具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，所述放大器包括三個跨導級、反饋網(wǎng)絡、和負載；第一跨導級與第二跨導級并聯(lián)，并采用這兩個并聯(lián)的跨導級作為輸入，其中第一跨導級輸出通過反饋網(wǎng)絡將差分信號轉換成單端信號，反饋到電壓輸入端形成回路，同時第一跨導級的輸出通過第三跨導級的輸出，與第二跨導級的輸出相疊加。本發(fā)明在實現(xiàn)寬帶低噪聲放大與LC窄帶濾波的同時，不需要在兩者之間插入驅動級或跨導級，從而有效提高了電路的線性度和噪聲性能；本發(fā)明實現(xiàn)了單轉差分功能，兩路平衡輸出，保證了好的IIP2性能；并且本發(fā)明利用噪聲消除技術，消除了因為阻抗匹配引入的晶體管噪聲。
【專利說明】具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術領域】，涉及一種低噪聲放大器，特別是涉及一種具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器。
【背景技術】
[0002]在寬帶接收機的RF輸入前端，除了最基本的低噪聲放大和阻抗匹配要求之外，往往還需要滿足其他要求，包括跟蹤濾波(Tracking Filtering),單端轉差分,非常穩(wěn)定的兩階線性度，以及越來越低的功耗等。能夠滿足這些要求的一種比較通用的做法就是:射頻(RF)信號經(jīng)過單端轉差分的網(wǎng)絡或者低噪聲放大器之后，經(jīng)過驅動(Buffer)級和跨導(Gm)級連接到濾波負載上完成窄帶跟蹤(tracking)濾波,之后再經(jīng)過驅動(Buffer)級到混頻器(Mixer)。其中作為中間級(Interface Stage)的驅動(Buffer)級和跨導(Gm)級會消耗不少的功耗和面積，同時限制整體的線性度和噪聲。為了能夠滿足上面提到的這些要求，并且盡量減小中間級對性能的影響，以下對常用的寬帶低噪聲放大器的結構進行分析。
[0003]目前常用的寬帶低噪聲放大器結構，很多都是基于單端輸入單端輸出的。
[0004]其中最簡單的結構來自于共柵(Common-gate)或者共源(Common-Source)的單管放大。其中共源(Common-Source)加上輸入電阻并聯(lián)匹配的結構雖然很簡單,但仍被經(jīng)常使用。這些結構共同的缺點是難以同時達到好的噪聲性能和阻抗匹配性能。
[0005]除了單管放大器和簡單的反饋放大器之外，為了在實現(xiàn)阻抗匹配的同時達到更低的噪聲系數(shù)，很多寬帶低噪聲放大器結構采用噪聲消除的技術。例如，布魯克雷利在2004年IEEEJSSC發(fā)表論文“采用熱噪聲消除技術的寬帶低噪聲放大器(Wide-Band CMOSLow-Noise Amplifer Exploiting Thermal Noise Canceling)” 中提出的結構，實現(xiàn)了輸入匹配管噪聲的消除。之后，類似的結構應用于數(shù)字電視Tuner芯片，比如，古普塔在2007年IEEE ISSCC發(fā)表的論文“48?860MHz的直接變頻電視調(diào)諧器(A 48to 860MHz CMOSDirect-Conversion TV Tuner)”中采用了相似的結構。然而,這一結構的缺點在于難以得到很好的IIP2性能。2009年東國英發(fā)表在IEEE JSSC的論文“應用于數(shù)字電視調(diào)諧器，采用噪聲和兩階非線性消除技術的寬帶低噪聲放大器(A Wideband CMOS Low Noise AmpliferEmploying Noise and IM2Distortion Cancellation for a Digital TV Tuner)，，,其米用了電流鏡像和CMOS的方法，不僅保留了噪聲消除的能力，更能夠一定程度上改善單端輸入單端輸出LNA的IIP2性能。但是該結構的缺點在于:電流鏡限制了電路工作的帶寬，且電流鏡本身會引入很多噪聲，而兩階線性度的好壞很大程度上與PMOS和NMOS的匹配有關，這就使得IIP2的性能比較敏感。以上介紹的寬帶低噪聲放大器的結構，雖然能夠實現(xiàn)比較低的噪聲系數(shù)，但都無法滿足芯片上對于單端轉差分的要求，并且都難以達到比較好的兩階線性度。
