一种优化线性度的增益可调低噪声放大器制造技术

本申请涉及射频前端技术领域，特别是涉及一种优化线性度的增益可调低噪声放大器。所述低噪声放大器包括：线性偏置调节模块，输入匹配调节模块，输出匹配调节模块，反馈调节模块，输入晶体管，输出晶体管，线性偏置调节模块包括第一电流调节单元、第二电流调节单元、自适应偏置主体电路以及偏置单元；第一电流调节单元；第二电流调节单元；偏置单元；自适应偏置主体电路，用于基于动态可调的工作电流使得低噪声放大器处于优化线性度后的偏置状态，实现偏置的辅助调节以及线性度提升。采用本方法能够实现增益调节和阻抗调节，从而满足不同增益下的匹配和噪声需求，进而使得接收机系统具有更大的动态输入范围，且具有良好的电流利用率和线性度。线性度。线性度。

【技术实现步骤摘要】
一种优化线性度的增益可调低噪声放大器


[0001]本申请涉及射频前端
，特别是涉及一种优化线性度的增益可调低噪声放大器。

技术介绍

[0002]射频低噪声放大器(LNA)在射频接收机中扮演着重要的角色，它作为射频接收系统的第一级有源器件，需要具有一定的增益来放大天线接收到的微弱信号并抑制系统后级模块的噪声干扰，并且本身的噪声也需要尽可能低，以保证整个系统有较高的灵敏度。而当系统接收到从天线传来的高功率的信号时，为保证系统不出现失真，又要求LNA具有降低增益和扩展动态范围的能力，因此线性度优化的增益可调低噪声放大器是必然选择。
[0003]传统技术中，增益可调低噪声放大器主要有两种：第一种是基于衰减器实现增益可调，这种放大器的集成度较低，已不适用；第二种是通过调节偏置实现增益可调，这种放大器虽然能调节电流和增益，但线性度较低，尤其是处于低增益模式下，线性度恶化显著。而高线性度对减小相邻信道的干扰和频谱中交调分量的产生起着重要的作用，但线性度通常的提升手段回恶化噪声和增益，因此，线性度优化的增益可调低噪声放大器设计中在满足最大增益要求下既需要保证较低的噪声系数，又要能够提升其线性度是目前研究的热点。
[0004]SiGe、GaAs等HBT工艺具有较低的噪声特性和较大的跨导gm，在实现较高增益及线性度的低功耗低噪声放大器上有着天然优势，因此可以作为线性度优化的增益可调低噪声放大器的设计的工艺选择。但该工艺下的增益可调低噪声放大器使用传统的偏置调节网络进行调节增益和电流，仍然存在低增益时由于偏置点的电流和电压较小，LNA出现严重的非线性，导致输出的信号的线性度较差，系统出现失真的现象。
[0005]然而，目前的低噪声放大器，存在如下的技术问题：
[0006]在低增益状态下，偏置点的电流和电压较小，LNA容易出现严重的非线性的情况，导致输出信号的线性度较差，系统出现失真的现象。

