一种线性输入范围大的低功耗低噪声放大器的制作方法

本申请涉及放大器结构技术领域，具体是一种线性输入范围大的低功耗低噪声放大器。

背景技术：

在某些连续信号放大的低功耗低成本的应用中，输入信号的输出阻抗大，电压变动范围大，但是输出信号的线性度却要求比较高，且噪声要求相对较低。与此同时，信号的输出端与芯片的电源端口连接，以为芯片提供电源。因此，对psr也有很高的要求。采用反馈回路确定增益的现有技术中，存在由于反馈路径上的电阻阻值大，导致噪声的引入和面积的增大问题，因此。需要一种开环放大器结构来解决这一问题。

技术实现要素：

本申请旨在解决上述技术问题，提供一种线性输入范围大的低功耗低噪声放大器，提高线性度并降低噪声。

为实现上述目的，本申请公开了一种线性输入范围大的低功耗低噪声放大器，包括供电输入端vdd、信号输入端、参考电压生成器voltgen、差分放大模块、差分转单端模块、负载电阻rl、输出模块、信号输出端、电压输出端；所述参考电压生成器voltgen包括供电偏置电压端、第一偏置电压输出端、第二偏置电压输出端；所述供电偏置电压端、所述第一偏置电压输出端、所述第二偏置电压输出端、所述信号输入端分别与所述差分放大模块相连，用于将单端输入的信号转差分信号输出；所述差分转单端模块与所述差分放大模块相连，用于将差分信号转单端信号输出，并减小输出级的直流分量；所述输出模块与所述差分放大模块相连，所述输出模块的输出端与所述信号输出端相连；所述负载电阻rl分别与所述差分放大模块、所述差分转单端模块、所述输出模块、所述电压输出端相连。

作为优选，所述差分放大模块包括放大器q0、放大器q1、放大器q2、放大器q3、放大器q4；所述放大器q0的栅极与所述供电偏置电压端相连，用于获取使所述差分放大模块、所述差分转单端模块产生电流的偏执电压vbias；所述放大器q0的漏极与所述放大器q1的源极、所述放大器q2的源极相连；所述放大器q0的源极接地；所述放大器q1的栅极与所述第一偏置电压输出端相连，用于获取偏执电压vref1，所述放大器q1的栅极通过耦合电容器与所述信号输入端相连，用于输入信号vsignal；所述放大器q1的漏极与所述放大器q3的漏极相连；所述放大器q2的栅极与所述第二偏置电压输出端相连，用于获取偏执电压vref2；所述放大器q2的漏极与所述放大器q4的漏极相连；所述放大器q3的栅极与其漏极短接；所述放大器q3的源极通过负载电阻rl与所述供电输入端vdd相连；所述放大器q4的栅极与其漏极短接；所述放大器q4的源极通过所述负载电阻rl与所述供电输入端vdd相连。

作为优选，所述差分转单端模块包括放大器q5、放大器q6、放大器q7、放大器q8、放大器q9；所述放大器q5的栅极与所述放大器q4的栅极相连，且其漏极与所述放大器q7的漏极相连；所述放大器q5的源极通过所述负载电阻rl与所述供电输入端vdd相连；所述放大器q6的栅极与所述放大器q3的栅极相连，且其漏极与所述放大器q9的漏极相连；所述放大器q6的源极通过所述负载电阻rl与所述供电输入端vdd相连；所述放大器q7的漏极与栅极短接，且其源极与所述信号输出模块相连；所述放大器q8的栅极与所述放大器q7的栅极相连，且其漏极与所述放大器q6的漏极相连；所述放大器q8的源极接地；所述放大器q9的漏极与其栅极短接，且与所述放大器q6的漏极相连；所述放大器q9的栅极与所述输出模块相连，所述放大器q9的源极接地。

作为优选，所述输出模块包括放大器q10，所述放大器q10的栅极与所述放大器q9的栅极相连，且其漏极通过负载电阻rl与所述供电输入端vdd相连；所述放大器q10的源极接地。

作为优选，所述电压输出端连接于所述负载电阻rl与所述输出模块之间。

本申请的有益效果：本申请的线性输入范围大的低功耗低噪声放大器，通过信号输入端、参考电压生成器voltgen、差分放大模块、差分转单端模块、负载电阻rl、输出模块、信号输出端的结构设置，使本申请的线性输入范围大的低功耗低噪声放大器输入范围大，适用于低电压工作模式，且具有较低的噪声和较高的线性度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例线性输入范围大的低功耗低噪声放大器的结构框图；

