低噪声放大器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种低噪声放大器，用于实现无线传感器网络低噪声放大器模块的开关切换操作，其包括匹配网路、共源共栅放大电路、可调谐LC谐振电路以及开关电路，该开关电路连接至专门用于控制接收机处于工作/休息的控制位，通过该控制位是否切断本实用新型专利技术低噪声放大器的偏置状态来控制低噪声放大器的工作/休息，从而进一步节省整个接收机的功耗，通过后仿真证明，本实用新型专利技术低噪声放大器通过5ns就能完成由关闭到完全开启，通过1ns就能完成由工作到关闭状态，其不但节省了功耗，而且能迅速有效地控制电路的工作状态。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路领域，特别是涉及一种可高效开关切换的低噪声放大O
技术介绍
置身于信息时代的人类科技发展突飞猛进，作为信息获取最重要和最基本的传感器网络技术也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化逐渐向集成化、微型化、网络化和智能化发展，结合各领域前沿技术、利用现代无线通信连接手段，一种具备信息综合和处理能力以及交互式无线通信的新兴传感器技术-无线传感器网络便由此应运而生了。对于无线传感器网络而言，最重要的研究领域之一便是如何实现收发机的超低功耗，以及如果有效利用能量，由于低噪声放大器是无线传感器网络中功率消耗的主要模块， 因此如何实现低噪声放大器的超低功耗便成为当前研究的重点。图1为现有技术中一种低噪声放大器的简单结构示意图。如图1所示，在低噪声放大器间并联一开关，开关起到旁路的作用；当接收的信号微弱时开关打开，提供增益放大； 当接收的信号较强时开关关闭。现有技术由于采用开关切换低噪声放大器工作/休息，使得低噪声放大器在一个周期的占空比时间内工作，而其他时间内休息，可一定程度上节省功耗。然而，虽然现有技术通过开关切换使得低噪声放大器在一个周期的占空比时间内工作，而其他时间内休息，能节省一定功耗，但是却存在如下缺点现有技术的低噪放大器在休息时间节省的功耗却大部分浪费在开关切换的过程上了。因此，如果实现一低噪声放大器的高效开关切换是当前亟待解决的问题。综上所述，可知先前技术的低噪声放大器器存在开关切换效率不高无法节省功耗的问题，因此，实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术低噪声放大器存在的由于开关切换效率不高无法节省功耗的问题，本技术的主要目的在于提供一种低噪声放大器，其可以实现高效开关切换，不但节省了功耗，而且能迅速有效地控制电路的工作状态。为达上述及其它目的，本技术一种低噪声放大器，至少包括匹配网路，用于对天线传送的射频信号进行阻抗匹配；共源共栅放大电路，包含第一 NMOS晶体管与第二 NMOS晶体管，该第一 NMOS晶体管漏极接可调谐LC谐振电路，栅极接开关电路，源极接该第二 NMOS晶体管漏极，该第二 NMOS晶体管栅极接该匹配网路，源极接地；可调谐LC谐振电路，用于实现选频功能；以及开关电路，连接一用于控制接收机处于工作/休息的控制位，该控制位通过控制该开关电路是否切断该共源共栅放大电路的偏置状态来控制该低噪声放大器工作/休息。进一步地，该开关电路包括第一 PMOS晶体管与第三NMOS晶体管，该第一 PMOS晶体管源极接电源电压，栅极与该第三NMOS晶体管栅极连接至该控制位，漏极与该第三NMOS 晶体管漏极连接至该第一 NMOS晶体管栅极，该第三NMOS晶体管源极接地。进一步地，该可调谐LC谐振电路包括在片电感、固定电容和一组电容开关阵列， 该在片电感与该固定电容并联组成谐振电路，该电容开关阵列连接于该谐振电路，其由四个并列的电容和漏极分别与该四个并列的电容相连的四个NMOS晶体管开关构成，并且通过四个接收中心频率的控制位来分别控制该四个NMOS晶体管的栅极。进一步地，在该第二 NMOS晶体管栅极设置一偏置电路以通过改变该第二 NMOS晶体管的偏置电流来改变该第二 NMOS晶体管的跨导。