專利名稱：使用可通過(guò)深n阱CMOS技術(shù)獲得的縱向雙極結(jié)型晶體管的直接轉(zhuǎn)換接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)。具體的，本發(fā)明涉及具有高靈敏度的直接轉(zhuǎn)換接收器，其DC偏移、I/Q電路間的匹配特性和噪聲特性都得到了改善。
背景技術(shù)：
作為采用單芯片的接收器中的一種，直接轉(zhuǎn)換接收器的研究非?；钴S。直接轉(zhuǎn)換接收器能夠減少如濾波器的外圍器件的數(shù)量，并能減輕數(shù)字信號(hào)處理的負(fù)擔(dān)。因此，對(duì)于采用CMOS工藝來(lái)制造單芯片，這是最適合的器件，由此可以容易地構(gòu)成數(shù)字電路。直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于將RF(射頻)信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶的RF直接轉(zhuǎn)換接收器和用于將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為IF(中頻)信號(hào)并將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶的IF直接轉(zhuǎn)換接收器。
圖1示出了以CMOS工藝中實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)矢量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，矢量RF直接轉(zhuǎn)換接收器包括帶通濾波器101、低噪聲放大器103、相位變換器105、第一和第二有源混頻器107、109和基帶模擬電路111。低噪聲放大器103、第一和第二有源混頻器107、109和基帶模擬電路111用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。圖1所示的直接轉(zhuǎn)換接收器輸出I和Q兩個(gè)矢量基帶信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)是將射頻信號(hào)和本地振蕩信號(hào)及正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻的結(jié)果。
圖2示出了以CMOS工藝中實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)矢量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
如圖2所示，矢量IF直接轉(zhuǎn)換接收器包括帶通濾波器201、低噪聲放大器203、第一有源混頻器205、相位變換器207、第二和第三有源混頻器209、211和基帶模擬電路213。低噪聲放大器203、第一、第二和第三有源混頻器205、209、211和基帶模擬電路213用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。圖2所示的IF直接轉(zhuǎn)換接收器通過(guò)第一有源混頻器205將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，中頻信號(hào)又被轉(zhuǎn)換為I和Q兩個(gè)矢量基帶信號(hào)，從而輸出。
圖3示出了在圖1和2中所示的直接轉(zhuǎn)換接收器中用CMOS Gilbert單元實(shí)現(xiàn)的典型混頻器的電路圖。
如圖3所示，該混頻器包括放大單元3100和混頻單元3300。放大單元3100包括放大器件MA31并放大輸入信號(hào)?；祛l單元3300包括第一和第二開(kāi)關(guān)器件MS31和MS32，將輸入信號(hào)和本地振蕩信號(hào)LO混頻，并輸出與這兩個(gè)信號(hào)之間的頻率差相應(yīng)的信號(hào)。在該傳統(tǒng)CMOS直接轉(zhuǎn)換接收器中，放大器件MA31、第一和第二開(kāi)關(guān)器件MS31和MS32由MOS器件實(shí)現(xiàn)。
由于本地振蕩器泄漏引起的DC偏移和I/Q電路間的失配，傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)換接收器很難實(shí)現(xiàn)為集成電路。具體的，在如圖1所示僅由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)換接收器的情況下，存在以下問(wèn)題。
首先，由于MOS器件間的失配和器件中的1/F噪聲，存在額外的DC偏移和系統(tǒng)噪聲指數(shù)劣化。具體的，圖3所示的第一和第二開(kāi)關(guān)器件MS31和MS32和基帶模擬電路111中使用的MOS器件(都輸出低頻基帶信號(hào))是造成以上問(wèn)題的重要原因。這些問(wèn)題不能完全解決。寬帶無(wú)線系統(tǒng)可以通過(guò)使用高通濾波器而在一定程度上解決此問(wèn)題。然而，在信號(hào)帶寬小于1/f轉(zhuǎn)角頻率的窄帶系統(tǒng)中，會(huì)有嚴(yán)重的信噪比劣化和嚴(yán)重的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍減小。另外，由于飽和，電路不能完全地工作。
第二，由于MOS器件間的失配，會(huì)出現(xiàn)I和Q信號(hào)通路間的失配。這引起信噪比的劣化。
相比MOS器件，雙極結(jié)型晶體管(BJT)具有良好的器件間匹配特性，并且1/f噪聲小于MOS器件1/f噪聲的1/100。因此，雙極結(jié)型晶體管能夠在很大程度上解決由于1/f噪聲引起的DC偏移和系統(tǒng)噪聲特性劣化。因此，開(kāi)發(fā)出了使用BiCMOS工藝的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中CMOS器件和BJT器件集成在一起。相比使用MOS工藝的接收器，使用BiCMOS工藝的直接轉(zhuǎn)換接收器具有更好的DC偏移和1/f噪聲特性。然而，這很昂貴并且要花長(zhǎng)時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)接收器。另外，相比使用CMOS工藝的接收器，數(shù)字電路性能很差。因此，在單芯片實(shí)現(xiàn)中使用BiCMOS工藝的直接轉(zhuǎn)換接收器是不利的。
