一種帶有補(bǔ)償偏置電路的低噪聲放大器的制造方法
【專利摘要】一種帶有補(bǔ)償偏置的單端輸入低噪聲放大器，其特征是該偏置電路包括第一NMOS晶體管(M1)、第二NMOS晶體管(M2)、第三NMOS晶體管(M3)、第四NMOS晶體管(M4)、低噪聲放大器的共源放大管(M5)、低噪聲放大器的共柵晶體管(M6)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第一電容(C1)、第二電容(C2)和第三電容(C3)。這種偏置電路可以對(duì)溫度，工藝角以及電源電壓的變化進(jìn)行一定的補(bǔ)償，使得低噪聲放大器在不同的工藝角，溫度，電源電壓下性能保持基本的穩(wěn)定，或者做出進(jìn)一步的過(guò)補(bǔ)償調(diào)整，以滿足實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用條件下的需求。
【專利說(shuō)明】一種帶有補(bǔ)償偏置電路的低噪聲放大器 一、

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種帶有補(bǔ)償電路的低噪聲放大器，可以對(duì)溫度，工藝角，電源電壓的波 動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。 二、

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，各種便攜式的電子設(shè)備給人們的生活帶來(lái)了極大 的方便，如手機(jī)等。低噪聲放大器是這些設(shè)備中必不可少的電路模塊。低噪聲放大器用來(lái) 從天線接收到微弱信號(hào)并進(jìn)行放大，疊加盡可能少的噪聲。其增益，噪聲，線性度等都將直 接影響整個(gè)接收機(jī)的性能。一個(gè)好的低噪聲放大器所應(yīng)該具備的性能包括：提供足夠高的 增益，克服后繼級(jí)噪聲的干擾；優(yōu)良的噪聲性能以防止系統(tǒng)靈敏度的下降；良好的線性度 以減少對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的影響；較高的反向隔離度，防止信號(hào)的泄漏并增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 良好的輸入匹配以利于信號(hào)的有效傳輸。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常采用折衷方案，綜合考慮各項(xiàng) 因素，兼顧各項(xiàng)指標(biāo)的平衡。
[0003] 傳統(tǒng)的低噪聲放大器通常采用共源或共源共柵結(jié)構(gòu)，其中共源共柵的源極電感蛻 化放大器最為常見(jiàn)。在實(shí)際的制造和使用中，工藝角，溫度的變化對(duì)低噪聲放大器的性能有 著重要的影響，因此，需要對(duì)這些因素進(jìn)行一定的補(bǔ)償，以保證低噪聲放大器性能的穩(wěn)定。 三、


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了補(bǔ)償工藝角，溫度的變化對(duì)低噪聲放大器性能的影響，本發(fā)明提供了一種帶 有補(bǔ)償偏置的單端輸入低噪聲放大器，可以起到補(bǔ)償溫度，工藝角，電源電壓的作用。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] -種帶有補(bǔ)償偏置的單端輸入低噪聲放大器，其特征是該偏置電路包括第一 NM0S 晶體管Ml、第二NM0S晶體管M2、第三NM0S晶體管M3、第四NM0S晶體管M4、低噪聲放大器 的共源放大管M5、低噪聲放大器的共柵晶體管M6、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、 第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容C1、第二電容C2和第三電容C3 ;其中第一 NM0S晶體管 Ml的漏極連接電源VCC，柵極與第二電阻R2和第三電阻R3連接，第二電阻R2的另一端連接 電源VCC，第三電阻R3的另一端連接第二NM0S晶體管M2的漏極和第三NM0S晶體管M3的 柵極，第三NM0S晶體管M3的柵極經(jīng)過(guò)第一電容C1連接到地，第二NM0S晶體管M2的柵極 連接第一 NM0S晶體管Ml的源極，第一 NM0S晶體管Ml的源極通過(guò)第一電阻R1連接到地； 第二NM0S晶體管M2的源極直接連接到地；第三NM0S晶體管M3的漏極連接第四電阻R4， 第四電阻R4為低噪聲放大器的共柵晶體管M6的柵極提供偏置電壓，并經(jīng)過(guò)第三電容C3連 接到地，第四電阻R4的另一端連接電源VCC，第三NM0S晶體管M3的源極連接第四NM0S晶 體管M4的漏極和柵極，第四NM0S晶體管M4經(jīng)過(guò)第五電阻R5給低噪聲放大器的共源放大 管M5的柵極提供偏置電壓，并經(jīng)過(guò)第二電容C2連接到地，第四電阻R4的源極接地。
