專利名稱：采用有源電感負(fù)載的可調(diào)諧窄帶低噪聲放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用有源電感負(fù)載的可調(diào)諧窄帶低噪聲 放大器。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)，各種無線通信技術(shù)比如GSM、 CDMA、 GPS、 WLAN (802.11a，llb，llg)、 ZigBee等已經(jīng)和我們的日常生活息息相關(guān)。據(jù)預(yù)測，幾乎每隔6個(gè)月就會(huì)有一種新的無線 應(yīng)用出現(xiàn)并成為標(biāo)準(zhǔn)，而這些標(biāo)準(zhǔn)衍生的應(yīng)用會(huì)逐步深入我們生活，成為一種生活的必需。 這就意味著為了適應(yīng)這種需求我們需要購買和配置多種硬件設(shè)備，這將給人們的生活帶來 極大的不便。所以，現(xiàn)在有很多關(guān)于多模收發(fā)機(jī)和軟件無線電的研究，其目的就是為了使 一套系統(tǒng)可以兼容很多無線協(xié)議，方便使用，節(jié)約成本。
在設(shè)計(jì)滿足多協(xié)議無線接收器時(shí)，必須設(shè)計(jì)可以滿足多協(xié)議及多頻段要求的低噪聲放 大器。為了達(dá)到這個(gè)要求，可以設(shè)計(jì)寬頻低噪聲放大器，但是其性能往往不太理想，在速 度較快的系統(tǒng)中不能滿足要求。現(xiàn)在可以采用可調(diào)諧窄帶低噪放來滿足系統(tǒng)較高要求，因 為可調(diào)諧窄帶低噪放在每個(gè)頻段性能與不可調(diào)窄帶低噪放相當(dāng)，而通過調(diào)整諧振頻率的方 法來支持多頻段應(yīng)用。低噪放負(fù)載使用可調(diào)有源電感，從而調(diào)整諧振頻率。可以參考Allidina, K.， rabbasi， S.， " A Widely Tunable Active RF Filter Topology", Circuits and Systems, 2006. ISCAS 2006. Proceedings. 2006 IEEE International Symposium on。有源電感的優(yōu)點(diǎn)節(jié)約芯片 面積，同時(shí)可以方便的調(diào)節(jié)電感值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種能滿足多協(xié)議多頻段的射頻應(yīng)用的可調(diào)諧窄帶低噪聲放
大器o
本發(fā)明提出的可調(diào)諧低噪聲放大器采用有源電感負(fù)載，由放大器及可調(diào)有源電感組成。 其電路原理如圖l所示，其中可調(diào)有源電感由MOS管3、 4、 5、 6、 7、 8以及由MOS管 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15構(gòu)成的偏置電路組成，放大器為由NMOS管l、 2組成的差 分共柵放大器。具體結(jié)構(gòu)如下NOMS管3、 4為共源放大器，柵極分別連接節(jié)點(diǎn)20、 21， 源極均連接到偏置電流源NMOS管9漏極，NMOS管3、4均從漏極輸出到各自負(fù)載PMOS 管7、 8漏極。PMOS管7、 8為負(fù)載，柵極接固定偏置電壓，源極接電源高電平。PMOS 管5、 6為共源接法，柵極輸入分別為NMOS管4、 3的漏極，輸出為節(jié)點(diǎn)20、 21，源極
接高電平。MOS管9、 10、 11、 12、 13、 14、 15組成前饋放大器的偏置電路。其中NMOS 管9、 IO為電流鏡，柵極相連，源極接地，NMOS管10柵漏相連，NMOS管9漏極輸出 接NMOS管3、 4源極，作為其偏置電流，NMOS管10漏極接PMOS管11 、 13漏極。PMOS 管12、 14、 15為電流鏡，柵極相連源極接高電平，PMOS管15柵漏相連，接參考電流Iref， PMOS管12、 14漏極分別接PMOS管11、 13的源極。PMOS管11、 13的漏極相連，接 NMOS管10漏極，柵極分別接控制電壓Vn和VI。電容13、 14為節(jié)點(diǎn)20、 13對地的寄 生電容，為等效電容。NMOS管1、 2接為共源極放大器，源極輸入射頻信號(hào)，柵極為固 定電壓偏置，從漏極輸出到節(jié)點(diǎn)20、 21。


圖l為本發(fā)明提出的采用有源電感負(fù)載的可調(diào)諧窄帶低噪聲放大器電路原理圖 標(biāo)號(hào)說明1、 2、 3、 4、 9、 10為NMOS管；5、 6、 7、 8、 11、 12、 13、 14、 15為
NMOS管；16、 17為寄生電容；18、 19、 20、 21、 22、 23為節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明。