[0006]但是在寬帶內(nèi)能夠實現(xiàn)單端轉差分的低噪聲放大器(LNA)結構并不多，例如，布拉克梅爾在2008年IEEE JSSC上發(fā)表論文“能同時達到平衡輸出，噪聲消除和非線性消除的寬帶單端轉差分低噪聲放大器(Wideband Balun-LNA With Simultaneous OutputBalancing, Noise-Canceling and Distortion-Canceling)”，其提出了 單端輸入，差分輸出，并且可以消除輸入匹配共柵管噪聲的低噪聲放大器(LNA)結構。但該結構的缺點在于:要得到平衡的電壓輸出，其差分兩路的輸出負載電阻值需要不一樣大。這樣，類似LC Tank這樣的負載濾波電路就沒辦法直接接在其輸出。如果必須實現(xiàn)濾波，就需要在LNA和濾波負載間插入一級跨導級(Gm)或者驅動(Buffer)級(類似于上述通用的做法)，這樣既限制了噪聲性能，也影響了線性度性能，還增加了額外的功耗；例如，魯智宇在2010年IEEEJSSC上發(fā)表論文“應用于低噪聲諧波抑制射頻采樣接收機，工作于300?800M的可調(diào)節(jié)濾波器和線性低噪聲放大器(A 300-800MHz Tunable Filter and Linearized LNA Appliedin a Low-Noise Harmonic-Rejection RF-Sampling Receiver)”,其提出米用反向 CMOS(inverting CMOS stage)級聯(lián)實現(xiàn)的單端轉差分結構。雖然該結構能夠在片上實現(xiàn)單轉雙，但是由于輸出沒法實現(xiàn)濾波，將濾波電路放在了射頻(RF)輸入端，從而導致輸入匹配帶寬很窄。此外，雖然IIP3通過預線性(post-linearization)的方法得到保證,但是其比較好的IIP2本質(zhì)上還是通過PMOS和NMOS的匹配得到，因而比較敏感。但是由于沒有采用噪聲消除技術，整個電路的噪聲系數(shù)比較大；例如，東國英在2010年的IEEE Transactions onMicrowave Theory and Techniques上發(fā)表論文“應用于數(shù)字電視調(diào)諧器,采用噪聲和兩階非線性消除技術的寬帶低噪聲放大器(A CMOS Active Feedback Balun-LNA With HighIIP2 for Wideband Digital TV Receivers)”,其提出了通過差分對實現(xiàn)單端轉差分,并且通過差分到單端反饋實現(xiàn)寬帶匹配的結構。該結構具有非常穩(wěn)定的IIP2性能以及非常對稱的差分輸出。但是其缺點在于輸出的阻抗特性會直接影響輸入的匹配，因而無法在一級實現(xiàn)低噪聲放大和濾波，額外的跨導會限制噪聲和線性度，同時增加功耗和面積；例如，麥沛然在2011年IEEE JSSC上發(fā)表論文“面積為0.46mm2,噪聲系數(shù)為4dB，65nm CMOS工藝實現(xiàn)的應用于全頻帶移動電視的接收機前端(A 0.46-mm24-dB NF Unified ReceiverFront-End for Full-Band Mobile TV in 65-nm CMOS)”,基于諾塔團隊提出的噪聲消除電路，將一部分跨導變成AC連接,且插入多級的差分電流平衡器(DCB-Differential CurrentBalancer)電路以使得輸出差分平衡，實現(xiàn)了比較好的單轉雙。并且由于輸出負載相同，該結構可以直接在輸出接LC窄帶濾波。該結構的缺點在于:輸出兩路的平衡靠多級的DCB電路實現(xiàn)，這樣即受限于電路的電壓余量(Headroom)，又受限于DCB電路的調(diào)節(jié)能力。當其調(diào)節(jié)能力受限時，輸入仍然面臨噪聲系數(shù)和阻抗匹配的取舍。但是，該電路的IIP2性能比較敏感，容易受電源，負載和DCB電路性能的影響；例如，達尼洛在2012年的IEEE JSSC上發(fā)表了論文“具有兩階非線性消除能力的寬帶低功耗低噪聲有源單轉雙電路(A BroadbandLow-Power Low-Noise Active Balun With Second-Order Distortion Cancellation)，，，同樣在諾塔團隊的噪聲消除電路基礎上，提出了采用共模反饋來提高兩階線性度的單端轉差分結構。雖然該結構能夠實現(xiàn)較好的IIP2和NF，但是由于輸出兩路負載的不平衡，除非使用額外的驅動(Buffer)級或者跨導(Gm)級，不然類似LC Tank這樣的負載濾波電路就沒辦法實現(xiàn)。
