專利名稱：無(wú)中頻輸出電橋單面單片集成電路微波場(chǎng)效應(yīng)晶體管平衡混頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單面單片集成電路微波場(chǎng)效應(yīng)晶體管平衡混頻器。
微波混頻器是通信、雷達(dá)、電子儀器等微波系統(tǒng)中的重要部件。微波場(chǎng)效應(yīng)晶體管平衡混頻器由于具有較高的變頻增益，較好的本振噪聲和鏡頻分量的抑制性能，受到廣泛的重視。但是目前應(yīng)用的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管平衡混頻器電路中，在射頻輸入端需要有電橋來(lái)實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)與本振輸入的電平分配與相互的隔離。在中頻輸出端也需要有電橋來(lái)實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)的相加和本振噪聲與鏡頻分量的抑制。這兩個(gè)電橋要在芯片上占有相當(dāng)大的面積，尤其是在下變頻器中，中頻的頻率較低，輸出電橋的尺寸將在厘米量級(jí)。因此，電路無(wú)法單片集成。
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)中頻輸出電橋的微波場(chǎng)效應(yīng)晶體管平衡混頻器，由于無(wú)中頻輸出電橋，電路的面積將大為減少，因而就可實(shí)現(xiàn)單片集成。
本發(fā)明是以如下方式實(shí)現(xiàn)的，如附

圖1所示的為場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極平衡混頻器。射頻信號(hào)(RF)經(jīng)功分器1分為兩路幅度相等的信號(hào)，分別加至兩個(gè)射頻輸入電橋的輸入端。本振信號(hào)(L0)經(jīng)功分器2分為兩路幅度相等的信號(hào)分別加至兩個(gè)射頻輸入電橋的輸入端。也就是功分器1的兩個(gè)輸出端分別與射頻輸入電橋1和射頻輸入電橋2的輸入端相連接，功分器2的兩個(gè)輸出端分別與射頻輸入電橋1與2的輸入端相連接。和場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1相接的射頻輸入電橋1相移為0°的輸出端和T1的柵極相接，相移為180°的輸出端通過(guò)匹配阻抗接地。和場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2相接的射頻輸入電橋2，相移為180°的輸出端和T2的柵極相接，相移為0°的輸出端通過(guò)匹配阻抗接地。兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管T1、T2的漏極與濾波器的輸入端相接，由濾波器的輸出端得到輸出信號(hào)，兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管T1、T2的源極接地。
這樣到達(dá)T1、T2柵極的兩路信號(hào)幅度相等，相位相反，通過(guò)T1、T2進(jìn)行非線性混頻，分別由T1、T2的漏極輸出；然后直接相加，即可抑制掉本振和鏡頻信號(hào)，最后由中頻濾波器的輸出端得到中頻信號(hào)。
附圖2中給出的場(chǎng)效應(yīng)管漏極混頻器，它的一只移相器的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2的柵極相聯(lián)接，另一只移相器的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2的漏極相接并與濾波器的輸入端相接，通過(guò)濾波器得到中頻信號(hào)。射頻信號(hào)(RF)經(jīng)移相器后分成幅度相等，相位相反的兩路信號(hào)，分別加至場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1與T2的柵極。本振信號(hào)(L0)經(jīng)另一移相器分成幅度相等，相位相反的兩路信號(hào)，分別加至場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1與T2的漏極。場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1與T2的源極接地。
通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1與T2的非線性混頻，將兩管的漏極輸出信號(hào)直接相加，即可抑制掉本振和鏡頻信號(hào)，經(jīng)中頻濾波器得到中頻信號(hào)。
無(wú)中頻輸出電橋的場(chǎng)效應(yīng)晶體管平衡混頻器是在射頻輸入端用兩個(gè)功分器和電橋或僅用兩個(gè)分相器使射頻輸入信號(hào)與本振信號(hào)各自分成幅度相等，相位相反的兩個(gè)信號(hào)，分別加在兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管上。兩管的輸出信號(hào)直接相加，無(wú)需中頻輸出電橋，即可抑制掉本振與鏡頻信號(hào)，得到相加的中頻輸出信號(hào)。由于勿需中頻輸出電橋，而射頻與本振頻率顯著較高，射頻輸入電橋尺寸較小，電路在芯片上所占尺寸顯著減小(可減至1／10以下)，因而就可以單片集成。
權(quán)利要求
一種由場(chǎng)效應(yīng)晶體管等構(gòu)成的無(wú)中頻輸出電橋單面單片集成微波場(chǎng)效應(yīng)晶體管平衡混頻器，其特征是功分器1和功分器2的兩輸出端分別與射頻輸入電橋1與射頻輸入電橋2的輸入端交叉相連接，射頻輸入電橋1和射頻輸入電橋2各有一個(gè)輸出端經(jīng)匹配阻抗接地，射頻輸入電橋1、2各自的另一輸出端分別與場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1與T2的柵極相連接，場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2的漏極相接后與濾波器的輸入端相接，濾波器的輸出端得到中頻輸出信號(hào)，場(chǎng)效應(yīng)管T1、T2的源極接地；或者移相器1的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2的柵極相連接，場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2的漏極與移相器2的輸出端相連接后與濾波器輸入端相連接，濾波器輸出端輸出中頻信號(hào)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2的源極接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)中頻輸出電橋微波場(chǎng)效應(yīng)晶體管平衡混頻器,由于無(wú)中頻輸出電橋,電路的面積將大為減小,因而就可實(shí)現(xiàn)單片集成。本發(fā)明的平衡混頻器在涉頻輸入端使用兩個(gè)涉頻輸入電橋或移相器使加在場(chǎng)效應(yīng)晶體管的射頻信號(hào)與本振電壓均幅值相等,相位相反,這樣在中頻輸出端勿需電橋即可獲得同樣優(yōu)良的性能,在射頻端由于頻率高,所用電橋或移相器的尺寸顯著較小,因而就可以單片集成。
文檔編號(hào)H03B21/00GK1206244SQ9811581
公開日1999年1月27日 申請(qǐng)日期1998年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月10日
發(fā)明者吳詠詩(shī), 張進(jìn)心, 王安國(guó) 申請(qǐng)人:天津大學(xué)