專利名稱：可變?cè)鲆娣糯笃鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變?cè)鲆娣糯笃鳎貏e是涉及適合于無(wú)線通信裝置等的低失真且可變?cè)鲆娣秶鷮挼目勺冊(cè)鲆娣糯笃鳌?br> 背景技術(shù)：
隨著近幾年的CMOS工藝技術(shù)的發(fā)展，MOS晶體管的性能飛速提高。伴隨于此，之前在高頻特性方面出色的SiGe雙極性晶體管等構(gòu)成的無(wú)線通信裝置的接收部可通過(guò)MOS晶體管實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使接收部CMOS化，能夠在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)接收部和由CMOS構(gòu)成的數(shù)字解調(diào)部，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信裝置的低成本化、小型化、低功耗化。因此，在各種無(wú)線通信裝置的開(kāi)發(fā)中，正積極研究接收部的CMOS化。但是，雖然長(zhǎng)時(shí)間研究了在無(wú)線通信裝置中需要比較多的電視調(diào)諧器的CMOS化， 但卻沒(méi)有什么進(jìn)展。其理由在于，電視廣播信號(hào)是寬頻、多信道結(jié)構(gòu)，要求高的靈敏度特性和耐干擾波特性，因此很難通過(guò)只使用低電源電壓的CMOS工藝滿足該規(guī)格。例如，是面向日本的地面波數(shù)字電視廣播(ISDB-T)的電視調(diào)諧器的情況下，輸入信號(hào)由每1信道的信號(hào)頻帶為6MHz、且從13信道(473. 143MHz)至62信道(767. 143MHz)的50個(gè)信道構(gòu)成。并且，一方面在各接收信道中要求_84dBm左右的靈敏度特性，另一方面在干擾信道輸入電平為-8dBm的條件下要求45dBc至60dBc左右的耐干擾波特性。為了實(shí)現(xiàn)這些接收特性，處理由天線剛剛接收的信號(hào)的可變?cè)鲆娣糯笃?低噪聲放大器)的設(shè)計(jì)特別重要。也就是說(shuō)，如何在維持規(guī)定的噪聲特性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬的可變?cè)鲆娣秶偷驮鲆嬖O(shè)定時(shí)的低失真特性，決定了能否實(shí)現(xiàn)調(diào)諧器，這種說(shuō)法并不為過(guò)。但是， 在只能使用低電源電壓的CMOS工藝中，在所要求的規(guī)格中特別是滿足失真規(guī)格是極其困難的。為了具體表示該情況，說(shuō)明一般的CMOS放大器的失真特性。

圖16表示一般的源極接地放大器的電路結(jié)構(gòu)。信號(hào)Vin經(jīng)由直流阻斷電容1，被輸入到通過(guò)偏壓生成部100和偏壓電阻2偏置后的放大晶體管41的柵極端子，并且該信號(hào)Vin被轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。進(jìn)而， 由負(fù)載阻抗部3對(duì)該電流信號(hào)進(jìn)行電壓變換之后成為信號(hào)Vout。一般，已知通過(guò)提高從偏壓生成部100提供的偏壓來(lái)提高放大器的失真特性。以下，使用數(shù)學(xué)式來(lái)定量表示該情況。在圖16的放大器中，若將輸入設(shè)為χ、將輸出設(shè)為y，則將輸入輸出特性近似為3 次非線性項(xiàng)時(shí)如下式所示。[數(shù)學(xué)式1]y = α 1 · χ+ α 2 · χ2+ α 3 · X3... (1)可通過(guò)下式來(lái)表示作為失真特性的指標(biāo)的ΙΙΡ3(例如參照非專利文獻(xiàn)1)。其中， gm是放大晶體管41的跨導(dǎo)、gm”是gm的二階微分。[數(shù)學(xué)式2]
權(quán)利要求
1.一種可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，具?一端被賦予輸入信號(hào)的直流阻斷電容；對(duì)所述直流阻斷電容的另一端的輸出進(jìn)行放大的可變晶體管尺寸的可變放大部； 與所述可變放大部的輸出連接的負(fù)載阻抗部； 一端與所述直流阻斷電容的另一端連接的偏壓電阻； 向所述偏壓電阻的另一端施加可變偏壓的可變偏壓生成部；和增益控制部，其在進(jìn)行使所述可變放大部的實(shí)質(zhì)的晶體管尺寸增大的控制時(shí)，進(jìn)行降低所述可變偏壓的控制，在進(jìn)行使所述可變放大部的實(shí)質(zhì)的晶體管尺寸減小的控制時(shí)，進(jìn)行提高所述可變偏壓的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣髟谟?，所述可變放大部通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)共發(fā)共基電路而構(gòu)成，所述共發(fā)共基電路通過(guò)以共發(fā)共基方式連接2個(gè)晶體管而構(gòu)成，所述多個(gè)共發(fā)共基電路的各自的第1晶體管被所述增益控制部相互獨(dú)立地進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，第2晶體管的柵極與所述直流阻斷電容的另一端連接， 所述可變偏壓生成部具備由所述增益控制部控制供給電流量的可變電流源；和將從所述可變電流源提供的電流轉(zhuǎn)換為所述可變偏壓的參考晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，所述可變電流源通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)電流源電路而構(gòu)成，所述電流源電路通過(guò)將恒流源和開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接而構(gòu)成，所述多個(gè)電流源電路的各自的開(kāi)關(guān)被所述增益控制部相互獨(dú)立地進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，所述可變電流源具備與所述多個(gè)電流源電路并聯(lián)連接的恒流源， 