超低功率和低噪声放大器制造技术

放大器包括：FET晶体管；偏置电阻器，其具有与所述FET晶体管的栅极端子连接的第一端子；负载电阻器，其具有与所述FET晶体管的D端子连接的第一端子；DC‑DC降压转换器，其中，所述DC‑DC降压转换器的输入端子连接到电源电压，并且所述DC‑DC降压转换器的输出端子连接到所述负载电阻器的第二端子；双引脚电流‑电压转换器，其中，第一引脚连接到所述FET晶体管的S端子，且第二引脚接地；以及比较器，其具有与正电源电压连接的第一引脚、与负电源电压连接的第二引脚、与所述偏置电阻器的第二端子连接的第三(输出)引脚、与参考电压连接的第四引脚以及与所述电流‑电压转换器的所述第一引脚连接的第五引脚。

Ultra low power and low noise amplifier

Including: FET transistor amplifier; bias resistor having a first terminal and a gate terminal of the FET transistor connected; load resistor having a first terminal, D terminal and the FET transistor connected; DC DC buck converter, wherein, the input terminal of the DC DC buck converter is connected to the power supply voltage second, the terminal and the output terminal of the DC DC buck converter connected to the load resistor; double pin current voltage converter, wherein the first pin is connected to the S terminal of the FET transistor, and the second pin is grounded; and a comparator, which is provided with a positive supply voltage of the first pin, connect the negative supply voltage and second pin, second terminal and the bias resistor connection pin third (output), and the reference voltage connection pin fourth and Fifth pins of the current voltage converter the first pin connection.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超低功率和低噪声放大器
本文公开的方法和装置涉及电子学领域，且更具体地涉及但不仅仅涉及用于放大电信号的系统和方法。相关申请的交叉引用本申请要求于2015年5月20日提交的美国临时申请第62/164,451号的权益，在这里将该申请的全部内部以引用的方式并入本文中。
技术介绍
低噪声放大器(LNA)常被用作诸如声信号接收器、电磁射频(RF)接收器、遥测接收器等许多电子设备中的第一放大器或第一放大级，并被用作许多传感器的缓冲器。低噪声放大器通常放大非常微弱的信号，并因此需要具有低的内部噪声。电池供电设备增加了需要使低噪声放大器也消耗很低的功率的要求。
技术实现思路
根据一个示例性实施例，提供了用于放大器的方法、装置和计算机程序，所述放大器包括：FET晶体管；偏置电阻器，其具有与所述FET晶体管的栅极端子连接的第一端子；负载电阻器，其具有与所述FET晶体管的D端子连接的第一端子；DC-DC降压转换器，其中，所述DC-DC降压转换器的输入端子连接到电源电压，并且所述DC-DC降压转换器的输出端子连接到所述负载电阻器的第二端子；双引脚电流-电压转换器，其中，第一引脚连接到所述FET晶体管的S端子，且第二引脚接地；以及比较器，其具有与正电源电压连接的第一引脚、与负电源电压连接的第二引脚、作为与所述偏置电阻器的第二端子连接的输出引脚的第三引脚、与参考电压连接的第四引脚以及与所述电流-电压转换器的所述第一引脚连接的第五引脚。根据另一个示例性实施例，提供一种放大器，其中，所述FET是JFETP沟道、JFETN沟道、MOSFETP沟道和MOSFETN沟道中的至少一者。根据另一个示例性实施例，提供一种放大器，其中，所述电流-电压转换器是电阻器、双极结型晶体管、FET晶体管、JFET晶体管、MOSFET晶体管和二极管中的至少一者。根据又一个示例性实施例，提供一种放大器，其中，所述第三引脚通过双向低通滤波器连接到所述偏置电阻器的所述第二端子，并且所述第五引脚通过低通滤波器连接到所述电流-电压转换器的所述第一引脚。此外，根据另一示例性实施例，提供一种放大器，其中，所述FET是JFETP沟道、JFETN沟道、MOSFETP沟道和MOSFETN沟道中的至少一者。还根据另一示例性实施例，提供一种放大器，其中，所述电流-电压变换器是电阻器、双极结型晶体管、FET晶体管、JFET晶体管、MOSFET晶体管和二极管中的至少一者。根据另一示例性实施例，提供了一种放大器，其中，所述放大器还包括被配置为用于生成所述正电源电压和所述负电源电压中的至少一者的DC-DC转换器。进一步地，根据另一示例性实施例，提供了一种放大器，其中，所述FET晶体管具有以下项中的至少一者：大的W参数和小的L参数；以及大的IDSS电流和低的输入电容。除非另有限定，否则此处所使用的所有技术和科学术语具有与相关领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本文提供的材料、方法和示例仅是示例性的而不是限制性的。除了过程本身所必需的或固有的范围之外，没有设定或默示在包括附图在内的本说明书中描述的方法和过程的步骤或阶段的特定顺序。在许多情况下，过程步骤的顺序可能在不改变所述方法的目的或效果的情况下变化。附图说明本文仅通过示例的方式参照附图来描述各种实施例。