一种射频低噪声放大器的制作方法

本发明涉及射频集成电路领域，具体涉及一种射频低噪声放大器。

背景技术：

1、射频前端模块芯片是无线通信系统的核心元件，而在射频前端的接收通道中，低噪声放大器起到最关键的作用。低噪声放大器通常集成了开关、lna与bypass（旁路功能）通路。而现有技术中，lna与bypass的集成往往存在以下缺点：两通道之间信号隔离度差，尤其大功率传输时更容易引起信号泄露，造成各模式下线性度的恶化；bypass阻抗匹配与lna的噪声匹配难以折衷；此外，lna对低频信号的放大也容易造成无线系统内的信号串扰。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种射频低噪声放大器，解决lna与bypass的集成存在的两通道之间信号隔离度差的问题，尤其针对大功率传输时的信号泄露与线性度恶化等现象。

2、本发明技术实现方案如下：

3、一种射频低噪声放大器，包括lna信号通路、bypass信号通路及逻辑电路，其中bypass信号通路包括开关管m5、开关管m6、电容c10、电感l3、偏置电阻r12与偏置电阻r13，开关管m5的源极连接射频输入端口rf_in，开关管m5的漏极连接开关管m6的源极，开关管m6的漏极连接隔直电容c8，并经过隔直电容c8接入输出端口rf_out；偏置电阻r12的一端连接开关管m5的栅极，另一端与逻辑电路的输出端vb2连接，偏置电阻r13的一端连接开关管m6的栅极，另一端与逻辑电路的输出端vb2连接；稳压电阻r9连接在开关管m6的源极与漏极之间，稳压电阻r10连接在开关管m5的源极与漏极之间；电容c10与电感l3并联构成谐振电路，谐振电路一端接地，另一端连接开关管m5与开关管m6的连接处；

4、lna信号通路包括隔离管m3、隔离管m4、隔直电容c2、电感l2、隔直电容c1、放大管m1、放大管m2、微带电感ml1、偏置电阻r6、分压电阻r7、分压电阻r8、偏置电阻r11与偏置电阻r14，其中，

5、隔离管m3的源极与射频输入端口rf_in连接，隔离管m4的漏极通过隔直电容c5连接输出端口rf_out，偏置电阻r11的一端与隔离管m3的栅极连接，另一端连接逻辑电路的输出端vb1，偏置电阻r14的一端与隔离管m4的栅极连接，另一端连接逻辑电路的输出端vb1，隔离管m4的漏极与源极之间连接偏置电阻r4；

6、隔直电容c2与电感l2组成陷波电路，陷波电路一端连接隔直电容c1与隔离管m3的漏极的连接处，另一端接地，隔直电容c1的另一端连接放大管m1的栅极，放大管m1的源极通过微带电感ml1接地；放大管m1的漏极与放大管m2的源极连接，放大管m2的漏极通过扼流电感l1与电源vdd连接；

7、分压电阻r7一端连接放大管m2的漏极，另一端与分压电阻r8串联接地，偏置电阻r6的一端连接在分压电阻r7与分压电阻r8之间，另一端连接在放大管m2的栅极，滤波电容c7一端接放大管m2的栅极，另一端接地；

8、隔离管m4的源极通过隔直电容c4连接分压电阻r7。

9、进一步地：lna信号通路还包括d-mode源极增压电路，d-mode源极增压电路包括分压电阻r1和偏置电容c6，分压电阻r1的一端经过扼流电感l1连接电源vdd，另一端连接隔离管m4的源极，同时通过偏置电容c6交流接地。

10、进一步地：所述射频低噪声放大器还包括lna有源偏置电路，lna有源偏置电路包括分压电阻r2、偏置管m7、滤波电容c9、电阻rc、分压电阻r3和偏置电阻r5，其中电源vdd经过扼流电感l1、分压电阻r2连接偏置管m7的漏极，偏置管m7的漏极与栅极短接，偏置管m7的栅极连接电阻rc与滤波电容c9，滤波电容c9的另一端接地，偏置管m7的源极接地；偏置管m7的漏极还与分压电阻r3连接，分压电阻r3另一端通过偏置电阻r5连接在放大管m1的栅极，分压电阻r3与偏置电阻r5之间的连接处与反馈电容c3连接，反馈电容c3的另一端连接在隔直电容c4的一端。

