一种Ku波段低噪声放大器的制作方法

本实用新型涉及低噪声放大器，具体来说，涉及一种ku波段低噪声放大器，可以在完成低噪声放大功能的同时减小芯片面积，简化电路结构，成本较低，稳定性很高。

背景技术：

当代社会，低噪声放大器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很严重，噪声的去除成为一个重点研究方向，提高输出的信噪比的重要性不言而喻。

低噪声放大器广泛应用于通讯、雷达、遥测遥控以及各种高精度测量系统。低噪声放大器是射频接收机最前端的关键组件，主要作用是将天线从空中接收到的微弱射频信号进行放大，同时只引入比较小的噪声。作为接收机的第一级有源模块，低噪声放大器的性能好坏对整个接收机系统性能起着决定性作用。

低噪声放大器作为射频接收的第一级，其放大能力和噪声性能对整个接收通道的性能极为关键，目前采用0.18umcmos工艺的低噪声放大器少有做ku波段的电路，因为即便采用两级甚至三级、四级放大，最终电路的放大能力依然不够高，噪声性能差，匹配难做，而且即便采用单端结构，电路使用的电感数量依然较多，芯片面积大，电路结构复杂，稳定性、实用性也有较大限制。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种ku波段低噪声放大器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种ku波段低噪声放大器，包括t型输入匹配单元、伪差分放大单元、共源级放大单元和输出匹配单元；

t型输入匹配单元，包括电感l1、电感l2、电感l3、电容c1、电容c2和电容c3，所述电感l1的一端与输入信号连接，所述电感l1的另一端与所述电容c1的一端连接，所述电容c1的另一端与所述电感l3的第1引脚连接，所述电感l3的第3引脚与所述电容c3的一端连接，所述电容c3的另一端接地，所述电感l3的第2引脚与所述电容c2的一端连接，所述电容c2的另一端与所述电感l2的一端连接，所述电感l2的另一端与输入信号连接；

伪差分放大单元，包括晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3、晶体管q4、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c4、电容c5、电容c6、电感l4、电感l5、电感l6、电感l7、电感l8和电感l9，所述晶体管q1的栅极分别与所述晶体管q2的栅极、所述电感l5的一端、所述电容c1的另一端和所述电感l3的第1引脚连接，所述电感l5的另一端与所述电阻r2的一端、所述电容c5的一端均接地，所述晶体管q1的源极分别与所述晶体管q2的源极、所述电感l6的一端连接，所述电感l6的另一端分别与所述电阻r2的另一端、所述电容c5的另一端连接，所述晶体管q1的漏极分别与所述晶体管q2的漏极、所述电感l4的一端和所述电感l9的第1引脚连接，所述电感l4的另一端与所述电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端与所述电容c4的一端连接，所述电容c4的另一端接地，所述电感l9的第3引脚与外接电压连接，所述电感l9的第2引脚分别与所述晶体管q3的漏极、所述晶体管q4的漏极连接，所述晶体管q3的栅极分别与所述晶体管q4的栅极、所述电感l3的第2引脚、所述电容c2的一端和所述电感l7的一端连接，所述电感l7的另一端与所述电阻r3的一端、所述电容c6的一端均接地，所述晶体管q3的源极分别与所述晶体管q4的源极、所述电感l8的一端连接，所述电感l8的另一端分别与所述电阻r3的另一端、所述电容c6的另一端连接；

共源级放大单元，包括电感l10、电感l11、电感l12、电感l13、电感l14、电感l15、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、晶体管q5和晶体管q6，所述电容c8的一端分别与所述晶体管q1的漏极、所述晶体管q2的漏极、所述电感l4的一端和所述电感l9的第1引脚连接，所述电容c8的另一端分别与所述电容c9的一端、所述电感l12的一端和所述晶体管q5的栅极连接，所述电感l12的另一端与所述电阻r5的一端、所述电容c10的一端均接地，所述电阻r5的另一端分别与所述电容c10的另一端、所述晶体管q5的源极连接，所述晶体管q5的漏极分别与所述电阻r4的一端、所述电感l10的一端和所述电感l15的第1引脚连接，所述电阻r4的另一端与所述电感l11的一端连接，所述电感l11的另一端与所述电容c9的另一端连接，所述电感l10的另一端与所述电容c7的一端连接，所述电容c7的另一端接地，所述电感l15的第3引脚与外接电压连接，所述电感l15的第2引脚分别与所述电阻r6的一端、所述晶体管q6的漏极连接，所述电阻r6的另一端与所述电感l13的一端连接，所述电感l13的另一端与所述电容c12的一端连接，所述电容c12的另一端分别与所述电容c11的一端、所述电感l14的一端和所述晶体管q6的栅极连接，所述电容c11的另一端分别与所述电感l9的第2引脚、所述晶体管q3的漏极和所述晶体管q4的漏极连接，所述电感l14的另一端与所述电阻r7的一端、所述电容c13的一端均接地，所述晶体管q6的源极分别与所述电阻r7的另一端、所述电容c13的另一端连接；

