CN115664349A - 一种有源差分低噪声放大电路和射频接收前端系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有源差分低噪声放大电路和射频接收前端系统，在以往的电容中和技术上，进一步引入了自举电容，设计了中和自举差分低噪声放大电路，在共栅管的源极漏极之间并联一个自举电容，自举电容与源极漏极之间的寄生电容并联，消除了级间的寄生电容，从而最大限度的减少了分流到地的信号电流，在未给整体电路带来额外的噪声的基础上，增强了输出和输出电压摆幅，解决了传统的有源差分低噪声放大电路易受级间寄生效应影响，导致输出和电压摆幅减小，影响后续电路的性能的技术问题。

Description

一种有源差分低噪声放大电路和射频接收前端系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种有源差分低噪声放大电路和射频接收前端系统。

背景技术

低噪声放大器（Low Noise Amplifier, LNA）是射频接收链路中的有源模块，其增益、噪声系数和线性度会显著影响整个系统的性能。随着人们对无线通信系统的性能要求的不断提高，差分系统也因为具有线性度高、抗干扰能力强等优点，在各种系统中得到越来越广泛的应用。

传统的有源巴伦差分电路由有源巴伦电路和差分低噪声放大电路构成，如图7至10所示，传统的有源巴伦差分电路的差分低噪声放大器采用差分共源共栅对结构，即图10中的M5、M6与M7、M8，共源管和共栅管的级间匹配最开始是通过在级间插入一个片外电感来实现管间的阻抗匹配，虽然可以提升差分低噪声放大器（即差分LNA）的增益和噪声性能，但是却未考虑到匹配网络对差分LNA稳定性的影响，随着频率越来越高，尤其是升高到毫米波时，寄生效应也越来越明显，级间节点的输入阻抗由于寄生效应会产生负阻的成分，并且因此出现自激振荡等不稳定的现象，恶化差分LNA的稳定性，从而影响差分LNA的增益和噪声系数，即使是采用了中和电容结构，即如图10中添加一个与晶体管栅漏之间的密勒电容相位相反的电容，用于补偿密勒电容带来的影响，但是却会使得电路的输出和电压摆幅减小，从而降低了电路的增益，影响后续电路的性能。

因此，对有源差分低噪声放大电路进行改进，避免级间寄生效应导致有源差分低噪声放大电路的输出和电压摆幅减小，影响后续电路的性能的技术问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种有源差分低噪声放大电路和射频接收前端系统，用于解决传统的有源差分低噪声放大电路易受级间寄生效应影响，导致输出和电压摆幅减小，影响后续电路的性能的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种有源差分低噪声放大电路，包括有源巴伦电路和中和自举差分低噪声放大电路，中和自举差分低噪声放大电路的输入端连接有源巴伦电路的输出端；

中和自举差分低噪声电路包括第一差分共源共栅极对、第二差分共源共栅极对、第一栅极偏置电路、第一输入匹配电路、第二输入匹配电路、第一输出匹配电路、第一中和电容、第二中和电容、第一自举电容和第二自举电容；

第一差分共源共栅极对包括第一晶体管和第二晶体管，第二差分共源共栅极对包括第三晶体管和第四晶体管；

第一晶体管的漏极通过第一电感连接第一直流电压源，第一晶体管的栅极接第一栅极偏置电路，第一晶体管的漏极和源极之间并联第一自举电容，第一晶体管的源极连接第二晶体管的漏极，第二晶体管的栅极连接第一输入匹配电路，第二晶体管的源极与第三晶体管的源极共地，第二晶体管的漏极与第三晶体管的栅极之间并联第一中和电容，第二晶体管的栅极与第三晶体管的漏极之间并联第二中和电容；

第三晶体管的栅极连接第二输入匹配电路，第三晶体管的漏极与第四晶体管的源极连接，第四晶体管的栅极连接第一栅极偏置电路，第四晶体管的源极和漏极之间并联第二自举电容，第四晶体管的漏极通过第二电感连接第二直流电压源；

