專利名稱：混合電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合電路。
背景技術(shù)：
混合電路是將幾個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)電氣地混合而生成一個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)的電路。作為記載有普通的混合電路的文獻(xiàn)，例如列舉非專利文件I。圖6是用于說(shuō)明非專利文件I所記載的混合電路的電路圖。圖6所示的混合電路由輸出電壓信號(hào)生成部801、頻率變換部802、輸入部803、局部振蕩信號(hào)生成電路5構(gòu)成。 輸入部803具有阻抗匹配電路2，從電壓信號(hào)源9輸出的信號(hào)經(jīng)由阻抗值Z的信號(hào)源輸出阻抗元件I輸入到柵極接地MOS晶體管Ml的源極和源極接地MOS晶體管M2的柵極。柵極接地MOS晶體管Ml的柵極和源極接地MOS晶體管M2的柵極被偏壓為所需的電壓Vbl、Vb2以使MOS晶體管Ml、M2作為電壓-電流變換元件而進(jìn)行動(dòng)作。柵極接地MOS晶體管Ml的漏極、源極接地MOS晶體管M2的漏極與頻率變換MOS晶體管M3、M4、M5、M6的源極連接。對(duì)頻率變換MOS晶體管M3 M6的柵極輸入從局部振蕩信號(hào)生成電路5輸出的局部振蕩信號(hào)。頻率變換MOS晶體管M3 M6的漏極與電流-電壓變換用的電阻元件6、7連接。頻率變換MOS晶體管M3 M6與電阻元件6、7的連接點(diǎn)為圖6所示的電路的輸出端子10a、IOb (將輸出電壓記為差動(dòng)電壓信號(hào)OUT+、OUT-)。以上的混合電路如下這樣進(jìn)行動(dòng)作。即，在輸入部803中，輸入信號(hào)Vin從電壓信號(hào)源9經(jīng)由信號(hào)源輸出阻抗元件I、阻抗匹配電路2向節(jié)點(diǎn)8施加電壓。被施加的電壓通過(guò)柵極接地MOS晶體管Ml和源極接地MOS晶體管M2被變換為相互反相的電流。通過(guò)這種動(dòng)作，單端電壓信號(hào)被變換為差動(dòng)電流信號(hào)，因此輸入部803相當(dāng)于單端-差動(dòng)信號(hào)變換部。通過(guò)輸入部803生成的電流經(jīng)由頻率變換MOS晶體管M3、M4、M5、M6而與在局部振蕩信號(hào)生成電路5中生成的局部振蕩信號(hào)相乘，并被進(jìn)行頻率變換而成為電流信號(hào)。電流信號(hào)通過(guò)電阻兀件6、7而被變換為電壓信號(hào),作為差動(dòng)電壓信號(hào)OUT+、OUT-而從輸出端子IOaUOb輸出。但是，在頻率變換MOS晶體管M3、M4、M5、M6作為理想開關(guān)進(jìn)行動(dòng)作的情況下，圖6所示的電路的非線性成分如下那樣表示。此外，根據(jù)非專利文件1，為了計(jì)算電路的非線性成分，使MOS晶體管單體的Vgs-Ids特性近似為如(I)式那樣。另外，圖7示出MOS晶體管單體的Vgs。Ids=gml X Vgs+gm3 X Vgs3 (I)式在上述⑴式中，Ids表示漏極電流(來(lái)自DC偏壓的變化量)，Vgs表示柵極-源極間電壓(來(lái)自DC偏壓的變化量)，gml表示一階跨導(dǎo)，gm3表示三階跨導(dǎo)。在(I)式中，gm3XVgs3為非線性成分產(chǎn)生的主要因素。另外，輸入信號(hào)Vin如(2)式那樣來(lái)表不。Vin=AXcos(CoinXt) ⑵式
在上述⑵式中，A是輸入信號(hào)Vin的振幅，w in是輸入信號(hào)Vin的頻率。如果使用上述(I)式、⑵式來(lái)計(jì)算柵極接地MOS晶體管Ml的漏極電流，則得到
