一种采用双增益提升电感的共源共栅放大器

技术领域

本发明属于射频集成电路领域，具体涉及一种采用双增益提升电感的共源共栅放大器。

背景技术

太赫兹波段(0.1～3THz)具有丰富的频谱资源、强穿透力和良好的方向性，在太空、医疗、通信领域具有很大的应用潜力，然而对于太赫兹放大器，由于其工作频率接近晶体管的最大频率f

对于共源共栅结构，由于相较于共源结构，其在接近f

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种采用双增益提升电感的共源共栅放大器，通过同时引入栅极增益提升电感和Z嵌入电感，实现增益性能的提高。

本发明具体技术方案如下：

一种采用双增益提升电感的共源共栅放大器，包括由共源管M1和共栅管M2组成的共源共栅结构，其特征在于，还包括栅极增益提升电感L

共源管M1的栅极连接信号输入端V

进一步地，所述栅极增益提升电感L

进一步地，所述采用双增益提升电感的共源共栅放大器还包括输入匹配网络和输出匹配网络，所述输入匹配网络设置于共源管M1的栅极和信号输入端V

进一步地，所述共源管M1和共栅管M2均为N管。

工作原理为：输入信号经信号输入端V

本发明的有益效果为：

本发明通过在传统共源共栅放大器中设置栅极增益提升电感L

附图说明

图1为本发明提出的采用双增益提升电感的共源共栅放大器的电路图；

图2为本发明实施例1所得采用双增益提升电感的共源共栅放大器的电路图；

图3为现有技术中的共源共栅放大器的电路图，其中，图(a)为传统共源共栅放大器，图(b)为设置有增益提升电感L

图4为本发明实施例1在传统共源共栅放大器中设置栅极增益提升电感L

图5为本发明实施例1所得采用双增益提升电感的共源共栅放大器的最大可实现功率增益G

图6为传统共源共栅放大器(cascode amplifier，CA)、设置有增益提升电感L

图7为本实施例1所得采用双增益提升电感的共源共栅放大器(DGBI CA)与传统共源共栅放大器(CA)的仿真结果对比图，其中，S11 CA代表CA的输入阻抗匹配性能，S22 CA代表CA的输出阻抗匹配性能，S21 CA代表CA的增益性能，S11 DGBI CA代表DGBI CA的输入阻抗匹配性能，S22 DGBI CA代表DGBI CA的输出阻抗匹配性能，S21 DGBI CA代表DGBI CA的增益性能。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，结合以下具体实施例，并参照附图，对本发明做进一步的说明。

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的理解本方明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例提供了一种采用双增益提升电感的共源共栅放大器，如图2所示，包括由共源管M1和共栅管M2组成的共源共栅结构、栅极增益提升电感L

共源管M1的栅极通过输入匹配网络连接信号输入端V

所述输入匹配网络包括传输线电感TL1和传输线电感TL2，传输线电感TL1的一端连接信号输入端V

所述输出匹配网络包括传输线电感TL3和传输线电感TL4，传输线电感TL3的一端连接信号输出端V

所述共源管M1和共栅管M2均为NMOS管，其中栅长L为60nm，栅宽W为8μm,栅极增益提升电感L

本实施例在传统共源共栅放大器中设置栅极增益提升电感L

由如图5所示的最大可实现功率增益G

图6是如图3(a)所示传统共源共栅放大器(CA)、如图3(b)所示设置有增益提升电感L

图7是本实施例所得采用双增益提升电感的共源共栅放大器(DGBI CA)与传统共源共栅放大器(CA)的仿真结果对比图，其中，S11 CA代表CA的输入阻抗匹配性能，S22 CA代表CA的输出阻抗匹配性能，S21 CA代表CA的增益性能，S11 DGBI CA代表DGBI CA的输入阻抗匹配性能，S22 DGBI CA代表DGBI CA的输出阻抗匹配性能，S21 DGBI CA代表DGBI CA的增益性能；从图7可知，DGBI CA与CA均具有良好的输入阻抗匹配性能及输出阻抗匹配性能，但是CA在180GHz的工作频率处，仅具有1dB左右的增益，远不能满足太赫兹放大器的应用需求，而本发明所得DGBI CA在180GHz的工作频率处，具有7dB左右的增益，即具有显著的增益提升效果。