超寬帶低噪聲放大器電路制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于射頻集成電路技術(shù)領域，具體涉及一種超寬帶低噪聲放大器電路，其包括第一場效應管，第二場效應管，第一電阻，第二電阻，第三電阻，第一電感，接地的第一電容和第二電容。該低噪聲放大器電路在超寬頻帶內(nèi)都能提供低噪聲系數(shù)，高且平坦的增益和好的輸入輸出匹配。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
超寬帶低噪聲放大器電路
本專利技術(shù)屬于射頻集成電路設計
，涉及一種應用于超寬帶通信系統(tǒng)的超寬帶低噪聲放大器電路。
技術(shù)介紹
近年來，對于可同時覆蓋多種通信標準的多頻段多模式的無線電的需求與日俱增。各種通信標準，如數(shù)字電視廣播(DVB)，手機無線網(wǎng)絡，GPS全球定位系統(tǒng)，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡等等的功能集成，對無線電系統(tǒng)提出了多頻段多模式兼容的要求。開發(fā)頻率覆蓋從百兆赫茲低頻到6GHz (軟件無線電SDR)甚至IOGHz (超寬帶通信UWB)的能滿足多種通信標準要求的集成寬帶無線電接收機已成為研究熱點。作為寬帶接收機前端電路中的核心模塊，低噪聲放大器必須同時滿足在上GHz的寬頻帶內(nèi)的輸入端良好匹配以減少回波損耗，高且平坦的增益以抑制后級電路對整體接收機的噪聲貢獻，低的噪聲系數(shù)以提高接收機的靈敏度。傳統(tǒng)的寬帶低噪聲放大器主要結(jié)構(gòu)有分布式放大器；基于寬帶濾波網(wǎng)絡的源簡并放大器；電阻并聯(lián)反饋式放大器；基于寬帶噪聲抵消技術(shù)的共柵放大器。然而，分布式放大器由于多管級聯(lián)功耗大面積大；基于寬帶濾波網(wǎng)絡的源簡并放大器由于濾波網(wǎng)絡中片上電感電容的損耗引入的額外噪聲而難以獲得較低的噪聲系數(shù)，并且由于片上集成了多個螺旋電感，版圖面積較大；電阻并聯(lián)反饋式放大器中為獲得匹配特性的反饋電阻將犧牲放大器噪聲，匹配特性和噪聲特性難以兩全；基于寬帶噪聲抵消技術(shù)的共柵放大器難以提供高增益，并且共柵結(jié)構(gòu)的自身高噪聲特性將削弱噪聲抵消技術(shù)的效果。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種應用于射頻接收機芯片的超寬帶低噪聲放大器電路。根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供一種超寬帶低噪聲放大器電路包括第一場效應管 Qi 第二場效應管Q2,第一電阻R1，第二電阻民，第三電阻R3,第一電感L1,第二電容C2和接地的第一電容C1 ；所述第一電容C1和所述第一電感L1與一信號輸入端口(Vin)連接；所述第一電感L1分別與所述第一場效應管Q1的柵極及所述第一電阻R1連接；所述第一場效應管Q1的漏極分別與所述第二場效應管Q2的柵極及所述第二電阻 R2連接，源極直接接地；所述第一場效應管Q1的柵極與所述第二場效應管Q2的源極之間連接所述第一電 PlR1 ；所述第二場效應管Q2的漏極和第二場效應管Q2的柵極之間連接所述第二電阻 R2 ；所述第二場效應管Q2的源極和地之間連接由所述第三電阻R3和所述第二電容C2構(gòu)成的并聯(lián)網(wǎng)絡；所述第二場效應管Q2的源極還與所述電阻R1連接。所述第二場效應管Q2的漏極連接一信號輸出端(Vout)，同時作為電源端口通過片外扼流電路Lc連接外部電壓源V。。。本專利技術(shù)提供的低噪聲放大器電路在超寬頻帶內(nèi)能提供低噪聲系數(shù)，高且平坦的增益和好的輸入輸出匹配。附圖說明圖I是本專利技術(shù)實施例提供的超寬帶低噪聲放大器整體電路圖2是示例S21和NF仿真結(jié)果圖3是示例S11和S22仿真結(jié)果圖。具體實施方式如圖I所示，本專利技術(shù)實施例提供的超寬帶低噪聲放大器電路包括第一場效應管Q1， 第二場效應管Q2,第一電阻R1，第二電阻R2,第三電阻R3，第一電感L1,第二電容C2和接地的第一電容Q。