第一晶体管的漏极连接第一输出匹配电路，第四晶体管的漏极连接第一输出匹配电路。

可选地，第一栅极偏置电路包括第一直流偏置电压源、第一电阻、第二电阻和第一电容；

第二电阻的一端连接第一晶体管的栅极，另一端连接第一电阻，第一电阻连接第一直流偏置电压源，第一电容一端接地，另一端连接在第一电阻和第二电阻之间。

可选地，第一输入匹配电路包括第二电容和第三电感；

第二电容的一端连接第二晶体管的栅极，另一端连接负极射频输入，第三电感一端连接第二晶体管的栅极，另一端连接第二直流偏置电压源；

第二输入匹配电路包括第三电容和第四电感；

第三电容的一端连接第三晶体管的栅极，另一端连接正极射频输入，第四电感一端连接第三晶体管的栅极，另一端连接第三直流偏置电压源。

可选地，第一输出匹配电路为第四电容。

可选地，有源巴伦电路包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管；

第五晶体管的栅极连接第三输入匹配电路，第六晶体管的栅极连接第二栅极偏置电路；

第六晶体管的漏极通过第五电感连接第三直流电压源，第六晶体管的漏极还连接第二输出匹配电路，第六晶体管的源极通过串联的第六电感和第五电容接地，第六晶体管的源极还连接第五晶体管的漏极；

第五晶体管的栅极还并联有第七电感，第七电感连接第四直流偏置电压源，第五晶体管的源极通过第八电感接地；

第五晶体管的漏极通过级间匹配电路连接第七晶体管的栅极，第七晶体管的栅极并联第九电感，第九电感与第六直流偏置电压源连接，第七晶体管的漏极通过第十电感连接第五直流偏置电压源，第七晶体管的漏极还连接有第三输出匹配电路，第七晶体管的源极通过第十一电感接地。

可选地，第三输入匹配电路包括第六电容、第七电容和第十二电感；

第十二电感一端连接第五晶体管的栅极，另一端通过第六电容连接射频输入，第七电容并联在第五晶体管的栅极并接地。

可选地，第二栅极偏置电路包括第三电阻和第八电容；

第三电阻一端连接第六晶体管的栅极，另一端连接第七直流偏置电压源，第八电容并联在第六晶体管的栅极并接地。

可选地，级间匹配电路包括级间电容和级间电感；

级间电容的一端连接第五晶体管的漏极，另一端连接级间电感的一端，级间电感的另一端连接第七晶体管的栅极。

可选地，还包括无源巴伦电路；

无源巴伦电路包括无源巴伦和第四输出匹配电路；

无源巴伦的输入端与中和自举差分低噪声放大电路的输出端连接，无源巴伦的输出端连接第四输出匹配电路；

第四输出匹配电路包括输出电容和输出电感，输出电感一端连接无源巴伦的输出端，另一端连接射频输出，输出电容并联在无源巴伦的输出端并接地。

本发明第二方面提供了一种射频接收前端系统，该射频接收前端系统包括第一方面任一种所述的有源差分低噪声放大电路。

从以上技术方案可以看出，本发明提供的有源差分低噪声放大电路和射频接收前端系统具有以下优点：

本发明提供的有源差分低噪声放大电路，在以往的电容中和技术上，进一步引入了自举电容，设计了中和自举差分低噪声放大电路，在共栅管的源极漏极之间并联一个自举电容，自举电容与源极漏极之间的寄生电容并联，消除了级间的寄生电容，从而最大限度的减少了分流到地的信号电流，在未给整体电路带来额外的噪声的基础上，增强了输出和输出电压摆幅，解决了传统的有源差分低噪声放大电路易受级间寄生效应影响，导致输出和电压摆幅减小，影响后续电路的性能的技术问题。

同时，本发明提供的有源差分低噪声放大电路还对有源巴伦电路进行了改进，同时，在共源共栅级并联一调谐支路，抑制了级间寄生效应对差分信号的影响，并且电路抗干扰能力强，具有良好的幅度和相位平衡性，还能提供较高的增益，抑制后续差分电路为电路引入的噪声系数。

