低噪声放大器和芯片制造技术

本发明专利技术提供一种低噪声放大器和芯片。放大器包括偏置电路单元、第一放大电路单元、第一调整单元、第一信号输入端、第二信号输入端和第一信号输出端；偏置电路单元包括第一电压输出端和第二电压输出端；第一放大电路单元包括：第一N型晶体管和第一P型晶体管、第一输出电容、第二输出电容、第一阻抗和第二阻抗；第一N型晶体管和第一P型晶体管的栅极分别通过调整单元与第一电压输出端以及第一信号输入端连接，与第二电压输出端以及第一信号输入端连接；第一N型晶体管源极与第一P型晶体管源极和第二信号输入端连接；第一N型晶体管和第一P型晶体管的漏极分别连接阻抗，并通过输出电容连接至第一信号输出端和第二信号输出端。

【技术实现步骤摘要】
低噪声放大器和芯片
本专利技术涉及集成电路技术，尤其涉及一种低噪声放大器和芯片。
技术介绍
随着电子设备的广泛使用，行业内对电子设备(尤其是手持设备)的功耗要求越来越高，这是由于功耗越大意味着电子设备的使用时间越短，所以，电子设备对低功耗的要求也变得越来越迫切。低噪声放大器是电子设备中的重要器件，通常低噪声放大器的电流利用率较低，为了获得更大的增益以及更大的信噪比，需要消耗更多的电流，导致低噪声放大器的功耗较高，进而导致包含低噪声放大器的电子设备的功耗也较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种低噪声放大器和芯片，以解决现有技术低噪声放大器功耗高的问题。第一方面，本专利技术提供一种低噪声放大器，包括：偏置电路单元、第一放大电路单元、第一调整单元、第一信号输入端、第二信号输入端和第一信号输出端，其中，所述偏置电路单元用于为所述第一放大电路单元提供偏置电压，所述偏置电路单元包括第一电压输出端和第二电压输出端；所述第一放大电路单元包括：第一N型晶体管和第一P型晶体管、第一输出电容、第二输出电容、第一阻抗和第二阻抗；所述第一N型晶体管的栅极通过调整单元与所述偏置电路单元的第一电压输出端连接，并通过所述第一调整单元与所述第一信号输入端连接，所述第一P型晶体管的栅极通过所述第一调整单元与所述偏置电路单元的第二电压输出端连接，并通过所述第一调整单元与所述第一信号输入端连接；所述第一N型晶体管的源极与所述第一P型晶体管的源极连接，并且均与所述第二信号输入端连接；所述第一N型晶体管的漏极与所述第一阻抗连接，并通过所述第一输出电容连接至所述第一信号输出端，所述第一P型晶体管的漏极与所述第二阻抗连接，并通过所述第二输出电容连接至所述第一信号输出端；所述偏置电路单元连接在工作电压的高压端与低压端之间，所述第一放大电路单元中的第一阻抗与所述工作电压的高压端连接，所述第一放大电路单元中的第二阻抗与所述工作电压的低压端连接。第二方面，本专利技术提供一种芯片，包括：本专利技术任一实施例所述的低噪声放大器，所述低噪声放大器中的第一信号输入端和第二信号输入端设置在芯片外侧。本专利技术提供的低噪声放大器和芯片，采用电流复用技术，使得放大电路单元中的N型晶体管和P型晶体管可以共用电流，当本专利技术的低噪声放大器采用差分结构时，利用同样的电流，相比于现有技术的低噪声放大器能够获得2倍的电压增益，即：消耗同样的功耗能够获得更大的增益以及更大的动态范围，相应地，在同样的增益要求和动态范围的要求下，本专利技术提供的低噪声放大器的功耗较低。附图说明图1为本专利技术低噪声放大器实施例一的结构示意图；图2为本专利技术低噪声放大器实施例二的结构示意图；图3为本专利技术偏置电路单元实施例的结构示意图；图4为本专利技术芯片实施例的结构示意图。具体实施方式图1为本专利技术低噪声放大器实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例的低噪声放大器可以包括：偏置电路单元1、第一放大电路单元2a、第一调整单元3a、第一信号输入端4、第二信号输入端5和第一信号输出端6，其中，所述偏置电路单元1用于为所述第一放大电路单元2a提供偏置电压，所述偏置电路单元1包括第一电压输出端11和第二电压输出端12；所述第一放大电路单元2a包括：第一N型晶体管21和第一P型晶体管22、第一输出电容23、第二输出电容24、第一阻抗25和第二阻抗26；所述第一N型晶体管21的栅极通过第一调整单元3a与所述偏置电路单元1的第一电压输出端11连接，并通过所述第一调整单元3a与所述第一信号输入端4连接，所述第一P型晶体管22的栅极