专利名称：采用有源电感负载的可调谐窄带低噪声放大器的制作方法
技术领域：
本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种采用有源电感负载的可调谐窄带低噪声 放大器。
背景技术：
当今社会，各种无线通信技术比如GSM、 CDMA、 GPS、 WLAN (802.11a，llb，llg)、 ZigBee等已经和我们的日常生活息息相关。据预测，几乎每隔6个月就会有一种新的无线 应用出现并成为标准，而这些标准衍生的应用会逐步深入我们生活，成为一种生活的必需。 这就意味着为了适应这种需求我们需要购买和配置多种硬件设备，这将给人们的生活带来 极大的不便。所以，现在有很多关于多模收发机和软件无线电的研究，其目的就是为了使 一套系统可以兼容很多无线协议，方便使用，节约成本。
在设计满足多协议无线接收器时，必须设计可以满足多协议及多频段要求的低噪声放 大器。为了达到这个要求，可以设计宽频低噪声放大器，但是其性能往往不太理想，在速 度较快的系统中不能满足要求。现在可以采用可调谐窄带低噪放来满足系统较高要求，因 为可调谐窄带低噪放在每个频段性能与不可调窄带低噪放相当，而通过调整谐振频率的方 法来支持多频段应用。低噪放负载使用可调有源电感，从而调整谐振频率。可以参考Allidina, K.， rabbasi， S.， " A Widely Tunable Active RF Filter Topology", Circuits and Systems, 2006. ISCAS 2006. Proceedings. 2006 IEEE International Symposium on。有源电感的优点节约芯片 面积，同时可以方便的调节电感值。
发明内容
本发明的目的在于提出一种能满足多协议多频段的射频应用的可调谐窄带低噪声放
大器o
本发明提出的可调谐低噪声放大器采用有源电感负载，由放大器及可调有源电感组成。 其电路原理如图l所示，其中可调有源电感由MOS管3、 4、 5、 6、 7、 8以及由MOS管 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15构成的偏置电路组成，放大器为由NMOS管l、 2组成的差 分共栅放大器。具体结构如下NOMS管3、 4为共源放大器，栅极分别连接节点20、 21， 源极均连接到偏置电流源NMOS管9漏极，NMOS管3、4均从漏极输出到各自负载PMOS 管7、 8漏极。PMOS管7、 8为负载，栅极接固定偏置电压，源极接电源高电平。PMOS 管5、 6为共源接法，栅极输入分别为NMOS管4、 3的漏极，输出为节点20、 21，源极
接高电平。MOS管9、 10、 11、 12、 13、 14、 15组成前馈放大器的偏置电路。其中NMOS 管9、 IO为电流镜，栅极相连，源极接地，NMOS管10栅漏相连，NMOS管9漏极输出 接NMOS管3、 4源极，作为其偏置电流，NMOS管10漏极接PMOS管11 、 13漏极。PMOS 管12、 14、 15为电流镜，栅极相连源极接高电平，PMOS管15栅漏相连，接参考电流Iref， PMOS管12、 14漏极分别接PMOS管11、 13的源极。PMOS管11、 13的漏极相连，接 NMOS管10漏极，栅极分别接控制电压Vn和VI。电容13、 14为节点20、 13对地的寄 生电容，为等效电容。NMOS管1、 2接为共源极放大器，源极输入射频信号，栅极为固 定电压偏置，从漏极输出到节点20、 21。
图l为本发明提出的采用有源电感负载的可调谐窄带低噪声放大器电路原理图 标号说明1、 2、 3、 4、 9、 10为NMOS管；5、 6、 7、 8、 11、 12、 13、 14、 15为
NMOS管；16、 17为寄生电容；18、 19、 20、 21、 22、 23为节点。
具体实施例方式
下面结合附图进一步描述本发明。
