[实用新型]一种低功耗高线性双模式毫米波宽带堆叠低噪声放大器

说明书

本实用新型公开了一种低功耗高线性双模式毫米波宽带堆叠低噪声放大器，包括二堆叠自偏低噪声放大网络、反馈双模高线性度放大网络以及偏置网络。本实用新型采用两个不同尺寸的晶体管实现串联堆叠结构，并结合了自偏置技术实现超宽带噪声匹配、阻抗匹配和低功耗；同时利用反馈双模切换结构，使得电路具有高线性度或者低功耗两种模式下的切换能力，满足用户的不同使用需求，并在整个工作频带内获得良好的宽带、增益、驻波特性。

技术领域

本实用新型属于场效应晶体管射频低噪声放大器和集成电路技术领域，具体涉及一种低功耗高线性双模式毫米波宽带堆叠低噪声放大器的设计。

背景技术

随着宽带通信、雷达等军用、民用市场的快速发展，射频前端接收器也向高性能、高集成、低功耗的方向发展，因此市场迫切的需求超宽带、高增益、高线性度、低功耗、低噪声的毫米波低噪声放大器芯片，并且电路支持具有高线性度或者低功耗两种模式下的切换能力。

然而，当传统毫米波低噪声放大器芯片设计中，一直存在一些设计难题，主要体现在低功耗、低噪声指标和高线性度指标相互制约指标相互制约：为了保证放大器的低噪声工作，晶体管的漏极电压要比正常工作电压稍低，使得晶体管工作在最优噪声工作点，但是漏极电压降低带来晶体管的电压摆幅降低从而大大限制了高线性度指标，这就导致了两者相互制约。

常见的低功耗、高线性度低噪声放大器的电路结构有很多，最典型的是电流复用式共源(或共射)放大器，但是，典型电流复用式共源(或共射)放大器，仍然存在一些设计不足，主要体现在：

(1)电流复用结构需要采用馈电电感和大电容实现两个共源(或共射)放大器的静态偏置复用，这种大电感和大电容馈电结构的自谐振频率点较低，在实现超宽带放大的时候，有可能自谐振频率点会落入放大频带内，从而恶化射频特性；同时大电感和电容往往占用较大的芯片面积，从而提高了芯片成本。

(2)电流复用结构往往采用固定的AB类偏置状态为了获得高增益和低噪声系数，仍无法很好地解决低功耗和高线性度指标相互制约的固有问题，也无法在低功耗与高线性度指标间相互切换。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种低功耗高线性双模式毫米波宽带堆叠低噪声放大器，利用自偏置晶体管堆叠技术以及反馈双模切换技术，实现超宽带下低功耗、高增益、高线性度、低噪声以及良好的输入输出匹配特性，并具有高线性度或者低功耗两种模式下的切换能力。

本实用新型的技术方案为：一种低功耗高线性双模式毫米波宽带堆叠低噪声放大器，包括二堆叠自偏低噪声放大网络、反馈双模高线性度放大网络以及偏置网络；二堆叠自偏低噪声放大网络的输入端为整个低噪声放大器的输入端，其输出端与反馈双模高线性度放大网络的输入端连接；反馈双模高线性度放大网络的输出端为整个低噪声放大器的输出端；偏置网络分别与二堆叠自偏低噪声放大网络以及反馈双模高线性度放大网络连接；反馈双模高线性度放大网络还与地连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用二堆叠自偏低噪声放大网络的优势是低功耗、高增益，良好的输入输出匹配，同时不需要额外的栅极偏置电压；同时结合了反馈双模高线性度放大网络，利用反馈技术和自偏共源放大器设计第二级放大器，加入双模控制接口，使得放大器具有高线性度和低功耗两种模式下的切换能力。