低噪聲放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低噪聲放大器，該放大器包括變壓器、第一放大器和反饋電阻器，該變壓器包括初級(jí)和次級(jí)。次級(jí)與第一放大器的輸入端連接，并且第一放大器的輸出端與反饋電阻器和所述變壓器的初級(jí)串聯(lián)連接。
【專利說明】低噪聲放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低噪聲放大器，本發(fā)明尤其涉及用于硅調(diào)諧器和要
[0002]求低噪聲系數(shù)的傳輸鏈中的低噪聲放大器。
【背景技術(shù)】
[0003]低噪聲放大器(LNA)包括電子放大器，它通常用于對天線所接收到的弱信號(hào)進(jìn)行放大。LNA通常但不限于位于天線處，并且被放置在接收器系統(tǒng)的射頻(RF)部分的前端。已知的是，接收器前端的整個(gè)噪聲系數(shù)是由接收器的前幾級(jí)支配的。噪聲系數(shù)是器件的輸出噪聲功率與其中由于標(biāo)準(zhǔn)噪聲溫度(通常為290K)下的輸入終端的熱噪聲而產(chǎn)生的噪聲部分之間的比值。在系統(tǒng)中,例如在這些包含分立元件的系統(tǒng)中，附加至系統(tǒng)的每個(gè)元件都會(huì)引入噪聲，這會(huì)導(dǎo)致熱噪聲或約翰遜(Johnson)噪聲、散粒噪聲或閃爍噪聲。此外,輸入信號(hào)中所包含的噪聲信號(hào)也會(huì)增加噪聲。但是，噪聲系數(shù)通常是由于LNA的輸入端的Re熱噪聲而被弓I入的，它可被描述為4kTB/Rc，它與Re成反比。
[0004]利用LNA，接收器的后面的級(jí)的噪聲可由LNA的增益引入，并且LNA的噪聲被直接注入所接收的信號(hào)。因此，LNA必須提高所希望的信號(hào)功率并同時(shí)加入盡量少的噪聲和失真，以便能在系統(tǒng)后面的級(jí)中重獲該信號(hào)。
[0005]LNA通常被設(shè)計(jì)成在對接收到的信號(hào)進(jìn)行放大的同時(shí)將最少量的熱噪聲引入接收到的信號(hào)。
[0006]LNA可被用于系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)裝置。SiP使多個(gè)元件集成至單個(gè)封裝中。通常，這種裝置使得諸如CPU、邏輯功能、模擬功能和存儲(chǔ)器功能進(jìn)行混合，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)尺寸。利用SiP能夠降低系統(tǒng)板空間，而這終將導(dǎo)致降低的器件尺寸。
[0007]但是，已知的LNA，尤其是利用SiP裝置實(shí)現(xiàn)的LNA會(huì)呈現(xiàn)有限的噪聲降低系數(shù)。到目前為止，通常，用于TV調(diào)諧器的傳統(tǒng)LNA所實(shí)現(xiàn)的最佳噪聲系數(shù)大約為4dB。
[0008]本發(fā)明旨在提供低噪聲放大器，其具有好于已知的這種放大器的優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種低噪聲放大器，其包括變壓器、第一放大器和電阻性元件，變壓器包括初級(jí)和次級(jí)，其中次級(jí)與第一放大器的輸入端連接，并且通過反饋連接的方式利用電阻性元件將第一放大器的輸出端連接至所述變壓器的初級(jí)。
[0010]于是，在保持恒定的增益因子的同時(shí)，相比較于現(xiàn)有技術(shù)裝置而言，根據(jù)本發(fā)明的低噪聲放大器提供了降低的噪聲系數(shù)。噪聲系數(shù)的降低使得極小或極弱的輸入信號(hào)能夠被檢測到，否則這些信號(hào)將淹沒在噪聲之中。
[0011]優(yōu)選地，低噪聲放大器進(jìn)一步包括第二放大器，該第二放大器與變壓器的次級(jí)以及第一放大器串聯(lián)連接。變壓器的次級(jí)的中點(diǎn)接地。隨后，低噪聲放大器的輸出端可被布置在所述第一和第二放大器的輸出端之間。
[0012]此外，低噪聲放大器可在系統(tǒng)級(jí)封裝上實(shí)現(xiàn)。所以，本發(fā)明的低噪聲放大器可在降低的系統(tǒng)板空間上實(shí)現(xiàn)，這終將導(dǎo)致降低的裝置大小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]參考附圖，下文將僅以示例的方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，