另一方面，已經(jīng)進(jìn)行了研究以解決使用僅可通過(guò)CMOS工藝得到的橫向BJT或縱向寄生BJT的MOS器件中存在的問(wèn)題。然而相比MOS器件，BJT器件具有很差的工作頻率性能，從而限制了其在能隙參考源(bandgap reference)等的DC電路中的使用。具體的，相比縱向BJT，橫向BJT在器件間的匹配特性方面存在缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有更好的DC偏移、I/Q信號(hào)間匹配特性和1/f噪聲特性的直接轉(zhuǎn)換接收器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可在具有窄收發(fā)帶寬的應(yīng)用中使用的直接轉(zhuǎn)換接收器。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的信號(hào)與本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出標(biāo)量基帶信號(hào)的有源混頻器；以及用于對(duì)所述有源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路。有源混頻器是由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝(3 layers-wellCMOS process)實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)的。此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。低噪聲放大器可以采用以CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。另外，低噪聲放大器可以由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極?；鶐M電路可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。另外，基帶模擬電路可以由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；被施加本地振蕩信號(hào)以輸出同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)的相位變換器；用于將所述低噪聲放大器輸出的信號(hào)分別與所述相位變換器輸出的同相本地振蕩信號(hào)、正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出同相基帶矢量信號(hào)和正交基帶矢量信號(hào)的第一和第二有源混頻器；以及用于對(duì)所述有源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路。有源混頻器是由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)的。此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。低噪聲放大器可以采用以CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。另外，低噪聲放大器可以由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極?；鶐M電路可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。另外，基帶模擬電路由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的信號(hào)與第一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出中頻信號(hào)的第一有源混頻器；用于將所述第一有源混頻器輸出的信號(hào)與第二本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出基帶標(biāo)量信號(hào)的第二有源混頻器；以及用于對(duì)所述第二有源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路。第二有源混頻器是由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)的。此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。低噪聲放大器可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。另外，低噪聲放大器可以由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極?；鶐M電路可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。另外，基帶模擬電路可以由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于用于將所述低噪聲放大器輸出的信號(hào)與第一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出中頻信號(hào)的第一有源混頻器；被施加第二本地振蕩信號(hào)從而輸出同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)的相位變換器；用于將所述第一有源混頻器輸出的中頻信號(hào)與所述相位變換器輸出的同相本地振蕩信號(hào)、正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出同相基帶矢量信號(hào)和正交基帶矢量信號(hào)的第二和第三有源混頻器；以及對(duì)所述第二有源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的基帶模擬電路。第二和第三有源混頻器是由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)的。此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。低噪聲放大器可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。另外，低噪聲放大器可以由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。基帶模擬電路可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。另外，基帶模擬電路可以由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)量基帶信號(hào)的無(wú)源混頻器、以及用于對(duì)所述無(wú)源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的基帶模擬電路。該電路是由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)的。此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。低噪聲放大器可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。