專利名稱：混頻電路及具備該混頻電路的半導體裝置、通信裝置和電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及 一 種混頻電路以及具備該混頻電路的半導體裝置、通信裝置和電子設備。
背景技術：
圖2表示現(xiàn)有的混頻電路。輸入信號IN輸入晶體管Q,的基極，反轉輸入信號(inverting input signal) IN2輸入晶體管Q2的基極。本振信號LCh輸入晶體管Q3的基極以及晶體管Q6的基極，反轉本振信號L02輸 入晶體管Q4的基極以及晶體管Qs的基極。晶體管Qi的發(fā)射極、晶體管Q2的發(fā)射極與共同的電流源Io的輸入端連接，電流源Io的輸出端電氣接地。晶體管(^的集電極與晶體管Q3的發(fā)射極以及晶體管Q4的發(fā)射極連接，晶體管Q2 的集電極與晶體管Qs的發(fā)射極以及晶體管Q6的發(fā)射極連接。負載電阻R,的一端連接電源，另一端與晶體管Q3的集電極和晶體管Qs的集電極連接。負載電阻R2的一端連接電源，另一端與晶體管Q4的集電極和晶體管Q6的集電極連接。輸出信號OUTi是從晶體管Q3的集電極和晶體管Qs的集電極的連接點輸出。反轉輸出信號OU丁2是從晶體管Q4的集電極和晶體管Q6的集電極的連接點輸出。以下，為便于說明，對輸入信號VIN、本振信號Vlo以及揄出信號Vqut作如下定義。V1N=IN, IN2 ( 1 )Vu)《Oi L。2 ( 2 )VOUT=OUTi OUT2( 3 )另外，設電流源Io的電流為I0,設負載電阻R!以及負載電阻R2的電阻值同為R。5晶體管的集電極電流I,以及晶體管Q2的集電極電流12能夠分別用下述式 (4)、式(5)來表示。在此，VT=kT/q:熱電壓；k:波爾茲曼常數(shù)；q:電子的單 位電荷；T:絕對溫度。一丄^ …(4)k …(5)與上述相同地，晶體管Q3的集電極電流b、晶體管Q4的集電極電流為14、晶體管Qs的集電極電流15以及晶體管Q6的集電極電流16分別能夠用下述式(6) (9) 來表示。,3=:^。=:^y~ ('..(4)) …(6) 2Kr 化//4=-^。-一赤^x^ (、.(4)) …(7)/5":^。么^ (...(S)) …(8)4^-T^wX&o ( (5))'6一W『化/'『力。… 管--(9)從而，輸出信號VmjT能夠用下述式(10)來進行表示。如式(10)所示，輸出信 號VOUT中包括輸入信號Vw和本振信號Vu)的乘積。=i (/3+/5;M(/4+/6)，Kwx&。 ('..(6) (9))(1 0)在此，當輸入信號V,N的頻率為fIN，本振信號Vu)的頻率為fL0,輸出信號VouT 的頻率為fouT時，能夠用下述式(11 )來表示頻率foUT。 f。UT=flN fLO (11)通常，使用圖2所示的現(xiàn)有混頻電路來降低頻率的方法被稱為下轉頻(down conv erting ),幾乎應用于所有的接收裝置中。與圖2所示的現(xiàn)有混頻電路相同的、作為下轉頻的混頻電路的一個示例，在專利 文獻1 (日本國專利申請公開特開2006 345009號公報，
公開日2006年12月21 曰)中揭示了一種寬帶域頻率倍增器，其中，該寬帶域頻率倍增器將輸入信號的基頻 變換成其奇數(shù)倍的頻率，從而，能實現(xiàn)輸出振幅的安定化以及寄生特性的提高。圖2所示的現(xiàn)有混頻電路中所輸入的本振信號VLO大多為大信號。頻率為fL0的本 振信號Vlo和其3次諧波即3fk)的信號同時輸入圖2所示的混頻電路。近年，面向便攜式設備利用者，迅速普及了單波段廣播(日本)以及DVB H (歐洲)等的地面數(shù)字廣播服務，便攜式設備自身發(fā)出的干擾電波的頻率為數(shù)字廣播 頻道頻率的3倍時，將導致接收效果的顯著惡化。