容 值；所述输入管Ml和输出管M4工作在饱和状态，输入信号(电压信号)从信号输入端Vin 输入，经过所述输入管Ml转换成电流信号，该电流信号经过负载(图中未示)，在所述输出管M4的漏极形成一个小的电压摆幅，从信号输出端V。ut输出输出信号(电压信号)。
实验表明，本实施例的可变增益低噪声放大器在有效的7种工作状态下，噪声系 数在2. 5-3. 5dB之间，输入和输出匹配在2. 4GHz处都小于_15dB，放大器的最大功耗为 9mW，最小功耗为2. 25mff,电源电压VDD为1. 8V，可见，本实施例的可变增益低噪声放大器在 增益、噪声和功耗等方面有较好的折衷。
权利要求
一种可变增益低噪声放大器，包括输出管、输入匹配电感和源极负反馈电感，所述输出管的栅极连接电源电压，所述输出管的漏极连接该放大器的输出端，所述输入匹配电感的输入端为该放大器的输入端，所述源极负反馈电感的输出端接地，其特征在于，还包括多个输入管，每个输入管的漏极与所述输出管的源极连接；每个输入管的栅极连接一电容后与所述输入匹配电感的输出端连接；每个输入管的栅极与一电阻的输入端连接，每个所述电阻的输出端形成一个偏置电压端；每个输入管的源极与所述源极负反馈电感的输入端连接。
2.如权利要求1所述的可变增益低噪声放大器，其特征在于，通过在不同的所述偏置 电压端施加不同的偏置电压，改变各个输入管的工作状态，实现增益可调。
3.如权利要求2所述的可变增益低噪声放大器，其特征在于，与所述输入管的栅极连 接的各个电阻的阻值相等。
4.如权利要求2所述的可变增益低噪声放大器，其特征在于，与所述输入管的栅极连 接的各个电容的电容值相等。
5.如权利要求2所述的可变增益低噪声放大器，其特征在于，所述多个输入管的标准 工作电压相等。
6.如权利要求1 5中任一权利要求所述的可变增益低噪声放大器，其特征在于，包括 3个输入管。
7.如权利要求6所述的可变增益低噪声放大器，其特征在于，所述可变增益低噪声放 大器的增益调节范围为11 18dB。
全文摘要
本发明的可变增益低噪声放大器包括输出管、输入匹配电感、源极负反馈电感和多个输入管，所述输出管的栅极连接电源电压，所述输出管的漏极连接该放大器的输出端，所述输入匹配电感的输入端为该放大器的输入端，所述源极负反馈电感的输出端接地，每个输入管的漏极与所述输出管的源极连接；每个输入管的栅极连接一电容后与所述输入匹配电感的输出端连接；每个输入管的栅极与一电阻的输入端连接，每个所述电阻的输出端形成一个偏置电压端；每个输入管的源极与所述源极负反馈电感的输入端连接。本发明的可变增益低噪声放大器可调节增益，而且具有噪声低、增益高、功耗小的优点。
文档编号H03F1/26GK101888210SQ20101022937
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者任铮, 冯程程, 叶红波, 唐逸 申请人:上海集成电路研发中心有限公司