输出匹配单元，包括电容c14、电容c15、电感l16和电感l17，所述电容c14的一端分别与所述晶体管q5的漏极、所述电阻r4的一端、所述电感l10的一端和所述电感l15的第1引脚连接，所述电容c14的另一端与所述电感l16的一端连接，所述电感l16的另一端与输出端口连接，所述电容c15的一端分别与所述晶体管q6的漏极、所述电阻r6的一端和所述电感l15的第2引脚连接，所述电容c15的另一端与所述电感l17的一端连接，所述电感l17的另一端与输出端口连接。

进一步，所述晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3、晶体管q4、晶体管q5和晶体管q6均为phemt管。

进一步，所述电阻r1、所述电阻r2、所述电阻r3、所述电阻r4、所述电阻r5、所述电阻r6和所述电阻r7的电阻值均为10ω。

进一步，所述电容c1、所述电容c2、所述电容c3、所述电容c4、所述电容c5、所述电容c6、所述电容c7、所述电容c8、所述电容c9、所述电容c10、所述电容c11、所述电容c12、所述电容c13、所述电容c14和所述电容c15的电容值大小均为22uf。

进一步，所述电感l1、所述电感l2、所述电感l16和所述电感l17的电感值大小为150uh；所述电感l3、所述电感l9和所述电感l15均为抽头电感。

本实用新型的有益效果为：本设计通过第一级伪差分放大级和第二级rc并联反馈共源级两种不同放大结构放大信号，减小芯片面积，简化电路结构，成本较低，稳定性很高，应用前景广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种ku波段低噪声放大器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种ku波段低噪声放大器。

如图1所示，根据本实用新型实施例的ku波段低噪声放大器，包括t型输入匹配单元、伪差分放大单元、共源级放大单元和输出匹配单元；

t型输入匹配单元，包括电感l1、电感l2、电感l3、电容c1、电容c2和电容c3，所述电感l1的一端接输入信号，所述电感l1的另一端与所述电容c1的一端连接，所述电容c1的另一端与所述电感l3的第1引脚连接，所述电感l3通过第3引脚与所述电容c3的一端连接，所述电容c3的另一端接地，所述电感l3通过第2引脚与所述电容c2的一端连接，所述电容c2的另一端与所述电感l2的一端连接，所述电感l2的另一端接输入信号；

伪差分放大单元，包括晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3、晶体管q4、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c4、电容c5、电容c6、电感l4、电感l5、电感l6、电感l7、电感l8和电感l9，所述晶体管q1通过栅极分别与所述晶体管q2的栅极、所述电感l5的一端、所述电容c1的另一端和所述电感l3的第1引脚连接，所述电感l5的另一端与所述电阻r2的一端、所述电容c5的一端均接地，所述晶体管q1通过源极分别与所述晶体管q2的源极、所述电感l6的一端连接，所述电感l6的另一端分别与所述电阻r2的另一端、所述电容c5的另一端连接，所述晶体管q1通过漏极分别与所述晶体管q2的漏极、所述电感l4的一端和所述电感l9的第1引脚连接，所述电感l4的另一端与所述电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端与所述电容c4的一端连接，所述电容c4的另一端接地，所述电感l9的第3引脚接外接电压，所述电感l9通过第2引脚分别与所述晶体管q3的漏极、所述晶体管q4的漏极连接，所述晶体管q3通过栅极分别与所述晶体管q4的栅极、所述电感l3的第2引脚、所述电容c2的一端和所述电感l7的一端连接，所述电感l7的另一端与所述电阻r3的一端、所述电容c6的一端均接地，所述晶体管q3通过源极分别与所述晶体管q4的源极、所述电感l8的一端连接，所述电感l8的另一端分别与所述电阻r3的另一端、所述电容c6的另一端连接；