本发明提供的有源差分低噪声放大电路，在中和自举差分低噪声放大电路的输出端采用无源巴伦电路作为射频输出端口，降低了电路的设计难度和功耗，同时有静电保护作用，并且反向隔离好，不会为电路引入额外的噪声系数。

本发明提供的射频接收前端系统，包括本发明提供的有源差分低噪声放大电路，可取得与本发明提供的有源差分低噪声放大电路相同的技术效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中提供的一种有源差分低噪声放大电路的结构框图；

图2为本发明中提供的有源差分低噪声放大电路的中和自举差分低噪声放大电路原理图；

图3为本发明中提供的有源差分低噪声放大电路的有源巴伦电路原理图；

图4为本发明中提供的一种有源差分低噪声放大电路的另一结构框图；

图5为本发明中提供的一种有源差分低噪声放大电路的无源巴伦电路原理图；

图6为图4对应的有源差分低噪声放大电路原理图；

图7为传统的有源巴伦差分电路的结构框图；

图8为图7对应的有源巴伦差分电路原理图；

图9为传统的有源巴伦差分电路的有源巴伦电路原理图；

图10为传统的有源巴伦差分电路的差分电路原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1和图2，本发明中提供了一种有源差分低噪声放大电路的实施例，包括有源巴伦电路和中和自举差分低噪声放大电路，中和自举差分低噪声放大电路的输入端连接有源巴伦电路的输出端；

中和自举差分低噪声电路包括第一差分共源共栅极对、第二差分共源共栅极对、第一栅极偏置电路、第一输入匹配电路、第二输入匹配电路、第一输出匹配电路、第一中和电容Cn1、第二中和电容Cn2、第一自举电容Cm1和第二自举电容Cm2；

第一差分共源共栅极对包括第一晶体管M1和第二晶体管M2，第二差分共源共栅极对包括第三晶体管M3和第四晶体管M4；

第一晶体管M1的漏极通过第一电感Lg1连接第一直流电压源VDD1，第一晶体管M1的栅极接第一栅极偏置电路，第一晶体管M1的漏极和源极之间并联第一自举电容Cm1，第一晶体管M1的源极连接第二晶体管M2的漏极，第二晶体管M2的栅极连接第一输入匹配电路，第二晶体管M2的源极与第三晶体管M3的源极共地，第二晶体管M2的漏极与第三晶体管M3的栅极之间并联第一中和电容Cn1，第二晶体管M2的栅极与第三晶体管M3的漏极之间并联第二中和电容Cn2；

第三晶体管M3的栅极连接第二输入匹配电路，第三晶体管M3的漏极与第四晶体管M4的源极连接，第四晶体管M4的栅极连接第一栅极偏置电路，第四晶体管M4的源极和漏极之间并联第二自举电容Cm2，第四晶体管M4的漏极通过第二电感Lg2连接第二直流电压源VDD2；

第一晶体管M1的漏极连接第一输出匹配电路，第四晶体管M4的漏极连接第一输出匹配电路。

需要说明的是，中和自举差分低噪声放大电路的结构如图2所示。第一差分共源共栅极对和第二差分共源共栅极对的工作原理相同，本发明实施例中仅针对第一差分共源共栅极对的工作原理进行分析，对第二差分共源共栅极对的工作原理不再赘述。晶体管在高频下的寄生效应随着频率升高会越来越明显，会恶化电路的稳定性、增益和噪声系数，出现这种情况主要是由晶体管的栅漏寄生电容引起的。为了消除栅漏寄生电容对电路的影响，本发明实施例中引入了电容中和技术，即在第二晶体管M2和第三晶体管M3之间引入第一中和电容Cn1和第二中和电容Cn2交叉连接第二晶体管M2和第三晶体管M3的栅极和漏极。第一中和电容Cn1和第二中和电容Cn2的电容值与栅漏寄生电容的电容值相同，其原理为：差分输入端输入的信号分别是0°和180°，故假定输入RFIN-的信号是0°，输入RFIN+的信号是180°，因为电容输出电压比电流滞后90°，因此，流入RFIN+的电流通过Cn1和Cn2后，相位变为270°，流入RFIN-的电流通过晶体管的栅漏寄生电容后相位变成90°，二者幅度相同但是相位相反被相互抵消，从而减小了米勒效应，增强了晶体管的增益，提高了电路的稳定性。