例如，如圖3所示，單波段廣播(fLO=650MHz)和頻率為上述單波段廣播的3倍 的、便攜式電話自身所發(fā)出的W CDMA便攜式電話干擾波(3fLO=1950MHz )同時 被接收時，發(fā)生3次諧波的混頻，本振信號的3次諧波與上述W CDMA便攜式電話 干擾波的混頻成分被下轉頻至所期望的帶域。如單波段廣播一樣，在使用Low IF方式將頻帶寬為430kHz的期望波下轉頻至I F頻率A產(chǎn)500kHz時，如果期望波的頻率為fD,本振信號的頻率為fLO，能夠表示為fD =fL0+fIF。與3倍的期望波頻率相關的干擾波的頻率fu滿足下述式(12)時，接收品質 最差。另外，在式(12)成立的情況下，頻率為3化o的本振信號的3次諧波和頻率為f u的便攜式電話干擾信號之間的混合成分的頻率與期望波的頻率fo相同。fu=3^0 fIF=3(fD f1F) f1F=3fD 4f1F (12)調(diào)諧器不能區(qū)分頻率相同的信號，而將包括噪聲在內(nèi)的同 一頻率的信號進行解 調(diào)。另一方面，調(diào)諧器可對頻率不同的信號進行區(qū)分，從解調(diào)對象中去除無用信號。 在接收電視廣播信號時，便攜式電話的信號為無用信號，對該無用信號的處理相同于 對噪聲的處理。較之于上述無用信號以不同頻率出現(xiàn)的情況，在上述無用信號以與電 視廣播信號相同的頻率進行高電平重合的情況下接收性能大幅惡化。此外，在接收650MHz的數(shù)字電視廣播時，由于1950MHz的W CDMA干擾波 滿足f!^3fo，因此，導致單波段廣播的視聽出現(xiàn)障礙。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題而進行開發(fā)的，其目的在于提供一種可通過抑制本振信號 的3次諧波與干擾波間的混頻成分來防止接收性能下降的混頻電路、具備該混頻電路 的半導體裝置、通信裝置以及電子設備。為了達成上述目的，本發(fā)明的混頻電路具備接收輸入信號的差動晶體管對，將上 述輸入信號和本振信號混頻之后進行輸出，該混頻電路還具備LC諧振電路，該LC諧振電路連接在構成上述差動晶體管對的兩個晶體管的集電極之間。根據(jù)上述發(fā)明，能夠顯著地減小特定頻率的增益，即，上述LC諧振電路的諧振頻 率附近的頻率的增益。因此，在上述混頻電路中，使上述諧振頻率和上述本振信號的3 次諧波的頻率相等，從而，能夠抑制上述本振信號的3次諧波。由此，在具有上述混 頻電路的系統(tǒng)中，能夠抑制上述本振信號的3次諧波和上述干擾波的混頻成分，進而 能夠防止發(fā)生由上述混頻成分引起的接收性能的惡化。
圖1是表示本發(fā)明的實施方式的混頻電路的電路圖。 圖2是表示現(xiàn)有的混頻電路的電路圖。圖3是表示由3次諧波的混頻所引起的接收性能惡化的示例的圖。
具體實施方式
下面，根據(jù)圖1來說明本發(fā)明的一實施方式。圖1是表示本發(fā)明的實施方式的混頻電路1的電路圖。混頻電路1包括晶體管 Qi Q6;負載電阻Ri、 R2;電流源1。；電感器L以及電容器C。輸入信號IN,輸入晶體管Q,的基極，反轉輸入信號IN2輸入晶體管Q2的基極。本振信號LO,輸入晶體管Q3的基極和晶體管Q6的基極，反轉本振信號L02輸入 晶體管Q4的基極和晶體管Q5的基極。晶體管的發(fā)射極、晶體管Q2的發(fā)射極與共同的電流源Io的輸入端連接，電流 源Io的輸出端電氣接地。晶體管Q!的集電極與晶體管Q3的發(fā)射極以及晶體管Q4的發(fā)射極連接，晶體管Q2 的集電極與晶體管Qs的發(fā)射極以及晶體管Q6的發(fā)射極連接。