所述共發(fā)共基電路和電流源電路的個(gè)數(shù)相同，所述增益控制部對(duì)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的所述共發(fā)共基電路和電流源電路中的所述第1晶體管和開(kāi)關(guān)進(jìn)行相互相反的開(kāi)關(guān)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，所述可變放大部通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)共發(fā)共基電路而構(gòu)成，所述共發(fā)共基電路通過(guò)以共發(fā)共基方式連接2個(gè)晶體管而構(gòu)成，所述多個(gè)共發(fā)共基電路的各自的第1晶體管被所述增益控制部相互獨(dú)立地進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，第2晶體管的柵極與所述直流阻斷電容的另一端連接， 所述可變偏壓生成部具備 恒流源；和由所述增益控制部控制晶體管尺寸，且將從所述恒流源提供的電流轉(zhuǎn)換成所述可變偏壓的可變參考晶體管電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，所述可變參考晶體管電路通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)參考晶體管電路而構(gòu)成，所述參考晶體管電路通過(guò)將參考晶體管和開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接而構(gòu)成，所述多個(gè)參考晶體管電路的各自的開(kāi)關(guān)被所述增益控制部相互獨(dú)立地進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，所述可變參考晶體管電路具備與所述多個(gè)參考晶體管電路并聯(lián)連接的參考晶體管， 所述共發(fā)共基電路和參考晶體管電路的個(gè)數(shù)相同，所述增益控制部對(duì)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的所述共發(fā)共基電路和參考晶體管電路中的所述第1 晶體管和開(kāi)關(guān)進(jìn)行相同的開(kāi)關(guān)控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣髟谟?，所述可變放大部通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)共發(fā)共基電路而構(gòu)成，所述共發(fā)共基電路通過(guò)以共發(fā)共基方式連接2個(gè)晶體管而構(gòu)成，所述多個(gè)共發(fā)共基電路的各自的第1晶體管被所述增益控制部相互獨(dú)立地進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，第2晶體管的柵極與所述直流阻斷電容的另一端連接， 所述可變偏壓生成部具備 恒壓源；和被所述增益控制部控制分壓比，且將從所述恒壓源提供的電壓進(jìn)行分壓來(lái)生成所述可變偏壓的可變分壓電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于?所述可變分壓電路具備一端與所述恒壓源連接的電阻；和多個(gè)電阻電路，分別由與所述電阻的另一端串聯(lián)連接的電阻和開(kāi)關(guān)構(gòu)成，且所述多個(gè)電阻電路相互并聯(lián)連接，所述多個(gè)電阻電路的各自的開(kāi)關(guān)被所述增益控制部相互獨(dú)立地進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣髟谟冢?所述共發(fā)共基電路和電阻電路的個(gè)數(shù)相同，所述增益控制部對(duì)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的所述共發(fā)共基電路和電阻電路中的所述第1晶體管和開(kāi)關(guān)進(jìn)行相同的開(kāi)關(guān)控制。
11.一種可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，具?一端被共同賦予輸入信號(hào)的多個(gè)直流阻斷電容；可變放大部，其具有對(duì)所述多個(gè)直流阻斷電容的各自的另一端的輸出進(jìn)行放大的多個(gè)放大晶體管；與所述多個(gè)放大部的輸出共同連接的負(fù)載阻抗部； 一端與所述多個(gè)直流阻斷電容的各自的另一端連接的多個(gè)偏壓電阻； 可變偏壓生成部，其具有串聯(lián)連接的恒流源和參考晶體管，且具有向所述多個(gè)偏壓電阻的各自的另一端施加偏壓的多個(gè)偏壓生成電路；和增益控制部，其對(duì)所述可變放大部和可變偏壓生成部的任一方的多個(gè)輸出分別相互獨(dú)立地進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可變?cè)鲆娣糯笃?，其具備一端被賦予輸入信號(hào)的直流阻斷電容(1)；對(duì)直流阻斷電容(1)的另一端的輸出進(jìn)行放大的可變晶體管尺寸的可變放大部(4)；與可變放大部(4)的輸出連接的負(fù)載阻抗部(3)；一端與直流阻斷電容(1)的另一端連接的偏壓電阻(2)；向偏壓電阻(2)的另一端施加可變偏壓的可變偏壓生成部(5)；和增益控制部(9)，其在進(jìn)行增大可變放大部(4)的實(shí)質(zhì)的晶體管尺寸的控制時(shí)，進(jìn)行降低可變偏壓的控制，在進(jìn)行減小可變放大部(4)的實(shí)質(zhì)的晶體管尺寸的控制時(shí)，進(jìn)行提高可變偏壓的控制。
文檔編號(hào)H03F1/02GK102474231SQ20108002783
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者土方克昌, 巖井田峰之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社