[0007]因此，目前還沒有看到能夠在一級內(nèi)能夠實現(xiàn)單端轉差分，具有LC濾波作用，并且具有非常低的噪聲和穩(wěn)定兩階線性度的寬帶低噪聲放大器結構。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，用于解決現(xiàn)有技術中寬帶低噪聲放大器的結構不具有濾波作用，且難以同時達到好的線性度性能、噪聲性能和阻抗匹配性能的問題。
[0009]為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器。所述寬帶低噪聲放大器包括:第一跨導級、第二跨導級、第三跨導級、反饋網(wǎng)絡、以及第一負載；
[0010]第一跨導級和第二跨導級，第一跨導級與第二跨導級并聯(lián)，所述第一跨導級的輸入端與一電壓輸入端相連，第一跨導級的第一輸出端與第三跨導級的第一輸入端相連，第一跨導級的第二輸出端與第三跨導級的第二輸入端相連；第二跨導級的輸入端與所述電壓輸入端相連，第二跨導級的第一輸出端與所述第三跨導級的第一輸出端相連，第二跨導級的第二輸出端與第三跨導級的第二輸出端相連；第一跨導級和第二跨導級用于輸入電壓；
[0011]反饋網(wǎng)絡，反饋網(wǎng)絡的輸出端與所述電壓輸入端相連，反饋網(wǎng)絡的第一輸入端與所述第一跨導級的第二輸出端相連，反饋網(wǎng)絡的第二輸入端與所述第一跨導級的第一輸出端相連；所述反饋網(wǎng)絡用于將所述第一跨導級的差分信號轉換成單端信號，并反饋到電壓輸入端形成反饋回路；
[0012]第三跨導級，第三跨導級的第一輸入端與所述第一跨導級的第一輸出端相連，第三跨導級的第二輸入端與所述第一跨導級的第二輸出端相連，第三跨導級的第一輸出端與所述第二跨導級的第一輸出端相連，第三跨導級的第二輸出端與所述第二跨導級的第二輸出端相連；所述第三跨導級用于將所述第一跨導級輸出的電壓轉換成的電流和第二跨導級輸出的電流相疊加；
[0013]第一負載，第一負載的一端與所述第三跨導級的第一輸出端相連，第一負載的另一端與所述第三跨導級的第二輸出端相連；所述第一負載用于產(chǎn)生窄帶的差分電壓信號。
[0014]優(yōu)選地，所述反饋網(wǎng)絡包括第二負載、反饋電阻、以及反饋放大器。
[0015]優(yōu)選地，所述反饋電阻的一端與所述電壓輸入端相連，反饋電阻的另一端與所述反饋放大器的輸出端相連。
[0016]優(yōu)選地，所述反饋放大器的第一輸入端與第二負載的一端相連，反饋放大器的第二輸入端與第二負載的另一端相連。
[0017]優(yōu)選地，所述第一跨導級在第二負載上產(chǎn)生的電壓信號經(jīng)過所述反饋放大器和所述反饋電阻反饋到電壓輸入端。
[0018]優(yōu)選地，所述第一負載是無源的窄帶濾波電路或是隨頻率變化的負載電路。
[0019]優(yōu)選地，所述第一跨導級輸出的噪聲通過第三跨導級而輸出的相位，與通過所述反饋網(wǎng)絡再經(jīng)過第二跨導級而輸出的相位相反。
[0020]如上所述，本發(fā)明所述的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，具有以下有益效果:
[0021]1、本發(fā)明提出的電路結構在實現(xiàn)寬帶低噪聲放大與LC窄帶濾波的時候，不需要在兩者間插入額外的驅動(Buffer)級或者跨導(Gm)級，從而有效提高了整體電路的線性度和噪聲性能。
[0022]2、本發(fā)明實現(xiàn)了單端轉差分功能，兩路非常平衡的輸出，也保證了非常好的IIP2性能。[0023]3、本發(fā)明還利用了噪聲消除技術，將噪聲要求與阻抗匹配要求相分離，消除了因為阻抗匹配引入的晶體管的噪聲，達到了非常好的噪聲性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1顯示為常用的寬帶低噪聲放大器實現(xiàn)窄帶濾波的電路示意圖。
[0025]圖2顯示為拓撲A的單轉雙電路示意圖。
[0026]圖3顯示為拓撲B的單轉雙電路示意圖。
[0027]圖4顯示為拓撲C的單轉雙電路示意圖。
[0028]圖5顯示為本發(fā)明所述的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器的示意圖。
[0029]圖6顯示為本發(fā)明包括具體反饋網(wǎng)絡的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器的示意圖。