負載電阻R,的一端連接電源，另一端與晶體管Q3的集電極以及晶體管Q5的集電極連接。負載電阻R2的一端連接電源，另一端與晶體管Q4的集電極以及晶體管Q6的集電極連接。輸出信號OUT!從晶體管Q3的集電極和晶體管Qs的集電極之間的連接點輸出。反 轉輸出信號OUT2從晶體管Q4的集電極和晶體管Q6的集電極之間的連接點輸出。由電感器L以及電容器C構成的串聯(lián)諧振電路被追加設置在晶體管Q！的集電極和晶體管Q2的集電極之間。具體而言，電感器L的一端連接晶體管Q!的集電極，且電 感器L的另一端連接電容器C的一端。然后，電容器C的另一端連接晶體管Q2的集電極。在此，對輸入信號Vw、本振信號Vlo以及揄出信號VouT作如下定義。V'n, IN2 (13) VLO=LOi L02 (14) Vou產(chǎn)OUT, OUT2 (15)另外，設電流源Io的電流為I0,設負載電阻R,以及負載電阻R2的電阻值同為R。 在串聯(lián)諧振電路2中流動的電流的頻率滿足式(16)所示的諧振頻率(特征頻率)f0時，串聯(lián)諧振電路2的阻抗Z最小。(1 6)在串聯(lián)諧振電路2的阻抗Z低的情況下，從晶體管Q3的發(fā)射極和晶體管Q4的發(fā) 射極所構成的差動對所輸出的電流ir和從晶體管Q5的發(fā)射極和晶體管Q6的發(fā)射極 所構成的差動對所輸出的電流12'之差變小。在此，假設ir =I2， =IQ/2,晶體管Q3-Q6各自的集電極的電流l3-l6能夠用下式 (17) - (20)來表示。<formula>formula see original document page 9</formula>從而，輸出信號VouT能夠用下式(21 )來表示，在V =I2， =1。/2的情況下，混 頻電路l不輸出差動信號。實際上，由于寄生電阻等的影響，串聯(lián)諧振電路2的阻抗 Z的最小值不為0，但是，對于頻率為諧振頻率fo附近的信號，由于阻抗Z變低，因F證=OLT^ - OLT2=i (/3+/5)-i (/4+/6) …(2 1)=0如上所述，本實施方式的混頻電路1由于能夠顯著地降低串聯(lián)諧振電路2的諧振 頻率fo附近的頻率的增益，因此，能夠通過使諧振頻率fo和本振信號Vw的3次諧波 相等同來抑制本振信號Vlo的3次諧波。從而，在具有混頻電路1的系統(tǒng)中，能夠抑 制本振信號Vlo的3次諧波和上述干擾波間的混頻成分，能夠防止發(fā)生由上述混頻成 分引起的接收性能的惡化。另外，混頻電路1也可以為以下結構與串聯(lián)諧振電路2串聯(lián)地連接有開關，在 上述開關被關斷的情況下，能夠使串聯(lián)諧振電路2與混頻電路1分離。根據(jù)上述，能 夠進行選擇是否降低上述特定頻率的增益，從而，能夠根據(jù)期望波的頻率和干擾波的 頻率之間的關系來選擇是否抑制上述混頻成分。在本實施方式中，電容器C的電容值可以不固定，可以是可變值。通過將電容器 C的電容值設為可變值，從而能夠變更諧振頻率f0，進而能夠在較廣的頻率范圍內(nèi)進 行上述混頻成分的抑制。另外，混頻電路1也可以具備電容值變更部3。電容值變更部3與本振信號Vlo的 頻率對應地使電容器C的電容值發(fā)生變化。具體而言，將本振信號Vu)輸入電容值變 更部3,在電容值變更部3檢測出本振信號VLo的頻率發(fā)生變化時，與該頻率變化對應 地向電容器C輸出信號，使電容器C的電容值發(fā)生變化。例如，電容值變更部3也可 由邏輯電路構成。對于本振信號VLO的頻率的變更，例如可由使用具有混頻電路1的調(diào)諧器的用戶 來進行變更。