射频低噪声放大器电路的结构设计

放大器的稳定系数为^[3]

（5）

其中Δ= S₁₁S₂₂-S₁₂S₂₁ （6）

稳定系数K能快速给出稳定性判别依据，当K>1，|Δ|1时，LNA将会无条件稳定。那么由公式(5)和(6)可知，若反向增益S₁₂减小，那么K值将会增大，LNA将会增加稳定性。从图2(b)可以看到，由电感L_g2和MOS管的电容C_gd2组成一个低电阻通路使得从输出端反馈回来的信号流向接地端，从而降低了反向增益S₁₂，提高了LNA的稳定度。

4、偏置电流复用结构

现代无线通信设备要求具有更小尺寸，更轻重量，更长的待机时间。这就要求降低射频前端的电源电压，因此低电压、低功耗技术成为迫切需要。由公式(3)可知当输入端处于谐振时L_s=R_sC_gs/g_ml，其中C_gs是图1中M1管栅极和源极之间的电容，g_ml是M1管的跨导，则LNA的噪声系数为[4]：

（7）

由 (7)可知增大gml可以减小噪声系数。图1所示的cascode结构可以获得较小的噪声系数，但是往往需要比较大的漏极电流Id，增大了直流功耗。文献 [4]中提出了偏置电流复用技术，其基本思想是：为了节省直流功耗，可以将PMOS管和NMOS管串联在直流偏置通路里，对其结构的说明如图3所示。

图3(a)所示的单个NMOS器件的宽长比和漏极电流I_d都是(b)所示的单个NMOS的两倍，但由于两个NMOS并联，因此(a)和(b)具有相同的跨导值g_m。(c)中的M2是PMOS管，且和(b)中的NMOS管具有相同的宽长比，由于PMOS器件的电子迁移率比NMOS稍低^[2]，所以g_mc=(g_ml+g_m2)m，即其跨导值略低，而它的输入电容和C_gs近似。由(7)式可知(c)电路结构的噪声系数将略增一点，但是由于电流减小了一半，因此在电源电压一定的情况下能够有效降低电路的功耗，有利于低功耗LNA设计。