可变增益射频放大电路的制作方法

本申请涉及但不限于集成电路设计技术，尤指一种可变增益射频放大电路。

背景技术：

1、无线通信设备接收到的无线信号强弱变化较大，因此，无线通信核心部件射频收发片上系统(soc，system on chip)需要实现增益可变。作为接收电路的第一个有源电路，低噪声放大器(lna，low noise amplifier)通常是增益可变的。但是，有些lna很难实现增益可变，比如噪声消除的并联-串联反馈lna等，而这种结构的lna由于不需要片内电感，可以大大减小芯片面积，降低成本，因此在工程设计中经常会被采用。这样，有些接收机结构会通过采用lna接一个可变增益射频放大器(vgrfa，variable gain radio frequencyamplifier)的方式来实现增益可变。

2、相关技术中，通过外接vgrfa来实现增益可变的方式，不能有效控制增益步长，或整体芯片即射频收发片上系统的线性度在不同增益挡位一致性差。

技术实现思路

1、本申请提供一种可变增益射频放大电路，能够有效控制增益步长，确保射频收发片上系统在不同增益挡位的线性度的一致性，从而提高无线通信质量。

2、本发明实施例提供了一种可变增益射频放大电路vgrfa，包括：开关单元、耦合单元、以及n个并联的共源共栅单元，n为大于或等于1的整数；其中，

3、每个所述共源共栅单元包括级联的共栅管和共源管，所述共栅管的栅极连接所述开关单元的一端，所述共栅管的漏极作为所述vgrfa的信号输出端用于输出输出电压vout以及连接负载，所述共栅管的源极连接所述共源管的漏极；所述共源管的栅极用于连接所述耦合单元的一端以及第一参考电压的输入端，所述共源管的源极接地；

4、所述开关单元的另一端用于连接第二参考电压的输入端或接地；

5、所述耦合单元的另一端为所述vgrfa的信号输入端，用于连接输入电压vin；

6、所述共源共栅单元的共栅管为共源共栅结构cascode管，所述共源共栅单元的共源管为mos器件。

7、本申请实施例还提供一种可变增益射频放大电路vgrfa，包括：m级并联的放大电路，m为大于或等于2的正整数，每级所述放大电路包括上述任一项所述的vgrfa；

8、输入电压vin通过第一级放大电路的耦合单元输入，第一级放大电路的输出电压通过第二级放大电路的耦合单元输入第二级放大电路…以此类推，第m-1级放大电路的输出电压通过第m级放大电路的耦合单元输入第m级放大电路，输出电压vout为第m级放大电路的输出电压。

9、通过本申请实施例提供的vgrfa，每一条支路都是一对共源共栅管，其中，输入级为共源接法的mos器件，将输入电压转换成输出电流；cascode管为共栅接法的mos器件，用于提高隔离度和输出阻抗。本申请实施例提供的vgrfa通过共源管控制cascode管导通和断开，控制流过负载的电流值改变增益，实现了有效控制增益步长，确保了射频收发片上系统在不同增益挡位的线性度的一致性，从而提高了无线通信质量。

10、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种可变增益射频放大电路vgrfa，包括：开关单元、耦合单元、以及n个并联的共源共栅单元，n为大于或等于1的整数；其中，

2.根据权利要求1所述的可变增益射频放大电路，其中，不同所述共源共栅单元的共源管采用相同长度，不同所述共源共栅单元的共源管的宽度比为预设比例。

3.根据权利要求1所述的可变增益射频放大电路，其中，所述cascode管与所述mos器件尺寸相同；或者，所述cascode管的尺寸小于所述mos器件的尺寸。

4.根据权利要求1所述的可变增益射频放大电路，其中，所述开关单元包括n组开关模组；所述n组开关模组分别与所述n个并联的共源共栅单元一一对应。

5.根据权利要求4所述的可变增益射频放大电路，其中，每个所述开关模组为一单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的固定端连接所述共源共栅单元的共栅管的栅极，所述单刀双掷开关的第一可变端为所述第二参考电压的输入端，所述单刀双掷开关的第二可变端接地。

6.根据权利要求4所述的可变增益射频放大电路，其中，每个所述开关模组包括两个单刀单掷开关，其中一单刀单掷开关的一端连接所述共源共栅单元的共栅管的栅极，另一端连接另一单刀单掷开关的一端，另一单刀单掷开关的另一端接地；两个单刀单掷开关的连接点为所述第二参考电压的输入端。

7.根据权利要求1所述的可变增益射频放大电路，其中，所述n等于3；所述共源共栅单元包括：第一mos器件ma1与第一cascode管mb1构成的第一共源共栅单元，第二mos器件ma2与第二cascode管mb2构成的第二共源共栅单元，第三mos器件ma3与第三cascode管mb3构成的第三共源共栅单元；其中，第一mos器件ma1、第二mos器件ma2、第三mos器件ma3为所述共源管，第一cascode管mb1、第二cascode管mb2、第三cascode管mb3为所述共栅管；

8.根据权利要求1至7任一项所述的可变增益射频放大电路，其中，所述负载是以下至少之一：负载电阻rl；lc并联网络。

9.根据权利要求7所述的可变增益射频放大电路，其中，

10.一种可变增益射频放大电路vgrfa，其特征在于，包括：m级并联的放大电路，m为大于或等于2的正整数，每级所述放大电路包括权利要求1至9任一项所述的vgrfa；

技术总结
本申请公开了一种可变增益射频放大电路(VGRFA)，每一条支路都是一对共源共栅管，其中，输入级为共源接法的MOS器件，将输入电压转换成输出电流；Cascode管为共栅接法的MOS器件，用于提高隔离度和输出阻抗。本申请实施例提供的VGRFA通过共源接法的MOS器件控制cascode管导通和断开，控制流过负载的电流值改变增益，实现了有效控制增益步长，确保了射频收发片上系统在不同增益挡位的线性度的一致性，从而提高了无线通信质量。

技术研发人员：霍东权,衣晓峰
受保护的技术使用者：和芯星通科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13