無(wú)源混頻器可以由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；被施加本地振蕩信號(hào)從而輸出同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)的相位變換器；用于將所述低噪聲放大器輸出的射頻信號(hào)分別與所述相位變換器輸出的同相本地振蕩信號(hào)、正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出同相基帶矢量信號(hào)和正交基帶矢量信號(hào)的第一和第二無(wú)源混頻器；以及用于對(duì)所述第一和第二無(wú)源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的基帶模擬電路。該電路是由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)的。此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。低噪聲放大器可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。無(wú)源混頻器可以由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的射頻信號(hào)與第一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出中頻信號(hào)的第一有源混頻器；用于將所述第一有源混頻器輸出的中頻信號(hào)與第二本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出基帶標(biāo)量信號(hào)的第二無(wú)源混頻器；以及用于對(duì)所述第一和第二無(wú)源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的基帶模擬電路。該電路是由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)的。此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。低噪聲放大器可以采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。無(wú)源混頻器可以由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的射頻信號(hào)與第一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出中頻信號(hào)的第一有源混頻器；被施加第二本地振蕩信號(hào)從而輸出同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)的相位變換器；用于將所述第一有源混頻器輸出的中頻信號(hào)與所述相位變換器輸出的同相本地振蕩信號(hào)、正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出同相基帶矢量信號(hào)和正交基帶矢量信號(hào)的第二和第三無(wú)源混頻器；以及用于對(duì)所述第一和第二無(wú)源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的基帶模擬電路。該電路是由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)的。此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。無(wú)源混頻器可以由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。


圖1示出了使用CMOS工藝的傳統(tǒng)矢量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2示出了使用CMOS工藝的傳統(tǒng)矢量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖3示出了圖1和2中所示的直接轉(zhuǎn)換接收器中用CMOS Gilbert單元實(shí)現(xiàn)的典型混頻器的電路圖。
圖4示出了以標(biāo)準(zhǔn)3層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的PMOS晶體管、NMOS晶體管和深n阱縱向NPN BJT的剖面圖。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的標(biāo)量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的標(biāo)量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖7示出了圖5和圖6所示直接轉(zhuǎn)換接收器中的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用Gelbert單元的有源混頻器的電路圖。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的矢量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的矢量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的標(biāo)量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的標(biāo)量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的矢量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的矢量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖4示出了通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)3層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的PMOS晶體管、NMOS晶體管和深n阱縱向NPN BJT的剖面圖。
標(biāo)準(zhǔn)3層阱CMOS工藝和使用此工藝實(shí)現(xiàn)的PMOS晶體管和NMOS晶體管在相關(guān)領(lǐng)域是眾所周知的，此處不加解釋。
如圖4所示，具有深n阱的3層阱CMOS工藝可以實(shí)現(xiàn)具有良好性能的BJT。CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)401形成發(fā)射極；p阱403和p+接觸孔405，407形成基極；深n阱409、n阱411，413和n+源漏擴(kuò)散區(qū)415，417形成集電極。使用深n阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT具有足夠在1GHz或更高頻率的電路中使用的高頻性能。另外，器件彼此隔離。因此，它可以適用于高速集成電路。另外，由于BJT的固有特性，所以相比MOS晶體管，BJT的I/f噪聲非常低。另外，器件間的匹配特性好。因此，它對(duì)于多種模擬信號(hào)處理電路非常有用。隨著深n阱409的濃度增加；隨著p阱403的深度減??；隨著CMOS的設(shè)計(jì)尺度變小，其性能變好。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的標(biāo)量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。圖5所示的直接轉(zhuǎn)換接收器通過(guò)將射頻信號(hào)和本地振蕩信號(hào)LO進(jìn)行混頻而得到一個(gè)標(biāo)量基帶信號(hào)。