[0014]其中:
[0015]圖1示出了用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的低噪聲放大器的電路圖；
[0016]圖2示出了用于圖1的低噪聲放大器的噪聲系數(shù)計(jì)算的等效電路圖；
[0017]圖3圖示說明了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的對稱低噪聲放大器的電路圖；
[0018]圖4a和4b圖示說明了用于圖3的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低噪聲放大器的輸入阻抗計(jì)算的等效電路圖；
[0019]圖5a、5b和5c進(jìn)一步圖示說明了用于圖3的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低噪聲放大器的噪聲系數(shù)計(jì)算的等效電路圖；以及
[0020]圖6圖示說明了圖3的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對稱低噪聲放大器的實(shí)施的電路圖；以及
[0021]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的非對稱LNA裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1中示出了一種已知的裝置，其包括具有變壓器組合101的LNA，并且例如可進(jìn)一步包括被布置成電壓跟隨器的晶體管102。變壓器包括圈數(shù)比為1: η的初級(jí)和次級(jí)繞組，其中η對應(yīng)于次級(jí)繞組數(shù)，并且η大于I。
[0023]假設(shè)變壓器作為理想變壓器，那么它提供電壓增益而不提供任何功率增益。功率P由下式給出:
[0024]P = V-1等式 I
[0025]已知功率恒定
[0026]Pin = Pout等式 2
[0027]使用等式1，那么:
[0028]Vin.1inVout.1out等式 3
[0029]或者以阻抗表示:
[0030]Vin2/Zin = VoutVRc等式 4
[0031]變壓器的電壓增益由下式給出:
[0032]Vout = n.Vin等式 5
[0033]LNA的輸入阻抗由下式給出:
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種低噪聲放大器，其包括變壓器、第一放大器和電阻性元件，所述變壓器包括初級(jí)和次級(jí)，其中所述次級(jí)與所述第一放大器的輸入端連接，并且通過反饋連接的方式，利用所述電阻性元件將所述第一放大器的輸出端連接至所述變壓器的初級(jí)，所述第一放大器的輸出提供反饋到變壓器的初級(jí)。
2.如權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，進(jìn)一步包括第二放大器，該第二放大器與所述變壓器的次級(jí)以及所述第一放大器串聯(lián)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的低噪聲放大器，其中，在所述第一和第二放大器的輸出端之間提供所述低噪聲放大器的輸出端。
4.如權(quán)利要求2或3所述的低噪聲放大器，其中所述第二放大器具有高輸入阻抗。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的低噪聲放大器，其中所述第一放大器具有高輸入阻抗。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的低噪聲放大器，其中所述變壓器的次級(jí)的中點(diǎn)接地。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的低噪聲放大器，在系統(tǒng)級(jí)封裝上實(shí)現(xiàn)該放大器。
8.如權(quán)利要求1和7所述的低噪聲放大器，其中所述變壓器處于所述系統(tǒng)級(jí)封裝實(shí)現(xiàn)的外部。
9.一種調(diào)諧器，其包括如權(quán)利要求1至8中的任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的低噪聲放大器。
【文檔編號(hào)】H03F1/26GK103956977SQ201410169443
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2005年12月2日
【發(fā)明者】奧利維爾·克朗 申請人:Nxp股份有限公司