(3)式。Ids_Ml = -(1/2) Xgml_MlXVin-(l/16) Xgm3_MlXVin3 (3)式在(3)式中，Ids_Ml是柵極接地MOS晶體管Ml的漏極電流，gml_Ml是柵極接地MOS晶體管Ml的一階跨導(dǎo)，gm3_Ml是柵極接地MOS晶體管Ml的三階跨導(dǎo)。同樣，如果計(jì)算源極接地MOS晶體管M2的漏極電流，則得到⑷式。Ids_M2=(l/2) Xgml_M2XVin+(l/8) Xgm3_M2XVin3
-(1/16) X (gml_M2/gml_Ml) Xgm3_M2XVin3 (4)式在(4)式中，Ids_M2是源極接地MOS晶體管M2的漏極電流，gml_M2是源極接地MOS晶體管M2的一階跨導(dǎo)，gm3_M2是源極接地MOS晶體管M2的三階跨導(dǎo)。在此，用(5)式定義從局部振蕩信號(hào)生成電路5輸入到混合電路的局部振蕩信號(hào)VLO。VLO=ALO X cos (w LO Xt) (5)式在(5)式中，ALO是局部振蕩信號(hào)的振幅，wLO是局部振蕩信號(hào)的頻率。如果使用⑶式15)式來(lái)計(jì)算圖I所示的混合電路的差動(dòng)輸出信號(hào)V- diffUOUT+^^UT-))，則得到⑶式。Vout diff=(gml_M2+gml_Ml) X (1/2) XGclXRXAXVa+[(1/8) Xgm3_M2-(l/16) X (gml_M2/gml_Ml)Xgm3_M2+(l/16) Xgm3_Ml] XGclXRXA3XVb (6)式在上述的(6)式中，如下這樣表示Va、Vb。Va (1/2) Xcos[(win土 wLO) Xt] (6)_1 式Vb ^ (1/4) Xcos[3X ( in± wL0) Xt] (6)-2 式(6)式中的Gcl是因頻率變換動(dòng)作而產(chǎn)生的頻率變換損耗，R是電流-電壓變換用負(fù)載電阻(圖6中的電阻元件6、7)的電阻值。另外，(6)式的第一項(xiàng)表示輸出信號(hào)成分，第二項(xiàng)表示輸出非線性成分。即，通過(guò)(6)式的第二項(xiàng)表示圖6所示的混合電路的非線性成分。接著，對(duì)以上那樣計(jì)算出的非線性成分進(jìn)行分析。圖6所示的混合電路的柵極接地MOS晶體管Ml、源極接地MOS晶體管M2具有相同的大小(溝道長(zhǎng)度、溝道寬度)，在施加相同的偏壓的情況下，柵極接地MOS晶體管Ml的跨導(dǎo)與源極接地MOS晶體管M2的跨導(dǎo)相等。因此，以下的(7)式、⑶式成立。gml_Ml=gml_M2 (7)式gm3_Ml=gm3_M2 (8)式如果將(J)式、⑶式代入到(6)式的第二項(xiàng)，則(6)式中的以下的(9)式、(10)式相等而抵消。-(1/16) X (gml_M2/gml_Ml) Xgm3_M2 (9)式(1/16) Xgm3_Ml (10)式因此，通過(guò)以下的(11)式表示圖6所示的混合電路的非線性成分(Non_Linearl)。在(11)式中，源極接地MOS晶體管M2的非線性成分(gm3_M2)是主要的成分。
Non_Linearl = (1/8) X gm3_M2 XGcl X RX Vb (11)式因此，可知為了減少圖6所示的混合電路的非線性成分，需要提高源極接地MOS晶體管M2的線性。非專利文件I :Blaakmeer, S. C. Klumperink, E. Leenaerts, D. M. ff. Nauta, B.IC Design group, Univ. of Twente, Enschede, Netherlands.The BLIXER, a WidebandBalun-LNA-I/Q-Mixer Topology, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.43.NO. 12，DECEMBER 2008, page 2706-2715.