如圖5所示，該直接轉(zhuǎn)換接收器包括帶通濾波器501、低噪聲放大器503、有源混頻器505和基帶模擬電路507。
帶通濾波器501濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶。低噪聲放大器503放大由帶通濾波器501濾過(guò)的信號(hào)，低噪聲放大器503由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。在CMOS工藝中，NMOS晶體管的特性具有最好的性能；PMOS晶體管具有第二好的性能；而NPN BJT具有第三好的性能。因此，低噪聲放大器最好由NMOS晶體管實(shí)現(xiàn)。然而，本發(fā)明并不限于由NMOS晶體管實(shí)現(xiàn)低噪聲放大器503的實(shí)施例。該放大器可以用PMOS晶體管和縱向BJT實(shí)現(xiàn)。
有源混頻器505將所接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)。也就是，該混頻器將低噪聲放大器503放大的信號(hào)和本地振蕩器(沒(méi)有示出)中產(chǎn)生的本地振蕩信號(hào)LO進(jìn)行混頻，并輸出頻率與這兩個(gè)信號(hào)間的頻率差相應(yīng)的基帶標(biāo)量信號(hào)。有源混頻器505可以用縱向BJT實(shí)現(xiàn)。
基帶模擬電路507包括低通濾波器和放大器。該電路對(duì)從有源混頻器505輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大?；鶐M電路507可以用縱向雙極結(jié)型晶體管或MOS晶體管實(shí)現(xiàn)。作為選擇，該電路可以由它們的組合實(shí)現(xiàn)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的標(biāo)量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。圖6所示的IF直接轉(zhuǎn)換接收器與圖5所示的直接轉(zhuǎn)換接收器的不同之處在于它包括由CMOS實(shí)現(xiàn)的第一混頻器605和由縱向BJT實(shí)現(xiàn)的第二混頻器607，還在于分別在第一和第二混頻器605，607中施加第一和第二本地振蕩信號(hào)LO1和LO2。第一混頻器605將低噪聲放大器603放大的射頻信號(hào)和第一本地振蕩信號(hào)LO1進(jìn)行混頻，將它轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)。第二混頻器607將該中頻信號(hào)和第二本地振蕩信號(hào)LO2進(jìn)行混頻，將它轉(zhuǎn)換為基帶標(biāo)量信號(hào)。優(yōu)選地，在第一混頻器605和第二混頻器607之間提供濾過(guò)IF信號(hào)的IF濾波器。
圖7示出了圖5和圖6所示直接轉(zhuǎn)換接收器中的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用Gelbert單元的有源混頻器的電路圖。
如圖7所示，該有源混頻器包括放大單元7100和混頻單元7300。放大單元7100包括放大單元MA71，將輸入電壓信號(hào)放大為電流信號(hào)?；祛l單元7300包括第一和第二開(kāi)關(guān)器件MS71和MS72。該混頻單元將輸入信號(hào)和本地振蕩信號(hào)LO進(jìn)行混頻，并輸出與這兩個(gè)信號(hào)間的頻率差相應(yīng)的基帶信號(hào)。
在有源混頻器的一個(gè)實(shí)施例中，放大單元7100的放大器件MA71由具有良好的高頻性能的MOS晶體管實(shí)現(xiàn)。也就是，由于如上所述，在CMOS工藝中NMOS晶體管具有最好的性能，所以放大單元的放大器件MA71最好由NMOS晶體管實(shí)現(xiàn)。另一方面，具有1/f噪聲和DC偏移問(wèn)題的第一和第二開(kāi)關(guān)器件MS71和MS72由具有低1/f噪聲和良好的器件間匹配特性的縱向BJT實(shí)現(xiàn)。如上所述實(shí)現(xiàn)的混頻器可以是改進(jìn)了噪聲特性而沒(méi)有顯著影響高頻特性的射頻接收裝置。然而，根據(jù)混頻器的類型，可以不提供放大單元7100。沒(méi)有放大單元的混頻器也屬于本發(fā)明的范圍。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的矢量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
如圖8所示，本發(fā)明的矢量直接轉(zhuǎn)換接收器與圖5所示的標(biāo)量直接轉(zhuǎn)換接收器的不同之處在于它還包括相位變換器805和第一和第二有源混頻器807、809。
以下，將說(shuō)明本發(fā)明另一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)及其工作。然而，不說(shuō)明帶通濾波器801和低噪聲放大器803，因?yàn)樗鼈兒蜕鲜龅囊粯印?br> 相位變換器805輸入本地振蕩信號(hào)LO；將它轉(zhuǎn)換為同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)；并將它們分別輸出到第一和第二混頻器807、809。
第一和第二有源混頻器807、809將低噪聲放大器803放大的信號(hào)分別和相位變換器805輸出的同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出到第一和第二混頻器807、809。
第一和第二有源混頻器807、809將低噪聲放大器803放大的信號(hào)分別和相位變換器805輸出的同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出為同相基帶矢量信號(hào)I和正交基帶矢量信號(hào)Q。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器中，第一和第二有源混頻器807、809由圖7所示的以深n阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)。也就是，放大器件MA71由高性能的NMOS晶體管實(shí)現(xiàn)，而輸出基帶信號(hào)的第一和第二開(kāi)關(guān)器件MS71和MS72由縱向MJT實(shí)現(xiàn)。
