直流偏壓電路及使用直流偏壓電路的射頻接收器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及直流偏壓電路，特別涉及穩(wěn)定射頻接收器電路中混頻器電路所輸出的 交流電流信號(hào)的直流偏壓電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖1是一射頻接收器電路10的一區(qū)塊圖。如圖1所示，射頻接收器電路10包括一 低噪聲放大器101、一混頻器電路102、以及一放大器電路103。射頻接收器電路10通過(guò)天線 11接收并處理來(lái)自無(wú)線傳輸信道的多個(gè)射頻信號(hào)，其中該等射頻信號(hào)是特定頻帶的高頻電 磁波信號(hào)，例如，頻率5GHz或2. 4GHz的電磁波信號(hào)。低噪聲放大器101用以對(duì)接收到的該 等射頻信號(hào)進(jìn)行噪聲處理?；祛l器電路l〇2(Mixer)(或稱作降頻器（Downconverter))用 以對(duì)低噪聲放大器101處理過(guò)的該等射頻信號(hào)執(zhí)行一降頻操作。最后，放大器電路103接 收自混頻器電路102的多個(gè)交流電信號(hào)，并輸出對(duì)應(yīng)的多個(gè)交流電壓信號(hào)。在圖1中，低噪 聲放大器101、混頻器電路102和放大器電路103皆可由模擬電路實(shí)現(xiàn)。而在模擬電路設(shè)計(jì) 中，半導(dǎo)體工藝上的變異是很重要的考慮。這是由于半導(dǎo)體工藝上的變異很可能影響到模 擬電路各種設(shè)計(jì)參數(shù)的精確性。
[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提出應(yīng)用在射頻接收器電路10的一種直流偏壓電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種直流偏壓電路，用以直流偏壓一混頻器電路和一共柵 極放大器電路。該直流偏壓電路包括一第一偏壓電路和一第二偏壓電路。該第一偏壓電路 包括一第一偏壓晶體管和一第一偏壓電阻，其中該第一偏壓晶體管和該第一偏壓電阻提供 一第一直流偏壓至一混頻器電路的一輸出晶體管，使該輸出晶體管操作在飽和區(qū)；以及其 中該第一偏壓晶體管和該輸出晶體管為同類型的晶體管，且該輸出晶體管與該第一偏壓晶 體管具有相同溝道長(zhǎng)度。該第二偏壓電路包括一第二偏壓晶體管和一第二偏壓電阻，其中 該第二偏壓晶體管和該第二偏壓電阻提供一第二直流偏壓至該混頻器電路下一級(jí)的一共 柵極放大器電路的一輸入晶體管，使該輸入晶體管操作在飽和區(qū)；其中該第二偏壓晶體管 和該輸入晶體管為同類型的晶體管，且該輸入晶體管與該第二偏壓晶體管具有相同溝道長(zhǎng) 度；以及其中當(dāng)該輸出晶體管和該輸入晶體管皆操作在飽和區(qū)時(shí)，該混頻器電路所輸出的 多個(gè)交流電流信號(hào)的電流值與該輸出晶體管的一臨界電壓的電壓值無(wú)關(guān)，且該等交流電流 信號(hào)的電流值與該輸入晶體管的一臨界電壓的電壓值無(wú)關(guān)。
[0005] 本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種直流偏壓電路，用以直流偏壓一混頻器電路和一共柵 極放大器電路。該直流偏壓電路包括一第一偏壓電路和一第二偏壓電路。該第一偏壓電路 用以輸出一第一直流偏壓至該混頻器電路的一第一晶體管的一柵極，使該第一晶體管操作 在飽和區(qū)。該第一偏壓電路包括一第三晶體管、一第一電阻、以及一第一電流源。該第三晶 體管的一柵極和一漏極電性連接至一第一節(jié)點(diǎn)，該第三晶體管的一源極則電性連接至地， 且該第三晶體管和該第一晶體管為同類型的晶體管。該第一電阻電性連接至該第一晶體管 的該柵極和該第一節(jié)點(diǎn)之間。該第一電流源用以輸出一第一直流電流至該第三晶體管。該 第二偏壓電路用以輸出一第二直流偏壓至該共柵極放大器電路的一第二晶體管的一柵極， 使該第二晶體管操作在飽和區(qū)。該第二偏壓電路包括一第四晶體管、一第三電阻、以及一第 二電流源。該第四晶體管的一柵極和一漏極電性連接至一第二節(jié)點(diǎn)，該第四晶體管的一源 極則電性連接至地，且該第四晶體管和該第二晶體管為同類型的晶體管。該第三電阻電性 連接至該第二晶體管的該柵極和該第二節(jié)點(diǎn)之間。該第二電流源用以輸出該第一直流電流 至該第四晶體管。該混頻器電路藉由該第一晶體管的一漏極接收一高頻輸入信號(hào)，并通過(guò) 該第一晶體管的一源極輸出一交流電流信號(hào)。該共柵極放大器電路藉由該第二晶體管的一 源極接收該交流電流信號(hào)，并通過(guò)該第二晶體管的一漏極輸出一輸出電壓信號(hào)。該第一晶 體管的該源極和該第二晶體管的該源極皆電性接連至一第三節(jié)點(diǎn)，且一第三電流源分別電 性連接至該第三節(jié)點(diǎn)和電性連接至地。該第一晶體管和該第二晶體管分別與該第三晶體管 和該第四晶體管具有相同溝道長(zhǎng)度，使該混頻器電路所輸出的該交流電流信號(hào)的電流值與 該第一晶體管的臨界電壓的電壓值無(wú)關(guān)。