在图1所示的采用有源电感负载的可调谐窄带低噪声放大器中，NOMS管3、 4为共 源放大器，栅极分别连接节点20、 21，源极均连接到偏置电流源NMOS管9漏极，NMOS 管3、 4均从漏极输出到各自负载PMOS管7、 8漏极。PMOS管7、 8为负载，栅极接固 定偏置电压，源极接电源高电平。PMOS管5、 6为共源接法，栅极输入分别为NMOS管 4、 3的漏极，输出为节点20、 21，源极接高电平。MOS管9、 10、 11、 12、 13、 14、 15 为前馈放大器的偏置电路。其中NMOS管9、 10为电流镜，栅极相连，源极接地，NMOS 管10栅漏相连，NMOS管9漏极输出接NMOS3、 4源极，作为其偏置电流，NMOS管10 漏极接PMOS管ll、 13漏极。PMOS管12、 14、 15为电流镜，栅极相连源极接高电平， PMOS管15栅漏相连，接参考电流Iref， PMOS管12、 14漏极分别接PMOS管11、 13的 源极。PMOS管11、 13的漏极相连，接NMOS管10漏极，栅极分别接控制电压Vn和 VI。电容16、 17为节点20、 13对地的寄生电容，为等效电容。NMOS管l、 2接为共源 极放大器，源极输入射频信号，栅极为固定电压偏置，从漏极输出到节点20、 21。
由于是差分结构，可以分析其单边等效电路。根据回环接法有源电感原理，从节 点20看进去的有源电感等效电感值Leq由MOS管3、 5的跨导Gm3、 Gm5及节点23的 寄生电容17的电容值C17决定。
<formula>complex formula see original document page 4</formula>
整个低噪放的谐振频率由有源电感和输出节点20的寄生电容16决定，其中C16为寄 生电容16的电容值。
由上式可知，低噪放的谐振频率由有源电感值决定，可以通过有源电感值来调整低噪 放的谐振频率。
在本发明中，通过改变MOS管9的电流改变MOS管3的跨导Gm3，从而改变有源电感 值，进而改变低噪放的谐振频率。其具体通过控制电压Vl Vn控制电流源电流，从而改 变偏置电流。
权利要求
1、采用有源电感负载的可调谐窄带低噪声放大器，其特征在于使用6个MOS管(3、4、5、6、7、8)组成的可调有源电感作为共栅低噪声放大器的负载，同时通过由7个MOS管(9、10、11、12、13、14、15)组成的偏置电流源来改变偏置电流；其中使用可调有源电感作为共栅低噪声放大器的负载；其中2个NMOS管(1、2)接为共源极放大器，源极输入射频信号，栅极为固定电压偏置，从漏极输出到2个节点(20、21)；2个NOMS管(3、4)为共源放大器，栅极分别连接节点(20、21)，源极均连接到偏置电流源NMOS管(9)漏极，2个NMOS管(3、4)均从漏极输出到各自负载PMOS管(7、8)漏极；2个PMOS管(7、8)为负载，栅极接固定偏置电压，源极接电源高电平；2个PMOS管(5、6)为共源接法，栅极输入分别为NMOS管(4、3)的漏极，输出为2个节点(20、21)，源极接高电平。6个MOS管(9、10、11、12、13、14、15)为前馈放大器的偏置电路；其中2个NMOS管(9、10)为电流镜，栅极相连，源极接地，NMOS管(10)栅漏相连，NMPS管(9)漏极输出接2个NMOS(3、4)源极，作为其偏置电流，NMPS管(10)漏极接2个PMOS管(11、13)漏极；3个PMOS管(12、14、15)为电流镜，栅极相连源极接高电平，PMOS管(15)栅漏相连，接参考电流Iref，2个PMOS管(12、14)漏极分别接2个PMOS管(11、13)的源极。2个PMOS管(11、13)的漏极相连，接NMOS管(10)漏极，栅极分别接控制电压Vn和V1。2个电容(16、17)2个为节点(20、23)对地的寄生电容，为等效电容。
全文摘要
本发明属于集成电路技术领域，具体为采用有源电感负载的可调谐窄带低噪声放大器。由放大器及其有源电感负载组成，其中，有源电感由两级回环接法放大器组成，通过改变前馈放大器的偏置电流改变电感值，从而改变低噪放的谐振频率。这样可以实现窄带可调谐低噪声放大器。
文档编号H03F1/26GK101197556SQ20071017329
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者周晓方, 曹圣国 申请人:复旦大学