例如，在用戶為了觀看13頻道的節(jié)目而操作遙控器設定頻道時，為了使 本振信號Vu)的頻率成為與13頻道對應的頻率，調(diào)諧器開始動作。此時，在調(diào)諧器內(nèi) 部進行本振信號Vu)頻率變更處理的同時，電容值變更部3生成用于使電容器C的電 容值發(fā)生變化的信號，通過向電容器C發(fā)送信號，使電容器C的電容值變化。由此，電容值變更部3能夠檢測出本振信號Vu)的頻率變化，與該頻率變化對應 地向電容器C輸出用于使電容值發(fā)生變化的信號。因此，由于混頻電路1能夠與本振 信號Vu)的頻率對應地使電容器C的電容值發(fā)生變化，即使本振信號Vu)的頻率發(fā)生10變化，也總能選擇最適當?shù)闹C振頻率f0。因此，混頻電路1能夠抑制本振信號Vu)的3 次諧波，且即使在使本振信號VL0的頻率發(fā)生變化的情況下，在具備混頻電路1的系 統(tǒng)中，也能夠抑制上述混頻成分。
在本實施方式的混頻電路1中，也可以在半導體基板上形成電感器L和電容器 C。由此，能夠僅通過IC即可實施抑制上述混頻成分的處理。
替代在半導體基板上形成的情況，電感器L和電容器C也可以分別是芯片部件。 由此，由于能夠實現(xiàn)高Q值(品質因數(shù))的諧振電路，因此，較之于在半導體基板上 形成電感器L和電容器C的情況，能夠更有效地抑制混頻成分。此外，可以通過 WLCSP (wafer level chip size package:晶圓級芯片尺寸封裝)再配線來形成電感器 L,并且，電容器C可以是芯片部件。較之于在半導體基板上形成電感器L和電容器C 的情況，由于不在IC內(nèi)部形成電感器L，能夠進一步縮小芯片面積。
具備本實施方式所記載的混頻電路1的半導體裝置能夠抑制上述混頻成分；具備 該半導體裝置的通信裝置能夠防止發(fā)生由上述混頻成分引起的接收性能的惡化。另 外，上述通信裝置可以是數(shù)字電視廣播接收機，在接收數(shù)字電視廣播時，能夠防止發(fā) 生由上述混頻成分引起的接收性能的惡化。從而，具備上述任意一個通信裝置的電子 設備能夠防止發(fā)生由上述混頻成分引起的接收性能的惡化。 (實施方式的總括)
本發(fā)明的實施方式的混頻電路1具備差動晶體管對的混頻電路，輸入信號Vw輸
入該差動晶體管對，輸入信號Vw和本振信號Vu)混頻之后被輸出，混頻電路1還具
備串聯(lián)諧振電路2,其中，串聯(lián)諧振電路2連接在構成上述差動晶體管對的晶體管
Q,、 q2的集電極之間。
根據(jù)上述結構，能夠顯著地減小特定頻率的增益，即，串聯(lián)諧振電路2的諧振頻
率fo附近的頻率的增益。因此，混頻電路1能夠通過使諧振頻率fo和本振信號Vlo的
3次諧波的頻率相等同來抑制本振信號Vlo的3次諧波。由此，在具備混頻電路1的系
統(tǒng)中，能夠抑制本振信號Vlo的3次諧波和上述干擾波的混頻成分，進而能夠防止發(fā)
生因上述混頻成分引起的接收性能的惡化。
在混頻電路1中，也可具有與串聯(lián)諧振電路2串聯(lián)地連接的開關。
根據(jù)上述，在上述開關被切斷的情況下，能夠使串聯(lián)諧振電路2與混頻電路1分
離。從而，能夠進行選擇是否抑制上述特定頻率的增益，根據(jù)期望波的頻率和干擾波的頻率之間的關系，能夠進行選擇是否抑制上述混頻成分。
在混頻電路1中，串聯(lián)諧振電路2的電容器C的電容值可以是可變值。
根據(jù)上述，能夠變更諧振頻率fo,進而能夠在較寬的頻率范圍抑制上述混頻成分。
在混頻電路1中，還可以具備電容值變更部3,該電容值變更部3根據(jù)上述本振信 號Vu)的頻率使上述電容器C的電容值發(fā)生變化。
