一种毫米波低噪声放大器电路制造技术

本发明专利技术公开了一种毫米波低噪声放大器电路，包括输入匹配单元、第一放大单元、第二放大单元、第三放大单元、第四放大单元、输出匹配单元，毫米波输入信号连接输入匹配单元的输入端，输入匹配单元的输出端连接第一放大单元的输入端，第一放大单元的输出端连接第二放大单元的输入端。通过将低噪声放大器采用四级共源结构级联的模式，并利用基于电感互耦的Gm‑boosting技术来补偿工作频段的增益，并利用级间电感匹配使信号在级间有着最高的传输效率，输入匹配采用L型匹配网络，输出匹配采用π型匹配网络，使得该低噪声放大器在工作频段内都能提供低噪声系数，高的增益，好的输入输出匹配以及较高的线性。本发明专利技术具有传输效率高的特点。

A Millimeter Wave Low Noise Amplifier Circuit

The invention discloses a millimeter wave low noise amplifier circuit, which comprises an input matching unit, a first amplifying unit, a second amplifying unit, a third amplifying unit, a fourth amplifying unit and an output matching unit. The millimeter wave input signal connects the input end of the input matching unit, the output end of the input matching unit connects the input end of the first amplifying unit, and the output end of the first amplifying unit. The end connects the input end of the second amplifier unit. The low noise amplifier is cascaded by four-stage common source structure, and the Gm_boosting technology based on inductance mutual coupling is used to compensate the gain of working frequency band. The inter-stage inductance matching is used to make the signal have the highest transmission efficiency between stages. The L-type matching network is used for input matching, and the PI-type matching network is used for output matching, so that the low noise amplifier can be used in the working frequency band. It can provide low noise figure, high gain, good input-output matching and high linearity. The invention has the characteristics of high transmission efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波低噪声放大器电路
本专利技术涉及一种放大器电路，具体为一种毫米波低噪声放大器电路，属于毫米波集成电路