[0006] 本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種射頻接收器電路。該射頻接收器電路包括一混頻器電 路、一共柵極放大器電路、一第一偏壓電路、以及一第二偏壓電路。該混頻器電路包括一第 一晶體管，其中該混頻器電路藉由該第一晶體管的一漏極接收一高頻輸入信號(hào)，并通過(guò)該 第一晶體管的一源極輸出一交流電流信號(hào)。該共柵極放大器電路，包括一第二晶體管，其中 該共柵極放大器電路藉由該第二晶體管的一源極接收該交流電流信號(hào)，并通過(guò)該第二晶體 管的一漏極輸出一輸出電壓信號(hào)。該第一偏壓電路用以輸出一第一直流偏壓至該混頻器電 路的該第一晶體管的一柵極，使該第一晶體管操作在飽和區(qū)，其中該第一偏壓電路包括一 第三晶體管、一第一電阻、以及一第一電流源。該第三晶體管的一柵極和一漏極電性連接至 一第一節(jié)點(diǎn)，該第三晶體管的一源極則電性連接至地，且該第三晶體管和該第一晶體管為 同類型的晶體管。該第一電阻電性連接至該第一晶體管的該柵極和該第一節(jié)點(diǎn)之間。該第 一電流源用以輸出一第一直流電流至該第三晶體管。該第二偏壓電路用以輸出一第二直流 偏壓至該共柵極放大器電路的該第二晶體管的一柵極，使該第二晶體管操作在飽和區(qū)，其 中該第二偏壓電路包括一第四晶體管、一第三電阻、以及一第二電流源。該第四晶體管的一 柵極和一漏極電性連接至一第二節(jié)點(diǎn)，該第四晶體管的一源極則電性連接至地，且該第四 晶體管和該第二晶體管為同類型的晶體管。該第三電阻電性連接至該第二晶體管的該柵極 和該第二節(jié)點(diǎn)之間。該第二電流源用以輸出該第一直流電流至該第四晶體管，其中該第一 晶體管的該源極和該第二晶體管的該源極皆電性接連至一第三節(jié)點(diǎn)，且一第三電流源分別 電性連接至該第三節(jié)點(diǎn)和電性連接至地；以及其中該第一晶體管和該第二晶體管分別與該 第三晶體管和該第四晶體管具有相同溝道長(zhǎng)度，使該混頻器電路所輸出的該交流電流信號(hào) 的電流值與該第一晶體管的臨界電壓的電壓值無(wú)關(guān)。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 為能更完整地理解本公開(kāi)實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考與附圖一起進(jìn)行的以下描述 作出，其中：
[0008] 圖1是一射頻接收器電路10的一區(qū)塊圖。
[0009] 圖2A是依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的射頻接收器電路20的電路圖。
[0010] 圖2B是依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的被動(dòng)混頻器電路21的一直流偏壓電路24的一 電路圖。
[0011] 圖2C是依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的被動(dòng)混頻器電路21和共柵極放大器22的一直 流偏壓電路25的一電路圖。
[0012] 圖3A是依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的射頻接收器電路30的一電路圖。
[0013] 圖3B是依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的一直流偏壓電路35的一電路圖，用以直流偏壓 被動(dòng)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體混頻器電路32和差動(dòng)共柵極轉(zhuǎn)阻放大器33。