根據(jù)上述，在電容值變更部3檢測出本振信號VLo的頻率發(fā)生變化時，對應于該 頻率變化，向電容器C輸出諸如用于使電容器C的電容值發(fā)生變化的信號，使得電容 值發(fā)生變化。這樣，混頻電路1使電容器C的電容值對應于本振信號Vm的頻率變化 而發(fā)生變化，因此，即使本振信號VLO的頻率發(fā)生變化，也總能選擇最適當?shù)闹C振頻 率fo。因此，混頻電路1能夠抑制本振信號Vlo的3次諧波，即使本振信號Vm的頻 率發(fā)生變化，在具備混頻電路1的系統(tǒng)中，也能夠抑制上述混頻成分。
在混頻電路1中，串聯(lián)諧振電路2所具有的電感器L和電容器C還可以形成在半 導體基板上。
根據(jù)上述，能夠僅通過IC即可實施上迷混頻成分的處理。
在混頻電路1中，串聯(lián)諧振電路2的電感器L和電容器C也可以分別是芯片部件。
根據(jù)上述，由于能夠實現(xiàn)高Q值的諧振電路，因此，較之于在半導體基板上形成 電感器L和電容器C的情況，能夠更有效地抑制混頻成分。
在混頻電路1中，也可以用WLCSP ( wafer level chip size package )再配線來形成 串聯(lián)諧振電路2的電感器L，并且，串聯(lián)諧振電路2的電容器C也可以是芯片部件。
根據(jù)上述，較之于在半導體基板上形成電感器L和電容器C的情況，由于不在IC 內(nèi)部形成電感器，能夠縮小芯片面積。
由于本發(fā)明的實施方式的半導體裝置具有混頻電路1,所以，能夠抑制上述混頻成分。
由于本發(fā)明的實施方式的通信裝置具有上述半導體裝置，所以，能夠防止發(fā)生由 上述混頻成分引起的接收性能的惡化。
另外，本發(fā)明的實施方式的通信裝置也可以是數(shù)字電視廣播接收機。由此，在接 收數(shù)字電視廣播時，能夠防止發(fā)生由上述混頻成分引起的接收性能的惡化。
12由于本發(fā)明的實施方式的電子設備具備上述任意一個通信裝置，所以，能夠防止發(fā)生由上述混頻成分引起的接收性能的惡化。
以上，對本發(fā)明進行了詳細的說明，上述具體實施方式
或實施例僅僅是揭示本發(fā)明的技術內(nèi)容的示例，本發(fā)明并不限于上述具體示例，不應對本發(fā)明進行狹義的解釋，可在本發(fā)明的精神和權利要求的范圍內(nèi)進行各種變更來實施之。
權利要求
1. 一種混頻電路，具備接收輸入信號的差動晶體管對，將上述輸入信號和本振信號混頻之后進行輸出，該混頻電路的特征在于還具備LC諧振電路，該LC諧振電路連接在構成上述差動晶體管對的兩個晶體管的集電極之間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的混頻電路，其特征在于 上述LC諧振電路串聯(lián)連接開關。
3. 根據(jù)權利要求1所述的混頻電路，其特征在于 上述LC諧振電路的電容器的電容值為可變值。
4. 根據(jù)權利要求2所述的混頻電路，其特征在于 上述LC諧振電路的電容器的電容值為可變值。
5. 根據(jù)權利要求3所述的混頻電路，其特征在于還具備電容值變更部，該電容值變更部根據(jù)上述本振信號的頻率使上述電容器的 電容值發(fā)生變化。
6. 根據(jù)權利要求4所述的混頻電路，其特征在于還具備電容值變更部，該電容值變更部根據(jù)上述本振信號的頻率使上述電容器的 電容值發(fā)生變化。
7. 根據(jù)權利要求1所述的混頻電路，其特征在于在半導體基板上形成上述LC諧振電路的電感器和電容器。
8. 根據(jù)權利要求2所述的混頻電路，其特征在于 在半導體基板上形成上述LC諧振電路的電感器和電容器。
9. 根據(jù)權利要求3所述的混頻電路，其特征在于 在半導體基板上形成上述LC諧振電路的電感器和電容器。