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題根據(jù)上述的(11)式，可知為了減少圖6所示的混合電路的非線性成分，只要減小gm3_M2即可。為此，需要將柵極接地MOS晶體管Ml、源極接地MOS晶體管M2的柵極-源極間電壓Vgs設(shè)定得高。另外，圖6所示的混合電路的輸入輸出增益由(12)式?jīng)Q定。Vout diff/Vin ^ (gm_M2+gm_Ml) XGcl XRX 1/2 (12)式為了將(12)式所示的輸入輸出增益保持為固定，必須向柵極接地MOS晶體管Ml、源極接地MOS晶體管M2施加比較高的柵極電壓，因此，在混合電路中一般期望抑制耗電。但是，在圖6所示的現(xiàn)有的混合電路中，為減少非線性成分會(huì)進(jìn)一步增加耗電。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而提出的，其目的在于提供一種能夠降低非線性成分并且抑制耗電上升的混合電路。用于解決問(wèn)題的方案為了解決以上的問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式的混合電路的特征在于，具有輸入部(例如圖I所示的輸入部803、圖3、5所示的輸入部303)、頻率變換部(例如圖1、3、5所示的頻率變換部802)以及輸出電壓信號(hào)生成部，其中，該輸入部具有柵極接地型第一MOS晶體管(例如圖1、3、5所示的柵極接地MOS晶體管M1)，其源極被輸入輸入信號(hào)；以及源極接地型第二 MOS晶體管(例如圖f圖5所示的源極接地MOS晶體管M2)，其柵極被輸入輸入信號(hào)，該頻率變換部通過(guò)基于局部振蕩信號(hào)對(duì)從第一 MOS晶體管的漏極輸出的第一電流信號(hào)和從第二 MOS晶體管的漏極輸出的第二電流信號(hào)進(jìn)行頻率變換，來(lái)生成第三電流信號(hào)和第四電流信號(hào)，該輸出電壓信號(hào)生成部具有第一負(fù)載元件，其被輸入第三電流信號(hào)并將該第三電流信號(hào)變換為第一輸出電壓信號(hào)；以及第二負(fù)載元件，其被輸入第四電流信號(hào)并將該第四電流信號(hào)變換為第二輸出電壓信號(hào)，第一負(fù)載元件是柵極與漏極連接的第三MOS晶體管(例如圖1、3、5所示的負(fù)載用MOS晶體管M7)，第二負(fù)載元件是柵極與漏極連接的第四晶體管(例如圖1、3、5所不的負(fù)載用MOS晶體管M8)。另外，理想的是在本發(fā)明的一個(gè)方式的混合電路中，第一 MOS晶體管、第二 MOS晶體管、第三MOS晶體管、第四MOS晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度相同。另外，理想的是在本發(fā)明的一個(gè)方式的混合電路中，頻率變換部包括第五MOS晶體管和第六MOS晶體管,從第一 MOS晶體管向該第五MOS晶體管和第六MOS晶體管的源極提供第一電流信號(hào)，該第五MOS晶體管和第六MOS晶體管的柵極被提供局部振蕩信號(hào)；第七M(jìn)OS晶體管和第八MOS晶體管，從第二 MOS晶體管向該第七M(jìn)OS晶體管和第八MOS晶體管的源極提供第二電流信號(hào)，該第七M(jìn)OS晶體管和第八MOS晶體管的柵極被提供局部振蕩信號(hào)。另外，理想的是在本發(fā)明的一個(gè)方式的混合電路中，輸出電壓信號(hào)生成部包括第三MOS晶體管，從第五MOS晶體管和第七M(jìn)OS晶體管對(duì)該第三MOS晶體管的源極提供第三電流信號(hào)；以及第四MOS晶體管，從第六MOS晶體管和第八MOS晶體管對(duì)該第四MOS晶體管的源極提供第四電流信號(hào)，其中，從第三MOS晶體管的源極輸出第一輸出電壓信號(hào)，從第四MOS晶體管的源極輸出第二輸出電壓信號(hào)。另外，理想的是在本發(fā)明的一個(gè)方式的混合電路中，還包括第一可變電阻元件(例如圖3、5所示的可變電阻元件304)，其與第三MOS晶體管的源極連接；以及第二可變電阻元件(例如圖3、5所示的可變電阻元件305)，其與第四MOS晶體管的源極連接，其中，第三電流信號(hào)經(jīng)由第一可變電阻元件被輸入到第三MOS晶體管，第四電流信號(hào)經(jīng)由第二可變電阻元件被輸入到第四MOS晶體管。