專利名稱：一種高線性度的低噪聲放大器電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于射頻集成電路領域，尤其涉及一種低噪聲放大器電路的設計。
背景技術：
隨著互補金屬氧化物半導體(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)技術的高速發(fā)展以及人們對無線通信需求的不斷擴大，無線通信接收機得 到了越來越廣泛的應用。為了接收較大動態(tài)范圍的信號，無線通信接收機需要具有很高的 線性度以正確接收、解調強信號，而作為無線通信接收機系統(tǒng)的第一級，低噪聲放大器的性 能對接收機起著非常重要的作用。文獻"A 1. 2 V 114 mff Dual—Band Direct-Conversion DVB-H Tuner in 0. 13 μ m CMOS”，IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, Vol. 44, No. 3, March 2009，提出 了一種 低噪聲放大器電路，這種放大器電路能夠實現(xiàn)較寬的增益動態(tài)范圍、良好的輸入阻抗匹配 和較低的噪聲系數，但這種結構僅僅采用偽差分放大電路作為二級放大器單元，不能很好 地抑制放大器電路的非線性失真，達不到高線性度的指標要求。

實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有的低噪聲放大器線性度不高的問題，提出 了一種高線性度的低噪聲放大器電路。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是一種高線性度的低噪聲放大器電 路，包括共柵-共源電路單元、開關電路單元和二級放大電路單元，共柵-共源電路單元通 過第一耦合電容和第二耦合電容與二級放大電路單元相連，其特征在于，二級放大電路單元包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五 晶體管、第六晶體管、電流源、第一偏置電壓源端口、第一負載電阻和第二負載電阻，所述第 一晶體管的柵極與第一耦合電容相連，第一晶體管的源極與電流源相連，第一晶體管的漏 極與所述第五晶體管的源極相連；所述第二晶體管的柵極與第二耦合電容相連，第二晶體 管的源極與電流源相連，第二晶體管的漏極與所述第六晶體管的源極相連；所述第三晶體 管的柵極與第一耦合電容相連，第三晶體管的源極接地，第三晶體管的漏極與所述第五晶 體管的源極相連；所述第四晶體管的柵極與第二耦合電容相連，第四晶體管的源極接地，第 四晶體管的漏極與所述第六晶體管的源極相連；所述第五晶體管的漏極與第一負載電阻相 連，第五晶體管的柵極與第一偏置電壓源端口相連；所述第六晶體管的漏極與第二負載電 阻相連，第六晶體管的柵極與第一偏置電壓源端口相連。上述晶體管為NMOS管。本實用新型的有益效果本實用新型通過以第一晶體管和第二晶體管組成的全差 分電路和以第三晶體管和第四晶體管組成的偽差分電路構成的二級放大電路單元，在射頻 性能不惡化的前提下，使得低噪聲放大器電路的線性度指標三階交調截點相比背景技術中 的文獻中所述的放大器電路，約提高了 IOdBm,同時提高了共模抑制比。
圖1是本實用新型的高線性度的低噪聲放大器電路結構示意圖。圖2是本實用新型的二級放大電路單元結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，給出本實用新型的具體實施例。本實用新型的高線性度的低噪聲放大器電路結構如圖1所示，具體包括共柵-共 源電路單元、開關電路單元和二級放大電路單元。共柵-共源電路單元通過第一耦合電容 Cl和第二耦合電容C2與二級放大電路單元相連。單端信號從Rfin端口輸入，經過共柵-共源電路單元的單端轉雙端功能后成為差 分信號，并由共柵-共源電路單元實現(xiàn)初步放大，由開關電路單元控制，再輸入到二級放大 電路單元，最后由Voutl端口和Vout2端口輸出。開關電路單元包括第七晶體管M7和第八晶體管M8。這里，共柵-共源電路單元、開 關電路單元的內部連接以及開關電路單元與共柵-共源電路單元的連接屬于本領域中的 現(xiàn)有技術，具體可參看文獻 “A 1. 2 V 114mff Dual-Band Direct-Conversion DVB-H Tuner in 0. 13μπι CMOS”，IEEE JOURNAL 0FS0LID-STATE CIRCUITS, Vol. 44，No. 3，March 2009， 在此不再作詳細描述。二級放大電路單元結構示意圖如圖2所示，具體包括第一晶體管Ml、第二晶體管 M2、第三晶體管M3、第四晶體管M4、第五晶體管M5、第六晶體管M6、電流源Is、第一偏置電壓 源VBl端口、第一負載電阻Rl和第二負載電阻R2。