低功耗超寬帶低噪聲放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種低功耗超寬帶低噪聲放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著射頻通信技術(shù)的發(fā)展，人們對高速射頻通信質(zhì)量的要求越來越高，作為射頻前端接收機(jī)的第一級，傳統(tǒng)的低噪聲放大器顯然滿足不了人們對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喾N要求。由于超寬帶射頻通信系統(tǒng)是更高質(zhì)量、更安全以及更快速度的短距離無線通信技術(shù)，所以超寬帶低噪聲放大器可以更好的滿足人們的需求。
[0003]由于承載射頻信息功能的接收機(jī)需要持續(xù)處于等待狀態(tài)或者信息收發(fā)的狀態(tài)，低噪聲放大器又是整個(gè)接收機(jī)中功耗較大的模塊，所以它的功耗問題一直是人們研究的焦點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)低功耗的低噪聲放大器是解決射頻接收機(jī)續(xù)航能力的核心問題。
[0004]然而，現(xiàn)有的低噪聲放大器存在功耗高，頻帶窄的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低功耗超寬帶低噪聲放大器，該放大器可以工作在3-8GHZ頻段，得以解決了傳統(tǒng)低噪聲放大器功耗高、帶寬窄的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種低功耗超寬帶低噪聲放大器，包括:
[0007]輸入級電路，該輸入級電路的輸入端接收信號輸入端輸入的輸入信號；
[0008]兩級共射阻容耦合放大級電路，該兩級共射阻容耦合放大級電路的輸入端連接所述輸入級電路的輸出端，對所述輸入信號進(jìn)行放大，并輸出放大后的信號；
[0009]輸出緩沖級電路，該輸出緩沖級電路的輸入端與所述兩級共射阻容耦合放大級電路的輸出端連接，輸出所述放大后的信號至信號輸出端。
[0010]其中，所述輸入級電器包括:第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管以及第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管；其中，
[0011]所述第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的基極分別與第三電阻的第二端、第五電感的第二端以及第五電容的第一端連接；
[0012]所述第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的發(fā)射極分別與第五電容的第二端和第七電感的第一端連接；
[0013]所述第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的集電極與第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的發(fā)射極連接;
[0014]所述第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的集電極分別與第三電感的第二端和第四電容的第一端，且所述第三電感的第一端與第一電阻的第二端連接。
[0015]其中，所述兩級共射阻容耦合放大級電路包括:第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管以及第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管；其中，
[0016]所述第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的基極與第四電容的第二端連接；
[0017]所述第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的集電極分別與第三電容的第二端和第四電感的第二端連接；
[0018]所述第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的發(fā)射極與第六電感的第一端連接；
[0019]所述第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的基極分別與第三電容的第一端和第二電阻的第二端連接，所述第二電阻的第一端與所述第二電感的第一端連接；
[0020]所述第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的集電極分別與第二電感的第二端和第一電感的第二端及第二電容的第一端連接；
[0021]所述第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的發(fā)射極分別與第一電容的第一端和第四電感的第一端連接。
[0022]其中，所述輸出緩沖級電路包括:第五異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管；其中，
[0023]所述第五異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的基極分別與第二電容的第二端和第四電阻的第二端連接；
[0024]所述第五異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的集電極分別與第六電感的第二端和第六電容的第一端連接；
[0025]所述第五異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的發(fā)射極與第五電阻的第一端連接。
[0026]其中，所述第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的基極和第一電阻的第一端均與第一電壓源連接；
[0027]所述第一電感的第一端連接第二電壓源；
[0028]所述第三電阻的第一端連接第三電壓源；
[0029]所述第四電阻的第一端連接第四電壓源；
[0030]所述第七電感的第二端、第一電容的第二端、第六電容的第二端及第五電阻的第二端均與接地端連接；
[0031]所述信號輸入端連接第五電感的第一端；
[0032]所述第五異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的發(fā)射極和第五電阻的第一端均與信號輸出端連接。
[0033]其中，所述第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管、第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管、第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管、第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管以及第五異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管均為硅鍺異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管。