11、进一步地，隔离管m3、隔离管m4、开关管m5、开关管m6均为d-mode管；放大管m1、放大管m2与偏置管m7均为e-mode管。

12、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

13、本发明在lna信号通路的两端添加隔离管m3、隔离管m4，为其施加与lna同相的偏置电压，使得大功率场景下，lna模式与bypass模式之间的隔离度显著提高，增强了各模式的线性度；添加陷波电路，抑制低频信号的传输，增强各模式下的抗干扰能力；d-mode源极增压结构增强了lna通路隔离管m4的关断效果，有效改善bypass模式下的插损与功率线性度；利用电源vdd自偏置和有源偏置，为放大器提供稳定的偏置电压，改善放大器的温度漂移现象；增加了bypass调谐结构，改善输入端的噪声匹配结构对bypass模式带来的失配影响。

技术特征：

1.一种射频低噪声放大器，其特征在于：包括lna信号通路、bypass信号通路及逻辑电路，其中bypass信号通路包括开关管m5、开关管m6、电容c10、电感l3、偏置电阻r12与偏置电阻r13，开关管m5的源极连接射频输入端口rf_in，开关管m5的漏极连接开关管m6的源极，开关管m6的漏极连接隔直电容c8，并经过隔直电容c8接入输出端口rf_out；偏置电阻r12的一端连接开关管m5的栅极，另一端与逻辑电路的输出端vb2连接，偏置电阻r13的一端连接开关管m6的栅极，另一端与逻辑电路的输出端vb2连接；稳压电阻r9连接在开关管m6的源极与漏极之间，稳压电阻r10连接在开关管m5的源极与漏极之间；电容c10与电感l3并联构成谐振电路，谐振电路一端接地，另一端连接开关管m5与开关管m6的连接处；

2.根据权利要求1所述的一种射频低噪声放大器，其特征在于：lna信号通路还包括d-mode源极增压电路，d-mode源极增压电路包括分压电阻r1和偏置电容c6，分压电阻r1的一端经过扼流电感l1连接电源vdd，另一端连接隔离管m4的源极，同时通过偏置电容c6交流接地。

3.根据权利要求1所述的一种射频低噪声放大器，其特征在于：所述射频低噪声放大器还包括lna有源偏置电路，lna有源偏置电路包括分压电阻r2、偏置管m7、滤波电容c9、电阻rc、分压电阻r3和偏置电阻r5，其中电源vdd经过扼流电感l1、分压电阻r2连接偏置管m7的漏极，偏置管m7的漏极与栅极短接，偏置管m7的栅极连接电阻rc与滤波电容c9，滤波电容c9的另一端接地，偏置管m7的源极接地；偏置管m7的漏极还与分压电阻r3连接，分压电阻r3另一端通过偏置电阻r5连接在放大管m1的栅极，分压电阻r3与偏置电阻r5之间的连接处与反馈电容c3连接，反馈电容c3的另一端连接在隔直电容c4的一端。

4.根据权利要求3所述的一种射频低噪声放大器，其特征在于：隔离管m3、隔离管m4、开关管m5、开关管m6均为d-mode管；放大管m1、放大管m2与偏置管m7均为e-mode管。

技术总结
本发明涉及射频集成电路领域，具体涉及一种射频低噪声放大器，包括LNA信号通路、Bypass信号通路及逻辑电路，LNA信号通路、Bypass信号通路并联，在LNA信号通路输入端添加陷波电路，在Bypass信号通路中间添加调谐电路；在Bypass信号通路和LNA信号通路中，各偏置电阻与逻辑电路输出端口连接，电源VDD为逻辑电路和放大电路提供电源，控制信号VEN对电路进行工作模式切换。VDD利用D‑mode源极增压电路与隔离管为LNA模式增加隔离度。本发明有效改善Bypass模式下的插损与功率线性度。解决了LNA与Bypass的集成存在的两通道之间信号隔离度差的问题。

技术研发人员：卞乾奇,戈泽宇,陈浪,项勇,刘辉,汪智斌
受保护的技术使用者：苏州悉芯射频微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/1