本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路的模擬電路領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種環(huán)路反饋有源電阻。

背景技術(shù)：

低噪聲放大器是噪聲系數(shù)很低的放大器，一般用作各類無線電接收機(jī)的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設(shè)備的放大電路，是射頻收發(fā)機(jī)中的重要模塊之一，主要用于通訊系統(tǒng)中將接收自天線的信號放大，以便于后級的接收機(jī)電路處理。

在放大微弱信號的場合，放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴(yán)重，因此希望減小這種噪聲，以提高輸出的信噪比。由放大器所引起的信噪比惡化程度通常用噪聲系數(shù)F來表示。理想放大器的噪聲系數(shù)F＝1(0分貝)，其物理意義是輸出信噪比等于輸入信噪比。

由于來自天線的信號一般都非常微弱，低噪聲放大器一般情況下均位于非?？拷炀€的部位以減小信號損耗。正是由于噪聲放大器位于整個(gè)接收機(jī)緊鄰天線的最先一級，它的特性直接影響著整個(gè)接收機(jī)接收信號的質(zhì)量。

為了確保天線接收的信號能夠在接收機(jī)的最后一級被正確的恢復(fù)，一個(gè)好的低噪聲放大器需要在放大信號的同時(shí)產(chǎn)生盡可能低的噪音以及失真。

隨著現(xiàn)代移動(dòng)通訊的發(fā)展，低噪聲放大器要求能夠適用于各種頻率和協(xié)議的應(yīng)用，因此，對LNA的電感提出了更高的要求，尤其是要求LNA的電感可變，滿足各種頻率和協(xié)議應(yīng)用的需要，從而使整個(gè)接收機(jī)成為一個(gè)寬帶的接收機(jī)。輸入端的阻抗匹配和噪聲匹配是實(shí)現(xiàn)高增益和低噪聲的關(guān)鍵，對輸入端的阻抗匹配和噪聲匹配影響最關(guān)鍵的是LNA的電感。

通常來說，用于輸入匹配的低噪聲放大器電感是由無源器件所構(gòu)成，其中電阻是重要的無源元器件。通常來說，集成電路無源電阻經(jīng)過工藝制作以后就固定了，其阻抗是不能調(diào)整的。但是在很多應(yīng)用中，如果可以調(diào)整電阻的阻抗，將會(huì)對電路設(shè)計(jì)帶來極大好處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種阻值可調(diào)的環(huán)路反饋有源電阻，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種環(huán)路反饋有源電阻，適用于射頻無線接收機(jī)領(lǐng)域；其包括：第一有源晶體管M1、第二有源晶體管M2、第一無源電阻R1、第二無源電阻R2、第一無源電容C1、第二無源電容C2、第一無源電感L1和第二無源電感L2；

第一有源晶體管M1和第二有源晶體管M2漏極相連作為所述環(huán)路反饋有源電阻的輸入端Vinput；

所述第一無源電感L1和第一無源電阻R1串聯(lián)后與所述第一無源電容C1相并接，所述第二無源電感L2和第二無源電阻R2串聯(lián)后與所述第二無源電容C2相并接；

所述第一無源電感L1的一端、第二無源電感L2的一端、第一無源電容C1的一端、第二無源電容C2的一端與所述第一有源晶體管M1的柵極相連；

所述第二無源電阻R2的另一端、第二無源電容C2的另一端與所述第二有源晶體管M2的源極相連；

所述第一無源電阻R1的另一端和第一無源電容C1的另一端與所述第一有源晶體管M1的源極和第二有源晶體管M2柵極相連作為所述環(huán)路反饋有源電阻的輸入端Voutput；

其中，通過調(diào)整所述第一有源晶體管M1和第二有源晶體管M2的電流，以調(diào)整所述第一有源晶體管M1和第二有源晶體管M2的電流的跨導(dǎo)，進(jìn)而調(diào)整所述環(huán)路反饋有源電阻的阻抗；和/或