基帶模擬電路811包括低通濾波器和放大器等。該電路對(duì)從第一和第二混頻器807、809輸出的同相基帶信號(hào)I和正交基帶信號(hào)Q進(jìn)行濾波并將其放大。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器中，基帶模擬電路811可以由縱向BJT或MOS晶體管實(shí)現(xiàn)。作為選擇，該電路可以由它們的組合實(shí)現(xiàn)。
如上所述，在由以n阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)矢量接收器中使用的第一和第二混頻器807、809的開(kāi)關(guān)器件的情況下，如圖8所示，可以解決在接收信號(hào)和本地振蕩信號(hào)的混頻過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲和I/Q失配，因?yàn)榕cMOS晶體管相比，BJT具有良好的器件間匹配特性且具有很低的1/f噪聲。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的矢量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
如圖9所示，本發(fā)明另一實(shí)施例中的矢量IF直接轉(zhuǎn)換接收器與圖6所示的標(biāo)量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的不同之處在于它還包括相位變換器907和第二和第三有源混頻器909、911。也就是，第二和第三混頻器909、911將從第一混頻器905輸出的中頻信號(hào)分別與從相位變換器907輸出的同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，以輸出基帶同相矢量信號(hào)I和基帶正交矢量信號(hào)Q。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的標(biāo)量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
如圖10所示，本發(fā)明另一實(shí)施例中的直接轉(zhuǎn)換接收器與上述直接轉(zhuǎn)換接收器的不同之處在于它使用了CMOS無(wú)源混頻器1005。也就是，圖10所示的直接轉(zhuǎn)換接收器包括帶通濾波器1001、低噪聲放大器1003、無(wú)源混頻器1005和基帶模擬電路1007。
以下，將說(shuō)明本發(fā)明再一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器的工作。
帶通濾波器1001以預(yù)期的頻帶對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。
低噪聲放大器1003由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)，放大經(jīng)帶通濾波器1001濾波的信號(hào)。
混頻器1005是由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的無(wú)源混頻器。該混頻器將低噪聲放大器1003放大的信號(hào)和本地振蕩信號(hào)LO進(jìn)行混頻以輸出基帶標(biāo)量信號(hào)。
由于MOS器件的1/f噪聲近似正比于DC電流的平方，所以在MOS器件用作簡(jiǎn)單的可變電阻(如無(wú)源混頻器中的開(kāi)關(guān)器件)的情況下，不會(huì)產(chǎn)生很大的1/f噪聲。因此，通過(guò)使用無(wú)源混頻器可以消除直接轉(zhuǎn)換接收器中引起問(wèn)題的1/f噪聲。然而，無(wú)源混頻器沒(méi)有增益且具有高噪聲特性。因此，首選使用具有高增益的低噪聲放大器或兩級(jí)以上的低噪聲放大器，以獲得整個(gè)系統(tǒng)要求的增益和噪聲特性。然而，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的范圍并不限于低噪聲放大器的數(shù)量。
基帶模擬電路1007包括低通濾波器和放大器等。該電路對(duì)從無(wú)源混頻器1005輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并將其放大。在本發(fā)明再一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器中，基帶模擬電路1007由縱向BJT實(shí)現(xiàn)，因此解決了在基帶模擬電路1007中引起的1/f噪聲和失配的問(wèn)題。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的標(biāo)量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
如圖11所示的IF直接轉(zhuǎn)換接收器與圖10所示的直接轉(zhuǎn)換接收器的不同之處在于它包括由CMOS實(shí)現(xiàn)的第一有源混頻器1105和第二無(wú)源混頻器1107，還在于向第一和第二混頻器1105，1107施加第一和第二本地振蕩信號(hào)LO1和LO2。第一有源混頻器1105將低噪聲放大器1103放大的射頻信號(hào)和第一本地振蕩信號(hào)LO1進(jìn)行混頻，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)。第二無(wú)源混頻器1107將中頻信號(hào)和第二本地振蕩信號(hào)LO2進(jìn)行混頻，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶標(biāo)量信號(hào)。另外，在本發(fā)明再一實(shí)施例的IF直接轉(zhuǎn)換接收器中，優(yōu)選地，在第一有源混頻器1105和第二無(wú)源混頻器1107之間提供對(duì)IF頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波的IF濾波器。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的矢量RF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
如圖12所示，本發(fā)明再一實(shí)施例的矢量RF直接轉(zhuǎn)換接收器與圖5所示標(biāo)量直接轉(zhuǎn)換接收器的不同之處在于它還包括相位變換器1205和第一和第二無(wú)源混頻器1207、1209。
以下，將說(shuō)明本發(fā)明再一實(shí)施例的直接轉(zhuǎn)換接收器的工作。不說(shuō)明帶通濾波器1201和低噪聲放大器1203，因?yàn)槠涔ぷ鞲陨险f(shuō)明的一樣。
相位變換器1205輸入本地振蕩信號(hào)LO；將它轉(zhuǎn)換為同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)；并將它們分別輸出到第一和第二無(wú)源混頻器1207、1209。
