本發(fā)明涉及射頻集成電路，尤其涉及一種應(yīng)用于5g?nr(new?radio)的22-74ghz低噪聲放大器芯片。

背景技術(shù)：

1、為了滿足大量設(shè)備之間呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量，毫米波通信成為下一代網(wǎng)絡(luò)不可缺少的一部分。當(dāng)前，全球范圍內(nèi)將24.25ghz-27.5ghz、37ghz-43.5ghz、66ghz-71?ghz標(biāo)識(shí)用于5g及國(guó)際移動(dòng)通信系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)全球應(yīng)用和跨標(biāo)準(zhǔn)通信，需要5g毫米波通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶設(shè)備具備多頻段兼容性。因此，超寬帶低噪聲放大器作為5g通信系統(tǒng)接收鏈路中關(guān)鍵電路模塊具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、傳統(tǒng)的低噪聲放大器，受到硅基晶體管的高頻特性、無(wú)源器件的寄生效應(yīng)、渦流效應(yīng)和趨膚效應(yīng)等多種因素，在高泄漏、高損耗和強(qiáng)互耦合的毫米波域中，實(shí)現(xiàn)覆蓋數(shù)十千兆赫茲的寬帶是具有挑戰(zhàn)性的，存在帶寬窄、面積大等問(wèn)題。因此，基于硅基工藝的低噪聲放大器的性能亟需進(jìn)一步提升，以滿足新一代毫米波通信網(wǎng)絡(luò)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了一種應(yīng)用于5g?nr的22-74ghz低噪聲放大器芯片。

2、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具體如下：

3、一種應(yīng)用于5g?nr的22-74ghz低噪聲放大器芯片，包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、寬帶輸入放大級(jí)、寬帶輸出放大級(jí)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)四個(gè)模塊，并且四個(gè)模塊按照先后順序依次連接，信號(hào)從輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進(jìn)入，從輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端輸出；

4、其中，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括電容c1、c2和電感l(wèi)1；電容c1一端接地，另一端連接至信號(hào)輸入端口；電感l(wèi)1一端連接在寬帶輸入放大器輸入級(jí)，并與連接在偏置電壓vbias的電阻r1并聯(lián)，另一端連接電容c2；電容c2串聯(lián)在電容c1和電感l(wèi)1之間；

5、其中，所述寬帶輸入放大級(jí)包括一個(gè)晶體管q1和電感l(wèi)2、l3、l4、反饋電阻r2、電容c3；所述晶體管q1的發(fā)射極接地，基極連接電感l(wèi)2，集電極連接電感l(wèi)3；所述電阻r2和電容c3串聯(lián)后一端連接電感l(wèi)2，另一端連接電感l(wèi)3，形成反饋回路；所述電感l(wèi)4的一端連接在電容c3、電感l(wèi)3的連接處，另一端接至電源vdd；

6、其中，所述寬帶輸出放大級(jí)包括兩個(gè)晶體管q2、q3組成的cascode結(jié)構(gòu)；所述晶體管q2的基極通過(guò)電阻r3連接到偏置電壓vbias，發(fā)射極接地，集電極與晶體管q3的發(fā)射極連接；所述晶體管q3的基極接收放大信號(hào)，集電極連接電感l(wèi)6并通過(guò)電感l(wèi)7連接到電源vdd；電感l(wèi)5與電容c4串聯(lián)后一端連接到晶體管q3的發(fā)射極，另一端接地；

7、其中，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括電容c5；所述電容c5一端連接到電感l(wèi)6、l7的連接處，另一端連接至信號(hào)輸出端口。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

9、基于上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于5g?nr的22-74ghz低噪聲放大器芯片，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)。

10、在電路中引入分流反饋技術(shù)，通過(guò)加入反饋電阻、電容，加強(qiáng)低頻帶寬擴(kuò)展；引入雙感應(yīng)峰值技術(shù)，通過(guò)在晶體管基極和集電極加入電感，增大增益，改善噪聲性能；引入諧振反饋補(bǔ)償均衡技術(shù)，通過(guò)加入諧振反饋電感、電容，補(bǔ)償高頻增益，進(jìn)一步拓展帶寬。上述技術(shù)降低了電路的復(fù)雜度，拓展了帶寬，減小了芯片面積，具有重大的實(shí)踐意義。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于5g?nr的22-74ghz低噪聲放大器芯片，其特征在于，包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、寬帶輸入放大級(jí)、寬帶輸出放大級(jí)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)四個(gè)模塊，并且四個(gè)模塊按照先后順序依次連接，信號(hào)從輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進(jìn)入，從輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端輸出；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于5G?NR的22?74GHz低噪聲放大器芯片，包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、寬帶輸入放大級(jí)、寬帶輸出放大級(jí)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)四個(gè)模塊，并且四個(gè)模塊按照先后順序依次連接，信號(hào)從輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進(jìn)入，從輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端輸出。在電路中引入分流反饋技術(shù)，通過(guò)加入反饋電阻、電容，加強(qiáng)低頻帶寬擴(kuò)展；引入雙感應(yīng)峰值技術(shù)，通過(guò)在晶體管基極和集電極加入電感，增大增益，改善噪聲性能；引入諧振反饋補(bǔ)償均衡技術(shù)，通過(guò)加入諧振反饋電感、電容，補(bǔ)償高頻增益，進(jìn)一步拓展帶寬。上述技術(shù)降低了電路的復(fù)雜度，拓展了帶寬，減小了芯片面積，具有重大的實(shí)踐意義。

技術(shù)研發(fā)人員：孟凡易,趙增龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6