具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本实施例提出了一种低电压高线性共源共栅放大器，包括Cascode放大器和电压提升单元；

所述Cascode放大器包括级联的共源放大器和共栅放大器；所述共源放大器中设置有用作共源级晶体管的NMOS晶体管M_1b，所述共栅放大器中设置有用作共栅级晶体管的NMOS晶体管M_2b；所述NMOS晶体管M_2b漏极与NMOS晶体管M_1b源极连接；所述NMOS晶体管M_2b的源极连接所述电压提升单元。

工作原理：通过电压提升单元，提高了Cascode放大器单元中NMOS晶体管M_1b漏极与NMOS晶体管M2b源极之间的电势差，使Cascode放大器单元输出电压摆幅和最大功率输出能力增强，进而有效提高了共源共栅放大器的线性度。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，还包括直流偏置单元，所述直流偏置单元连接在所述NMOS晶体管M2b的栅极上。

工作原理：直流偏置单元为Cascode放大器单元在全温（-55℃至125℃）范围内提供稳定的直流工作点，避免了直流工作点漂移带来的性能损失。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，还包括直流分离单元，所述直流分离单元设置在所述Cascode放大器和电压提升单元之间，所述Cascode放大器中的NMOS晶体管M2b的源极先连接所述直流分离单元，然后通过所述直流分离单元与所述电压提升单元连接。

工作原理：直流分离单元确保电压提升单元不影响Cascode放大器单元的电特性，确保低电压高线性共源共栅放大器处于正常工作状态。

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图2所示，所述Cascode放大器还包括电阻R_1b、电阻R_2b、电阻R_3b、电容C_1b、电容C_2b、电容C_3b、电容C_4b、和电感L_1b；

所述电容C_1b的第一端与信号输入端IN_1b连接；

所述NMOS晶体管M_2b的漏极与NMOS晶体管M_1b的源极连接，NMOS晶体管M_1b的栅极与电容C_4b的第一端、电容C_2b的第一端、电阻R_1b的第一端、电阻R_2b的第一端连接在一起；所述电容C_2b的第二端与地连接，电阻R_2b的第二端与地连接；

所述电阻R_1b的第二端与电感L_1b的第一端、电源VCC_1b连接；

所述电容C_4b的第二端与电阻R_3b的第一端连接；

所述电阻R_3b的第二端与电感L_1b的第二端、NMOS晶体管M_1b的漏极、电容C_3b的第一端连接；

所述电容C_3b的第二端与信号输出端OUT_1b连接。

工作原理：射频信号通过信号输入端IN_1b进入低电压高线性共源共栅放大器后，通过电容C_1b，然后依次经过NMOS晶体管M_2b、NMOS晶体管M_1b将信号进行放大，通过电容C_3b，由信号输出端OUT_1b输出。

电感L_1b为扼流电感，为Cascode放大器单元供电；电阻R_1b、电阻R_2b对电源电压进行分压，为NMOS晶体管M1b提供静态工作点，电容C2b可以补偿Cascode放大器在高频时的增益损耗。电阻R3b和电容C4b形成负反馈通道，可以使Cascode放大器得到更平坦的增益响应曲线、更容易实现宽带匹配和降低放大器的输入/输出驻波比。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图2所示，所述电压提升单元包括NMOS晶体管M5b、NMOS晶体管M6b、NMOS晶体管M7b、PMOS晶体管M8b、电容C7b、电容C8b、反相器INV、振荡器OSC、电阻R7b、电阻R8b、电阻R9b、电阻R10b；

所述振荡器OSC的输出端与反相器INV的输入端、电阻R_8b的第一端、电阻R_9b的第一端、电阻R_10b的第一端连接在一起；

所述反相器INV的输出端与电阻R_7b的第一端连接，所述电阻R_7b的第二端与NMOS晶体管M_5b的栅极连接；

所述电阻R_8b的第二端与PMOS晶体管M_8b的栅极连接，所述电阻R_9b的第二端与NMOS晶体管M_7b的栅极连接，所述电阻R_10b的第二端与NMOS晶体管M_6b的栅极连接；

所述PMOS晶体管M_8b的源极与电源VCC_3b连接，所述PMOS晶体管M_8b的漏极与NMOS晶体管M_7b的漏极、电容C_7b的第一端连接；

所述NMOS晶体管M_7b的源极与电容C_8b的第一端、地连接；

所述NMOS晶体管M_5b的漏极与地连接，NMOS晶体管M_5b的源极与电容C_7b的第二端、NMOS晶体管M_6b的漏极连接，NMOS晶体管M_6b的源极与电容C_8b的第二端、电感L_2b的第二端连接；