图2是本申请实施例线性输入范围大的低功耗低噪声放大器的电路原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例：参考图1所示的一种线性输入范围大的低功耗低噪声放大器，供电输入端vdd、信号输入端、参考电压生成器voltgen、差分放大模块、差分转单端模块、负载电阻rl、输出模块、信号输出端、电压输出端。

参考电压生成器voltgen包括供电偏置电压端、第一偏置电压输出端、第二偏置电压输出端；供电偏置电压端、第一偏置电压输出端、第二偏置电压输出端、信号输入端分别与差分放大模块相连，用于将单端输入的信号转差分信号输出。

负载电阻rl分别与差分放大模块、差分转单端模块、输出模块、电压输出端相连。

电压输出端连接于负载电阻rl与输出模块之间。

差分转单端模块与差分放大模块相连，用于将差分信号转单端信号输出，并减小输出级的直流分量。参考图2所示，在本实施例中，差分放大模块包括放大器q0、放大器q1、放大器q2、放大器q3、放大器q4。

放大器q0的栅极与供电偏置电压端相连，用于获取使差分放大模块、差分转单端模块产生电流的偏执电压vbias；放大器q0的栅极与放大器q1的源极、放大器q2的源极相连；放大器q0的源极与输出模块相连。

放大器q1的栅极与第一偏置电压输出端相连，用于获取偏执电压vref1，放大器q1的栅极通过耦合电容器与信号输入端相连，用于输入信号vsignal；放大器q1的漏极与放大器q3的漏极相连。信号vsignal通过电容耦合，作用到放大器q1的栅极，当放大器q0的输出阻抗足够大时，输出电流就不受放大器q1、放大器q2的影响。通过适当的尺寸调整，gm1+gm2以及gm3+gm4就会在相当大的输入信号变动范围内保持不变，即增益恒定。

放大器q2的栅极与第二偏置电压输出端相连，用于获取偏执电压vref2；放大器q2的源极与放大器q4的漏极相连。

放大器q3的栅极与其漏极短接；放大器q3的源极通过负载电阻rl与供电输入端vdd相连。

放大器q4的栅极与其漏极短接；放大器q4的源极通过负载电阻rl与供电输入端vdd相连。

输出模块与差分放大模块相连，输出模块的输出端与信号输出端相连。在本实施例中，差分转单端模块包括放大器q5、放大器q6、放大器q7、放大器q8、放大器q9。

放大器q5的栅极与放大器q4的栅极相连，且其漏极与放大器q7的漏极相连；放大器q5的源极通过负载电阻rl与供电输入端vdd相连。

放大器q6的栅极与放大器q3的栅极相连，且其漏极与放大器q9的漏极相连；放大器q6的源极通过负载电阻rl与供电输入端vdd相连。

放大器q7的漏极与栅极短接，且其漏极与信号输出模块相连。

放大器q8的栅极与放大器q7的栅极相连，且其漏极与放大器q6的漏极相连；放大器q8的源极接地。

放大器q9的漏极与其栅极短接，且与放大器q6的漏极相连；放大器q9的栅极与输出模块相连，放大器q9的源极与信号输出端相连。放大器q5、放大器q7、放大器q8在不降低放大器q6增益的基础上，可以减少放大器q9上的直流电流分量，放大器q9就可以在饱和区的边缘工作。

输出模块包括放大器q10，放大器q10的栅极与放大器q9的栅极相连，且其漏极通过负载电阻rl与供电输入端vdd相连；放大器q10的源极与信号输出端相连。放大器q10的电流是放大器q9的放大量，所以其直流分量不大，这就使得电压输出端输出的vout信号变动范围接近vdd，使得放大器的工作电压高。

本实施例的线性输入范围大的低功耗低噪声放大器的工作原理：

差分放大模块为线性输入范围大的差分放大器组件，差分转单端模块将差分输出转换为单端输出，同时降低输出级直流分量。输出模块即输出级，具有直流分量小的特点，电压输出端输出的vout信号变动范围接近vdd，使放大器的工作电压高。

以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。