技术实现思路

[0007]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在不同增益档位下，为低噪声放大器提供相应的工作电流，能满足不同增益下的匹配和噪声要求的具有高线性度和高电流利用率的一种优化线性度的增益可调低噪声放大器。
[0008]本申请提供了一种优化线性度的增益可调低噪声放大器。所述低噪声放大器包括：
[0009]线性偏置调节模块，用于基于可调的工作电流调节所述低噪声放大器的工作电流以及线性度；
[0010]所述线性偏置调节模块包括第一电流调节单元、第二电流调节单元、自适应偏置主体电路以及偏置单元；
[0011]所述第一电流调节单元，所述第一电流调节单元与所述偏置单元连接，用于提供所述偏置单元在不同的增益档位下的工作电流；
[0012]所述第二电流调节单元，所述第二电流调节单元与所述自适应偏置主体电路连接，用于提供所述自适应偏置主体电路在不同增益档位下的工作电流；
[0013]所述偏置单元，用于基于所述第一电流调节单元输出的可调的工作电流实现所述低噪声放大器的偏置调节；
[0014]所述自适应偏置主体电路，与所述第二电流调节单元连接，用于基于所述第二电流调节单元输出的动态可调的工作电流调节所述低噪声放大器的线性度。
[0015]在其中一个实施例中，所述偏置单元，包括偏置晶体管；
[0016]所述第一电流调节单元包括至少一条第一电流支路，所述第一电流支路包括至少一个开关S11以及至少一个晶体管M11，在同一所述第一电流支路中的所述开关S11与所述晶体管M11串联连接，所述第一电流支路的输出端同时与所述偏置晶体管的基极与集电极连接；
[0017]所述第二电流调节单元包括至少一条第二电流支路，所述第二电流支路包括至少一个开关S12以及至少一个晶体管M12，在同一所述第一电流支路中的所述开关S12与所述晶体管M12串联连接，所述第二电流支路的输出端与所述自适应偏置主体电路连接；
[0018]所述第一电流调节单元与所述第二电流调节单元均为独立受控。
[0019]在其中一个实施例中，所述低噪声放大器还包括输入单元以及输出单元，所述输入单元包括输入晶体管，所述输出单元包括输出晶体管，所述自适应偏置主体电路包括：
[0020]第一偏置支路以及第二偏置支路，所述第一偏置支路与第二偏置支路的一端同时与所述第二电流调节单元连接，所述第一偏置支路的另一端接地，所述第二偏置支路的另一端与所述输入晶体管连接，所述第一偏置支路与所述第二偏置支路中均包括多个元件且所述第一偏置支路中的元件数量大于所述第二偏置支路。
[0021]在其中一个实施例中，所述自适应偏置主体电路包括：
[0022]所述第一偏置支路包括二极管D1以及二极管D2，所述第二偏置支路包括二极管D3，所述二极管D1与所述二极管D3的正向端口同时与所述第二电流调节单元连接，所述二极管D3的负向端口与所述输入晶体管的基极连接；
[0023]和/或；
[0024]所述第一偏置支路包括晶体管Q51以及晶体管Q52，所述第二偏置支路包括晶体管Q53，所述晶体管Q51、所述晶体管Q52以及所述晶体管Q53的集电极与基极短接，所述晶体管Q51以及所述晶体管Q53的集电极与所述第二电流调节单元连接，所述晶体管Q53的发射极与所述输入晶体管的基极连接；
[0025]和/或；
[0026]所述第一偏置支路包括NMOS管M51以及NMOS管M52，所述第二偏置支路包括NMOS管M53，所述NMOS管M51、所述NMOS管M52以及所述NMOS管M53的漏极与栅极短接，所述NMOS管M51以及所述NMOS管M52的漏极与所述第二电流调节单元连接，所述NMOS管M53的源极与所述输入晶体管的基极连接。
[0027]在其中一个实施例中，所述低噪声放大器还包括输入匹配调节模块以及输出匹配调节模块，所述输入匹配调节模块与所述输入单元连接，所述输出匹配调节模块与所述输
出单元连接，所述输入匹配调节模块以及所述输出匹配调节模块均包括电阻调节电路、电感调节电路以及电容调节电路中的一种或多种的组合。
[0028]在其中一个实施例中，所述电阻调节电路包括：
[0029]电阻调节支路，所述电阻调节支路包括电阻调节开关以及调节电阻，所述电阻调节开关与所述调节电阻串联连接，不同的所述电阻调节支路之间为并联连接，或所述电阻调节开关与所述调节电阻并联连接，不同的所述电阻调节支路之间串联连接，同一所述电阻调节支路中的电阻调节开关控制所述电阻调节支路的通断。
[0030]在其中一个实施例中，所述电容调节电路包括：
[0031]电容调节支路，所述电容调节支路包括电容调节开关以及调节电容，所述电容调节开关与调节电容串联连接，不同的所述电容调节支路之间为并联连接，或所述电容调节开关与所述调节电容并联连接，不同的所述电容调节支路之间串联连接，同一所述电容调节支路中的电容调节开关控制所述电容调节支路的通断。
[0032]在其中一个实施例中，所述电感调节电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化线性度的增益可调低噪声放大器，其特征在于，所述低噪声放大器包括：线性偏置调节模块，用于基于可调的工作电流调节所述低噪声放大器的工作电流以及线性度；所述线性偏置调节模块包括第一电流调节单元、第二电流调节单元、自适应偏置主体电路以及偏置单元；所述第一电流调节单元，所述第一电流调节单元与所述偏置单元连接，用于提供所述偏置单元在不同的增益档位下的工作电流；所述第二电流调节单元，所述第二电流调节单元与所述自适应偏置主体电路连接，用于提供所述自适应偏置主体电路在不同增益档位下的工作电流；所述偏置单元，用于基于所述第一电流调节单元输出的可调的工作电流实现所述低噪声放大器的偏置调节；所述自适应偏置主体电路，与所述第二电流调节单元连接，用于基于所述第二电流调节单元输出的动态可调的工作电流调节所述低噪声放大器的线性度。2.根据权利要求1所述的一种优化线性度的增益可调低噪声放大器，其特征在于：所述偏置单元包括偏置晶体管；所述第一电流调节单元包括至少一条第一电流支路，所述第一电流支路包括至少一个开关S11以及至少一个晶体管M11，在同一所述第一电流支路中的所述开关S11与所述晶体管M11串联连接，所述第一电流支路的输出端同时与所述偏置晶体管的基极与集电极连接；所述第二电流调节单元包括至少一条第二电流支路，所述第二电流支路包括至少一个开关S12以及至少一个晶体管M12，在同一所述第一电流支路中的所述开关S12与所述晶体管M12串联连接，所述第二电流支路的输出端与所述自适应偏置主体电路连接；所述第一电流调节单元与所述第二电流调节单元均为独立受控。3.根据权利要求2所述的一种优化线性度的增益可调低噪声放大器，其特征在于，所述低噪声放大器还包括输入单元，所述输入单元包括输入晶体管，所述自适应偏置主体电路包括：第一偏置支路以及第二偏置支路，所述第一偏置支路与第二偏置支路的一端同时与所述第二电流调节单元连接，所述第一偏置支路的另一端接地，所述第二偏置支路的另一端与所述输入晶体管连接，所述第一偏置支路与所述第二偏置支路中均包括多个元件且所述第一偏置支路中的元件数量大于所述第二偏置支路。4.根据权利要求3所述的一种优化线性度的增益可调低噪声放大器，其特征在于，所述自适应偏置主体电路包括：所述第一偏置支路包括二极管D1以及二极管D2，所述第二偏置支路包括二极管D3，所述二极管D1与所述二极管D3的正向端口同时与所述第二电流调节单元连接，所述二极管D3的负向端口与所述输入晶体管的基极连接；和/或；所述第一偏置支路包括晶体管Q51以及晶体管Q52，所述第二偏置支路包括晶体管Q53，所述晶体管Q51、所述晶体管Q52以及所述晶体管Q53的集电极与基极短接，所述晶体管Q51以及所述晶体管Q53的集电极与所述第二电流调节单元连接，所述晶体管Q53的发射极与所述输入晶体管的基极连接；
和/或；所述第一偏置支路包括NMOS管...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏越，何杨，唐壮，张俊波，黄成熊，罗显云，余超，
申请(专利权)人：江苏卓胜微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：