通过所述第一调整单元3a与所述偏置电路单元1的第二电压输出端12连接，并通过所述第一调整单元3a与所述第一信号输入端4连接；所述第一N型晶体管21的源极与所述第一P型晶体管22的源极连接，并且均与所述第二信号输入端5连接；所述第一N型晶体管21的漏极与所述第一阻抗25连接，并通过所述第一输出电容23连接至所述第一信号输出端6，所述第一P型晶体管22的漏极与所述第二阻抗26连接，并通过所述第二输出电容24连接至所述第一信号输出端6；所述偏置电路单元1连接在工作电压的高压端与低压端之间，所述第一放大电路单元2a中的第一阻抗25与所述工作电压的高压端连接，所述第一放大电路单元2a中的第二阻抗26与所述工作电压的低压端连接。其中，可选地，所述第一N型晶体管21可以为N型金属氧化物半导体(N-typeMetal-OxideSemiconductor，简称：NMOS)，所述第一P型晶体管22可以为P型金属氧化物半导体(P-typeMetal-OxideSemiconductor，简称：PMOS)；或者，所述第一N型晶体管21可以为NPN双极型晶体管，所述第一P型晶体管22可以为PNP双极型晶体管。可选地，所述第一阻抗25和所述第二阻抗26均为电阻，或者，所述第一阻抗25和所述第二阻抗26均为电感。进一步具体地，所述第一调整单元3a可以包括：第一隔直电容31、第二隔直电容32、第一偏置电阻33和第二偏置电阻34，其中，所述第一隔直电容31连接在所述第一信号输入端4与所述第一N型晶体管21的栅极之间，所述第二隔直电容32连接在所述第一信号输入端4与所述第一P型晶体管22的栅极之间；所述第一偏置电阻33连接在所述第一N型晶体管21的栅极与所述第一电压输出端11之间，所述第二偏置电阻34连接在所述第一P型晶体管22的栅极与所述第二电压输出端12之间。进一步优选地，所述第一电压输出端11的电压高于所述第二电压输出端12的电压；所述第一信号输入端4的信号与所述第二信号输入端5的信号的相位差为180度。进一步优选地，所述偏置电路单元1可以包括：可调电流源，用于调节所述偏置电路单元输出的工作电压的大小。本实施例中，第一放大电路单元2a包括第一信号输入端4和第二信号输入端5，所述第一信号输入端4和所述第二信号输入端5均可以连接差分的输入信号，因此便于将本实施例的低噪声放大器应用于差分结构的电路。本实施例的低噪声放大器也可以工作在单端模式，即将其中一个信号输入端闲置而只使用其中一个信号输入端。可以看出，上述低噪声放大器的第一放大电路单元2a中所述第一N型晶体管21和所述第一P型晶体管22可以共用电流，若所述第一N型晶体管21和所述第一P型晶体管22的放大能力相同，则实现了采用同一电流I获得了2倍的放大效果。而现有技术中，通常一个电流I只能使一个N型晶体管或一个P型晶体管起到放大作用，因此本实施例的低噪声放大器电路实现了电流复用，即晶体管(假设第一N型晶体管21和第一P型晶体管22的放大能力相同)产生了2倍的放大作用；而在现有技术中，一个电流I只能单独实现一个晶体管的放大能力，如果需要2倍的放大作用，就需要2I的电流；所以，把这种优势称为电流复用。进一步地，上述低噪声放大器的第一放大电路单元2a中，假设所述第一N型晶体管21为NMOS，所述第一P型晶体管22为PMOS，该NMOS和PMOS的跨导均为gm。跨导gm与流经NMOS或PMOS的电流I的关系可以用公式(1)表示：其中，K为NMOS或PMOS的跨导参数，W为NMOS或PMOS的宽度，L为NMOS或PMOS的长度。本领域技术人员可以理解，上述假设第一N型晶体管21和所述第一P型晶体管22跨导均为gm是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低噪声放大器，其特征在于，包括：偏置电路单元、第一放大电路单元、第一调整单元、第一信号输入端、第二信号输入端和第一信号输出端，其中，所述偏置电路单元用于为所述第一放大电路单元提供偏置电压，所述偏置电路单元包括第一电压输出端和第二电压输出端；所述第一放大电路单元包括：第一N型晶体管和第一P型晶体管、第一输出电容、第二输出电容、第一阻抗和第二阻抗；所述第一N型晶体管的栅极通过调整单元与所述偏置电路单元的第一电压输出端连接，并通过所述第一调整单元与所述第一信号输入端连接，所述第一P型晶体管的栅极通过所述第一调整单元与所述偏置电路单元的第二电压输出端连接，并通过所述第一调整单元