另外，理想的是在本發(fā)明的一個(gè)方式的混合電路中，還包括第三可變電阻元件(例如圖3、5所示的可變電阻元件306)，其與第一 MOS晶體管的源極連接；以及第四可變電阻元件(例如圖3、5所示的可變電阻元件307)，其與第二 MOS晶體管的源極連接。另外，理想的是在本發(fā)明的一個(gè)方式的混合電路中，第一可變電阻元件、第二可變電阻元件、第三可變電阻元件、第四可變電阻元件的電阻值被設(shè)定為相同的值。另外，理想的是在本發(fā)明的一個(gè)方式的混合電路中，頻率變換部的變換損耗的值是 2/ 。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將第三MOS晶體管、第四MOS晶體管作為電阻元件而插入，能夠不提高第一 MOS晶體管、第二 MOS晶體管的柵極-源極間電壓地減小輸出的非線性。因此，能夠提供一種抑制耗電并且非線性成分小的混合電路。


圖I是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式I的混合電路的圖。圖2是用于說(shuō)明實(shí)施方式I的混合電路的變換損耗與非線性成分減少量之間的關(guān)系的圖。圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的混合電路的圖。圖4是用于說(shuō)明實(shí)施方式2的利用可變電阻元件的負(fù)反饋效應(yīng)的圖。圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3的混合電路的圖。圖6是用于說(shuō)明非專利文件I所記載的混合電路的電路圖。 圖7是示出MOS晶體管單體的圖。
具體實(shí)施例方式以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式f 3的混合電路。(實(shí)施方式I)電路結(jié)構(gòu)圖I是用于說(shuō)明實(shí)施方式I的混合電路的圖。實(shí)施方式I的混合電路具有輸出電壓信號(hào)生成部101、頻率變換部802、輸入部803、局部振蕩信號(hào)生成電路5。此外，在圖I中，對(duì)與圖6所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記。
輸入部803具有阻抗匹配電路2，輸入信號(hào)Vin從與接地電壓Vss連接的電壓信號(hào)源9向阻抗匹配電路2輸入。在電壓信號(hào)源9的輸出側(cè)設(shè)置有信號(hào)源輸出阻抗元件I。另夕卜，輸入部803具有柵極接地MOS晶體管M1，其源極與阻抗匹配電路2的輸出端子連接；以及源極接地MOS晶體管M2，其柵極端子與阻抗匹配電路2的輸出端子連接。在源極接地MOS晶體管M2的柵極與柵極接地MOS晶體管Ml的源極之間設(shè)置有電容器3。柵極接地MOS晶體管Ml的柵極和源極接地MOS晶體管M2的柵極被直流偏壓為適當(dāng)?shù)碾妷?。頻率變換部802具備四個(gè)頻率變換MOS晶體管M3 M6。頻率變換MOS晶體管M3、M4的源極與柵極接地MOS晶體管Ml的漏極連接，頻率變換MOS晶體管M5、M6的源極與源極接地MOS晶體管M2的漏極連接。
頻率變換MOS晶體管M3的漏極與輸出電壓信號(hào)生成部101的輸出端子102a和頻率變換MOS晶體管M5的漏極連接。另外，頻率變換MOS晶體管M4的漏極與輸出端子102b和頻率變換MOS晶體管M6的漏極連接，頻率變換MOS晶體管M5的漏極與輸出端子102a和頻率變換MOS晶體管M3的漏極連接。并且，頻率變換MOS晶體管M6的漏極與輸出端子102b和頻率變換MOS晶體管M4的漏極連接。并且，頻率變換MOS晶體管M316的柵極與局部振蕩信號(hào)生成電路5的輸出端子連接，柵極被輸入局部振蕩信號(hào)。輸出電壓信號(hào)生成部101具有負(fù)載用MOS晶體管M7、M8。負(fù)載用MOS晶體管M7的源極與頻率變換部802的頻率變換MOS晶體管M3、M5的漏極連接。另外，負(fù)載用MOS晶體管M8的源極與頻率變換部802的頻率變換MOS晶體管M4、M6的漏極連接。