專利名稱：射頻信號(hào)前置放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種放大電路，尤其涉及利用集成電路設(shè)計(jì)的射頻信 號(hào)的前置放大電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，在生產(chǎn)和生活中大量使用無線射頻(RF)遙控裝置，比如汽車 安全系統(tǒng)、車庫控制、數(shù)碼遙控門鈴、遙控玩具和工業(yè)控制等等，使生產(chǎn) 效率和生活質(zhì)量得到很大提高；該類遙控裝置一般包括發(fā)射裝置和接收裝 置兩部分，對(duì)發(fā)射裝置部分而言， 一采用低功耗器件，提高發(fā)射端發(fā)射效 率;而對(duì)接收裝置而言，采用多級(jí)放大、超再生接收技術(shù)后進(jìn)行解碼以降低 噪聲影響等，然目前市場(chǎng)上的RF接收解碼系統(tǒng)大多如圖l所示，通過超再 生模塊接收解調(diào)后送往RF信號(hào)處理模塊進(jìn)行放大，最后給解碼IC。而RF 信號(hào)處理模塊采用大量的分立器件(圖1虛框)，系統(tǒng)復(fù)雜繁瑣，穩(wěn)定性差， 生產(chǎn)周期長，成本較高。通用放大器358是雙極(Bipolar)工藝的，其工 作電壓為5V，工作電流大，導(dǎo)致系統(tǒng)功耗大。由于分立器件特性的離散性， 即其性能一致性不好，從而導(dǎo)致接收解碼系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，使不同成品的 正確解碼的距離時(shí)近時(shí)遠(yuǎn)。
另有采用MOS管柵上加輸入信號(hào)而形成的放大器，由于超再生解調(diào)后 的信號(hào)小到毫伏(mV)級(jí)，這需要集成多數(shù)的電阻電容，而在IC中集成 大量電阻電容所占面積極大，這樣芯片成本就很高。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是要解決上述問題，通過在解碼IC中集成RF放 大電路，減少大量外圍分立器件，簡化應(yīng)用電路，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減小 功耗，降低產(chǎn)品成本。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案 一種射頻信號(hào)前 置放大電路，該放大電路包括第一 MOS晶體管(Ml)，第二MOS晶體管
(M2)，第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)，其中第一 MOS晶體管(Ml)及第二MOS晶體管(M2)的柵極相互連接在一起，以 形成差分放大對(duì)而對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；第三MOS晶體管(M3)及第四 MOS晶體管(M4)的漏極分別與第一 MOS晶體管(Ml)及第二 MOS晶 體管(M2)的漏極相連，且第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4) 的源極與柵極也分別連接在一起，同時(shí)第四MOS晶體管(M4)的漏極與柵 極也相連接以形成電流鏡電路；待放大的輸入信號(hào)(IN)及放大后的輸出信 號(hào)(GG—OUT)分別連接在第一MOS晶體管(Ml)的源極及漏極上。
其中，所述的放大電路還包括復(fù)數(shù)分別連接在所述第一MOS晶體管及 第二 MOS晶體管源極端的電阻；該連接在第一 MOS晶體管及第二 MOS晶 體管源極端的電阻阻值相等。
所述的第一MOS晶體管及第二MOS晶體管的尺寸及性能參數(shù)相同。 所述的第三MOS晶體管及第四MOS晶體管的性能參數(shù)相同。 所述的放大電路還包括一對(duì)所述的輸出信號(hào)進(jìn)行整形的比較器。 所述的放大電路與一解碼器集成至同一 IC中。 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)
1) 集成放大模塊極小，不增加原有解碼IC面積；
2) 外圍器件極少，只需一個(gè)耦合電容，系統(tǒng)簡潔，成本低；
3) 正常工作電壓可以低到2V，明顯減小系統(tǒng)功耗；
4) 系統(tǒng)穩(wěn)定，性能優(yōu)越，增大了信號(hào)收發(fā)距離。


圖1為現(xiàn)有的RF接收解碼系統(tǒng)原理圖2為本實(shí)用新型RF信號(hào)前置放大電路結(jié)構(gòu)圖3為圖2中的放大電路輸出經(jīng)整形后的電路結(jié)構(gòu)圖4為應(yīng)用本實(shí)用新型RF信號(hào)前置放大電路的模塊圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型射頻信號(hào)前置放大電路是把RF (射頻)放大模塊與解碼器
集成到同一 IC中，通過電容把超再生解調(diào)后的信號(hào)耦合到擁有處理RF信 號(hào)的解碼IC中進(jìn)行解碼。如圖2示，該RF放大模塊為一共柵差分放大電 路，其包括MOS晶體管Ml 、 M2、 M3、 M4 (本實(shí)施例中Ml及M2為PMOS 晶體管，M3及M4為NMOS晶體管)，及連接在MOS晶體管Ml、 M2的 源極的負(fù)載電阻R1、 R2、 R3、 R4。
其中MOS晶體管Ml、 M2為差分共柵輸入對(duì)，即其柵極相互連接在 一起，且型號(hào)及性能參數(shù)一致，起信號(hào)放大的作用，Vbias為晶體管Ml， M2的正常工作提供偏置電壓；MOS晶體管M3、 M4為有源負(fù)載，其源極 共同連接到電流源I，柵極也相互連接在一起，且MOS晶體管M4的漏極 與柵極相連接，以形成電流鏡電路，設(shè)計(jì)時(shí)，將MOS晶體管M3、 M4的 尺寸及性能參數(shù)設(shè)置為完全一致，以使得流過MOS晶體管M4的電流與流 過MOS晶體管M3的電流相等，而將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端信號(hào)輸出。