[0030]元件標號說明
[0031]I 第一跨導級
[0032]2 第二跨導級
[0033]3 第三跨導級
[0034]4 反饋網(wǎng)絡
[0035]5,41 負載
[0036]42 反饋電阻
[0037]43 反饋放大器
【具體實施方式】
[0038]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0039]請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0040]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0041]常用實現(xiàn)窄帶濾波的寬帶低噪聲放大器如圖1所示，RF信號經(jīng)過單端轉差分的網(wǎng)絡或者低噪聲放大器之后，經(jīng)過驅動(Buffer)級和跨導(Gm)級連接到濾波負載上完成窄帶跟蹤(tracking)濾波,之后再經(jīng)過驅動(Buffer)級到混頻器(Mixer)。其中作為中間級(Interface Stage)的驅動(Buffer)級和跨導(Gm)級會消耗不少的功耗和面積，同時限制整體的線性度和噪聲。
[0042]單轉雙電路存在很多種拓撲結構，如圖2所示的拓撲A，其采用最直觀的方式實現(xiàn)了單端轉差分，例如，“應用于低噪聲諧波抑制射頻采樣接收機，工作于300?800M的可調(diào)節(jié)濾波器和線性低噪聲放大器(A 300-800MHz Tunable Filter and Linearized LNAApplied in a Low-Noise Harmonic-Rejection RF-Sampling Receiver)，，米用 了 該種結構，但是這一結構面臨阻抗匹配問題和噪聲系數(shù)的問題。如圖3所示的拓撲B，其包含了很多基于共柵加共源的單轉雙電路。比如“能同時達到平衡輸出，噪聲消除和非線性消除的寬帶單端轉差分低噪聲放大器(Wideband Balun-LNA With Simultaneous OutputBalancing, Noise-Canceling and Distortion-Canceling)，，、“面積為 0.46mm2,噪聲系數(shù)為4dB，65nm CMOS工藝實現(xiàn)的應用于全頻帶移動電視的接收機前端(A 0.46-mm24-dB NFUnified Receiver Front-End for Full-Band Mobile TV in 65-nm CMOS)，，、和“具有兩階非線性消除能力的寬帶低功耗低噪聲有源單轉雙電路(A Broadband Low-Power Low-NoiseActive Balun With Second-Order Distortion Cancellation)”其中正向的 Gml 提供可輸入寬帶匹配，其噪聲可以被消除，從而實現(xiàn)較低的噪聲系統(tǒng)數(shù)?！懊娣e為0.46_2，噪聲系數(shù)為4dB，65nm CMOS工藝實現(xiàn)的應用于全頻帶移動電視的接收機前端(A 0.46-mm24-dB NFUnified Receiver Front-End for Full-Band Mobile TV in 65-nm CMOS)，，和“具有兩階非線性消除能力的寬帶低功耗低噪聲有源單轉雙電路(A Broadband Low-Power Low-NoiseActive Balun With Second-Order Distortion Cancellation)”通過一些反饋的方法對拓撲B加以改進，改善其輸出平衡度或兩階線性度。但是拓撲B仍然面臨輸出差分平衡、噪聲和阻抗匹配的權衡(trade-off)。當噪聲和阻抗匹配都比較好時，輸出差分兩路的不平衡使其無法直接連接濾波負載電路。如圖4所示的拓撲C，其包括了類似“應用于寬帶數(shù)字電視接收機的具有較好兩階線性度的有源反饋單轉雙低噪聲放大器(A CMOS Active FeedbackBalun-LNA With High IIP2 for Wideband Digital TV Receivers)” 的電路結構,其通過產(chǎn)差分到單端的反饋實現(xiàn)輸入匹配，同時保證輸出差分兩路的平衡，拓撲C的缺點在于輸出的阻抗特性會直接影響輸入的匹配，因而無法直接連接濾波負載。
[0043]實施例
