[发明专利]一种基于变压器负反馈的射频放大器电路

说明书

本发明提供了基于变压器负反馈的射频放大器电路，包括一输入端口（Vin）、一输出端口（Vout）以及一输入晶体管（M1），还包括第一变压器（X1）和第二变压器（X2）；第一变压器的初级侧线圈一端跟所述输入端口相连，另一端同第二变压器的初级侧线圈的第一端相连，所述第二变压器的初级侧线圈的第二端耦接到地；第一变压器的次级侧线圈一端连接输入晶体管的栅极，另一端耦接到地；第二变压器的次级侧线圈一端连接输入晶体管的源极，另一端耦接到地；其中第一变压器初级侧线圈和次级侧线圈的耦合系数为负，第二变压器初级侧线圈和次级侧线圈的耦合系数为正。通过采用变压器负反馈结构，可以在保持放大功能的前提下，有效降低输入管源‑漏电压的耐压要求。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于变压器负反馈的射频放大器电路。

背景技术

随着物联网市场的飞速发展，可穿戴电子设备的数量和市场份额也随之迅速增长，智能手表、智能手环、无线耳机等消费类应用的兴起推动了可穿戴市场的火热。而在手表、手环、耳机等无线电子产品中，对其中芯片的功耗有着苛刻的要求，客观上可穿戴设备要求更轻的设备重量，更长的待机和工作时间，低功耗的需求相对其他市场更为迫切。

在可穿戴设备中，由于其模组尺寸较小，天线距离人体的距离较近，而人体是相比天线尺寸体积巨大的导体，当可穿戴设备靠近人体时，其上的天线效率会受到严重的影响。可穿戴设备如手表手环等体积的缩小对于消费者的使用体验有着显著提升，而当设备尺寸缩小时，天线的性能也会受到严重影响。因此，在贴近人体的微型可穿戴设备中，对于接收发射芯片的性能有着更高更苛刻的要求。为了提高使用体验，在接收模式下，在可穿戴设备的天线端往往采用低噪声放大器来提高接收灵敏度，间接的提高天线接收效率并且扩大接收范围，在靠近人体时有着更佳的接收性能和使用体验；而在发射模式下，往往也会采用功率放大器来提高发射功率，同时扩大接收范围。

基于上述的原因，也使得可穿戴设备中对于前端放大器有着非常高的要求，在卫星导航及定位系统的接收模式下，放大器既要有足够高的功率增益和尽可能低的噪声系数，同时又需要高线性度以应对带外干扰，这对射频放大器的工艺和设计是个巨大的挑战。

如图1所示，现有技术中提出的低噪声放大器的结构图，由于输入晶体管的源漏电压相位相反，因此对晶体管的耐压特性要求较高；而为了保持性能，电路设计往往采用高性能的先进工艺来实现低噪声高增益的特性，但是高性能的先进工艺往往耐压较低。该结构就存在着耐压和性能不能兼顾的缺点，因而也就限制了上述结构的适用范围。

因此，迫切需要对现有射频放大器的结构给出更优的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了一种改进后的基于变压器负反馈的射频放大器电路，解决了上述问题。通过采用变压器负反馈结构，可以在保持基本放大功能的前提下，有效降低输入管源-漏电压的耐压要求，因此可以采用先进工艺的MOS器件同时实现低噪声和高输出功率的兼顾。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种基于变压器负反馈的射频放大器电路，所述射频放大器电路包括一输入端口（Vin）、一输出端口（Vout）以及一输入晶体管（M1），还包括第一变压器（X1）和第二变压器（X2）；

第一变压器的初级侧线圈一端跟所述输入端口相连，另一端同第二变压器的初级侧线圈的第一端相连，所述第二变压器的初级侧线圈的第二端耦接到地；

第一变压器的次级侧线圈一端连接输入晶体管的栅极，另一端耦接到地；

第二变压器的次级侧线圈一端连接输入晶体管的源极，另一端耦接到地；

其中第一变压器初级侧线圈和次级侧线圈的耦合系数为负，第二变压器初级侧线圈和次级侧线圈的耦合系数为正。

进一步的，所述输入晶体管的漏极通过负载元件接电源电压，该漏极作为输出端口。