[0034]其中，所述第二電壓源提供直流偏置電壓，第二電壓源的電壓等于2.84V。
[0035]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0036]本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)通過采用Cascode結(jié)構(gòu)作為輸入級電路，在提高系增益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了輸入阻抗匹配和噪聲匹配；兩級共射阻容耦合放大級對信號進(jìn)行了二次放大，其中第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(Q4)的負(fù)載采用并聯(lián)峰化電感LI及L2和R2的并聯(lián)反饋，增加了電路系統(tǒng)的增益平坦度，并拓展了系統(tǒng)的帶寬；輸出緩沖級電路實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的輸出阻抗匹配。兩級共射阻容耦合放大級和輸出緩沖級采用電流復(fù)用技術(shù)級聯(lián)，工作在一個(gè)直流通路上，大大降低了系統(tǒng)的功耗。
【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明的3-8GHZ低功耗超帶寬低噪聲放大器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0038]圖2為本發(fā)明所述的3-8GHZ低功耗超帶寬低噪聲放大器的電路圖；
[0039]圖3為本發(fā)明所述的3-SGHz低功耗超帶寬低噪聲放大器的輸入匹配、輸出匹配的仿真結(jié)果；
[0040]圖4為本發(fā)明所述的3-SGHz低功耗超帶寬低噪聲放大器增益的仿真結(jié)果；
[0041]圖5為本發(fā)明所述的3-SGHz低功耗超帶寬低噪聲放大器噪聲系數(shù)的仿真結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0043]如圖1所示，一種低功耗超寬帶低噪聲放大器，可以工作在3-8GHZ頻帶內(nèi)，包括:
[0044]輸入級電路，該輸入級電路的輸入端連接信號輸入端RFin，接收信號輸入端RF1Jii入的輸入信號；
[0045]兩級共射阻容耦合放大級電路，該兩級共射阻容耦合放大級電路的輸入端連接所述輸入級電路的輸出端，對所述輸入信號進(jìn)行放大，并輸出放大后的信號；
[0046]輸出緩沖級電路，該輸出緩沖級電路的輸入端與所述兩級共射阻容耦合放大級電路的輸出端連接，輸出所述放大后的信號至信號輸出端RF-。
[0047]本發(fā)明的實(shí)施例中，所述的放大器由Cascode輸入級、兩級共射阻容耦合放大級和輸出緩沖級構(gòu)成。采用電流復(fù)用技術(shù)把兩級共射阻容耦合放大級和輸出緩沖級連接起來，大大降低了本低噪聲放大器的功耗。其中兩級共射阻容耦合放大級的負(fù)載采用并聯(lián)峰化電感LI及L2和R2的并聯(lián)反饋，增加了電路系統(tǒng)的增益平坦度，并拓展了系統(tǒng)的帶寬。
[0048]如圖2所示，所述輸入級電器包括:第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Ql以及第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q2 ;其中，所述第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Ql的基極分別與第三電阻R3的第二端、第五電感L5的第二端以及第五電容C5的第一端連接；
[0049]所述第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Ql的發(fā)射極分別與第五電容C5的第二端和第七電感L7的第一端連接；
[0050]所述第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Ql的集電極與第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q2的發(fā)射極連接；
[0051]所述第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q2的集電極分別與第三電感L3的第二端和第四電容C4的第一端，且所述第三電感L3的第一端與第一電阻Rl的第二端連接。
[0052]本發(fā)明的實(shí)施例中，第一異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Ql和第二異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q2構(gòu)成的Cascode結(jié)構(gòu)作為輸入級電路，在提高系增益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了輸入阻抗匹配和噪聲匹配，偏置電壓分別由V3和Vl提供，使其工作在在飽和狀態(tài)，提高了電路的增益，L5、R3、C5以及L7組成輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的輸入阻抗匹配和噪聲匹配。其中Vl = 1.54V，V3=0.97V，Rl = 2 Ω，R3 = 245 Ω，L3 = 7.26nH，L5 = 0.9nH，L7 = 0.4nH，C5 = 0.18pF。
[0053]如圖2所示，所述兩級共射阻容耦合放大級電路包括:第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q3以及第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q4;其中，所述第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q3的基極與第四電容C4的第二端連接；
[0054]所述第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q3的集電極分別與第三電容C3的第二端和第四電感L4的第二端連接；
[0055]所述第三異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q3的發(fā)射極與第六電感L6的第一端連接；
[0056]所述第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q4的基極分別與第三電容C3的第一端和第二電阻R2的第二端連接，所述第二電阻R2的第一端與所述第二電感L2的第一端連接；
[0057]所述第四異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管Q4的集電極分別與第二電感L2的第二端和第一電感LI的