四個(gè)電阻Rl、 R2、 R3、 R4分別對(duì)稱地接在MOS晶體管Ml、 M2的 源極上，是為了提供良好的輸入特性和作為源端負(fù)載提高放大增益，且電 阻R3加上R4的值等于Rl加上R2的值。IN端經(jīng)電阻Rl與MOS晶體管 Ml的源極相連，其為小幅值信號(hào)的輸入端；CG_OUT端與MOS晶體管 Ml的漏極及MOS晶體管M3的漏極相連，為經(jīng)放大的信號(hào)的輸出端。經(jīng) 過共柵放大器放大，在CG_OUT端輸出與輸入信號(hào)相位相同的大幅值波形， 送到后級(jí)去整形。
圖3中的比較器主要完成整形功能，前級(jí)共柵放大器放大后的信號(hào)通 過比較器得到標(biāo)準(zhǔn)的高低電平信號(hào)，為后級(jí)數(shù)字電路提供可處理的信號(hào)波 形。比較器的參考電壓Vref設(shè)計(jì)成可以根據(jù)CG—OUT的信號(hào)波形進(jìn)行調(diào)整， CG—OUT波形是隨IN的輸入信號(hào)幅值和頻率而改變的，所以能最大程度減 小整形過程失真問題，實(shí)現(xiàn)大距離的接收解碼。
圖4為本實(shí)用新型RF信號(hào)前置放大電路的模塊圖；如圖示，RF信號(hào) 前置放大模塊與解碼模塊集成到一個(gè)IC中，大量減少外圍器件的同時(shí)優(yōu)化 信號(hào)路徑，降低系統(tǒng)功耗，提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。當(dāng)超再生接收解調(diào)模 塊接收到RF信號(hào)后解調(diào)出原有信號(hào)的頻率波形，通過電容C耦合到IC中 的RF前置放大電路進(jìn)行放大整形，得到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)給固定碼解碼器。由于RF放大模塊與數(shù)字解碼模塊工藝是可以兼容的，采用成本較低的CMOS
工藝。且本實(shí)用新型的放大電路因集成了少數(shù)幾個(gè)小阻值電阻，而沒有電
容，所以所占芯片面積極小，集成后的芯片可以正常工作在2V以上，真正 實(shí)現(xiàn)低壓工作，顯著降低系統(tǒng)功耗。
本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技 術(shù)人員仍可能基于本實(shí)用新型的教示及揭示而作種種不背離本實(shí)用新型精 神的替換及修飾，因此，本實(shí)用新型保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi) 容，而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換及修飾，并為本專利申請(qǐng)權(quán)利 要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種射頻信號(hào)前置放大電路，其特征在于該放大電路包括第一MOS晶體管(M1)，第MOS晶體管(M2)，第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)，其中第一MOS晶體管(M1)及第二MOS晶體管(M2)的柵極相互連接在一起，以形成差分放大對(duì)而對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)的漏極分別與第一MOS晶體管(M1)及第MOS晶體管(M2)的漏極相連，且第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)的源極與柵極也分別連接在一起，同時(shí)第四MOS晶體管(M4)的漏極與柵極也相連接以形成電流鏡電路；待放大的輸入信號(hào)(IN)及放大后的輸出信號(hào)(GG_OUT)分別連接在第一MOS晶體管(M1)的源極及漏極上。
2. 如權(quán)利要求1所述射頻信號(hào)前置放大電路，其特征在于所述的放 大電路還包括復(fù)數(shù)分別連接在所述第一MOS晶體管及第二MOS晶體管源 極端的電阻。
3. 如權(quán)利要求2所述射頻信號(hào)前置放大電路，其特征在于所述連接 在第一MOS晶體管及第二MOS晶體管源極端的電阻阻值相等。
4. 如權(quán)利要求1所述射頻信號(hào)前置放大電路，其特征在于所述的第 一MOS晶體管及第二 MOS晶體管的尺寸及性能參數(shù)相同。
5. 如權(quán)利要求l所述射頻信號(hào)前置放大電路，其特征在于所述的第 三MOS晶體管及第四MOS晶體管的性能參數(shù)相同。
6. 如權(quán)利要求l所述射頻信號(hào)前置放大電路，其特征在于所述的放 大電路還包括一對(duì)所述的輸出信號(hào)進(jìn)行整形的比較器。
7. 如權(quán)利要求l所述射頻信號(hào)前置放大電路，其特征在于所述的放 大電路與一解碼器集成至同一IC中。
專利摘要本實(shí)用新型揭示一種射頻信號(hào)前置放大電路，該放大電路可與解碼器集成到同一IC中，包括第一MOS晶體管(M1)，第二MOS晶體管(M2)，第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)，其中第一MOS晶體管及第二MOS晶體管的柵極相互連接在一起，以形成差分放大對(duì)而對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；第三MOS晶體管及第四MOS晶體管的源極與柵極也分別連接在一起，且第四MOS晶體管的漏極與柵極也相連接以形成電流鏡電路；待放大的輸入信號(hào)及放大后的輸出信號(hào)分別連接在第一晶體管的源極及漏極上，本實(shí)用新型放大電路耗電低，穩(wěn)定性佳，且可以增大信號(hào)的收發(fā)距離。
文檔編號(hào)H03F3/195GK201319582SQ20082018045
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者坦 杜, 江石根, 石萬文, 陳志明 申請(qǐng)人:蘇州市華芯微電子有限公司