同理，在高频下的寄生效应越来越明显，共源共栅级的第二晶体管M2串联第一晶体管M1的级间节点会产生一个寄生电容Cx，Cx在高频下会用作级间到地的额外分流路径，Cx将信号分流到地并且降低功率增益。为了解决电容Cx对电路的影响，通常会在级间加入串联或者并联电感来调谐寄生电容，但是这会使布局复杂化并且为电路带来额外的噪声，这对低噪声放大器来说不是最佳办法。故本发明实施例提出了在第一晶体管M1的源漏之间并联一个第一自举电容Cm1，此原理为：引入的第一自举电容Cm1与漏源之间的寄生电容并联，电容值增大，对交流信号来说，此射频通路的阻抗变小，分去Cx的信号更多的流向第一晶体管M5，因此消除了级间的寄生电容，从而最大限度的减少了分流到地的信号电流，故扩展了输出即增强输出电压摆幅也未给整体电路带来额外的噪声。

第一栅极偏置电路包括第一直流偏置电压源Vg1、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容Cg1，第二电阻R2的一端连接第一晶体管M1的栅极，另一端连接第一电阻R1，第一电阻R1连接第一直流偏置电压源Vg1，第一电容Cg1一端接地，另一端连接在第一电阻R2和第二电阻R2之间。第一晶体管M5、第四晶体管M7的栅极偏置由第一直流偏置电压源Vg1提供，第一电感Lg1用于阻止交流信号通过，并且可以和第一输出匹配电路一起用于输出匹配，第一电阻R1和第二电阻R2用于阻止交流信号通过。第一电容Cg1用于过滤掉第二晶体管M4和第三晶体管放大的通过共栅管寄生电容漏到栅极的信号。

第一输入匹配电路包括第二电容C2和第三电感Lg3，第二电容C2的一端连接第二晶体管M2的栅极，另一端连接负极射频输入RFIN-，第三电感Lg3一端连接第二晶体管M2的栅极，另一端连接第二直流偏置电压源Vg2。第二输入匹配电路包括第三电容C3和第四电感Lg4,第三电容C3的一端连接第三晶体管M3的栅极，另一端连接正极射频输入RFIN+，第四电感Lg4一端连接第三晶体管M3的栅极，另一端连接第三直流偏置电压源Vg3。第二电容C2和第三电容C3作为级间匹配电路用于最佳信号传递，并且有隔直的作用。

第一输出匹配电路为第四电容C4，不仅能让信号最大效率的传递，在后面接无源巴伦时，还可以防止直流电流流过后面的无源巴伦，影响整体电路的输出。

本发明实施例提供的有源差分低噪声放大电路，在以往的电容中和技术上，进一步引入了自举电容，设计了中和自举差分低噪声放大电路，在共栅管的源极漏极之间并联一个自举电容，自举电容与源极漏极之间的寄生电容并联，消除了级间的寄生电容，从而最大限度的减少了分流到地的信号电流，在未给整体电路带来额外的噪声的基础上，增强了输出和输出电压摆幅，解决了传统的有源差分低噪声放大电路易受级间寄生效应影响，导致输出和电压摆幅减小，影响后续电路的性能的技术问题。

在一个实施例中，如图3所示，有源巴伦电路包括第五晶体管M5、第六晶体管M6和第七晶体管M7，第五晶体管M5的栅极连接第三输入匹配电路，第六晶体管M6的栅极连接第二栅极偏置电路，第六晶体管M6的漏极通过第五电感Lg5连接第三直流电压源VDD3，第六晶体管M6的漏极还连接第二输出匹配电路，第六晶体管M6的源极通过串联的第六电感Lt6和第五电容接地Ct5，第六晶体管M6的源极还连接第五晶体管M5的漏极，第五晶体管M5的栅极还并联有第七电感Lg7，第七电感Lg7连接第四直流偏置电压源Vg4，第五晶体管M5的源极通过第八电感Ls8接地，第五晶体管M5的漏极通过级间匹配电路连接第七晶体管M7的栅极，第七晶体管M7的栅极并联第九电感Lg9，第九电感Lg9与第六直流偏置电压源Vg6连接，第七晶体管M7的漏极通过第十电感Lg10连接第五直流偏置电压源Vg5，第七晶体管M7的漏极还连接有第三输出匹配电路，第七晶体管M7的源极通过第十一电感Ls11接地，第二输出匹配电路包括第九电容C9和第十电容C10，第九电容C9一端连接第六晶体管M6的漏极，另一端连接射频输出端RFOUT-，第十电容C10一端与第九电容C9的输出端连接，另一端接地，第三输出匹配电路包括第十一电容C11和第十三电感L13，第十一电容C11一端与第七晶体管M7的漏极连接，另一端连接射频输出端RFOUT+，第十三电感L13一端连接在第十一电容C11的输出端，另一端接地。第三输入匹配电路包括第六电容C6、第七电容C7和第十二电感L12，第十二电感L12一端连接第五晶体管M5的栅极，另一端通过第六电容C6连接射频输入，第七电容C7并联在第五晶体管M5的栅极并接地。第二栅极偏置电路包括第三电阻R3和第八电容Cg8，第三电阻R3一端连接第六晶体管M6的栅极，另一端连接第七直流偏置电压源Vg7，第八电容Cg8并联在第六晶体管M6的栅极并接地。级间匹配电路包括级间电容C0和级间电感L0，级间电容C0的一端连接第五晶体管M5的漏极，另一端连接级间电感L0的一端，级间电感L0的另一端连接第七晶体管M7的栅极。

有源巴伦电路部分包括一级共源共栅级和两级共源极，共源共栅级由第五晶体管M5和第六晶体管M6组成，对信号进行放大并反相，提供RFOUT-的射频输出，两级共源级由第五晶体管M5和第七晶体管M7组成，对信号进行放大并提供RFOUT+的射频输出。第五晶体管M5与第三输入匹配电路连接，第三输入匹配电路由第六电容C6、第七电容C7和第十二电感L12组成，用少的元件来同时匹配输入阻抗和最佳噪声。由于共源结构输入电阻太小，不易形成匹配，因此添加了一个源极电感，即第八电感Ls8提供负反馈增加输入阻抗实部的值，使电路达到较好的阻抗匹配，且未恶化电路的噪声性能，第八电感Ls8通常取较小值。第六晶体管M6的栅极偏置电压由第七直流偏置电压源Vg7提供，第三电阻R3和第五电感Lg5用于阻止交流信号通过，第八电容Cg8用于过滤掉第六晶体管M6放大的通过共栅管寄生电容漏到栅极的信号。此外，考虑到晶体管在高频下的寄生效应，第五晶体管M5在漏极处有一个到地电容，此电容会影响电路的稳定性、恶化电路的增益和噪声性能，所以在管间添加一电感串联电容的并联到地支路来调谐管间节点的到地电容，即第六电感Lt6和第五电容接地Ct5构成的支路，优化差分低噪声放大器的噪声性能、增益和稳定性，抑制了级间寄生效应对差分信号的影响，并且电路抗干扰能力强，具有良好的幅度和相位平衡性，还能提供较高的增益，抑制后续差分电路为电路引入的噪声系数。第九电容C9和第十电容C10用于共源共栅级的输出匹配，最后信号通过共源共栅级反相，即变成RFOUT-。

级间电容C0和级间电感L0构成级间匹配网络，第十一电容C11和第十三电感L13构成两级共源级的输出匹配网络。信号通过第五晶体管M5和第七晶体管M7进行两级反相，最后提供RFOUT+的射频输出。

在18GHz ~ 24GHz频率范围内有源巴伦电路输入端口到输出两端口小信号增益均为13dB左右，增益平坦度较好，输入回波损耗均大于10dB，两端口相位差为180°±1°以内。

