一種大動態(tài)范圍的可變增益放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大動態(tài)范圍的可變增益放大器，包括電流源、電流鏡、源極退化MOS管、差分輸入管、跨導(dǎo)提高管、負(fù)載電流鏡和共模反饋網(wǎng)絡(luò)，所述電流鏡由第一NMOS管、第二NMOS管及第三NMOS管構(gòu)成；所述源極退化MOS管由第四NMOS管和第五NMOS管構(gòu)成；所述差分輸入管由第六NMOS管和第七NMOS管構(gòu)成；所述跨導(dǎo)提高管由第一PMOS管和第二PMOS管構(gòu)成；所述負(fù)載電流鏡由第三PMOS管和第四PMOS管構(gòu)成；所述共模反饋網(wǎng)絡(luò)由第一電阻和第二電阻串聯(lián)構(gòu)成；本發(fā)明保證了能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)dB-linear近似關(guān)系，具有電路結(jié)構(gòu)組成簡單、dB-linear近似范圍大、線性度好的優(yōu)點。
【專利說明】—種大動態(tài)范圍的可變增益放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種大動態(tài)范圍的可變增益放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]自動增益控制電路廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中，如射頻接收機電路、磁盤驅(qū)動電路等。如圖1所示，自動增益控制電路主要由可變增益放大器、功率檢測器、誤差放大器和環(huán)路濾波器組成。可變增益放大器的輸出功率大小由功率檢測器檢測出后輸入誤差放大器與參考電平進行比較，其輸出結(jié)果經(jīng)過環(huán)路濾波器平滑后作為可變增益放大器的控制信號返回。
[0003]可變增益放大器作為自動增益控制電路的重要模塊，其增益與控制電壓之間的指數(shù)關(guān)系(dB-linear)對系統(tǒng)的恒定穩(wěn)定時間和動態(tài)范圍有重要影響。因此，設(shè)計一種具有指數(shù)特性的大動態(tài)范圍可變增益放大器對提高自動增益控制電路性能具有重要的作用。
[0004]早期的可變增益放大器大多采用泰勒近似或是寄生NPN晶體管實現(xiàn)dB-Ι inear特性，采用這兩種方法實現(xiàn)的可變增益放大器往往需要轉(zhuǎn)換電路才能實現(xiàn)控制電壓與增益之間的dB-linear特性，因此電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、芯片面積和功耗均較大。近年來無轉(zhuǎn)換電路的可變增益放大器成為研究方向。
[0005]如圖2所示為現(xiàn)有無轉(zhuǎn)換電路的可變增益放大器[Accurate dB-LinearVariable Gain Amplifier With Gain Error Compensat1n, IEEE Journal of Solid-StateCircuit, 2013，48 (2) 456-464]，其dB-linear特性通過源極退化電阻和誤差補償技術(shù)來實現(xiàn)。圖2所示的可變增益放大器的增益為:
[0006]A = -Gm.Rout (I)
【權(quán)利要求】
1.一種大動態(tài)范圍的可變增益放大器，包括一個電流源(IREF)，其特征在于還包括電流鏡(I)、源極退化MOS管(2)、差分輸入管(3)、跨導(dǎo)提高管(4)、負(fù)載電流鏡(5)和共模反饋網(wǎng)絡(luò)⑶; 所述電流鏡(I)由第一 NMOS管(MNl)、第二 NMOS管(MN2)及第三NMOS管(MN3)構(gòu)成； 所述源極退化MOS管⑵由第四NMOS管(MN4)和第五NMOS管(MN5)構(gòu)成； 所述差分輸入管⑶由第六NMOS管(MN6)和第七NMOS管(MN7)構(gòu)成； 所述跨導(dǎo)提高管(4)由第一 PMOS管(MPl)和第二 PMOS管(MP2)構(gòu)成； 所述負(fù)載電流鏡(5)由第三PMOS管(MP3)和第四PMOS管(MP4)構(gòu)成； 所述共模反饋網(wǎng)絡(luò)(6)由第一電阻(R1)和第二電阻(R2)串聯(lián)構(gòu)成； 其中，所述第一 PMOS管(MPl)的柵極分別與第六NMOS管(MN6)的漏極、第一電阻(Rl)的一端及第三PMOS管(MP3)的漏極相連； 所述第二 PMOS管(MP2)的柵極分別與第七NMOS管(MN7)的漏極、第二電阻(R2)的一端及第四PMOS管(MP4)的漏極連接； 所述第一 PMOS管(MPl)的源極及第二 PMOS管(MP2)的源極均與電壓源(VDD)連接；所述第一 PMOS管(MPl)的漏極與第六NMOS管(MN6)的源極連接，所述第二 PMOS管(MP2)的漏極與第七NMOS管(MN7)的源極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大動態(tài)范圍的可變增益放大器，其特征在于，所述第一NMOS管(MNl)的柵極、第二 NMOS管(MN2)的柵極、第三NMOS管(MN3)的柵極及第三NMOS管(MN3)的漏極均與所述電流源(IREF)連接； 所述第一 NMOS管(MNl)的漏極分別與第四NMOS管(MN4)的源極、第五NMOS管(MN5)的源極及第六NMOS管(MN6)的源極連接； 所述第二 NMOS管(MN2)的漏極分別與第四NMOS管(MN4)的漏極、第五NMOS管(MN5)的漏極及第七NMOS管(MN7)的源極連接； 所述第一 NMOS管(MNl)的源極、第二 NMOS管(MN2)的源極及第三NMOS管(MN3)的源極接地； 所述第四NMOS管(MN4)的柵極、第五NMOS管(MN5)的柵極均與增益控制電壓(VC)連接； 所述第六NMOS管(MN6)的柵極和第七NMOS管(MN7)的柵極分別與輸入信號的正、負(fù)極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大動態(tài)范圍的可變增益放大器，其特征在于，所述第三PMOS管(MP3)的柵極、第四PMOS管(MP4)的柵極與共模反饋網(wǎng)絡(luò)的公共端連接； 所述第三PMOS管(MP3)的源極、第四PMOS管(MP4)的源極與電壓源(VDD)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種大動態(tài)范圍的可變增益放大器，其特征在于，第一、第二、第三、第四、第五、第六及第七NMOS管和第一、第二、第三及第四PMOS管均采用0.18um CMOS 工藝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大動態(tài)范圍的可變增益放大器，其特征在于，第一、第二、第三、第四、第五、第六及第七NMOS管的襯底均與地連接，第一、第二、第三及第四PMOS管的襯底均與電壓源(VDD)連接。
【文檔編號】H03F3/45GK104038171SQ201410220230
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】李斌, 付成名, 吳朝暉, 趙明劍 申請人:華南理工大學(xué)