所述NMOS晶体管M_6b的源极与电容C_8b的第二端之间搭接出端口作为所述电压提升电路与Cascode放大器的NMOS晶体管M_2b的源极连接的端口。

工作原理：电压提升单元中，电阻R_7b、电阻R_8b、电阻R_9b、电阻R_10b为NMOS晶体管M_5b、PMOS晶体管M_8b 、NMOS晶体管M_7b 、NMOS晶体管M_6b和控制信号之间提供隔离。振荡器OSC输出方波信号，直接控制PMOS晶体管M_8b 、NMOS晶体管M_7b 、NMOS晶体管M_6b的导通关断，方波信号通过反相器INV后，得到与振荡器OSC输出方波信号相位相反的信号后，控制NMOS晶体管M_5b的导通关断。

在振荡器OSC输出方波信号的前半周期，NMOS晶体管M_6b、NMOS晶体管M_7b关断，NMOS晶体管M_5b、PMOS晶体管M_8b导通，电容C_7b由电源VCC_3b充电到电源电压VCC_3b，后半周期，NMOS晶体管M_6b、NMOS晶体管M_7b导通，NMOS晶体管M_5b、PMOS晶体管M_8b关断，由电容C_7b给电容C_8b充电，导通状态下， NMOS晶体管M_7b源漏极之间的内阻忽略不计，此时，电容C_8b第一端与地相连，电压为0V，此时电容C_8b第二端会得到一个负电压V₁,电容C_8b第二端与电感L_2b第二端连接，所以此时的NMOS晶体管M_2b源极电压被钳位到V₁。

V₁值可由以下公式得到：

；

其中：

；

式中，

为本发明的一种低电压高线性共源共栅放大器工作电流，为振荡器OSC工 作频率，为NMOS晶体管M_6b导通电阻，为NMOS晶体管M_7b导通电阻，为电容C7b 等效串联电阻，为电容C8b等效串联电阻。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图2所示，所述直流偏置单元包括电阻R_4b、电阻R_5b、电阻R_6b、NMOS晶体管M_3b、NMOS晶体管M_4b和电容C_5b；

所述电阻R_5b的第一端与NMOS晶体管M_3b的源极、NMOS晶体管M_4b的漏极、电容C_1b的第二端、NMOS晶体管M_2b的栅极连接在一起；

所述NMOS晶体管M_3b的栅极与NMOS晶体管M_3b的漏极、电阻R_4b的第一端连接；

所述电阻R_4b的第二端与电源VCC_2b连接；

所述电阻R_5b的第二端与电容C_5b的第一端、NMOS晶体管M_4b的栅极连接；所述NMOS晶体管M_4b的源极与电阻R_6b的第一端连接，所述电阻R_6b的第二端与地连接，电容C_5b的第二端与地连接；

所述NMOS晶体管M3b的源极与电阻R5b的第一端共同搭接出一个端口作为直流偏置单元与所述Cascode放大器的NMOS晶体管M2b的栅极连接的端口。

工作原理：电阻R4b、电阻R5b、电阻R6b、NMOS晶体管M3b、NMOS晶体管M4b和电容C5b所构成的直流偏置单元，可以在全温（-55°C至125°C）范围内，为NMOS晶体管M2b提供稳定的静态工作点。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，所述直流分离单元包括电容C_6b和电感L_2b；

所述电容C_6b的第一端与电感L_2b的第一端、NMOS晶体管M_2b的源极连接，电容C_6b第二端与地连接；

所述电感L2b的第二端作为直流分离单元与所述电压提升单元连接的端口。

工作原理：电容C6b和电感L2b构成的直流分离单元，Cascode放大结构中的射频信号流过路径没有变化，即增加的电容和电感对于射频信号的传输路径没有影响，只是将直流进行了分离，并与电压提升单元连接。

本实施例的其他部分与上述实施例1-6任一项相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例1-7任一项的基础上，如图3、图4所示：

图3为本发明与传统共源共栅放大器功率增益对比示意图（AM-AM曲线）。△为传统共源共栅放大器功率增益与输出功率之间的关系曲线，○为本发明功率增益与输出功率之间的关系曲线。从图3可以看出，本发明与传统共源共栅放大器相比较，在相同电源电压条件下，本发明提供的一种低电压高线性共源共栅放大器功率增益曲线随输出功率增加而降低1dB时的输出功率(输出1dB压缩点)，明显高于传统共源共栅放大器。

图4为本发明与传统共源共栅放大器输出三阶交调点对比示意图。△为传统共源共栅放大器输出三阶交调点随频率变化的关系曲线，○为本发明输出三阶交调点随频率变化的关系曲线。从图4可以看出，本发明与传统共源共栅放大器相比较，本发明提供的一种低电压高线性共源共栅放大器输出三阶交调点更高，线性度更好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。