进一步地，该偏置电路包括第二 PMOS晶体管、第五NMOS晶体管、第六NMOS晶体管、第七NMOS晶体管、第八NMOS晶体管、第九NMOS晶体管、第十NMOS晶体管以及第i^一 NMOS晶体管，其中该第二 PMOS晶体管栅极接该控制位，源极与该第五NMOS晶体管、该第六 NMOS晶体管、该第七NMOS晶体管及该第八NMOS晶体管漏极均连接至一偏置电流源，该第二 PMOS晶体管漏极通过一电容接地，该第五NMOS晶体管源极接地，该第六NMOS晶体管、该第七NMOS晶体管及该第八NMOS晶体管源极分别与该第九NMOS晶体管、该第十NMOS晶体管及该第十一 NMOS晶体管漏极相连，该第九NMOS晶体管、该第十NMOS晶体管及该第十一 NMOS 晶体管源极均接地，栅极分别连接至前端增益控制位，该第五NMOS晶体管、该第六NMOS晶体管、该第七NMOS晶体管与该第八NMOS晶体管栅极及该第二 PMOS晶体管漏极均连接至该第二 NMOS晶体管栅极。进一步地，该偏置电路还可以包括多个连接至该偏置电流源的源漏相连的NMOS 晶体管，每个源漏相连的NMOS晶体管均与一前端增益控制位连接。除此之外，本技术还提供一种低噪声放大器，包含多个级联的低噪声放大器， 其中，前级的低噪声放大器的该第一 NMOS晶体管漏极与后级低噪声放大器的该第二 NMOS 晶体管栅极相连。进一步地，该低噪声放大器包含三个级联的低噪声放大器，其中第一级低噪声放大器的该第一 NMOS晶体管漏极与第二级低噪声放大器的该第二 NMOS晶体管栅极相连，该第二级低噪声放大器的该第一 NMOS晶体管漏极与该第三级低噪声放大器的该第二 NMOS晶体管栅极相连。进一步地，每级低噪声放大器之间还设有耦合电容。与现有技术相比，本技术利用控制位控制开关电路是否切断低噪声放大器的共源共栅放大电路的偏置状态来控制该低噪声放大器的工作/休息，显改善了低噪声放大器的开关切换速度，不但节省了功耗，而且也能迅速有效地控制电路的工作状态；而且，本技术还通过为共源共栅放大电路的共源共栅管设置偏置电路，通过改变偏置电流可以有效控制低噪声放大器的增益。附图说明图1为现有技术的低噪声放大器的简单架构示意图；图2为本技术一种低噪声放大器第一较佳实施例的结构示意图；图3为本技术低噪声放大器偏置电路的电路示意图；图4为本技术一种低噪声放大器第二较佳实施例的结构示意图； 图5为图4低噪声放大器幅频和相频特性关系图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本技术的其它优点与功效。本技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本技术的精神下进行各种修饰与变更。图2为本技术一种低噪声放大器第一较佳实施例的结构示意图。如图2所示， 本技术一种低噪声放大器至少包括匹配网络201、共源共栅放大电路202、可调谐LC谐振电路203以及开关电路204。其中匹配网络201用于实现多种无线通信标准不同频带下输入阻抗匹配，其可以通过在片电感(未示出)实现如50 Ω阻抗匹配，即天线输入端得RF信号实现50 Ω阻抗匹配；共源共栅放大电路202采用共源共栅结构来实现，其包含第一 NMOS晶体管Ml与第二 NMOS晶体管Μ2，第一NMOS晶体管Ml漏极接可调谐LC谐振电路203，并输出RF信号，栅极接开关电路204，源极接第二 NMOS晶体管Μ2漏极，第二 NMOS晶体管Μ2栅极接匹配网路201， 源极接地，这种共源共栅结构使得本技术在超低功耗情况下可以实现较好的增益和噪声性能；可调谐LC谐振电路203主要用于实现选频功能，由固定的在片电感L、固定电容CO 和一组电容开关阵列构成，电感电容并联组成的谐振电路使本技术低噪声放大器在谐振频率处表现出最高增益，并相应呈现出带通特性从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种低噪声放大器，至少包括：匹配网路，用于对天线传送的射频信号进行阻抗匹配；共源共栅放大电路，包含第一ＮＭＯＳ晶体管与第二ＮＭＯＳ晶体管，该第一ＮＭＯＳ晶体管漏极接可调谐ＬＣ谐振电路，栅极接开关电路，源极接该第二ＮＭＯＳ晶体管漏极，该第二ＮＭＯＳ晶体管栅极接该匹配网路，源极接地；可调谐ＬＣ谐振电路，用于实现选频功能；以及开关电路，连接一用于控制接收机处于工作／休息的控制位，该控制位通过控制该开关电路是否切断该共源共栅放大电路的偏置状态来控制该低噪声放大器工作／休息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李琛，王勇，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31