在圖1所示的采用有源電感負(fù)載的可調(diào)諧窄帶低噪聲放大器中，NOMS管3、 4為共 源放大器，柵極分別連接節(jié)點(diǎn)20、 21，源極均連接到偏置電流源NMOS管9漏極，NMOS 管3、 4均從漏極輸出到各自負(fù)載PMOS管7、 8漏極。PMOS管7、 8為負(fù)載，柵極接固 定偏置電壓，源極接電源高電平。PMOS管5、 6為共源接法，柵極輸入分別為NMOS管 4、 3的漏極，輸出為節(jié)點(diǎn)20、 21，源極接高電平。MOS管9、 10、 11、 12、 13、 14、 15 為前饋放大器的偏置電路。其中NMOS管9、 10為電流鏡，柵極相連，源極接地，NMOS 管10柵漏相連，NMOS管9漏極輸出接NMOS3、 4源極，作為其偏置電流，NMOS管10 漏極接PMOS管ll、 13漏極。PMOS管12、 14、 15為電流鏡，柵極相連源極接高電平， PMOS管15柵漏相連，接參考電流Iref， PMOS管12、 14漏極分別接PMOS管11、 13的 源極。PMOS管11、 13的漏極相連，接NMOS管10漏極，柵極分別接控制電壓Vn和 VI。電容16、 17為節(jié)點(diǎn)20、 13對地的寄生電容，為等效電容。NMOS管l、 2接為共源 極放大器，源極輸入射頻信號(hào)，柵極為固定電壓偏置，從漏極輸出到節(jié)點(diǎn)20、 21。
由于是差分結(jié)構(gòu)，可以分析其單邊等效電路。根據(jù)回環(huán)接法有源電感原理，從節(jié) 點(diǎn)20看進(jìn)去的有源電感等效電感值Leq由MOS管3、 5的跨導(dǎo)Gm3、 Gm5及節(jié)點(diǎn)23的 寄生電容17的電容值C17決定。
<formula>complex formula see original document page 4</formula>
整個(gè)低噪放的諧振頻率由有源電感和輸出節(jié)點(diǎn)20的寄生電容16決定，其中C16為寄 生電容16的電容值。
由上式可知，低噪放的諧振頻率由有源電感值決定，可以通過有源電感值來調(diào)整低噪 放的諧振頻率。
在本發(fā)明中，通過改變MOS管9的電流改變MOS管3的跨導(dǎo)Gm3，從而改變有源電感 值，進(jìn)而改變低噪放的諧振頻率。其具體通過控制電壓Vl Vn控制電流源電流，從而改 變偏置電流。
權(quán)利要求
1、采用有源電感負(fù)載的可調(diào)諧窄帶低噪聲放大器，其特征在于使用6個(gè)MOS管(3、4、5、6、7、8)組成的可調(diào)有源電感作為共柵低噪聲放大器的負(fù)載，同時(shí)通過由7個(gè)MOS管(9、10、11、12、13、14、15)組成的偏置電流源來改變偏置電流；其中使用可調(diào)有源電感作為共柵低噪聲放大器的負(fù)載；其中2個(gè)NMOS管(1、2)接為共源極放大器，源極輸入射頻信號(hào)，柵極為固定電壓偏置，從漏極輸出到2個(gè)節(jié)點(diǎn)(20、21)；2個(gè)NOMS管(3、4)為共源放大器，柵極分別連接節(jié)點(diǎn)(20、21)，源極均連接到偏置電流源NMOS管(9)漏極，2個(gè)NMOS管(3、4)均從漏極輸出到各自負(fù)載PMOS管(7、8)漏極；2個(gè)PMOS管(7、8)為負(fù)載，柵極接固定偏置電壓，源極接電源高電平；2個(gè)PMOS管(5、6)為共源接法，柵極輸入分別為NMOS管(4、3)的漏極，輸出為2個(gè)節(jié)點(diǎn)(20、21)，源極接高電平。6個(gè)MOS管(9、10、11、12、13、14、15)為前饋放大器的偏置電路；其中2個(gè)NMOS管(9、10)為電流鏡，柵極相連，源極接地，NMOS管(10)柵漏相連，NMPS管(9)漏極輸出接2個(gè)NMOS(3、4)源極，作為其偏置電流，NMPS管(10)漏極接2個(gè)PMOS管(11、13)漏極；3個(gè)PMOS管(12、14、15)為電流鏡，柵極相連源極接高電平，PMOS管(15)柵漏相連，接參考電流Iref，2個(gè)PMOS管(12、14)漏極分別接2個(gè)PMOS管(11、13)的源極。2個(gè)PMOS管(11、13)的漏極相連，接NMOS管(10)漏極，柵極分別接控制電壓Vn和V1。2個(gè)電容(16、17)2個(gè)為節(jié)點(diǎn)(20、23)對地的寄生電容，為等效電容。
全文摘要
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體為采用有源電感負(fù)載的可調(diào)諧窄帶低噪聲放大器。由放大器及其有源電感負(fù)載組成，其中，有源電感由兩級(jí)回環(huán)接法放大器組成，通過改變前饋放大器的偏置電流改變電感值，從而改變低噪放的諧振頻率。這樣可以實(shí)現(xiàn)窄帶可調(diào)諧低噪聲放大器。
文檔編號(hào)H03F1/26GK101197556SQ20071017329
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者周曉方, 曹圣國 申請人:復(fù)旦大學(xué)