通過調(diào)整設(shè)計(jì)時(shí)第一無源電阻R1/第一無源電容C1/第一無源電感L1和第二無源電阻R2/第二無源電容C2第二無源電感/L2的阻抗，調(diào)整所述環(huán)路反饋有源電阻的阻抗。

優(yōu)選地，所述第一無源電容C1包括第一有源晶體管M1的寄生電容，所述寄生電容包括第一有源晶體管M1的漏端對地寄生電容和第一有源晶體管M1漏端與源端的寄生電容。

優(yōu)選地，所述第一無源電容C1不小于所述第一有源晶體管M1漏端對地的寄生電容。

優(yōu)選地，所述第二無源電容C2包括M2的寄生電容，包括第二有源晶體管M2漏端對地寄生電容和第二有源晶體管M2漏端與源端的寄生電容。

優(yōu)選地，第一無源電阻R1/第二無源電阻R2等于a倍的第一無源電容C1/第二無源電容C2，其中，a為0.4～0.9。

優(yōu)選地，a為0.7。

優(yōu)選地，所述第一無源電阻R1的阻值為300～800歐姆；所述第一無源電容C1為100fF～1pF；所述第一無源電感L1為2～5nH。

優(yōu)選地，所述第一無源電阻R1的阻值為400歐姆。

優(yōu)選地，所述第一無源電容C1為200fF。

優(yōu)選地，所述第一無源電感L1為3nH。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提出的環(huán)路反饋有源電阻的阻抗，擺脫了傳統(tǒng)無源器件阻值固定的缺陷，與其他調(diào)整阻抗的電路相比，具有更小的面積和更易調(diào)整阻值的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明環(huán)路反饋電阻的基本原理示意圖

圖2為所示為本發(fā)明環(huán)路反饋電阻一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本發(fā)明環(huán)路反饋有源電阻一實(shí)施例的阻抗所做仿真波形變化圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明環(huán)路反饋電阻的基本原理示意圖。如圖所示，Vinput與Voutput之間是被設(shè)計(jì)的體現(xiàn)本發(fā)明思路的環(huán)路反饋電阻，通過反饋理論可以知道，整個(gè)環(huán)路反饋電阻的阻抗Zin＝Zin1/(1-A*B)，其中，Zin1是從放大器A看到的正向端看到的阻抗，A*B是該電阻環(huán)路的環(huán)路增益，A是放大器A的增益，B是放大器B的增益。

也就是說，整個(gè)電阻的阻抗Zin是可以通過放大器A的增益(正增益)和放大器B的增益(反饋增益)進(jìn)行調(diào)整的。

請參閱圖2，圖2為所示為本發(fā)明環(huán)路反饋電阻一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā)明的實(shí)施例中，基于上述設(shè)計(jì)思想，圖2所示該適用于射頻無線接收機(jī)領(lǐng)域的環(huán)路反饋有源電阻連接在Vinput與Voutput之間，其由以下幾部分構(gòu)成：第一有源晶體管M1、第二有源晶體管M2、第一無源電阻R1、第二無源電阻R2、第一無源電容C1、第二無源電容C2；第一無源電感L1和第二無源電感L2。

其中，第一有源晶體管M1和第二有源晶體管M2漏極相連作為所述環(huán)路反饋有源電阻的輸入端Vinput；第一無源電感L1和第一無源電阻R1串聯(lián)后與第一無源電容C1相并接，第二無源電感L2和第二無源電阻R2串聯(lián)后與第二無源電容C2相并接；第一無源電感L1的一端、第二無源電感L2的一端、第一無源電容C1的一端、第二無源電容C2的一端與第一有源晶體管M1的柵極相連；第二無源電阻R2的另一端、第二無源電容C2的另一端與第二有源晶體管M2的源極相連；第一無源電阻R1的另一端和第一無源電容C1的另一端與第一有源晶體管M1的源極和第二有源晶體管M2柵極相連作為環(huán)路反饋有源電阻的輸入端Voutput。