[0007] 所述第一 NM0S晶體管Ml的漏極連接電源VCC，源極連接第一電阻R1，柵極則連接 第二電阻R2和第三電阻R3,第二電阻R2的另一端連接電源VCC ;第二NM0S晶體管M2的漏 極連接第三電阻R3的另一端，柵極連接第一 NMOS晶體管Ml的源極和第一電阻R1，源極接 地。第一電阻R1的另一端接地，第一 NM0S晶體管Ml、第二NM0S晶體管M2、第一電阻R1、第 二電阻R2、第三電阻R3構(gòu)成一個(gè)反饋的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
[0008] 所述第三NM0S晶體管M3的柵極連接權(quán)利要求2中所述的反饋結(jié)構(gòu)中的一個(gè)穩(wěn)定 的電壓點(diǎn)，并用電容C1連接到地，第三NM0S晶體管M3的漏極通過(guò)第四電阻R4連接至電源 VCC，第三NM0S晶體管M3的源極連接第四NM0S晶體管M4的漏極和柵極，第四NM0S晶體管 M4的源極接地。
[0009] 所述第三NM0S晶體管M3的源極經(jīng)過(guò)NM0S晶體管的二極管連接方式到地，并在該 源極為低噪聲放大器的共源放大管M5提供偏置電壓。該提供偏置電壓的源極通過(guò)一個(gè)電 容連接到地，并經(jīng)過(guò)大第五電阻R5連接到低噪聲放大器共源管M5的柵極。
[0010] 所述低噪聲放大器的共柵晶體管M6的偏置電壓可由偏置電路中的任意一個(gè)穩(wěn)定 且合適的電路節(jié)點(diǎn)提供。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：
[0012] 這種偏置電路可以對(duì)溫度，工藝角以及電源電壓的變化進(jìn)行一定的補(bǔ)償，使得低 噪聲放大器在不同的工藝角，溫度，電源電壓下性能保持基本的穩(wěn)定，或者做出進(jìn)一步的過(guò) 補(bǔ)償調(diào)整，以滿足實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用條件下的需求。 四、

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1本發(fā)明的帶有補(bǔ)償偏置電路的低噪聲放大器的電路原理圖。 五、 具體實(shí)施方案
[0014] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述：
[0015] 如圖1所示，M5和M6是一個(gè)傳統(tǒng)的共源共柵低噪聲放大器（LNA)的共源NM0S晶 體管和共柵NM0S晶體管，電感L2為源極蛻化電感，電感L1是低噪聲放大器（LNA)的電感 負(fù)載，C4是輸出隔直電容。以上兀器件構(gòu)成低噪聲放大器的信號(hào)放大電路。輸入輸出位置 如圖1所示。例如，圖1中所示的情況是由晶體管M3的漏極電壓提供偏置。該偏置點(diǎn)通過(guò) 一個(gè)大的電容C3連接到地，以保證共柵管M6的柵極在低噪聲放大器的工作頻率處交流連 接到地。
[0016] 本發(fā)明的補(bǔ)償是通過(guò)低噪聲放大器的偏置電路實(shí)現(xiàn)的。
[0017] 如圖1所示，該偏置電路包括NM0S晶體管Ml?M4,電阻R1?R5,電容C1?C3。 其中Ml的漏極連接電源VCC，柵極與R2和R3連接。R2的另一端連接電源，R3的另一端連 接M2的漏極和M3的柵極，該節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)電容C1連接到地。M2的柵極連接Ml的源極，該節(jié)點(diǎn) 通過(guò)電阻R1連接到地。M2的源極直接連接到地。M3的漏極連接R4,該節(jié)點(diǎn)為低噪聲放大 器（LNA)的共柵晶體管的柵極提供偏置電壓，并經(jīng)過(guò)電容C3連接到地。R4的另一端連接電 源VCC。M3的源極連接M4的漏極和柵極，該節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)電阻R5給低噪聲放大器（LNA)的共 源放大管的柵極提供偏置電壓，并經(jīng)過(guò)電容C2連接到地。M4的源極接地。
