一种应用于物联网前端的低噪声放大器

本申请涉及电子通信，特别是涉及一种应用于物联网前端的低噪声放大器。

背景技术：

1、低噪声放大器(low noise amplifier,lna)是rf接收机的前端模块，或者在接收机中有一个低噪声放大器的噪声选择部件。对于一个非常好的接收机，需要有最小的噪声和最大的增益。

2、在保证性能的前提下最大限度地降低电路的功耗成为目前射频集成电路研究的一个重点，而各种射频电路架构都离不开射频收发链路部分，射频收发链路中射频接收前端部分包括低噪声放大器与下变频混频器，将天线接收到的射频信号做初步放大并下变频为中频信号，传输到下一级电路做进一步的信号处理。由于需要处理天线接收到的射频信号，为保证系统的灵敏度，即系统能接收并处理的最小信号，需要保证射频接收前端保持极低的输入等效噪声，因而在整个接收链路中，射频接收前端的功耗占相当大一部分，低功耗的追求首先要求射频接收前端功耗的降低，射频前端中低噪声放大器的噪声和增益对后级电路的影响极为关键，低功耗射频前端在工程技术领域始终有着极为重要的地位也一直是人们研究的重点和热点之一。

3、低噪声放大器(low noise amplifier,lna)作为射频接收前端的第一级有源放大电路，对通信系统整体性能的影响至关重要。首先需要考虑的是低噪声放大器的噪声，在多级级联电路中，最前端的低噪声放大器噪声系数对整个接收机的噪声性能影响最大。其次，低噪声放大器的增益必须足够大，以期能够减少后级电路噪声对整个系统噪声性能的影响。除此之外，低噪声放大器作为射频接收前端最主要的功耗模块，设计低功耗低噪声放大器对降低整个射频接收前端的功耗起着至关重要的作用。在射频集成电路的设计中，低功耗的要求往往会限制射频电路的其他性能，比如高增益、低噪声、高线性度和大的动态范围等等。不同的几个性能指标往往存在着相互制约、相互矛盾的特点，因而进行超低功耗射频集成电路设计，就是一个在找寻最优综合性能折中点的过程。

4、随着无线通信市场的增长，对低功耗，低成本和高性能接收器的需求也日益增长。用于多标准应用的无线电正在兴起，最终致力于认知无线电解决方案。无论这些系统是作为灵活的无线电实现还是遵循数字rf方法，低噪声放大器都是不可避免的关键电路。在低噪声放大器的电路中，如共源lna具有低噪声系数和高电平增益。它可以实现完美的输入匹配，但要以功耗和芯片面积为代价。因此，目前的低噪声放大器的功耗较大。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低低噪声放大器功耗的应用于物联网前端的低噪声放大器。

2、一种应用于物联网前端的低噪声放大器，所述低噪声放大器包括：第一pmos管、第二pmos管、nmos管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第七电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

3、电源通过所述第一电容和地相连接，所述第一电感和所述第二电感的一端连接在电源上，所述第一电感的另一端连接在所述第一pmos管的源极，所述第二电感的另一端连接在所述第二pmos管的源极，所述第一pmos管的衬底连接所述第一pmos管的源极，所述第二pmos管的衬底连接所述第二pmos管的源极，所述第一pmos管的栅极通过所述第一电阻连接到地，并通过所述第二电容连接到所述第三电感的一端和所述nmos管的漏极，所述第三电感的另一端分别与所述第四电感的一端、所述第五电感的一端、所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地，所述第四电感的另一端分别与所述第一pmos管的漏极、所述第四电容的一端相连接，所述第四电容的另一端分别连接到所述第二pmos管的栅极、所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地，所述第二pmos管的漏极连接到所述低噪声放大器的输出端，同时所述第二pmos管的漏极连接到所述第五电感的另一端，所述nmos管的栅极连接到所述第六电感的一端、第五电容的一端，所述第六电感的另一端连接到第三电阻的一端、第六电容的一端，所述第三电阻的另一端连接偏置电压，所述第六电容的另一端接地，所述第五电容的另一端连接到所述第七电感的一端、第七电容的一端、所述nmos管的源极，所述第七电容的另一端连接输入电压，所述nmos管的衬底通过第四电阻连接前向体偏置电压。

4、在其中一个实施例中，所述第一电感和所述第二电感为源极退化电感。

5、上述应用于物联网前端的低噪声放大器，通过第一电感和第二电感的一端连接在电源上，第一电感的另一端连接在第一pmos管的源极，第二电感的另一端连接在第二pmos管的源极，第一pmos管的衬底连接第一pmos管的源极，第二pmos管的衬底连接第二pmos管的源极，实现正向体偏置技术降低功耗，第一pmos管的栅极通过第一电阻连接到地，并通过第二电容连接到第三电感的一端和nmos管的漏极，第三电感的另一端分别与第四电感的一端、第五电感的一端、第三电容的一端连接，第三电容的另一端接地，第四电感的另一端分别与第一pmos管的漏极、第四电容的一端相连接，第四电容的另一端分别连接到第二pmos管的栅极、第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地，建立了电流复用架构，第二pmos管的漏极连接到低噪声放大器的输出端，同时第二pmos管的漏极连接到第五电感的另一端，nmos管的栅极连接到第六电感的一端、第五电容的一端，第六电感的另一端连接到第三电阻的一端、第六电容的一端，第三电阻的另一端连接偏置电压，第六电容的另一端接地，第五电容的另一端连接到第七电感的一端、第七电容的一端、nmos管的源极，第七电容的另一端连接输入电压，nmos管的衬底通过第四电阻连接前向体偏置电压，形成互感反馈用来放大增益，由此，不仅实现了低噪声放大器超低的直流功耗，还具有优化的增益性能、噪声系数和紧凑的尺寸。

技术特征：

1.一种应用于物联网前端的低噪声放大器，其特征在于，所述低噪声放大器包括：第一pmos管、第二pmos管、nmos管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第七电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

2.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于，所述第一电感和所述第二电感为源极退化电感。

技术总结
本申请涉及一种应用于物联网前端的低噪声放大器。该低噪声放大器包括：第一PMOS管的衬底连接自身的源极，第二PMOS管的衬底连接自身的源极，第一PMOS管的栅极通过第一电阻连接地，通过第二电容连接第三电感和NMOS管的漏极，第三电感与第四电感、第五电感、第三电容连接，第四电感与第一PMOS管的漏极、第四电容相连接，第四电容分别连接到第二PMOS管的栅极、第二电阻，第二PMOS管的漏极连接到输出端，第二PMOS管的漏极连接到第五电感，NMOS管的栅极连接到第六电感、第五电容，第六电感连接第三电阻、第六电容，第五电容连接到第七电感、第七电容、NMOS管的源极，NMOS管的衬底通过第四电阻连接前向体偏置电压，实现了低噪声放大器超低的直流功耗。

技术研发人员：叶智超,刘轶,吴啸鸣,闫慧君,宋杨,王超子,孔理想,王艺陶,张圣康,温晨希,张芷宁,张荣鑫,嵇华龙,郑立博
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14