共源级放大单元，包括电感l10、电感l11、电感l12、电感l13、电感l14、电感l15、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、晶体管q5和晶体管q6，所述电容c8的一端分别与所述晶体管q1的漏极、所述晶体管q2的漏极、所述电感l4的一端和所述电感l9的第1引脚连接，所述电容c8的另一端分别与所述电容c9的一端、所述电感l12的一端和所述晶体管q5的栅极连接，所述电感l12的另一端与所述电阻r5的一端、所述电容c10的一端均接地，所述电阻r5的另一端分别与所述电容c10的另一端、所述晶体管q5的源极连接，所述晶体管q5通过漏极分别与所述电阻r4的一端、所述电感l10的一端和所述电感l15的第1引脚连接，所述电阻r4的另一端与所述电感l11的一端连接，所述电感l11的另一端与所述电容c9的另一端连接，所述电感l10的另一端与所述电容c7的一端连接，所述电容c7的另一端接地，所述电感l15通过第3引脚接外接电压，所述电感l15通过第2引脚分别与所述电阻r6的一端、所述晶体管q6的漏极连接，所述电阻r6的另一端与所述电感l13的一端连接，所述电感l13的另一端与所述电容c12的一端连接，所述电容c12的另一端分别与所述电容c11的一端、所述电感l14的一端和所述晶体管q6的栅极连接，所述电容c11的另一端分别与所述电感l9的第2引脚、所述晶体管q3的漏极和所述晶体管q4的漏极连接，所述电感l14的另一端与所述电阻r7的一端、所述电容c13的一端均接地，所述晶体管q6通过源极分别与所述电阻r7的另一端、所述电容c13的另一端连接；

输出匹配单元，包括电容c14、电容c15、电感l16和电感l17，所述电容c14的一端分别与所述晶体管q5的漏极、所述电阻r4的一端、所述电感l10的一端和所述电感l15的第1引脚连接，所述电容c14的另一端与所述电感l16的一端连接，所述电感l16的另一端接输出端口，所述电容c15的一端分别与所述晶体管q6的漏极、所述电阻r6的一端和所述电感l15的第2引脚连接，所述电容c15的另一端与所述电感l17的一端连接，所述电感l17的另一端接输出端口。

在一个实施例中，所述晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3、晶体管q4、晶体管q5和晶体管q6均为phemt管。

在一个实施例中，所述电阻r1、所述电阻r2、所述电阻r3、所述电阻r4、所述电阻r5、所述电阻r6和所述电阻r7的电阻值均为10ω。

在一个实施例中，所述电容c1、所述电容c2、所述电容c3、所述电容c4、所述电容c5、所述电容c6、所述电容c7、所述电容c8、所述电容c9、所述电容c10、所述电容c11、所述电容c12、所述电容c13、所述电容c14和所述电容c15的电容值大小均为22uf。

在一个实施例中，所述电感l1、所述电感l2、所述电感l16和所述电感l17的电感值大小为150uh；所述电感l3、所述电感l9和所述电感l15均为抽头电感。

工作原理：电感l1、电感l2、电感l3、电容c1、电容c2以及电容c3组成ku波段低噪声放大器的t型输入匹配单元；所述电感l1、所述电感l2、所述电容c1和所述电容c2的作用是改变输入信号的增益和噪声大小。

晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3、晶体管q4、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c4、电容c5、电容c6、电感l4、电感l5、电感l6、电感l7、电感l8以及电感l9组成ku波段低噪声放大器的伪差分放大单元；所述电感l1的作用是使晶体管最佳噪声匹配点与最佳驻波匹配点更接近，从而使放大器噪声匹配更容易，尤其在带宽较宽的情况；所述电感l5、所述电阻r2和所述电容c5的作用是组成电阻自偏压网络结构，实现单电源供电，保证phemt管处于低噪声高增益的工作点，解决了供电复杂的问题。

电感l10、电感l11、电感l12、电感l13、电感l14、电感l15、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、晶体管q5以及晶体管q6组成ku波段低噪声放大器的共源级放大单元。所述电感l11、所述电阻r4和所述电容c9的作用是组成并联负反馈结构，降低了带内低频端增益，提高了高频端增益，从而改善了增益平坦度。

电容c14、电容c15、电感l16以及电感l17组成ku波段低噪声放大器的输出匹配单元；电容c14、电容c15、电感l16和电感l17的作用是改变输出信号的增益和噪声大小。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过设计一种ku波段低噪声放大器，利用第一级伪差分放大级和第二级rc并联反馈共源级两种不同放大结构放大信号，减小芯片面积，简化电路结构。整体设计简单安全，可靠度很高，同时体积较小，成本较低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。