[0014] 圖3C是對(duì)本發(fā)明的被動(dòng)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體混頻器電路32和差動(dòng)共柵極轉(zhuǎn) 阻放大器33進(jìn)行直流分析得到的等效電路圖。
[0015] 圖4A是依據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例實(shí)現(xiàn)射頻接收器電路40的一電路圖。
[0016] 圖4B是依據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的一直流偏壓電路45的一電路圖，用以直流偏壓 被動(dòng)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體混頻器電路42和增益提升差動(dòng)共柵極轉(zhuǎn)阻放大器43。
[0017] 圖4C是對(duì)本發(fā)明的被動(dòng)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體混頻器電路42和增益提升差動(dòng) 共柵極轉(zhuǎn)阻放大器43進(jìn)行直流分析得到的等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明所附圖示的實(shí)施例或例子將如以下說(shuō)明。本發(fā)明的范圍并非以此為限。本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能知悉在不脫離本發(fā)明的精神和架構(gòu)的前提下，當(dāng)可作些許更動(dòng)、替換和 置換。在本發(fā)明的實(shí)施例中，元件符號(hào)可能被重復(fù)地使用，本發(fā)明的數(shù)種實(shí)施例可能共用相 同的元件符號(hào)，但為一實(shí)施例所使用的特征元件不必然為另一實(shí)施例所使用。
[0019] 圖2A是依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)射頻接收器電路20的一電路圖。在本發(fā)明的 該第一實(shí)施例中，射頻接收器電路20包括一被動(dòng)混頻器電路21、一共柵極放大器22、一轉(zhuǎn) 阻放大器23、以及一直流偏壓電路24。在本發(fā)明的該第一實(shí)施例中，被動(dòng)混頻器電路21包 括一開(kāi)關(guān)晶體管211和一電容器212,共柵極放大器22包括一晶體管221、一電阻器222、以 及一電流源晶體管201。在本發(fā)明的該第一實(shí)施例中，直流偏壓電路24用以提供橫跨在被 動(dòng)混頻器電路21的開(kāi)關(guān)晶體管211的柵極與源極間的一直流偏壓。
[0020] 在本發(fā)明的該第一實(shí)施例中，被動(dòng)混頻器電路21的電容器212用以作為直流阻隔 (DCblock)。被動(dòng)混頻器電路21的開(kāi)關(guān)晶體管211的一源極用以接收低噪聲放大器101 所處理過(guò)的該等射頻信號(hào)，被動(dòng)混頻器電路21的開(kāi)關(guān)晶體管211的一柵極用以感應(yīng)一振蕩 器所產(chǎn)生的一周期信號(hào)（未圖示），而被動(dòng)混頻器電路21的開(kāi)關(guān)晶體管211的一源極則用 以輸出多個(gè)交流電流信號(hào)Si21。
[0021] 在本發(fā)明的該第一實(shí)施例中晶體管221的一源極電性連接至開(kāi)關(guān)晶體管211的該 源極，晶體管221的一柵極電性連接至一直流偏壓\，晶體管221的一漏極則用以將多個(gè)交 流電流信號(hào)Si22輸出至轉(zhuǎn)阻放大器23。電阻器222電性連接在一第一電壓源VDD和晶體管 221的該漏極之間，并作為一偏壓電阻。電流源晶體管201電性連接在第二電壓源Vss和一 第一節(jié)點(diǎn)K之間，并作為流通一第一定電流IB(；的一定電流源。在本發(fā)明的該第一實(shí)施例 中，第二電壓源Vss是一接地端。轉(zhuǎn)阻放大器23用以將交流電流信號(hào)Si22轉(zhuǎn)換為多個(gè)交流 電壓信號(hào)SV23。
[0022] 圖2B是依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例實(shí)現(xiàn)射頻接收器電路20的一直流偏壓電路24的 一電路圖。在本發(fā)明的該第二實(shí)施例中，直流偏壓電路24包括一電阻器241、一電