開關電路單元與二級放大電路單元的電氣連接關系上開關電路單元的第七晶體 管M7的漏極與二級放大電路單元第五晶體管M5的源極相連；開關電路單元的第八晶體管 M8的漏極與二級放大電路單元第六晶體管M6的源極相連。二級放大電路單元的第一晶體管Ml的柵極與第一耦合電容Cl相連，第一晶體管 Ml的源極與電流源Is相連，第一晶體管Ml的漏極與所述第五晶體管M5的源極相連；所述 第二晶體管M2的柵極與第二耦合電容C2相連，第二晶體管M2的源極與電流源相連，第二 晶體管M2的漏極與所述第六晶體管M6的源極相連；所述第三晶體管M3的柵極與第一耦合 電容Cl相連，第三晶體管M3的源極接地，第三晶體管M3的漏極與所述第五晶體管M5的源 極相連；所述第四晶體管M4的柵極與第二耦合電容C2相連，第四晶體管M4的源極接地，第 四晶體管M4的漏極與所述第六晶體管M6的源極相連；所述第五晶體管M5的漏極與第一負 載電阻Rl相連，第五晶體管M5的柵極與第一偏置電壓源VBl端口相連；第六晶體管M6的 漏極與第二負載電阻R2相連，第六晶體管M6的柵極與第一偏置電壓源VBl端口相連。電流源Is —端與第一晶體管Ml和第二晶體管M2的源極相連，另一端接地，利用 電流源Is可以使得第一晶體管Ml和第二晶體管M2的偏置電流幾乎不受輸入共模電平變 化的影響。Rfin端口連接到共柵-共源電路單元的共柵晶體管的柵極，Voutl端口連接到第五 晶體管M5的漏極，Vout2端口連接到第六晶體管M6的漏極。這里的晶體管指的是NMOS管。[0021]本實用新型通過以第一晶體管Ml和第二晶體管M2組成的全差分電路和以第三晶 體管M3和第四晶體管M4組成的偽差分電路構成的二級放大電路單元，有效提高了電路的 線性度指標。這是因為，對射頻放大器電路而言，電路的二次跨導導數gm"是決定線性度指 標三階交調截點的主要參數，而偽差分電路的gm"隨著偏置電壓的變化而變化，當偽差分 對管偏置從飽和區(qū)變到弱反型區(qū)時，gm"從負值變成正值；全差分電路的gm"不隨著偏置 電壓的變化而變化，gm"恒為負值；因此，全差分電路和偽差分電路的結合，能夠有效地將 gm"抵消，使gm"趨近于零，在射頻性能不惡化的前提下，使得低噪聲放大器電路的線性度 指標三階交調截點相比背景技術中的文獻中所述的放大器電路，約提高了 IOdBm,同時提高 了共模抑制比。本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本實 用新型的原理，應被理解為本實用新型的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。 本領域的普通技術人員可以根據本實用新型公開的這些技術啟示做出各種不脫離本實用 新型實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種高線性度的低噪聲放大器電路，包括共柵-共源電路單元、開關電路單元和二 級放大電路單元，共柵-共源電路單元通過第一耦合電容和第二耦合電容與二級放大電路 單元相連，其特征在于，二級放大電路單元包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體 管、第六晶體管、電流源、第一偏置電壓源端口、第一負載電阻和第二負載電阻，所述第一晶 體管的柵極與第一耦合電容相連，第一晶體管的源極與電流源相連，第一晶體管的漏極與 所述第五晶體管的源極相連；所述第二晶體管的柵極與第二耦合電容相連，第二晶體管的 源極與電流源相連，第二晶體管的漏極與所述第六晶體管的源極相連；所述第三晶體管的 柵極與第一耦合電容相連，第三晶體管的源極接地，第三晶體管的漏極與所述第五晶體管 的源極相連；所述第四晶體管的柵極與第二耦合電容相連，第四晶體管的源極接地，第四晶 體管的漏極與所述第六晶體管的源極相連；所述第五晶體管的漏極與第一負載電阻相連， 第五晶體管的柵極與第一偏置電壓源端口相連；第六晶體管的漏極與第二負載電阻相連， 第六晶體管的柵極與第一偏置電壓源端口相連。
2.根據權利要求1所述的高線性度的低噪聲放大器電路，其特征在于，所述的晶體管 為NMOS管。
專利摘要本實用新型公開了一種高線性度的低噪聲放大器電路。本實用新型的低噪聲放大器電路包括共柵-共源電路單元、開關電路單元和二級放大電路單元，針對現(xiàn)有的一種低噪聲放大器電路僅僅采用偽差分放大器作為二級放大器單元，不能很好地抑制電路的非線性失真的缺點，本實用新型通過以第一晶體管和第二晶體管組成的全差分電路和以第三晶體管和第四晶體管組成的偽差分電路構成的二級放大電路單元，在射頻性能不惡化的前提下，使得低噪聲放大器電路的線性度指標三階交調截點相比背景技術中的文獻中所述的放大器電路，約提高了10dBm，同時提高了共模抑制比。
文檔編號H03F1/26GK201904761SQ201020686470
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權日2010年12月29日
發(fā)明者劉學敏, 文光俊, 楊擁軍 申請人:電子科技大學