技术介绍
毫米波集成电路是指工作频率在30～300GHz（波长：1～10mm）内的集成电路。由于人们对电子信息系统的高宽带、高速率、小型化需求，无线通信频段已经扩展到毫米波段、亚毫米波波段。国际上毫米波集成电路正在从实验室走向应用，商品化的毫米波集成电路层出不穷。运用45nm的硅集成电路工艺，使器件的截止频率已经突破了400GHz；利用三五族化合物半导体材料和50nmInPHEMT的集成电路工艺，器件的截止频率突破了600GHz。为了满足高比特、大宽带的通信系统、智能交通系统、汽车防撞系统以及反恐安检系统的应用，毫米波集成电路的市场正在形成，需求越来越大。在毫米波集成电路中，低噪声放大器作为信号接收模块的第一级有源电路，其性能将直接决定整个毫米波接受机的性能，而在毫米波频段内，因为高频寄生的影响，噪声会比传统的射频接收发机高很多级别，同时增益也会变得很低。在毫米波频段，传统结构放大器具有以下缺点：第一是传统的共栅结构在毫米波频段很难同时满足噪声匹配和输入阻抗匹配的要求；第二是传统的共源结构在毫米波频段增益比较低；第三是传统的共源共栅结构在毫米波频段虽然有着较高的增益，但是噪声却比共源结构差，同时这种结构的线性度也很长。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述毫米波放大器很难同时满足噪声匹配和输入阻抗匹配的要求，毫米波频段增益比较低，线性度也很长的问题而提供一种毫米波低噪声放大器电路，具有高线性度，低功耗且高增益的优点。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种毫米波低噪声放大器电路，包括输入匹配单元、第一放大单元、第二放大单元、第三放大单元、第四放大单元、输出匹配单元，毫米波输入信号连接输入匹配单元的输入端，输入匹配单元的输出端连接第一放大单元的输入端，第一放大单元的输出端连接第二放大单元的输入端，第二放大单元的输出端连接第三放大单元的输入端、第三放大单元的输出端连接第四放大单元的输入端、第四放大单元的输出端连接输出匹配单元的输入端、输出匹配单元输出毫米波输出信号。优选的，所述输入匹配单元包括所述第一电感L1和所述第二电感L2，所述第一电感L1和所述第二电感L2构成一个L型匹配网络，输入匹配单元输出端连接第一级放大单元输入端。优选的，所述第一放大单元包括所述第一场效应管M1、所述第一电阻R1、所述第一电容C1、所述第三电感L3和所述第四电感L4，第一放大器单元采用共源结构，所述第三电感L3为所述第一场效应管M1的源极退化电感，所述第一放大单元输出端连接所述第二放大单元输入端。优选的，所述第二放大单元包括所述第二场效应管M2、所述第二电阻R2、所述第二电容C2、所述第五电感L5、所述第六电感L6和所述第七电感L7，第二放大器单元采用共源结构，所述第三电感L6为所述第二场效应管M2的源极退化电感，所述第二放大单元输出端连接所述第三放大单元输入端。优选的，所述第三放大单元包括所述第三场效应管M3、所述第三电阻R3、所述第三电容C3、所述第八电感L8、所述第九电感L9和所述第十电感L10，第三放大器单元采用共源结构，所述第九电感L9为所述第三场效应管M9的源极退化电感，所述第三放大单元输出端连接所述第四放大单元输入端。优选的，所述第四放大单元包括所述第四场效应管M4、所述第四电阻R4、所述第四电容C4、所述第十一电感L11、所述第十二电感L12和所述第十三电感L13，第四放大器单元采用共源结构，所述第十二电感L12为所述第四场效应管M4的源极退化电感，所述第四放大单元输出端连接所述输出匹配单元输入端。优选的，输出匹配单元包括所述第五电容C5和所述第六电容C6，所述第五电容C5、所述第六电容C6与所述第四放大单元负载电感L13组成π型匹配网络连接一信号输出端。优选的，所述第一放大单元负载电感L4与所述第二放大单元源退化电感L6互耦连接，所述第二放大单元负载电感L7与所述第二放大单元源退化电感L9互耦连接，所述第三放大单元负载电感L10与所述第四放大单元源退化电感L12互耦连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术包含4个场效应管，4个电阻，6个电容，13个电感，集成度高，芯片版图面积小；通过源退化电感技术来抑制场效应管的沟道热噪声，通过将低噪声放大器采用四级共源结构级联的模式，并利用级间电感匹配使信号在级间有着最高的传输效率，同时采用Gm-boosting技术来提高了MOS管的等效跨导gm，也能使得电压增益增加，输入匹配采用L型匹配网络，输出匹配采用π型匹配网络，使得该低噪声放大器在工作频段内都能提供低噪声系数，在现实50欧姆输入阻抗匹配要求下，采用本专利技术可以在毫米波频段得到一个相对较低的噪声系数，采用源简并电感，有效的提高了放大器的输入输出匹配以及较高的线性，本专利技术的工作电流较低，且使用电感作为放大器的负载，从而不会产生过大的压降。附图说明图1为本专利技术毫米波低噪声放大器框架图。图2为本专利技术的毫米波低噪声放大器整体电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请参阅图1-2所示，一种毫米波低噪声放大器电路，包括输入匹配单元、第一放大单元、第二放大单元、第三放大单元、第四放大单元、输出匹配单元，毫米波输入信号连接输入匹配单元的输入端，输入匹配单元的输出端连接第一放大单元的输入端，第一放大单元的输出端连接第二放大单元的输入端，第二放大单元的输出端连接第三放大单元的输入端、第三放大单元的输出端连接第四放大单元的输入端、第四放大单元的输出端连接输出匹配单元的输入端、输出匹配单元输出毫米波输出信号，输入匹配单元包括第一电感L1和第二电感L2，第一电感L1和第二电感L2构成一个L型匹配网络，输入匹配单元输出端连接第一级放大单元输入端，第一放大单元包括第一场效应管M1、第一电阻R1、第一电容C1、第三电感L3和第四电感L4，第一放大器单元采用共源结构，第三电感L3为第一场效应管M1的源极退化电感，第一放大单元输出端连接第二放大单元输入端，第二放大单元包括第二场效应管M2、第二电阻R2、第二电容C2、第五电感L5、第六电感L6和第七电感L7，第二放大器单元采用共源结构，第三电感L6为第二场效应管M2的源极退化电感，第二放大单元输出端连接第三放大单元输入端，第三放大单元包括第三场效应管M3、第三电阻R3、第三电容C3、第八电感L8、第九电感L9和第十电感L10，第三放大器单元采用共源结构，第九电感L9为第三场效应管M9的源极退化电感，第三放大单元输出端连接第四放大单元输入端，第四放大单元包括第四场效应管M4、第四电阻R4、第四电容C4、第十一电感L11、第十二电感L12和第十三电感L13，第四放大器单元采用共源结构，第十二电感L12为第四场效应管M4的源极退化电感，第四放大单元输出端连接输出匹配单元输入端，输出匹配单元包括第五电容C5和第六电容C6，第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波低噪声放大器电路，其特征在于：包括输入匹配单元、第一放大单元、第二放大单元、第三放大单元、第四放大单元、输出匹配单元，毫米波输入信号连接输入匹配单元的输入端，输入匹配单元的输出端连接第一放大单元的输入端，第一放大单元的输出端连接第二放大单元的输入端，第二放大单元的输出端连接第三放大单元的输入端、第三放大单元的输出端连接第四放大单元的输入端、第四放大单元的输出端连接输出匹配单元的输入端、输出匹配单元输出毫米波输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种毫米波低噪声放大器电路，其特征在于：包括输入匹配单元、第一放大单元、第二放大单元、第三放大单元、第四放大单元、输出匹配单元，毫米波输入信号连接输入匹配单元的输入端，输入匹配单元的输出端连接第一放大单元的输入端，第一放大单元的输出端连接第二放大单元的输入端，第二放大单元的输出端连接第三放大单元的输入端、第三放大单元的输出端连接第四放大单元的输入端、第四放大单元的输出端连接输出匹配单元的输入端、输出匹配单元输出毫米波输出信号。2.根据权利要求1所述的一种毫米波低噪声放大器电路，其特征在于：所述输入匹配单元包括所述第一电感L1和所述第二电感L2，所述第一电感L1和所述第二电感L2构成一个L型匹配网络，输入匹配单元输出端连接第一级放大单元输入端。3.根据权利要求1所述的一种毫米波低噪声放大器电路，其特征在于：所述第一放大单元包括所述第一场效应管M1、所述第一电阻R1、所述第一电容C1、所述第三电感L3和所述第四电感L4，第一放大器单元采用共源结构，所述第三电感L3为所述第一场效应管M1的源极退化电感，所述第一放大单元输出端连接所述第二放大单元输入端。4.根据权利要求1所述的一种毫米波低噪声放大器电路，其特征在于：所述第二放大单元包括所述第二场效应管M2、所述第二电阻R2、所述第二电容C2、所述第五电感L5、所述第六电感L6和所述第七电感L7，第二放大器单元采用共源结构，所述第三电感L6为所述第二场效应管M2的源极退...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡善文，宋海瑞，于澍，
申请(专利权)人：安徽矽芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34