輸出端子102a被設(shè)置在負(fù)載用MOS晶體管M7的源極與頻率變換MOS晶體管M3、M5的漏極之間。輸出端子102b被設(shè)置在負(fù)載用MOS晶體管M8的源極與頻率變換MOS晶體管M4、M6的漏極之間。負(fù)載用MOS晶體管M7、M8的漏極與電源電壓VDD連接。并且，負(fù)載用MOS晶體管M7的柵極與漏極相互連接，負(fù)載用MOS晶體管M8的柵極與漏極相互連接。動(dòng)作接著，說(shuō)明圖I所示的混合電路的動(dòng)作。實(shí)施方式I的輸入部803作為單端-差動(dòng)信號(hào)變換部而發(fā)揮功能。即，輸入信號(hào)Vin從電壓信號(hào)源9經(jīng)由信號(hào)源輸出阻抗元件I、阻抗匹配電路2而輸入到節(jié)點(diǎn)8。所輸入的輸入信號(hào)Vin通過(guò)柵極接地MOS晶體管Ml、源極接地MOS晶體管M2而被變換為相互反相的電流。通過(guò)這種動(dòng)作，單端的電壓信號(hào)被變換為差動(dòng)電流信號(hào)。差動(dòng)電流信號(hào)被輸入到頻率變換MOS晶體管M3 M6的漏極。頻率變換MOS晶體管M316的柵極被輸入局部振蕩信號(hào)而導(dǎo)通或截止，將差動(dòng)電流信號(hào)與局部振蕩信號(hào)相乘。通過(guò)這種動(dòng)作，對(duì)差動(dòng)電流信號(hào)的頻率進(jìn)行變換。在輸出電壓信號(hào)生成部101中，頻率變換后的差動(dòng)電流信號(hào)通過(guò)連接成二極管的負(fù)載用MOS晶體管M7、M8被變換為電壓信號(hào)。變換后的電壓信號(hào)作為差動(dòng)電壓信號(hào)OUT+、OUT-而從輸出端子102a、102b輸出。非線件成分在此，說(shuō)明實(shí)施方式I的混合電路的非線性成分。在頻率變換MOS晶體管M316作為理想開關(guān)而進(jìn)行動(dòng)作的情況下，如下這樣表示圖I所示的混合電路的非線性成分。即，當(dāng)使用(3)式、(4)式計(jì)算從圖I所示的輸出端子102a、102b輸出的差動(dòng)電壓信號(hào)OUT+、OUT-的差即差動(dòng)輸出信號(hào)時(shí)，如(13)式那樣。Vout diff=(gml_M2+gml_Ml) X (1/2) XGclX (l/gml_L) XAXVa+[(1/8) Xgm3_M2-(l/16) X (gml_M2/gml_Ml) Xgm3_M2+(1/16) Xgm3_Ml] XGclX (l/gm_L) XA3XVb-(gm_Ml3+gml_M23) X (1/8) X (gm3_L/gml_L4) XGcl3XA3XVb (13)式在(13)式中，gml_L是負(fù)載用MOS晶體管M7、M8的一階跨導(dǎo)，gm3_L是負(fù)載用MOS 晶體管M7、M8的三階跨導(dǎo)。另外，在(13)式中，第一項(xiàng)表示輸出信號(hào)成分，第二、三項(xiàng)表示輸出非線性成分。接著，說(shuō)明實(shí)施方式I的混合電路的非線性成分的降低效果。圖I所示的柵極接地MOS晶體管Ml、源極接地MOS晶體管M2被設(shè)計(jì)為相同的大小(溝道長(zhǎng)度、溝道寬度)，并被施加相同的偏壓Vbl、Vb2，如果將(7)式、(8)式代入至IJ (13)式的第二、第三項(xiàng)，則如(14)式那樣表不實(shí)施方式I的混合電路的非線性成分(Non_Linear2)。Non_Linear2=(l/8) Xgm3_M2XGclX (l/gml_L) XA3XVb-(1/4) Xgm3_LXGcl3X [ (gml_M13+gml_M23) /gml_L4] XA3XVb (14)式(14)式表示的實(shí)施方式I的混合電路的非線性成分的第一項(xiàng)表示因源極接地MOS晶體管M2而產(chǎn)生的非線性成分。另外，第二項(xiàng)表示因負(fù)載用MOS晶體管M7、M8而產(chǎn)生的非線性成分。第一項(xiàng)和第二項(xiàng)具有反相的關(guān)系。