[发明专利]一种基于寄生反馈消除技术的高增益放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及微电子学技术领域，更具体的说，它涉及一种基于寄生反馈消除技术的高增益放大电路。

背景技术

放大器是一种常用的射频电路，用于对输入射频信号进行放大。根据不同的应用场合，放大器可分成缓冲驱动放大器、低噪声放大器及功率放大器，不同的放大器具有相应的指标来衡量其性能，如噪声系数、输出最大功率及功耗等，但增益是所有放大器必须考虑的指标。特别是随着无线通信频率向毫米波乃至太赫兹频段扩展，受工艺和管子特性的限制，放大器对这些频段信号的放大作用大大降低甚至是衰减的，因此提高放大器的增益和有效工作频率成为设计的关键。

图1所示为射频放大器最基本也是最核心的电路，由偏置电阻R₁、隔直电容C₁、输入NMOS管M₁、负载电感L_L、负载电容C_L和负载电阻R_L构成。偏置电阻R₁为输入管M₁提供合适的直流工作点，隔直电容C₁滤除输入信号中的直流成份；输入管M₁把输入电压信号转换成电流信号并提供一定的增益；由电感LL、电容C_L和电阻R_L构成的负载把电流信号转换成输出电压信号；该放大器相应的小信号等效电路如图2所示，其中gm为MOS管在一定偏置点和一定工作频率下的跨导，Cgs为输入管栅极和源极之间的寄生电容，Cgd为输入管栅极和漏极之间的寄生电容。考虑Cgd反馈作用的小信号电压增益为：Gain＝-(g_m-jωC_gd)R_L/(1+jωC_gdR_L)，在较低工作频率下，gm较大，ω²C²_gd<<1，所以该放大器的增益近似为-g_mR_L；随着工作频率的提高，ω²C²_gd逐渐增大，增益逐渐降低；当工作频率上升到毫米波/亚毫米波/太赫兹频段，跨导gm降低，ω²C²_gd增大，增益趋向于1(即0dB)，放大器的放大作用失效。因此传统结构的放大器电路由于寄生电容的反馈作用，放大器的增益下降并且有效工作频率受限。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于寄生反馈消除技术的高增益放大电路，该电路在传统放大器输入管的输入端和输出端跨接一个谐振电感，消除输出端和输入端之间寄生电容引起的反馈，从而提高放大器的增益。

本发明的技术方案如下：

一种基于寄生反馈消除技术的高增益放大电路，包括输入管、偏置网络电路、谐振网络电路和负载谐振网络电路，所述输入管的栅极和漏极间设置有寄生电容，所述偏置网络电路包括第一电容和第一电阻，所述第一电容与信号输入端连接，所述第一电阻与偏置信号输入端连接，所述谐振网络电路包括第一电感、第二电容和寄生电容，所述第一电感与输入管连接，所述负载谐振网络电路包括第二电感、第二电阻和第三电容，所述输入管的源极与地端相连。

进一步的，所述第一电容的一端连接信号输入端，第一电容的另一端与第一电阻的一端、第一电感的一端及输入管的栅极连接。

进一步的，所述第一电阻的另一端连接偏置信号输入端。

进一步的，所述第一电感的另一端与第二电容的一端连接。

进一步的，所述第二电容的另一端与输入管的漏极、第二电感的一端、第三电容的一端及第二电阻的一端连接。

进一步的，第二电感的另一端、第三电容的另一端及第二电阻的另一端与电源输入端连接。