[0018] 共源共柵低噪聲放大器電路中，共源NM0S晶體管和共柵NM0S晶體管的電流相等， 增益主要由兩者的電流決定，噪聲和電流之間也具有一定的聯(lián)系。通過(guò)補(bǔ)償或改變流過(guò)共 源共柵放大器的電流，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)放大器性能的補(bǔ)償。工作在飽和區(qū)的晶體管，其電流的 表達(dá)式為：
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種帶有補(bǔ)償偏置的單端輸入低噪聲放大器，其特征是該偏置電路包括第一 NMOS 晶體管（Ml)、第二NM0S晶體管（M2)、第三NM0S晶體管（M3)、第四NM0S晶體管（M4)、低噪 聲放大器的共源放大管（M5)、低噪聲放大器的共柵晶體管（M6)、第一電阻（R1)、第二電阻 (R2)、第三電阻（R3)、第四電阻（R4)、第五電阻（R5)、第一電容（C1)、第二電容（C2)和第三 電容（C3);其中第一 NM0S晶體管（Ml)的漏極連接電源（VCC)，柵極與第二電阻（R2)和第 三電阻（R3)連接，第二電阻（R2)的另一端連接電源（VCC)，第三電阻（R3)的另一端連接第 二NM0S晶體管（M2)的漏極和第三NM0S晶體管（M3)的柵極，第三NM0S晶體管（M3)的柵 極經(jīng)過(guò)第一電容（C1)連接到地，第二NM0S晶體管（M2)的柵極連接第一 NM0S晶體管（Ml) 的源極，第一 NMOS晶體管（Ml)的源極通過(guò)第一電阻（R1)連接到地；第二NMOS晶體管（M2) 的源極直接連接到地；第三NM0S晶體管（M3)的漏極連接第四電阻（R4)，第四電阻（R4)為 低噪聲放大器的共柵晶體管（M6)的柵極提供偏置電壓，并經(jīng)過(guò)第三電容（C3)連接到地，第 四電阻（R4)的另一端連接電源（VCC)，第三NMOS晶體管（M3)的源極連接第四NMOS晶體 管（M4)的漏極和柵極，第四NMOS晶體管（M4)經(jīng)過(guò)第五電阻（R5)給低噪聲放大器的共源 放大管（M5)的柵極提供偏置電壓，并經(jīng)過(guò)第二電容（C2)連接到地，第四電阻（R4)的源極 接地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有補(bǔ)償偏置的單端輸入低噪聲放大器，其特征是所述第 一 NMOS晶體管（Ml)的漏極連接電源（VCC)，源極連接第一電阻（R1)，柵極則連接第二電 阻（R2)和第三電阻（R3)，第二電阻（R2)的另一端連接電源（VCC);第二NMOS晶體管（M2) 的漏極連接第三電阻（R3)的另一端，柵極連接第一 NMOS晶體管（Ml)的源極和第一電阻 (R1)，源極接地。第一電阻（R1)的另一端接地，第一 NMOS晶體管（Ml)、第二NMOS晶體管 (M2)、第一電阻（R1)、第二電阻（R2)、第三電阻（R3)構(gòu)成一個(gè)反饋的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有補(bǔ)償偏置的單端輸入低噪聲放大器，其特征是所述第三 NMOS晶體管（M3)的柵極連接權(quán)利要求2中所述的反饋結(jié)構(gòu)中的一個(gè)穩(wěn)定的電壓點(diǎn)，并用電 容C1連接到地，第三NMOS晶體管（M3)的漏極通過(guò)第四電阻（R4)連接至電源（VCC)，第三 NMOS晶體管（M3)的源極連接第四NMOS晶體管（M4)的漏極和柵極，第四NMOS晶體管（M4) 的源極接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有補(bǔ)償偏置的單端輸入低噪聲放大器，其特征是所述第三 NMOS晶體管（M3)的源極經(jīng)過(guò)NMOS晶體管的二極管連接方式到地，并在該源極為低噪聲放 大器的共源放大管（M5)提供偏置電壓。該提供偏置電壓的源極通過(guò)一個(gè)電容連接到地，并 經(jīng)過(guò)大第五電阻（R5)連接到低噪聲放大器的共源放大管（M5)的柵極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有補(bǔ)償偏置的單端輸入低噪聲放大器，其特征是所述低噪 聲放大器的共柵晶體管（M6)的偏置電壓可由偏置電路中的任意一個(gè)穩(wěn)定且合適的電路節(jié) 點(diǎn)提供。
【文檔編號(hào)】H03F1/30GK104158498SQ201410351700
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】徐厚軍, 俞志君, 姚英姿 申請(qǐng)人:江蘇星宇芯聯(lián)電子科技有限公司