因此，在實(shí)施方式I中，通過(guò)使第二項(xiàng)的值接近第一項(xiàng)的值，能夠用第二項(xiàng)的非線性成分抵消第一項(xiàng)的非線性成分，降低非線性成分Non_Linear20根據(jù)這樣的實(shí)施方式I的混合電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不將柵極-源極間電壓(Vgs)設(shè)定得高，不增加耗電就能夠降低非線性成分。另一方面，在圖6所示的混合電路中沒(méi)有負(fù)載用MOS晶體管M7、M8，因此在以(11)式表示的現(xiàn)有的混合電路的非線性成分中當(dāng)然不存在與(14)式的第二項(xiàng)相當(dāng)?shù)捻?xiàng)。因此，在現(xiàn)有的混合電路中，無(wú)法如實(shí)施方式I那樣降低非線性成分。接著，具體地計(jì)算圖6所示的混合電路的非線性成分與實(shí)施方式I的混合電路的非線性成分并進(jìn)行比較。此外，假設(shè)圖6、圖I所示的混合電路的柵極接地MOS晶體管Ml、源極接地MOS晶體管M2、負(fù)載用MOS晶體管M7、M8的大小均相同。另外，將MOS晶體管的一階跨導(dǎo)設(shè)為gml，將二階跨導(dǎo)設(shè)為gm2，將三階跨導(dǎo)設(shè)為gm3。另外，為了使兩個(gè)電路的增益相等，而設(shè)為R=l/gml, Gcl為2/ 。根據(jù)以上的條件進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果是，如(15)、(16)式那樣求出圖6所示的混合電路的非線性成分Non_Linearl’、圖I所示的混合電路的非線性成分Non_Linear2’。Non_Linearl> =(1/8) XGclX (gm3/gml)A3XVb (15)式Non_Linear2，=[(1/8) XGcl_(l/4) XGcl3] X (gm3/gml)A3XVb(16)式如果通過(guò)(15)、(16)式的比的對(duì)數(shù)來(lái)表示非線性成分減少量，則成為(17)式那樣。20 X log (Non_Linearl，/Non_Linear2，)=20 X log (I/(1-2 X Gcl2))^ 14. 5dB (17)式
如上所述，根據(jù)實(shí)施方式I的混合電路，與圖6所示的現(xiàn)有的混合電路相比，不增加耗電就能夠使非線性成分減少約14. 5dB。圖2是用于說(shuō)明實(shí)施方式I的混合電路的變換損耗Gcl與非線性成分減少量之間的關(guān)系的圖，橫軸表示變換損耗Gd，縱軸表示非線性成分減少量。如根據(jù)圖可知那樣，實(shí)施方式I的非線性成分減少效果依賴于變換損耗Gcl的值，在GCl= I/芝時(shí)最大。實(shí)施方式I的變換損耗Gcl在頻率變換部802中產(chǎn)生，在理想的頻率變換電路中，能夠取比較接近于1/4的值(2/ )。因此，實(shí)施方式I的混合電路能夠取得高非線性成分降低效果。(實(shí)施方式2) 接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2。圖3是用于說(shuō)明實(shí)施方式2的混合電路的圖。在圖3中，對(duì)與圖I所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記，省略其說(shuō)明的一部分。圖3所示的混合電路由輸出電壓信號(hào)生成部301、頻率變換部802、輸入部303構(gòu)成。其中，頻率變換部802具有與圖I所示的頻率變換部相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)頻率變換MOS晶體管M3 M6的柵極輸入局部振蕩信號(hào)。在實(shí)施方式2的混合電路中，在柵極接地MOS晶體管Ml的源極連接有可變電阻元件306，在源極接地MOS晶體管M2的源極連接有可變電阻元件307。輸入信號(hào)Vin經(jīng)由可變電阻元件306、307輸入到柵極接地MOS晶體管Ml、源極接地MOS晶體管M2。另外，在實(shí)施方式2的混合電路中，在負(fù)載用MOS晶體管M7的源極連接有可變電阻元件304，在負(fù)載用MOS晶體管M8的源極連接有可變電阻元件305。