第一和第二無(wú)源混頻器1207、1209將低噪聲放大器1203放大的信號(hào)和相位變換器1205輸出的信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出為同相基帶矢量信號(hào)I和正交矢量信號(hào)Q。由于第一和第二混頻器1207、1209是無(wú)源混頻器，所以不會(huì)產(chǎn)生很大的1/f噪聲。
基帶模擬電路1211包括低通濾波器和放大器等。該電路對(duì)從第一和第二無(wú)源混頻器1207、1209輸出的基帶同相信號(hào)矢量信號(hào)I和基帶正交矢量信號(hào)Q進(jìn)行濾波并將其放大。基帶模擬電路1211由縱向BJT實(shí)現(xiàn)。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用圖4所示縱向BJT的矢量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖13所示的IF直接轉(zhuǎn)換接收器與圖11所示的標(biāo)量IF直接轉(zhuǎn)換接收器的不同之處在于它還包括相位變換器1307和第二和第三無(wú)源混頻器1309、1311。也就是，第二和第三無(wú)源混頻器1309、1311將從第一混頻器1305輸出的中頻信號(hào)分別與從相位變換器1307輸出的同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并且輸出基帶同相矢量信號(hào)I和基帶正交矢量信號(hào)Q。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明改善了直接轉(zhuǎn)換接收器的DC偏移、I/Q信號(hào)間匹配特性和1/f噪聲特性，從而提高了接收器的接收靈敏度。
另外，本發(fā)明將混頻器和基帶模擬電路中引起的1/f噪聲減到最小，因此，可以在具有窄收發(fā)帶寬的應(yīng)用中使用直接轉(zhuǎn)換接收器。
權(quán)利要求
1.一種直接轉(zhuǎn)換接收器，包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的信號(hào)與本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出標(biāo)量基帶信號(hào)的有源混頻器，所述的有源混頻器由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)；和用于對(duì)所述有源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路，其中所述的BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的基帶模擬電路采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的基帶模擬電路由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
6.一種直接轉(zhuǎn)換接收器，包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；被施加本地振蕩信號(hào)以輸出同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)的相位變換器；用于將所述低噪聲放大器輸出的信號(hào)分別與所述相位變換器輸出的同相本地振蕩信號(hào)、正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出同相基帶矢量信號(hào)和正交基帶矢量信號(hào)的第一和第二有源混頻器，所述的有源混頻器由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)；和用于對(duì)所述第一和第二有源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路，其中所述的BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的基帶模擬電路采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的基帶模擬電路由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
11.一種直接轉(zhuǎn)換接收器，包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的信號(hào)與第一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出中頻信號(hào)的第一有源混頻器；用于將所述第一有源混頻器輸出的信號(hào)與第二本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出基帶標(biāo)量信號(hào)的第二有源混頻器，所述的第二有源混頻器由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)；和用于對(duì)所述第二有源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路，其中所述的BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的基帶模擬電路采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的基帶模擬電路由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
16.一種直接轉(zhuǎn)換接收器，包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的信號(hào)與第一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出中頻信號(hào)的第一有源混頻器；被施加第二本地振蕩信號(hào)以輸出同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)的相位變換器；用于將所述第一有源混頻器輸出的中頻信號(hào)與所述相位變換器輸出的同相本地振蕩信號(hào)、正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出同相基帶矢量信號(hào)和正交基帶矢量信號(hào)的第二和第三有源混頻器，所述的第二和第三有源混頻器由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)；和用于對(duì)所述第二有源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路，其中所述的BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的基帶模擬電路采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的基帶模擬電路由以具有深n阱的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，此BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