现在具体参考附图，应该强调的是，所示的细节仅作为示例，并且仅用于对实施例的说明性讨论，而且呈现出来是为了提供被认为是实施例的示意和概念方面的最有用和容易理解的描述。在这方面，没有尝试更详细地示出实施例的结构细节，而实施例的结构细节对于于主题的基本理解是必需的，对于本领域的技术人员来说，使用附图进行的描述使得几种形式和结构在实践可以被体现出来。在附图中：图1是具有低噪声放大器(LNA)的信号链的简化示意图；图2A是具有缓冲器的基于MOSFET的LNA的电路示意图；图2B是具有缓冲器的基于JFET的LNA电路的电路示意图；图2C是低噪声驻极体电容器式麦克风(ECM：ElectretsCondenserMicrophone)缓冲器的电路示意图；图3是使用MOSFET晶体管的低噪声放大器(LNA)的简化电气示意图；图4是使用JFET晶体管的低噪声放大器(LNA)的简化电气示意图；图5是具有用于抑制来自运算放大器的噪声的低通滤波器(LPF)的使用MOSFET的LNA的基本电路的简化电气示意图；图6是具有用于抑制来自运算放大器的噪声的LPF的使用JFET的LNA的简化电气示意图；图7是具有用于抑制来自运算放大器的噪声的详细的LPF的使用MOSFET的LNA的简化电气示意图；图8是具有用于抑制来自运算放大器的噪声的详细的LPF的使用JFET的LNA的简化电气示意图；图9是具有用于抑制来自运算放大器的噪声的LPF和用于供应负电压的电压逆变器的使用MOSFET的LNA的简化电气示意图；以及图10是具有用于抑制来自运算放大器的噪声的LPF和用于供应负电压的电压逆变器的使用JFET的LNA的简化电气示意图。具体实施方式本实施例包括用于电信号低噪声放大的系统和方法。参照以下附图和所附描述，可以更好地理解根据本文所示的几个示例性实施例的装置和方法的原理和操作。在详细地说明至少一个实施例之前，应当理解，实施例在其应用上不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造的细节和组件的布置。其他实施例可以以各种方式实践或执行。此外，应当理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的，不应被视为限制。在本文件中，在附图范围内未描述的并用先前附图中描述的数字标记的图形元件具有与前面的附图相同的用途和描述。类似地，在文本中由数字标识出的未出现在本文描述的附图中的元件，具有与之前描述的附图相同的用法和描述。本文件中的图纸可能不是以任何比例尺绘制。不同的图形，可以使用不同的比例，甚至可以在相同的图中使用不同的比例，例如相同对象的不同视图使用不同比例或两个相邻对象使用不同比例。下面描述的实施例的目的是提供至少一种用于电信号低噪声放大的系统和/或方法。在所有的信号链中，对于接收器(声波、红外、电磁射频等)和传感器，信号链的第一区块是低噪声放大器(LNA)缓冲器，该放大器/缓冲器的独特特性是其固有的低噪声和合适的输入和输出阻抗，在某些情况下，LNA用作增益为1的缓冲器，但是仍然具有低噪声，例如，在驻极体电容器式麦克风(ECM)的情况下，其作为低噪声缓冲器通常具有JFET。现在参照图1，图1是根据一个示例性实施例的具有低噪声放大器(LNA)的信号链的简化示意图。显然我们可以写出：公式1.对于给定的期望增益，可以知道信噪比(SNR)为：公式2.对这个表达式的分析告诉我们放大器链的第一级的重要性，为了简化，我们可以想到四个级，在这种情况下我们得到：公式3.如果我们假设相同的噪声方差，则从公式4显然可以知道，使用具有最大增益的第一级是最好的选择，例如对于G02＝2，G12＝5，G22＝10，我们可以看出最小噪声组合是：A22＝G02＝2，A12＝G12＝5，A02＝G22＝10，其中给出了一般来说，当设计缓冲器或放大信号链时，应谨慎设计以最小化输出噪声。许多LNA和低噪声缓冲器是基于诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或结型场效应管(JFET)的半导体有源器件的。现在参考图2A、2B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器，其包括：(a)FET晶体管；(b)偏置电阻器，其具有与所述FET晶体管的栅极端子连接的第一端子；(c)负载电阻器，其具有与所述FET晶体管的D端子连接的第一端子；(d)DC‑DC降压转换器，其中，所述DC‑DC降压转换器的输入端子连接到电源电压，并且所述DC‑DC降压转换器的输出端子连接到所述负载电阻器的第二端子；(e)双引脚电流‑电压转换器，其中，第一引脚连接到所述FET晶体管的S端子，且第二引脚接地；以及(f)比较器，其具有与正电源电压连接的第一引脚、与负电源电压连接的第二引脚、作为与所述偏置电阻器的第二端子连接的输出引脚的第三引脚、与参考电压连接的第四引脚以及与所述电流‑电压转换器的所述第一引脚连接的第五引脚。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.20 US 62/164,4511.一种放大器，其包括：(a)FET晶体管；(b)偏置电阻器，其具有与所述FET晶体管的栅极端子连接的第一端子；(c)负载电阻器，其具有与所述FET晶体管的D端子连接的第一端子；(d)DC-DC降压转换器，其中，所述DC-DC降压转换器的输入端子连接到电源电压，并且所述DC-DC降压转换器的输出端子连接到所述负载电阻器的第二端子；(e)双引脚电流-电压转换器，其中，第一引脚连接到所述FET晶体管的S端子，且第二引脚接地；以及(f)比较器，其具有与正电源电压连接的第一引脚、与负电源电压连接的第二引脚、作为与所述偏置电阻器的第二端子连接的输出引脚的第三引脚、与参考电压连接的第四引脚以及与所述电流-电压转换器的所述第一引脚连接的第五引脚。2.如权利要求1所述的放大器，其中，所述FET是JFETP沟道、JFETN沟道、MOSFETP沟道和MOSFETN沟道中的至少一者。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：厄兹·加拜，哈伊姆·普里莫，
申请(专利权)人：怀斯迪斯匹有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL