技術領域

本發明涉及低噪聲放大器。特別是但并不排它地，本發明涉及可配置的低噪聲放大器電路。

背景技術

射頻接收器可以被配置為在許多不同的射頻頻帶內進行操作。例如，用于移動站（或蜂窩電話設備）的接收機可以被配置為在下述頻帶中的任何一個頻帶內操作：全球移動通信系統（GSM）、850、900、1800和/或1900、寬帶碼分多址（WCDMA）、高速分組接入（HSPA）和/或長期演進（LTE）1、2、3頻帶等。這允許包含這樣的接收機的移動站在支持上述射頻頻帶的不同子集的不同區域使用（例如，使得能夠漫游）。

接收機通常包含一個或多個射頻集成電路（RFIC），該一個或多個射頻集成電路（RFIC）包括作為接收機中第一放大級的低噪聲放大器（LNA）。例如，一個或多個LNA通常被用于放大由天線收集的射頻信號，并且然后由LNA生成的放大信號被接收機中的其他部件使用。

接收機通常包括一個或多個射頻（RF）濾波器，該一個或多個射頻（RF）濾波器被置于天線和形成接收機的第一放大級的LNA之間。圖1圖示了包括RF模塊100和天線130的示例性接收機。RF模塊100包括RF前端模塊132，該RF前端模塊132進而包括對由天線130收集的射頻信號進行濾波的一個或多個（多達總數n個）RF濾波器110-112。RF模塊100還包括RFIC134，該RFIC134進而包括對由濾波器110-112生成的濾波信號進行放大的一個或多個（多達總數m個）LNA120-122。

從針對噪聲系數的弗里斯公式可知，形成接收機的第一放大級的LNA決定了接收機的噪聲因數。形成該第一級的LNA在確定接收機的輸入阻抗中也具有關鍵作用。該LNA的輸入阻抗必須與某一阻抗嚴格匹配，因為否則在LNA之前的RF濾波器（例如110-112）的性能將會降低。此外，LNA之前的RF濾波器通常將具有固定頻率范圍，這要求LNA的輸入也與該頻率范圍匹配。

作為結果，取決于LNA結構，可能有必要利用包含LNA的RFIC外部的匹配部件來適當地設定輸入阻抗和頻率范圍匹配。然而，這些外部匹配部件可能是昂貴的，并且在一些情況下，優選地是使用具有內部匹配能力的LNA來適當地設定其輸入阻抗和頻率范圍匹配。

接收機性能的另一度量是其靈敏度（基準靈敏度水平），其衡量在接收機輸入處的最小可檢測信號水平。接收信號的信號質量通常由誤比特率或吞吐量來確定。靈敏度水平S通過以下等式來確定：

S=-174dBm/Hz+10log(BW)+SNR_min+NF??????????(1)

其中，-174dBm/Hz是在290K的溫度時來自輸入源的有效噪聲功率密度，BW是信道帶寬，SNR_min是所需要的信噪比，并且NF是接收機噪聲因數。SNR_min取決于例如目標誤比特率和所使用的調制方法。

形成接收機中第一放大級的LNA之前的RF濾波器在接收機被配置成在其中操作的一些射頻頻帶內可能具有顯著的插入損耗。該插入損耗能夠使得接收機更不靈敏，并且對于這些射頻頻帶具有更高的噪聲因數。由于在這些射頻頻帶內的接收機靈敏度較差，接收機可以在其上進行操作的在發射機和接收機之間的范圍被減少，從而使得蜂窩網絡設計更具有挑戰并且更昂貴。此外，由于諸如移動站的設備中的空間約束，連接到接收機的天線的尺寸可能受到限制，由此限制了天線的性能；這種情況在例如低于1GHz的較低頻率處被惡化，在該較低頻率處，由于較長的波長，天線的尺寸往往變大。因此，接收機能力可能因此降低，導致降低的鏈路性能。

為了減輕上述影響，LNA噪聲因數應當盡可能的好。然而，在LNA之前不使用外部匹配部件并且在低電流消耗的情況下獲得良好的噪聲性能是挑戰性的任務。此外，除了昂貴的并且耗尺寸的外部部件之外，還應當考慮包含LNA的RFIC的成本。為了使RFIC的半導體模片區域（die?area）保持得小，片上電感器的數目應當被保持為最少，因為高質量的電感器需要大的模片區域，并且其尺寸不會隨著集成電路的特征寬度的減小而縮小。

從以上可以看到，在設計LNA時，需要考慮很多不同的設計因素，并且同時考慮這些因素中的一些或全部可能被證明是困難的。因此，需要通過提供考慮各種設計因素的改進的方式來增強LNA的設計。

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