与所述第一信号输入端连接；所述第一N型晶体管的源极与所述第一P型晶体管的源极连接，并且均与所述第二信号输入端连接；所述第一N型晶体管的漏极与所述第一阻抗连接，并通过所述第一输出电容连接至所述第一信号输出端，所述第一P型晶体管的漏极与所述第二阻抗连接，并通过所述第二输出电容连接至所述第一信号输出端；所述偏置电路单元连接在工作电压的高压端与低压端之间，所述第一放大电路单元中的第一阻抗与所述工作电压的高压端连接，所述第一放大电路单元中的第二阻抗与所述工作电压的低压端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种低噪声放大器，其特征在于，包括：偏置电路单元、第一放大电路单元、第一调整单元、第一信号输入端、第二信号输入端和第一信号输出端，其中，所述偏置电路单元用于为所述第一放大电路单元提供偏置电压，所述偏置电路单元包括第一电压输出端和第二电压输出端；所述第一放大电路单元包括：第一N型晶体管和第一P型晶体管、第一输出电容、第二输出电容、第一阻抗和第二阻抗；所述第一N型晶体管的栅极通过调整单元与所述偏置电路单元的第一电压输出端连接，并通过所述第一调整单元与所述第一信号输入端连接，所述第一P型晶体管的栅极通过所述第一调整单元与所述偏置电路单元的第二电压输出端连接，并通过所述第一调整单元与所述第一信号输入端连接；所述第一N型晶体管的源极与所述第一P型晶体管的源极连接，并且均与所述第二信号输入端连接；所述第一N型晶体管的漏极与所述第一阻抗连接，并通过所述第一输出电容连接至所述第一信号输出端，所述第一P型晶体管的漏极与所述第二阻抗连接，并通过所述第二输出电容连接至所述第一信号输出端；所述偏置电路单元连接在工作电压的高压端与低压端之间，所述第一放大电路单元中的第一阻抗与所述工作电压的高压端连接，所述第一放大电路单元中的第二阻抗与所述工作电压的低压端连接；所述偏置电路单元包括：顺序串联在所述工作电压的高压端与低压端之间的第一电流源、第三N型晶体管、第三P型晶体管和第二电流源，还包括第一电压输出端和第二电压输出端，其中，所述第三N型晶体管的栅极与所述第三N型晶体管的漏极连接，所述第三P型晶体管的栅极与所述第三P型晶体管的漏极连接；所述第三N型晶体管的源极与所述第三P型晶体管的源极连接，所述第三N型晶体管和所述第三P型晶体管的栅极分别与所述第一电压输出端和所述第二电压输出端连接；所述第一电流源和第二电流源为可调电流源，用于调节所述偏置电路单元输出的工作电压的大小。2.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于，所述第一调整单元包括：第一隔直电容、第二隔直电容、第一偏置电阻和第二偏置电阻，其中，所述第一隔直电容连接在所述第一信号输入端与所述第一N型晶体管的栅极之间，所述第二隔直电容连接在所述第一信号输入端与所述第一P型晶体管的栅极之间；所述第一偏置电阻连接在所述第一N型晶体管的栅极与所述第一电压输出端之间，所述第二偏置电阻连接在所述第一P型晶体管的栅极与所述第二电压输出端之间。3.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于，还包括：第二放大电路单元、第二调整单元、和第二信号输出端，其中，所述偏置电路单元用于为所述第一放大电路单元和所述第二放大电路单元提供偏置电压，所述偏置电路单元包括第一电压输出端和第二电压输出端；所述第二放大电路单元包括：第二N型晶体管和第二P型晶体管、第三输出电容、第四输出电容、第三阻抗和第四阻抗；所述第一N型晶体管的栅极通过所述第一调整单元与所述偏置电路单元的第一电压输出端连接，并通过所述第一调整单元与所述第一信号输入端连接，所述第一P型晶体管的栅极通过所述第一调整单元与所述偏置电路单元的第二电压输出端连接，并通过所述第一调整单元与所述第一信号输入端连接；所述第一N型晶体管的源极与所述第一P型晶体管的源极连接，并且均与所述第二信号输入端连接；所述第一N型晶体管的漏极与所述第一阻抗连接，并通过所述第一输出电容连接至所述第一信号输出端，所述第一P型晶体管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶晶晶，张旭，刘瑞金，
申请(专利权)人：上海海尔集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31