低噪声放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理领域，特别是涉及一种低噪声放大器。
【背景技术】
[0002]低噪声放大器(LNA, Low Noise Amplifier) 一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。由于各类无线电接收机及电子探测设备电池供电的特点，作为射频接收机前端主要部分的低噪声放大器设计必须将低功耗放在首位，而影响低噪声放大器性能优劣的重要指标除了功耗夕卜，噪声系数、增益、阻抗匹配、线性度等也是衡量其性能优劣的重要指标。因此，设计出在低功耗的前提下，兼顾其他性能指标的低噪声放大器具有重要意义。
[0003]NM0S和PM0S直流电流复用是目前比较常用的一种降低功耗的直观方法，但是这种结构存在三方面的缺陷:1、NM0S和PM0S的漏端相连，需要共模反馈电路(CMFB，CommonMode Feedback)来确定直流电压，电路结构相对复杂、繁琐；2、信号通过多种路径进入电路中，不可避免使用电容耦合，但是电容值过小时，低频信号通过耦合电容时就会有严重的衰减，甚至不能通过，导致信号恶化，而电容值过大会增加电路的面积；3、多级电路层叠，每一级的电压余度降低，造成线性度的恶化。
[0004]公开号为CN103095223A的专利公开了一种射频低噪声放大器1，如图1所示，所述射频低噪声放大器1包括作为主放大器的差分共栅电路11以及为增加主放大器跨导的差分交叉耦合共栅电路12。所述射频低噪声放大器1采用差分共栅电路11和差分交叉耦合共栅电路12相结合的方法，由PM0S(M3及M4)和电阻(RL3及RL4)组成的差分交叉耦合共栅电路12将输入信号放大并反馈到由NM0S(M1及M2)和电阻(RL1及RL2)组成的差分共栅电路11的NM0S管Ml、M2的栅端，从而有效提升差分共栅电路11的小信号跨导，达到增大增益和减小噪声的作用。此外，所述射频低噪声放大器1通过NM0S (Ml及M2)和PM0S (M3及M4)源端相连，漏端分别接各自的负载阻抗解决了共模反馈电路的问题；同时，输入信号通过NM0S和PM0S的源端相连处进入到电路中，耦合电容的影响也非常小。但是所述射频低噪声放大器1的线性度很差，没有解决线性度的问题。
[0005]因此，在低功耗的前提下，进一步优化低噪声放大器的性能:简化电路结构(不需要复杂的共模反馈电路来确定直流电压)、减小耦合电容对于信号的影响、提高线性度，已成为本领域的技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低噪声放大器，用于解决现有技术中直流电流复用结构的低噪声放大器电路结构复杂、耦合电容影响信号、线性度低等问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低噪声放大器，所述低噪声放大器至少包括:第一放大管、第二放大管、第三放大管、第四放大管、第一电流源、第二电流源、第三电流源、第四电流源、第一电阻、第二电阻以及多个电容；
[0008]所述第一放大管的栅端通过第一电容连接至输入信号的正端，源端通过第二电容连接至输入信号的负端；所述第二放大管的栅端通过第三电容连接至所述输入信号的负端，源端通过第四电容连接至所述输入信号的正端；所述第三放大管的栅端通过第五电容连接至所述输入信号的正端，源端通过第六电容连接至所述输入信号的负端；所述第四放大管的栅端通过第七电容连接至所述输入信号的负端，源端通过第八电容连接至所述输入信号的正端；所述第一放大管的漏端与所述第三放大管的漏端相连，并作为输出信号的正端；所述第二放大管的漏端与所述第四放大管的漏端相连，并作为输出信号的负端；所述第一放大管、所述第二放大管、所述第三放大管及所述第四放大管形成交叉耦合结构的放大电路，用于放大输入信号；
[0009]所述第一电流源的源端连接于电源，漏端连接于所述第一放大管的源端；所述第二电流源的源端连接于电源，漏端连接于所述第二放大管的源端；所述第三电流源的源端连接于地，漏端连接于所述第三放大管的源端；所述第四电流源的源端连接于地，漏端连接于所述第四放大管的源端；所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源、所述第四电流源用于给电路提供直流偏置电流；
[0010]所述第一电阻的一端连接于所述输出信号的正端，另一端连接于所述输入信号的正端，所述第二电阻的一端连接于所述输出信号的负端，另一端连接于所述输入信号的负端，用于调节各电流源以改变所述直流偏置电流的大小。
[0011]优选地，所述第一放大管、所述第二放大管、所述第一电流源以及所述第二电流源为P型晶体管。
[0012]优选地，所述第三放大管、所述第四放大管、所述第三电流源以及所述第四电流源为N型晶体管。
[0013]优选地，所述第一放大管、所述第二放大管、所述第三放大管、所述第四放大管、所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源以及所述第四电流源为BJT型晶体管、JFET型晶体管或M0SFET型晶体管。
[0014]优选地，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容、所述第六电容、所述第七电容及所述第八电容的类型为Μ頂电容、PIP电容或Μ0Μ电容。
[0015]优选地，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容、所述第六电容、所述第七电容及所述第八电容的容量值均相等。
[0016]优选地，所述第一电阻与所述第二电阻为多晶硅电阻。
[0017]优选地，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值小于4.5ΚΩ。
[0018]优选地，所述输入信号及所述输出信号为两组差分信号。
[0019]如上所述，本发明的低噪声放大器，具有以下有益效果:
[0020]1、通过负反馈电阻连接放大管的漏端和栅端，构建自偏置电路，无需使用共模反馈电路来确定直流电压，简化电路结构。
[0021]2、正反馈环路为交流信号提供了到地的通路，从而减小了耦合电容对于信号的恶化，进而提高低频段的增益，降低噪声。
[0022]3、反馈电阻阻值小于4.5ΚΩ，能有效降低电路的输出阻抗，而线性度与输出阻抗成反比，因此电阻负反馈结构提高了电路的线性度。
【附图说明】
[0023]图1显示为现有技术中的射频低噪声放大器示意图。
[0024]图2显示为本发明的低噪声放大器示意图。
[0025]图3显示为本发明的低噪声放大器的输入三阶交调点的示意图。
[0026]图4显示为本发明的低噪声放大器低频段增益与现有技术的低噪声放大器低频段增益比较的示意图。
[0027]元件标号说明
[0028]1射频低噪声放大器
[0029]11差分共栅电路
[0030]12差分交叉耦合共栅电路
[0031]2低噪声放大器
[0032]PM1第一放大管
[0033]PM2第二放大管
[0034]PM3第一电流源
[0035]PM4第二电流源
[0036]NM1第三放大管
[0037]NM2第四放大管
[0038]NM3第三电流源
[0039]NM4第四电流源
[0040]CP1第一电容
[0041]CP2第二电容
[0042]CP3第三电容
[0043]CP4第四电容
[0044]CP5第五电容
[0045]CP6第六电容
[0046]CP7第七电容
[0047]CP8第八电容
[0048]R1第一电阻