第一電容(^和第一電感L1與一信號輸入端口(Vin)連接。具體是輸入端口(Vin) 連接并聯(lián)到地的第一電容C1同時串聯(lián)第一電感L1，第一電感L1的另一端連接第一場效應管 Q1的柵極。并聯(lián)第一電容C1和串聯(lián)第一電感L1連接輸入端口(Vin)和第一場效應管Q1的柵極，和第一場效應管Q1的柵源間的寄生電容共同作用，大大擴展了輸入端匹配帶寬，同時使整體電路噪聲系數(shù)在寬頻帶內(nèi)接近最小噪聲系數(shù)，實現(xiàn)噪聲優(yōu)化。第一電感L1分別與第一場效應管Q1的柵極及第一電阻R1連接；第一場效應管Q1的漏極分別與第二場效應管Q2的柵極及第二電阻R2連接，源極直接接地；其中，第一場效應管Q1的漏極與第二場效應管Q2的柵極相連，可以級聯(lián)的形式提供整體電路高增益。第一場效應管Q1的源極直接接地，保證第一場效應管Q1對整體電路的低噪聲貢獻。第一場效應管Q1的柵極與第二場效應管02的源極之間連接第一電阻R1,由此形成反饋環(huán)，提供輸入阻抗的阻性部分參與輸入阻抗的匹配。第二場效應管Q2的漏極和第二場效應管02的柵極之間連接第二電阻R2，作為第二場效應管Q2的柵漏負反饋網(wǎng)絡，提供寬帶增益，同時提供輸出端阻抗的阻性部分，參與輸出端匹配。所述第二場效應管Q2的源極還與所述電阻R1連接第二場效應管Q2的源極和地之間連接由第三電阻R3和第二電容C2構(gòu)成的并聯(lián)網(wǎng)絡，作為第二場效應管Q2源到地間的源簡并負反饋并聯(lián)峰化網(wǎng)絡，抑制低頻過高增益同時補償高頻增益，提高了電路在整個工作頻帶內(nèi)的增益平坦度。第二場效應管Q2的漏極連接一信號輸出端(Vout)，同時作為電源端口通過片外扼流電路L。連接外部電壓源V。。。扼流電路L。起到抑制交流信號，通直流信號的作用。第一電阻&，第二電阻R2和第三電阻R3共同作用為低噪聲放大器芯片部分提供直流偏置。下面結(jié)合一具體實例對本專利技術(shù)實施例提供的超寬帶低噪聲放大器電路進行說明。 相關的電路元件參數(shù)如下場效應管采用pHEMT工藝，溝道長度為O. 5 μ m :L1 = I. 4nH, C1 = O. 3pF ；R1 = 602 Ω，R2 = 262 Ω , R3 = 40 Ω , C2 = IpF ；Wei =8χ 25 μιη, νβ2 =8x25 μπι；電路工作電壓Vcc為2. 5V，電流消耗17mA，總功耗為42. 5mW。芯片版圖尺寸為O.85mm X O. 31mm = O. 26mm2。電路的電磁場仿真結(jié)果如圖2，圖3所示，電路工作頻段O. l-6GHz，輸入匹配S11小于-10. 7dB，輸出匹配S22小于-10dB，增益為16±0. 2dB，噪聲系數(shù)NF為1.85±0.35dB。由仿真結(jié)果可以看出，該電路的增益高且平坦，輸入輸出匹配很好。本專利技術(shù)包含兩個場效應管，三個電阻，一個電感，兩個電容，結(jié)構(gòu)簡單、功耗低，集成度高，片內(nèi)無需額外偏置電路，芯片版圖面積小；外部單個電壓源通過扼流電路對低噪聲放大器電路芯片部分進行供電。該低噪聲放大器電路在超寬頻帶內(nèi)都能提供低噪聲系數(shù)， 高且平坦的增益和好的輸入輸出匹配。以上的具體實施例，對本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上僅為本專利技術(shù)的具體實施例而已，并不用于限制本專利技術(shù)，凡在本專利技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本專利技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種超寬帶低噪聲放大器電路，其特征在于，包括第一場效應管G，第二場效應管島，第一電阻丑I ,第二電阻巧，第三電阻盡，第一電感A ,第二電容C2和接地的第一電容Cf1 ；所述第一電容C1和所述第一電感Z1與一信號輸入端口(Vin)連接；所述第一電感4分別與所述第一場效應管G的柵極及所述第一電阻乓連接；所述第一場效應管Q的漏極分別與所述第二場效應管β2的柵極及所述第二電阻A 連接，源極直接接地；所述第一場效應管β的柵極與所述第二場效應管β2的源極之間連接所述第一電阻所述第二場效應管G2的漏極和第二場效應管02的柵極之間連接所述第二電阻; 所述第二場效應管β2的源極和地之間連接由所述第三電阻馬和所述第二電容C2構(gòu)成的并聯(lián)網(wǎng)絡；所述第二場效應管本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種超寬帶低噪聲放大器電路，其特征在于，包括：第一場效應管？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？，第二場效應管，第一電阻，第二電阻，第三電阻，第一電感，第二電容和接地的第一電容；所述第一電容和所述第一電感與一信號輸入端口（Vin）連接；所述第一電感分別與所述第一場效應管的柵極及所述第一電阻連接；所述第一場效應管的漏極分別與所述第二場效應管的柵極及所述第二電阻連接，源極直接接地；所述第一場效應管的柵極與所述第二場效應管的源極之間連接所述第一電阻；所述第二場效應管的漏極和第二場效應管的柵極之間連接所述第二電阻；所述第二場效應管的源極和地之間連接由所述第三電阻和所述第二電容構(gòu)成的并聯(lián)網(wǎng)絡；所述第二場效應管的源極還與所述電阻連接；所述第二場效應管的漏極連接一信號輸出端（Vout），同時作為電源端口通過片外扼流電路連接外部電壓源。2011102332188100001dest_path_image002.jpg,2011102332188100001dest_path_image004.jpg,2011102332188100001dest_path_image006.jpg,2011102332188100001dest_path_image008.jpg,2011102332188100001dest_path_image010.jpg,2011102332188100001dest_path_image012.jpg,2011102332188100001dest_path_image014.jpg,dest_path_image016.jpg,460446dest_path_image016.jpg,315269dest_path_image012.jpg,281957dest_path_image012.jpg,614849dest_path_image002.jpg,429222dest_path_image006.jpg,265783dest_path_image002.jpg,470500dest_path_image004.jpg,856350dest_path_image008.jpg,462912dest_path_image002.jpg,643227dest_path_image004.jpg,335239dest_path_image006.jpg,259202dest_path_image004.jpg,720270dest_path_image004.jpg,339995dest_path_image008.jpg,519303dest_path_image004.jpg,981378dest_path_image010.jpg,562532dest_path_image014.jpg,897698dest_path_image004.jpg,813570dest_path_image006.jpg,830068dest_path_image004.jpg,dest_path_image018.jpg,dest_path_image020.jpg...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫征宇，楊洪文，閻躍鵬，張立軍，
申請(專利權(quán))人：中國科學院微電子研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：