基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器

本申请涉及射频集成电路，尤其是一种基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器。

背景技术：

1、在过去的几年中，对高速无线通信系统的需求不断增长。uwb(ultra wide band，超宽带)作为一种低功耗和高数据速率传输新技术广受欢迎。lna(low noise amplifier，低噪声放大器)是uwb接收器体系结构中的第一个重要模块，它以最小的噪声贡献来放大天线的微弱rf(radio frequency，射频)信号，同时为后续的电路模块抑制噪声。

2、cmos技术被认为是一种合适的解决方案，以其较低的制造成本，超高的集成度，以及在电感品质因子和截止频率方面展现出了超高的性价比。在已经提出了各种基于cmos技术的lna结构中，其基本结构如共源极和共栅极结构。对于宽带输入阻抗匹配，例如电阻反馈放大器实现了较宽频带的输入阻抗匹配，但是这种结构降低了高频下的增益。线性度是高频系统中最重要的参数之一，非线性效应包括谐波失真，增益降低，交叉调制和互调。动态范围内的最小和最大输入电平分别取决于噪声和非线性。为此本申请提出了一种基于噪声抵消与高线性度的uwb前端宽带lna。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，通过设计std电路和nc电路，将低噪声低功耗高线性度结合到一起，实现一个单端转差分的低噪声放大器。

2、本申请实施例提供了一种基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，包括：

3、std电路，所述std电路包括一个单端信号输入端、两个差分信号输出端和多个互相连接的mos放大管，所述mos放大管用于放大所述单端信号输入端输入的单端信号，并在所述两个差分信号输出端输出从所述单端信号中提取出的差分信号；

4、nc电路，所述nc电路包括两个差分信号输入端、一个输出端和多个mos平衡管，所述多个mos平衡管用于抵消所述差分信号输入端输入的差分信号中包括的共模噪声，其中，所述std电路和所述nc电路采用电流复用的形式进行组合；对称的所述mos放大管并联，对称的所述mos平衡管并联。

5、本申请实施例的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，包括std电路和nc电路，所述std电路包括一个单端信号输入端、两个差分信号输出端和多个互相连接的mos放大管，所述mos放大管用于放大所述单端信号输入端输入的单端信号，并在所述两个差分信号输出端输出从所述单端信号中提取出的差分信号；所述nc电路包括两个差分信号输入端、两个输出端和多个mos平衡管，所述多个mos平衡管用于抵消所述差分信号输入端输入的差分信号中包括的共模噪声，其中，所述std电路和所述nc电路采用电流复用的形式进行组合；对称的所述mos放大管并联，对称的所述mos平衡管并联，根据本申请的技术方案，通过设置std电路和nc电路，将单端信号转为共模信号后进行降噪，从而实现噪声抵消，并且，由于对称的mos放大管并联，对称的mos平衡管并联，通过体偏置技术能够降低电源电压，同时省略了偏置电路，进一步达到降低噪声和降低功耗的目的。

技术特征：

1.一种基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述std电路的差分信号输出端与所述nc电路的差分信号输入端之间设置有隔离电感，以使得所述nc电路获得一个相对较平稳的源极电压。

3.根据权利要求1所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述std电路的差分信号输出端与所述nc电路的差分信号输入端之间设置有耦合电容，以将所述差分信号耦合至所述nc电路。

4.根据权利要求1所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述mos放大管包括有第一mos放大管、第二mos放大管和第三mos辅助管，所述第三mos辅助管用于辅助抵消噪声。

5.根据权利要求4所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述std电路还包括有寄生电容，所述寄生电容用于将所述第二mos放大管的漏极的噪声引回到所述第二mos放大管的栅极。

6.根据权利要求1所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述mos放大管包括pmos管和nmos管，pmos管的衬底通过目标电阻和nmos管的衬底相互连接，所述目标电阻用于降低回路的电流。

7.根据权利要求1所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述mos放大管包括两个nmos管，两个所述nmos管通过目标电阻与电源端进行连接。

8.根据权利要求6所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述std电路还包括有偏置辅助晶体管，所述偏置辅助晶体管用于消除线性化窗口周围的三阶非线性。

9.根据权利要求8所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述偏置辅助晶体管是具有冷源极的场效应晶体管。

10.根据权利要求1所述的基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，其特征在于，在并联的所述mos放大管之间设置隔离电感，以降低所述单端信号输入端的寄生电容。

技术总结
本申请公开了一种基于噪声抵消与体偏置技术的超宽带低噪声放大器，包括STD电路和NC电路，STD电路包括单端信号输入端、差分信号输出端和多个互相连接的MOS放大管，MOS放大管用于放大单端信号并在两个差分信号输出端输出差分信号；NC电路包括两个差分信号输入端、一个输出端和多个MOS平衡管，多个MOS平衡管用于抵消差分信号中包括的共模噪声，其中，STD电路和NC电路采用电流复用的形式进行组合；对称的MOS放大管并联，对称的MOS平衡管并联，根据本申请的技术方案，通过设置STD电路和NC电路，将放大管的单端噪声信号转为共模噪声信号后进行降噪，从而实现噪声抵消；通过体偏置技术能够降低电源电压，同时省略了偏置电路，进一步达到降低噪声和降低功耗的目的。

技术研发人员：亓庚浈,魏士友
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13