21.一種直接轉(zhuǎn)換接收器，包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶標(biāo)量信號(hào)的無(wú)源混頻器；和用于對(duì)所述無(wú)源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路，所述電路由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，其中所述的BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的無(wú)源混頻器由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。
24.一種直接轉(zhuǎn)換接收器，包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；被施加本地振蕩信號(hào)以輸出同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)的相位變換器；用于將所述低噪聲放大器輸出的射頻信號(hào)分別與所述相位變換器輸出的同相本地振蕩信號(hào)、正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出同相基帶矢量信號(hào)和正交基帶矢量信號(hào)的第一和第二無(wú)源混頻器；和用于對(duì)所述第一和第二無(wú)源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路，所述電路由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，其中所述的BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的第一和第二無(wú)源混頻器由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。
27.一種直接轉(zhuǎn)換接收器，包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的射頻信號(hào)與第一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出中頻信號(hào)的第一有源混頻器；用于將所述第一有源混頻器輸出的中頻信號(hào)與第二本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出基帶標(biāo)量信號(hào)的第二無(wú)源混頻器；和用于對(duì)所述第一和第二無(wú)源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路，所述電路由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，其中所述的BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的第二無(wú)源混頻器由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。
30.一種直接轉(zhuǎn)換接收器，包括用于濾過(guò)接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶的帶通濾波器；用于放大通過(guò)所述帶通濾波器的信號(hào)的低噪聲放大器；用于將所述低噪聲放大器輸出的射頻信號(hào)與第一本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出中頻信號(hào)的第一有源混頻器；被施加第二本地振蕩信號(hào)以輸出同相本地振蕩信號(hào)和正交本地振蕩信號(hào)的相位變換器；用于將所述第一有源混頻器輸出的中頻信號(hào)與所述相位變換器輸出的同相本地振蕩信號(hào)、正交本地振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，并輸出同相基帶矢量信號(hào)和正交基帶矢量信號(hào)的第二和第三無(wú)源混頻器；和用于對(duì)所述第一和第二無(wú)源混頻器輸出的基帶信號(hào)進(jìn)行濾波并放大該信號(hào)的基帶模擬電路，所述電路由以具有深n阱的三層阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的縱向BJT實(shí)現(xiàn)，其中所述的BJT具有由所述CMOS工藝的n+源漏處理形成的發(fā)射極、由所述CMOS工藝的p阱和p+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的基極和由所述CMOS工藝的深n阱、n阱和n+源漏擴(kuò)散區(qū)形成的集電極。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的低噪聲放大器采用由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的MOS晶體管。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的直接轉(zhuǎn)換接收器，其中所述的第二和第三無(wú)源混頻器由CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及直接轉(zhuǎn)換接收器。由于DC偏移、I/Q電路間匹配特性和噪聲特性得到了改善，其具有優(yōu)異的接收靈敏度。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，該直接轉(zhuǎn)換接收器在混頻器和基帶模擬電路的開(kāi)關(guān)元件中使用可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)三阱CMOS技術(shù)得到的縱向雙極結(jié)型晶體管。另外，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中使用無(wú)源混頻器，本發(fā)明控制了1/f噪聲的產(chǎn)生。由于在基帶模擬電路中使用了可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)三阱CMOS技術(shù)得到的縱向雙極結(jié)型晶體管，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了DC偏移、I/Q電路間匹配特性和噪聲特性都得到改善的直接轉(zhuǎn)換接收器。
文檔編號(hào)H01L21/8249GK1669230SQ03816611
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者李貴魯, 南日求 申請(qǐng)人:韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院