從輸出端子102a輸出由負(fù)載用MOS晶體管M7和可變電阻元件304產(chǎn)生的差動(dòng)電壓信號(hào)OUT+。另外，從輸出端子102b輸出由負(fù)載用MOS晶體管M8和可變電阻元件305產(chǎn)生的差動(dòng)電壓信號(hào)OUT-。根據(jù)這樣的實(shí)施方式2，如圖4所示，通過(guò)利用可變電阻元件的電阻值R的負(fù)反饋效應(yīng)，與圖7所示的MOS晶體管單體相比，進(jìn)一步減少了非線性成分。因而，在實(shí)施方式2中，與上述實(shí)施方式I相比，能夠減少混合電路整體的非線性成分。另外，在實(shí)施方式2中，將可變電阻元件304 307的電阻值設(shè)定為相同的值。為了使可變電阻元件304 307的電阻值全部相同，而將其設(shè)計(jì)值、制造條件全部設(shè)為相同，由此，能夠抑制可變電阻元件304 307的制造偏差、溫度特性的偏差的影響。其中，即使使用特性不同的可變電阻元件304 307，也能夠取得提高混合電路的線性的效果。(實(shí)施方式3)接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3。圖5是用于說(shuō)明實(shí)施方式3的混合電路的圖。在圖5中，對(duì)與圖I、圖3所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明的一部分。圖5所示的混合電路由輸出電壓信號(hào)生成部501、頻率變換部802、輸入部303構(gòu)成。其中，頻率變換部802具有與圖I所示的頻率變換部相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)頻率變換MOS晶體管M3 M6的柵極輸入局部振蕩信號(hào)。輸入部303構(gòu)成為與實(shí)施方式2的圖3所示的輸入部303相同。關(guān)于輸出電壓信號(hào)生成部501,在負(fù)載用MOS晶體管M7的源極設(shè)置有可變電阻兀件304，在負(fù)載用MOS晶體管M8的源極設(shè)置有可變電阻元件305。另外，輸出電壓信號(hào)生成部501具備比較器10，其反轉(zhuǎn)輸入端子經(jīng)由可變電阻元件304連接在負(fù)載用MOS晶體管M7的源極上，其非反轉(zhuǎn)輸入端子經(jīng)由可變電阻元件305連接在負(fù)載用MOS晶體管M8的源極上；以及阻抗元件11，其與比較器10的輸出端子連接。這樣的實(shí)施方式3的混合電路能夠維持在實(shí)施方式I、實(shí)施方式2中得到的減少非線性成分的效果，并且能夠?qū)⑤敵鲂盘?hào)變換為單端。產(chǎn)業(yè)h的可利用件本發(fā)明的混合電路的非線性成分少且耗電小，所以適合于便攜的無(wú)線設(shè)備等。附圖標(biāo)記說(shuō)明
I :信號(hào)源輸出阻抗元件；2 :阻抗匹配電路；3 :電容器；4 :電阻元件；5 :局部振蕩信號(hào)生成電路；8 :節(jié)點(diǎn)；9 :電壓信號(hào)源；10 :比較器；11 :阻抗元件；101、301、501 :輸出電壓信號(hào)生成部；102a、102b :輸出端子；303、803 :輸入部；304 307 :可變電阻元件；802 :頻
率變換部。
權(quán)利要求
1.一種混合電路，其特征在于， 具有輸入部、頻率變換部以及輸出電壓信號(hào)生成部， 其中，上述輸入部具有 柵極接地型第一 MOS晶體管，其源極被輸入輸入信號(hào)；以及 源極接地型第二 MOS晶體管，其柵極被輸入上述輸入信號(hào)， 上述頻率變換部通過(guò)基于局部振蕩信號(hào)對(duì)從上述第一 MOS晶體管的漏極輸出的第一電流信號(hào)和從上述第二 MOS晶體管的漏極輸出的第二電流信號(hào)進(jìn)行頻率變換，來(lái)生成第三電流信號(hào)和第四電流信號(hào)， 上述輸出電壓信號(hào)生成部具備 第一負(fù)載元件，其被輸入上述第三電流信號(hào)并將上述第三電流信號(hào)變換為第一輸出電壓信號(hào)；以及 第二負(fù)載元件，其被輸入上述第四電流信號(hào)并將上述第四電流信號(hào)變換為第二輸出電壓信號(hào)， 