10. 根據(jù)權利要求4所述的混頻電路，其特征在于在半導體基板上形成上述LC諧振電路的電感器和電容器。
11. 根據(jù)權利要求5所述的混頻電路，其特征在于在半導體基板上形成上述L C諧振電路的電感器和電容器。
12. 根據(jù)權利要求6所述的混頻電路，其特征在于在半導體基板上形成上述LC諧振電路的電感器和電容器。
13. 根據(jù)權利要求1所述的混頻電路，其特征在于 上述LC諧振電路的電感器和電容器分別是芯片部件。
14. 根據(jù)權利要求2所迷的混頻電路，其特征在于 上述LC諧振電路的電感器和電容器分別是芯片部件。
15. 根據(jù)權利要求3所迷的混頻電路，其特征在于 上述L C諧振電路的電感器和電容器分別是芯片部件。
16. 根據(jù)權利要求4所述的混頻電路，其特征在于 上述LC諧振電路的電感器和電容器分別是芯片部件。
17. 根據(jù)權利要求5所述的混頻電路，其特征在于 上述LC諧振電路的電感器和電容器分別是芯片部件。
18. 根據(jù)權利要求6所迷的混頻電路，其特征在于 上述L C諧振電路的電感器和電容器分別是芯片部件。
19. 根據(jù)權利要求1所迷的混頻電路，其特征在于上述LC諧振電路的電感器通過WLCSP再配線形成，并且，上述LC諧振電路的 電容器是芯片部件。
20. 根據(jù)權利要求2所述的混頻電路，其特征在于上述LC諧振電路的電感器通過WLCSP再配線形成，并且，上述LC諧振電路的 電容器是芯片部件。
21. 根據(jù)權利要求3所述的混頻電路，其特征在于上述LC諧振電路的電感器通過WLCSP再配線形成，并且，上述LC諧振電路的 電容器是芯片部件。
22. 根據(jù)權利要求4所迷的混頻電路，其特征在于上述LC諧振電路的電感器通過WLCSP再配線形成，并且，上述LC諧振電路的電容器是芯片部件。
23. 根據(jù)權利要求5所述的混頻電路，其特征在于上述LC諧振電路的電感器通過WLCSP再配線形成，并且，上述LC諧振電路的電容器是芯片部件。
24. 根據(jù)權利要求6所述的混頻電路，其特征在于上述LC諧振電路的電感器通過WLCSP再配線形成，并且，上述LC諧振電路的 電容器是芯片部件。
25. —種半導體裝置，其特征在于 具備權利要求1至24中的任意一項所述的混頻電路。
26. —種通信裝置，其特征在于 具備權利要求25所述的半導體裝置。
27. 根據(jù)權利要求26所述的通信裝置，其特征在于 該通信裝置是數(shù)字電視廣播接收機。
28. —種電子設備，其特征在于 具備權利要求26所述的通信裝置。
29. —種電子設備，其特征在于 具備權利要求27所述的通信裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混頻電路?；祛l電路(1)具備差動晶體管對，輸入信號(IN<sub>1</sub>-IN<sub>2</sub>)輸入該差動晶體管對，將輸入信號(IN<sub>1</sub>-IN<sub>2</sub>)和本振信號(LO<sub>1</sub>-LO<sub>2</sub>)混頻之后進行輸出，混頻電路(1)還具備串聯(lián)諧振電路(2)，該串聯(lián)諧振電路(2)連接在構成上述差動晶體管對的兩個晶體管(Q<sub>1</sub>、Q<sub>2</sub>)的集電極之間。
文檔編號H03D7/00GK101505138SQ20091000330
公開日2009年8月12日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權日2008年2月8日
發(fā)明者久保田晉平 申請人:夏普株式會社