无源巴伦实际上是一种三端口器件，且是互易器件，可以将单端信号转化为双端信号，也可以将双端信号转为单端信号。在一个实施例中，中和自举差分低噪声放大电路的输出端还可以设置有无源巴伦电路，如图4所示和图5所示，无源巴伦电路包括无源巴伦BALUN和第四输出匹配电路，无源巴伦BALUN的输入端（即RFIN-和RFIN+）与中和自举差分低噪声放大电路的输出端（REOUT-和RFOUT+）连接，无源巴伦BALUN的输出端连接第四输出匹配电路，第四输出匹配电路包括输出电容Cp和输出电感Lp，输出电感Lp一端连接无源巴伦BALUN的输出端，另一端连接射频输出RFOUT，输出电容Cp并联在无源巴伦BALUN的输出端并接地。无源巴伦BALUN采用的是带中心抽头的平面螺旋变压器结构，初级线圈采用顶层金属实现，用于获得所需的耦合量，次级线圈采用次顶层金属实现，用来减小巴伦的插入损耗，并且采用顶层金属和次顶层金属，可以获得高电感品质因数。相比于有源巴伦，有源差分低噪声放大电路的输出端口采用无源巴伦，本身结构简单，并且无源巴伦没有直流电流流过，作为射频通路，功耗低，降低了电路的设计难度和功耗，同时有静电保护（ESD）作用，并且作为输出端口，反向隔离好，不会为电路引入额外的噪声系数。有源差分低噪声放大电路输出端口采用无源巴伦实现差分信号转单端后，可适用于GSM/WCDMA/LTE多模蜂窝通信的射频接收前端系统中。

本发明中整体包括有源巴伦电路、中和自举差分低噪声放大电路和无源巴伦电路的电路结构如图6所示，相比于现有技术，本发明中提供的有源差分低噪声放大电路具备以下优点：

本发明提供的有源差分低噪声放大电路，在以往的电容中和技术上，进一步引入了自举电容，设计了中和自举差分低噪声放大电路，在共栅管的源极漏极之间并联一个自举电容，自举电容与源极漏极之间的寄生电容并联，消除了级间的寄生电容，从而最大限度的减少了分流到地的信号电流，在未给整体电路带来额外的噪声的基础上，增强了输出和输出电压摆幅，解决了传统的有源差分低噪声放大电路易受级间寄生效应影响，导致输出和电压摆幅减小，影响后续电路的性能的技术问题。

同时，本发明提供的有源差分低噪声放大电路还对有源巴伦电路进行了改进，同时，在共源共栅级并联一调谐支路，抑制了级间寄生效应对差分信号的影响，并且电路抗干扰能力强，具有良好的幅度和相位平衡性，还能提供较高的增益，抑制后续差分电路为电路引入的噪声系数。

本发明提供的有源差分低噪声放大电路，在中和自举差分低噪声放大电路的输出端采用无源巴伦电路作为射频输出端口，降低了电路的设计难度和功耗，同时有静电保护作用，并且反向隔离好，不会为电路引入额外的噪声系数。

本发明中还提供了一种射频接收前端系统的实施例，该射频接收前端系统包括本发明中提供的任一种有源差分低噪声放大电路，可取得与本发明提供的有源差分低噪声放大电路相同的技术效果，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个（项）”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种有源差分低噪声放大电路，其特征在于，包括有源巴伦电路和中和自举差分低噪声放大电路，中和自举差分低噪声放大电路的输入端连接有源巴伦电路的输出端；

中和自举差分低噪声电路包括第一差分共源共栅极对、第二差分共源共栅极对、第一栅极偏置电路、第一输入匹配电路、第二输入匹配电路、第一输出匹配电路、第一中和电容、第二中和电容、第一自举电容和第二自举电容；

第一差分共源共栅极对包括第一晶体管和第二晶体管，第二差分共源共栅极对包括第三晶体管和第四晶体管；

第一晶体管的漏极通过第一电感连接第一直流电压源，第一晶体管的栅极接第一栅极偏置电路，第一晶体管的漏极和源极之间并联第一自举电容，第一晶体管的源极连接第二晶体管的漏极，第二晶体管的栅极连接第一输入匹配电路，第二晶体管的源极与第三晶体管的源极共地，第二晶体管的漏极与第三晶体管的栅极之间并联第一中和电容，第二晶体管的栅极与第三晶体管的漏极之间并联第二中和电容；