[0044]本實施例提供一種具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，如圖5所示，所述寬帶低噪聲放大器包括:第一跨導級1、第二跨導級2、第三跨導級3、反饋網(wǎng)絡4、和負載5。其中，如圖6所示，反饋網(wǎng)絡4包括負載41、反饋電阻42 (Rfb)、以及反饋放大器43 (Amp-fb)。寬度低噪聲放大器內(nèi)部連接關系為:第一跨導級I和第二跨導級2，第一跨導級I與第二跨導級2并聯(lián)，第一跨導級I的輸入端與一電壓輸入端Vin相連，第一跨導級I的第一輸出端與第三跨導級3的第一輸入端相連，第一跨導級I的第二輸出端與第三跨導級3的第二輸入端相連；第二跨導級2的輸入端與所述電壓輸入端Vin相連，第二跨導級2的第一輸出端與所述第三跨導級3的第一輸出端相連，第二跨導級2的第二輸出端與第三跨導級3的第二輸出端相連；反饋網(wǎng)絡4的負載41的一端與反饋放大器43的第一輸入端相連，負載41的另一端與反饋放大器43的第二輸入端相連，反饋放大器43的輸出端與反饋電阻42的一端相連，反饋電阻42的另一端與電壓輸入端相連。第三跨導級3的第一輸入端與所述第一跨導級I的第一輸出端相連，第三跨導級3的第二輸入端與所述第一跨導級I的第二輸出端相連，第三跨導級3的第一輸出端與第二跨導級2的第一輸出端相連，第三跨導級3的第二輸出端與所述第二跨導級2的第二輸出端相連；負載5的一端與第三跨導級3的第一輸出端相連，負載5的另一端與第三跨導級3的第二輸出端相連；其中，第一跨導級I和第二跨導級2用于輸入電壓；所述反饋網(wǎng)絡4用于將所述第一跨導級I的雙端口轉換成單端口，并反饋到電壓輸入端形成反饋回路。第三跨導級3用于將所述跨導級I輸出的電壓轉換成的電流和第二跨導級2輸出的電流相疊加；所述負載5用于產(chǎn)生窄帶的差分電壓信號。
[0045]本實施例通過單電壓輸入端Vin，并采用兩個并聯(lián)的第一跨導級I和第二跨導級2作為輸入，其中所述跨導級I輸出的電流在負載41上產(chǎn)生的電壓信號一方面通過反饋網(wǎng)絡4中反饋放大器43和反饋電阻42使其差分信號轉換成單端信號，并將其反饋到電壓輸入端Vin形成反饋回路，實現(xiàn)電壓輸入端Vin的寬帶匹配。另一方面第一跨導級I在負載41上產(chǎn)生的電壓信號的、通過第三跨導級3輸出的電流，與第二跨導級2的輸出電流相疊加，這一電流經(jīng)過負載5濾波后，產(chǎn)生窄帶的差分電壓信號，實現(xiàn)了單級的寬帶低噪聲放大和窄帶濾波。所述負載5可以是無源的窄帶濾波電路或者是隨頻率變化的負載電路。最后，輸出正極電壓和負極電壓，實現(xiàn)單輸入雙輸出。
[0046]本實施例所提供的寬帶低噪聲放大器的結構具有以下特點:
[0047]1、進入負載5的差分兩路可以接完全相同的負載，并且第二跨導級2和第三跨導級3輸出阻抗均為高阻，所述該寬帶低噪聲放大器的結構可以直接連接隨頻率變化的負載電路，包括LC振蕩電路構成的窄帶濾波電路，或者后級負載阻抗，例如，混頻器的輸入阻抗等；由于該寬帶低噪聲放大器的結構可以直接連接LC濾波負載，減少了低噪聲放大和窄帶濾波的中間級，有利于實現(xiàn)較好的總體噪聲和線性度；
[0048]2、所述寬帶低噪聲放大器利用第三跨導級3的隔離作用，可以同時實現(xiàn)輸入寬帶匹配和輸出窄帶濾波，并且之間互不影響；
[0049]3、所述寬帶低噪聲放大器經(jīng)過第一跨導級I和第二跨導級2的轉換之后，變成了差分的兩路，之后的電路比如，第三跨導級3和負載5，可以是全差分電路，這樣只要第一跨導級I和第二跨導級2有良好的單端轉差分性能，就可以在該放大器的輸出端處得到幅度和相位匹配很好的差分輸出。而這樣的跨導級是比較容易實現(xiàn)的。
[0050]4、由于第三跨導級3和負載5是全差分電路，該放大器要得到比較好的IIP2性能，就取決于第一跨導級1、第二跨導級2和反饋網(wǎng)絡的兩階線性度。只要采取合適的電路，第一跨導級1、第二跨導級2和反饋網(wǎng)絡的兩階線性度都能做到比較好且穩(wěn)定，所以，該放大器從原理上講可以得到比較好的兩階線性度。
[0051]5、根據(jù)噪聲分析可以發(fā)現(xiàn)，第一跨導級I作為實現(xiàn)輸入匹配的必要部分，它的輸出噪聲通過第三跨導級3到達輸出的相位，與通過反饋網(wǎng)絡4再經(jīng)過第二跨導級2到達輸出的相位正好相反，這樣在一定條件下，第一跨導級I的輸出噪聲可以被消除。這樣大大減少了因為阻抗匹配要求而對噪聲的惡化。而第三跨導級3的噪聲會被前級放大所衰減，這樣在噪聲貢獻中只有第二跨導級2是主要的，所述放大器可以實現(xiàn)非常低的噪聲系數(shù)，而不影響寬度匹配性能；