上述第一負(fù)載元件是柵極與漏極連接的第三MOS晶體管，上述第二負(fù)載元件是柵極與漏極連接的第四MOS晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合電路，其特征在于， 上述第一 MOS晶體管、上述第二 MOS晶體管、上述第三MOS晶體管、上述第四MOS晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混合電路，其特征在于， 上述頻率變換部包括 第五MOS晶體管和第六MOS晶體管，從上述第一 MOS晶體管對(duì)該第五MOS晶體管和第六MOS晶體管的源極提供上述第一電流信號(hào)，該第五MOS晶體管和第六MOS晶體管的柵極被提供上述局部振蕩信號(hào)；以及 第七M(jìn)OS晶體管和第八MOS晶體管，從上述第二 MOS晶體管對(duì)該第七M(jìn)OS晶體管和第八MOS晶體管的源極提供上述第二電流信號(hào)，該第七M(jìn)OS晶體管和第八MOS晶體管的柵極被提供上述局部振蕩信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合電路，其特征在于， 上述輸出電壓信號(hào)生成部包括 上述第三MOS晶體管，從上述第五MOS晶體管和上述第七M(jìn)OS晶體管對(duì)該第三MOS晶體管的源極提供上述第三電流信號(hào)；以及 上述第四MOS晶體管，從上述第六MOS晶體管和上述第八MOS晶體管對(duì)該第四MOS晶體管的源極提供上述第四電流信號(hào)， 其中，從上述第三MOS晶體管的源極輸出上述第一輸出電壓信號(hào)，從上述第四MOS晶體管的源極輸出上述第二輸出電壓信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合電路，其特征在于，還包括 第一可變電阻元件，其與上述第三MOS晶體管的源極連接；以及 第二可變電阻元件，其與上述第四MOS晶體管的源極連接， 其中，上述第三電流信號(hào)經(jīng)由上述第一可變電阻元件被輸入到上述第三MOS晶體管，上述第四電流信號(hào)經(jīng)由上述第二可變電阻元件被輸入到上述第四MOS晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合電路，其特征在于，還包括 第三可變電阻元件，其與上述第一 MOS晶體管的源極連接；以及 第四可變電阻元件，其與上述第二 MOS晶體管的源極連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合電路，其特征在于， 上述第一可變電阻元件、上述第二可變電阻元件、上述第三可變電阻元件、上述第四可變電阻元件的電阻值被設(shè)定為相同的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合電路，其特征在于， 上述頻率變換部的變換損耗的值大致為2/π。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種能夠降低非線性成分并且抑制耗電上升的混合電路。該混合電路包括輸入部(803)，其具有源極被輸入輸入信號(hào)的柵極接地MOS晶體管(M1)和柵極被輸入輸入信號(hào)的源極接地MOS晶體管(M2)；頻率變換部(802)，通過(guò)對(duì)從柵極接地MOS晶體管(M1)輸出的第一電流信號(hào)和從源極接地MOS晶體管(M2)輸出的第二電流信號(hào)進(jìn)行頻率變換來(lái)生成第三電流信號(hào)和第四電流信號(hào)；柵極與漏極連接的負(fù)載用MOS晶體管(M7)，其被輸入第三電流信號(hào)并將第三電流信號(hào)變換為第一輸出電壓信號(hào)；以及柵極與漏極連接的負(fù)載用MOS晶體管(M8)，其被輸入第四電流信號(hào)并將該第四電流信號(hào)變換為第二輸出電壓信號(hào)。
文檔編號(hào)H03F3/45GK102640414SQ20118000477
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者上田洋介 申請(qǐng)人:旭化成微電子株式會(huì)社