第三晶体管的栅极连接第二输入匹配电路，第三晶体管的漏极与第四晶体管的源极连接，第四晶体管的栅极连接第一栅极偏置电路，第四晶体管的源极和漏极之间并联第二自举电容，第四晶体管的漏极通过第二电感连接第二直流电压源；

第一晶体管的漏极连接第一输出匹配电路，第四晶体管的漏极连接第一输出匹配电路。

2.根据权利要求1所述的有源差分低噪声放大电路，其特征在于，第一栅极偏置电路包括第一直流偏置电压源、第一电阻、第二电阻和第一电容；

第二电阻的一端连接第一晶体管的栅极，另一端连接第一电阻，第一电阻连接第一直流偏置电压源，第一电容一端接地，另一端连接在第一电阻和第二电阻之间。

3.根据权利要求1所述的有源差分低噪声放大电路，其特征在于，第一输入匹配电路包括第二电容和第三电感；

第二电容的一端连接第二晶体管的栅极，另一端连接负极射频输入，第三电感一端连接第二晶体管的栅极，另一端连接第二直流偏置电压源；

第二输入匹配电路包括第三电容和第四电感；

第三电容的一端连接第三晶体管的栅极，另一端连接正极射频输入，第四电感一端连接第三晶体管的栅极，另一端连接第三直流偏置电压源。

4.根据权利要求1所述的有源差分低噪声放大电路，其特征在于，第一输出匹配电路为第四电容。

5.根据权利要求1所述的有源差分低噪声放大电路，其特征在于，有源巴伦电路包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管；

第五晶体管的栅极连接第三输入匹配电路，第六晶体管的栅极连接第二栅极偏置电路；

第六晶体管的漏极通过第五电感连接第三直流电压源，第六晶体管的漏极还连接第二输出匹配电路，第六晶体管的源极通过串联的第六电感和第五电容接地，第六晶体管的源极还连接第五晶体管的漏极；

第五晶体管的栅极还并联有第七电感，第七电感连接第四直流偏置电压源，第五晶体管的源极通过第八电感接地；

第五晶体管的漏极通过级间匹配电路连接第七晶体管的栅极，第七晶体管的栅极并联第九电感，第九电感与第六直流偏置电压源连接，第七晶体管的漏极通过第十电感连接第五直流偏置电压源，第七晶体管的漏极还连接有第三输出匹配电路，第七晶体管的源极通过第十一电感接地。

6.根据权利要求5所述的有源差分低噪声放大电路，其特征在于，第三输入匹配电路包括第六电容、第七电容和第十二电感；

第十二电感一端连接第五晶体管的栅极，另一端通过第六电容连接射频输入，第七电容并联在第五晶体管的栅极并接地。

7.根据权利要求5所述的有源差分低噪声放大电路，其特征在于，第二栅极偏置电路包括第三电阻和第八电容；

第三电阻一端连接第六晶体管的栅极，另一端连接第七直流偏置电压源，第八电容并联在第六晶体管的栅极并接地。

8.根据权利要求5所述的有源差分低噪声放大电路，其特征在于，级间匹配电路包括级间电容和级间电感；

级间电容的一端连接第五晶体管的漏极，另一端连接级间电感的一端，级间电感的另一端连接第七晶体管的栅极。

9.根据权利要求1所述的有源差分低噪声放大电路，其特征在于，还包括无源巴伦电路；

无源巴伦电路包括无源巴伦和第四输出匹配电路；

无源巴伦的输入端与中和自举差分低噪声放大电路的输出端连接，无源巴伦的输出端连接第四输出匹配电路；

第四输出匹配电路包括输出电容和输出电感，输出电感一端连接无源巴伦的输出端，另一端连接射频输出，输出电容并联在无源巴伦的输出端并接地。

10.一种射频接收前端系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的有源差分低噪声放大电路。

Images