一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的cmos上變頻電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上變頻電路，該電路對傳統(tǒng)的上變頻電路置一種直流偏置轉(zhuǎn)換電路，直流偏置轉(zhuǎn)換電路包括MOS管十二個，電容兩個，電阻一個，其中，第一至第三MOS管和第十至第十二MOS管分別為相應(yīng)MOS管提供電流偏置，第六、第七MOS管構(gòu)成共源放大器，第八、第九MOS管構(gòu)成源極跟隨器，第四、第五MOS管構(gòu)成信號輸出電路，其柵極作為直流偏置轉(zhuǎn)換電路的輸出端與上變頻電路的輸入端相連。本發(fā)明通過共源放大對低頻的中頻信號進行電流轉(zhuǎn)換，并且通過源極跟隨的方式進行直流偏置的搬移，這種方案解決了傳統(tǒng)混頻器與前端DAC之間的偏置難以協(xié)調(diào)的矛盾，另外，電路中的兩個電容還補償了相位裕度以防止震蕩的發(fā)生。
【專利說明】一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上變頻電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上 變頻電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS)晶體管是一種電壓控制電流器件。由于其集成度 高、成本低、工藝成熟等優(yōu)秀特性，現(xiàn)已成為設(shè)計邏輯電路及高頻模擬電路的首要工藝選 擇。并且近幾年來由于工藝的不斷提升，溝道長度的不斷減小，使得器件工作速度不斷攀 升，能夠在更高的頻率上獲得了廣泛的使用。正是這種優(yōu)秀的特性使得其在對高集成度要 求愈發(fā)苛刻的收發(fā)系統(tǒng)中獲得了極高的市場占有率。
[0003] CMOS晶體管隨著源一漏、源一柵偏置電壓的不同工作區(qū)域可以分為截止區(qū)，線性 區(qū)以及飽和區(qū)三種，在絕大多數(shù)應(yīng)用中，為了滿足系統(tǒng)的線性度及溫度工藝穩(wěn)定性，晶體管 常常被選擇工作在飽和區(qū)，在該區(qū)域中，晶體管的驅(qū)動電流Id由如下等式得到
【權(quán)利要求】
1. 一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上變頻電路，包括直流偏置轉(zhuǎn)換電路和上變頻 電路，直流偏置轉(zhuǎn)換電路的輸入端與外部信號差分輸入信號相連，其輸出端與上變頻電路 的輸入端相連，其特征在于： 所述直流偏置轉(zhuǎn)換電路包括共源放大器、源極跟隨器、第一電流偏置和第二電流偏置、 信號輸出電路； 所述第一電流偏置和第二電流偏置配合為所述共源放大器和源極跟隨器提供電流偏 置； 所述第一電流偏置用于為所述源極跟隨器提供電流偏置，第一電流偏置包括Ml、M2、M3 三個M0S管，該三個M0S管的源極相連，該三個M0S管的柵極相連且該柵極節(jié)點接外部電路 偏置電壓； 所述第二電流偏置用于為所述共源放大器提供電流偏置，第二電流偏置包括M10、M11、 M12三個M0S管，該三個M0S管的源極相連的源極相連，該三個M0S管的柵極相連； 所述共源放大器用于將接收的外部輸入信號反相傳遞至源極跟隨器，共源放大器由 M6、M7兩個M0S管組成，所述M6、M7的柵極作為信號輸入端，漏極作為信號輸出端； 所述源極跟隨器接收所述共源放大器輸出的反相信號，并在M2和M10的電流鏡像作用 下，將共源放大器輸出的反相信號反相傳遞至信號輸出電路，且同時將共源放大器輸出的 反相信號進行直流電平轉(zhuǎn)換，源極跟隨器包括M8、M9兩個M0S管，M8、M9的漏極相連且該節(jié) 點與組成所述第二電流偏置的M0S管的源極相連，M8、M9的柵極作為信號輸入端，源極作為 信號輸出端； 所述信號輸出電路接收所述源極跟隨器輸出的信號，輸出電路包括M4、M5兩個M0S管， M4、M5的源極相連且該節(jié)點與組成所述第一電流偏置的M0S管的源極相連，M4、M5的漏極 分別與M6、M7的源極相連，M4、M5的柵極分別與M8、M9的源極相連，M4、M5的柵極作為所述 直流偏置轉(zhuǎn)換電路的輸出端； 所述上變頻電路接收所述直流偏置轉(zhuǎn)換電路的輸出信號，將所述直流偏置轉(zhuǎn)換電路輸 出的中頻電壓信號轉(zhuǎn)換為中頻電流信號，該中頻電流信號與上變頻電路中的本振信號進行 混頻作為上變頻電路的輸出信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上變頻電路，其特征在 于：M8的柵極與源極之間接第一電容，M9的柵極與源極之間接第二電容，第一電容和第二 電容用于補償環(huán)路相位裕度；M4的漏極與M5的漏極之間還接有第一電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上變頻電路，其特征在 于：構(gòu)成所述第一電流偏置的M0S管的源極接地，構(gòu)成所述第二電流偏置的M0S管的源極接 外部電源電壓；構(gòu)成所述第二電流偏置的M0S管為PM0S晶體管，構(gòu)成所述共源放大器、源極 跟隨器、第一電流偏置、信號輸出電路以及上變頻電路的M0S管均為NM0S晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上變頻電路，其特征在 于：構(gòu)成所述源極跟隨器的晶體管為深N阱晶體管，構(gòu)成所述共源放大器的晶體管為中閾 值管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上變頻電路，其特征在 于：構(gòu)成所述第一電流偏置的M0S管的源極接外部電源電壓，構(gòu)成所述第二電流偏置的M0S 管的源極接地；構(gòu)成所述第二電流偏置的M0S管為NM0S晶體管，構(gòu)成所述共源放大器、源極 跟隨器、第一電流偏置、信號輸出電路以及上變頻電路的MOS管均為PMOS晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種帶有直流偏置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的CMOS上變頻電路，其特征在 于：構(gòu)成所述源極跟隨器的PM0S晶體管的源極與襯底相連，構(gòu)成所述共源放大器的晶體管 為中閾值管。
【文檔編號】H03D7/16GK104333330SQ201410531130
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】張鐵笛, 王磊, 鄒盼希, 徐銳敏 申請人:電子科技大學(xué)