[0052]6、所述放大器是完全對稱的，所以隨時可以切換成全差分模式，以達到更好的性倉泛。
[0053]本發(fā)明所提供的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器I)為了整體噪聲和線性度，在RF輸入端，采用單級實現(xiàn)低噪聲放大和LC濾波的電路結構。并在一級內(nèi)同時實現(xiàn)單端轉差分，寬帶匹配，窄帶濾波，同時達到非常低的噪聲系數(shù)和非常好的兩階線性度性能；2)為了使阻抗匹配要求對噪聲性能影響盡量小，在單端轉差分的結構中實現(xiàn)了差分的噪聲消除。[0054]綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0055]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，其特征在于，所述寬帶低噪聲放大器包括:第一跨導級、第二跨導級、第三跨導級、反饋網(wǎng)絡、以及第一負載； 第一跨導級和第二跨導級，第一跨導級與第二跨導級并聯(lián)，所述第一跨導級的輸入端與一電壓輸入端相連，第一跨導級的第一輸出端與第三跨導級的第一輸入端相連，第一跨導級的第二輸出端與第三跨導級的第二輸入端相連；第二跨導級的輸入端與所述電壓輸入端相連，第二跨導級的第一輸出端與所述第三跨導級的第一輸出端相連，第二跨導級的第二輸出端與第三跨導級的第二輸出端相連；第一跨導級和第二跨導級用于輸入電壓； 反饋網(wǎng)絡，反饋網(wǎng)絡的輸出端與所述電壓輸入端相連，反饋網(wǎng)絡的第一輸入端與所述第一跨導級的第二輸出端相連，反饋網(wǎng)絡的第二輸入端與所述第一跨導級的第一輸出端相連；所述反饋網(wǎng)絡用于將所述第一跨導級的差分信號轉換成單端信號，并反饋到電壓輸入端形成反饋回路； 第三跨導級，第三跨導級的第一輸入端與所述第一跨導級的第一輸出端相連，第三跨導級的第二輸入端與所述第一跨導級的第二輸出端相連，第三跨導級的第一輸出端與所述第二跨導級的第一輸出端相連，第三跨導級的第二輸出端與所述第二跨導級的第二輸出端相連；所述第三跨導級用于將所述第一跨導級輸出的電壓轉換成的電流和第二跨導級輸出的電流相疊加； 第一負載，第一負載的一端與所述第三跨導級的第一輸出端相連，第一負載的另一端與所述第三跨導級的第二輸出端相連；所述第一負載用于產(chǎn)生窄帶的差分電壓信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，其特征在于:所述反饋網(wǎng)絡包括第二負載、反饋電阻、以及反饋放大器。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，其特征在于:所述反饋電阻的一端與所述電壓輸入端相連，反饋電阻的另一端與所述反饋放大器的輸出端相連。
4.根據(jù)權利要求2所述的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，其特征在于:所述反饋放大器的第一輸入端與第二負載的一端相連，反饋放大器的第二輸入端與第二負載的另一端相連。
5.根據(jù)權利要求2所述的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，其特征在于:所述第一跨導級在第二負載上產(chǎn)生的電壓信號經(jīng)過所述反饋放大器和所述反饋電阻反饋到電壓輸入端。
6.根據(jù)權利要求5所述的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，其特征在于:所述第一負載是無源的窄帶濾波電路或是隨頻率變化的負載電路。
7.根據(jù)權利要求1所述的具有單端轉差分能力和濾波作用的寬帶低噪聲放大器，其特征在于:所述第一跨導級輸出的噪聲通過第三跨導級而輸出的相位，與通過所述反饋網(wǎng)絡再經(jīng)過第二跨導級而輸出的相位相反。
【文檔編號】H03F3/45GK103684274SQ201210337302
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優(yōu)先權日:2012年9月12日
【發(fā)明者】許俊 申請人:瀾起科技（上海）有限公司, 蘇州瀾起微電子科技有限公司