如圖2所示，通過小信號等效電路模型可以分析得到，該環(huán)路反饋有源電阻的環(huán)路增益G：

其中，gm1是第一有源晶體管M1的跨導(dǎo)，gm2是第二有源晶體管M2的跨導(dǎo)，ro2是第二有源晶體管M2的源漏電阻，Rs是標(biāo)準(zhǔn)阻抗(50歐姆)。

Z1是從圖中a節(jié)點(diǎn)看到的負(fù)載電阻，Z1＝(R1+jωL1)||1/jωC1

Z2是從圖中b節(jié)點(diǎn)看到的負(fù)載電阻，Z2＝(R2+jωL2)||1/jωC2

所以，該環(huán)路反饋有源電阻的阻抗為：

從上式可以看出，

(1)通過調(diào)整第一有源晶體管M1和第二有源晶體管M2的電流，以調(diào)整第一有源晶體管M1和第二有源晶體管M2的電流的跨導(dǎo)，進(jìn)而調(diào)整環(huán)路反饋有源電阻的阻抗；和/或

(2)通過調(diào)整設(shè)計(jì)時(shí)第一無源電阻R1/第一無源電容C1/第一無源電感L1和第二無源電阻R2/第二無源電容C2第二無源電感/L2的阻抗，調(diào)整環(huán)路反饋有源電阻的阻抗。

值得指出的是，圖2中的第一無源電容C1，嚴(yán)格地說，第一無源電容C1本身，還包括第一有源晶體管M1的寄生電容，即第一無源電容C1包括第一有源晶體管M1的寄生電容，該寄生電容包括第一有源晶體管M1的漏端對地寄生電容和第一有源晶體管M1漏端與源端的寄生電容，且第一無源電容C1不小于第一有源晶體管M1漏端對地的寄生電容；同樣，第二無源電容C2不僅包括第二無源電容C2本身，還包括第二有源晶體管M2的寄生電容，即包括第二有源晶體管M2漏端對地寄生電容和第二有源晶體管M2漏端與源端的寄生電容。

設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，在上述環(huán)路反饋有源電阻的設(shè)計(jì)中，有以下關(guān)鍵之處：

①、第一無源電阻R1/第二無源電阻R2可以等于a倍的第一無源電容C1/第二無源電容C2，其中，a為0.4～0.9。

②、第一無源電阻R1的阻值可以為300～800歐姆為300～800歐姆在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一無源電阻R1的阻值為400歐姆；

③、第一無源電容C1可以為100fF～1pF，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一無源電容C1為200fF，請注意第一無源電容C1不能小于第一有源晶體管M1漏端的寄生電容；

④、第一無源電感L1可以為2～5nH，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一無源電感L1為3nH。

下面通過一個(gè)本發(fā)明的較佳實(shí)施例對本發(fā)明環(huán)路反饋有源電阻的有益效果進(jìn)行說明。請參閱圖3，圖3為本發(fā)明環(huán)路反饋有源電阻一實(shí)施例的阻抗所做仿真波形變化圖，其中，圖3的橫坐標(biāo)為頻率(frequency)，縱坐標(biāo)為輸入阻抗(input impendence)。

從圖3中可以看出，通過調(diào)整第二無源電阻R2的阻值，可以有效調(diào)整該環(huán)路反饋有源電阻的阻抗。在射頻系統(tǒng)中，通常要求阻抗?jié)M足50歐姆的標(biāo)準(zhǔn)阻抗，也就是說，與第二無源電阻R2＝0相比，通過增大第二無源電阻R2的阻值，可以有效拓寬該電阻滿足50歐姆標(biāo)準(zhǔn)阻抗的頻率范圍，使得該電阻阻抗能夠滿足更寬頻段的應(yīng)用領(lǐng)域。

綜上所述，本發(fā)明所提出的該環(huán)路反饋有源電阻的阻抗，擺脫了傳統(tǒng)無源器件阻值固定的缺陷，與其他調(diào)整阻抗的電路相比，具有更小的面積和更易調(diào)整阻值的特點(diǎn)。

以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。