專利名稱：射頻信號前置放大電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種放大電路，尤其涉及利用集成電路設計的射頻信 號的前置放大電路。
背景技術：
當今，在生產(chǎn)和生活中大量使用無線射頻(RF)遙控裝置，比如汽車 安全系統(tǒng)、車庫控制、數(shù)碼遙控門鈴、遙控玩具和工業(yè)控制等等，使生產(chǎn) 效率和生活質(zhì)量得到很大提高；該類遙控裝置一般包括發(fā)射裝置和接收裝 置兩部分，對發(fā)射裝置部分而言， 一采用低功耗器件，提高發(fā)射端發(fā)射效 率;而對接收裝置而言，采用多級放大、超再生接收技術后進行解碼以降低 噪聲影響等，然目前市場上的RF接收解碼系統(tǒng)大多如圖l所示，通過超再 生模塊接收解調(diào)后送往RF信號處理模塊進行放大，最后給解碼IC。而RF 信號處理模塊采用大量的分立器件(圖1虛框)，系統(tǒng)復雜繁瑣，穩(wěn)定性差， 生產(chǎn)周期長，成本較高。通用放大器358是雙極(Bipolar)工藝的，其工 作電壓為5V，工作電流大，導致系統(tǒng)功耗大。由于分立器件特性的離散性， 即其性能一致性不好，從而導致接收解碼系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，使不同成品的 正確解碼的距離時近時遠。
另有采用MOS管柵上加輸入信號而形成的放大器，由于超再生解調(diào)后 的信號小到毫伏(mV)級，這需要集成多數(shù)的電阻電容，而在IC中集成 大量電阻電容所占面積極大，這樣芯片成本就很高。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是要解決上述問題，通過在解碼IC中集成RF放 大電路，減少大量外圍分立器件，簡化應用電路，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減小 功耗，降低產(chǎn)品成本。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采取如下技術方案 一種射頻信號前 置放大電路，該放大電路包括第一 MOS晶體管(Ml)，第二MOS晶體管
(M2)，第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)，其中第一 MOS晶體管(Ml)及第二MOS晶體管(M2)的柵極相互連接在一起，以 形成差分放大對而對輸入信號進行放大；第三MOS晶體管(M3)及第四 MOS晶體管(M4)的漏極分別與第一 MOS晶體管(Ml)及第二 MOS晶 體管(M2)的漏極相連，且第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4) 的源極與柵極也分別連接在一起，同時第四MOS晶體管(M4)的漏極與柵 極也相連接以形成電流鏡電路；待放大的輸入信號(IN)及放大后的輸出信 號(GG—OUT)分別連接在第一MOS晶體管(Ml)的源極及漏極上。
其中，所述的放大電路還包括復數(shù)分別連接在所述第一MOS晶體管及 第二 MOS晶體管源極端的電阻；該連接在第一 MOS晶體管及第二 MOS晶 體管源極端的電阻阻值相等。
所述的第一MOS晶體管及第二MOS晶體管的尺寸及性能參數(shù)相同。 所述的第三MOS晶體管及第四MOS晶體管的性能參數(shù)相同。 所述的放大電路還包括一對所述的輸出信號進行整形的比較器。 所述的放大電路與一解碼器集成至同一 IC中。 相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有下列優(yōu)點
1) 集成放大模塊極小，不增加原有解碼IC面積；
2) 外圍器件極少，只需一個耦合電容，系統(tǒng)簡潔，成本低；
3) 正常工作電壓可以低到2V，明顯減小系統(tǒng)功耗；
4) 系統(tǒng)穩(wěn)定，性能優(yōu)越，增大了信號收發(fā)距離。


圖1為現(xiàn)有的RF接收解碼系統(tǒng)原理圖2為本實用新型RF信號前置放大電路結構圖3為圖2中的放大電路輸出經(jīng)整形后的電路結構圖4為應用本實用新型RF信號前置放大電路的模塊圖。
具體實施方式
本實用新型射頻信號前置放大電路是把RF (射頻)放大模塊與解碼器
集成到同一 IC中，通過電容把超再生解調(diào)后的信號耦合到擁有處理RF信 號的解碼IC中進行解碼。如圖2示，該RF放大模塊為一共柵差分放大電 路，其包括MOS晶體管Ml 、 M2、 M3、 M4 (本實施例中Ml及M2為PMOS 晶體管，M3及M4為NMOS晶體管)，及連接在MOS晶體管Ml、 M2的 源極的負載電阻R1、 R2、 R3、 R4。
其中MOS晶體管Ml、 M2為差分共柵輸入對，即其柵極相互連接在 一起，且型號及性能參數(shù)一致，起信號放大的作用，Vbias為晶體管Ml， M2的正常工作提供偏置電壓；MOS晶體管M3、 M4為有源負載，其源極 共同連接到電流源I，柵極也相互連接在一起，且MOS晶體管M4的漏極 與柵極相連接，以形成電流鏡電路，設計時，將MOS晶體管M3、 M4的 尺寸及性能參數(shù)設置為完全一致，以使得流過MOS晶體管M4的電流與流 過MOS晶體管M3的電流相等，而將差分信號轉換成單端信號輸出。
四個電阻Rl、 R2、 R3、 R4分別對稱地接在MOS晶體管Ml、 M2的 源極上，是為了提供良好的輸入特性和作為源端負載提高放大增益，且電 阻R3加上R4的值等于Rl加上R2的值。IN端經(jīng)電阻Rl與MOS晶體管 Ml的源極相連，其為小幅值信號的輸入端；CG_OUT端與MOS晶體管 Ml的漏極及MOS晶體管M3的漏極相連，為經(jīng)放大的信號的輸出端。經(jīng) 過共柵放大器放大，在CG_OUT端輸出與輸入信號相位相同的大幅值波形， 送到后級去整形。
圖3中的比較器主要完成整形功能，前級共柵放大器放大后的信號通 過比較器得到標準的高低電平信號，為后級數(shù)字電路提供可處理的信號波 形。比較器的參考電壓Vref設計成可以根據(jù)CG—OUT的信號波形進行調(diào)整， CG—OUT波形是隨IN的輸入信號幅值和頻率而改變的，所以能最大程度減 小整形過程失真問題，實現(xiàn)大距離的接收解碼。
圖4為本實用新型RF信號前置放大電路的模塊圖；如圖示，RF信號 前置放大模塊與解碼模塊集成到一個IC中，大量減少外圍器件的同時優(yōu)化 信號路徑，降低系統(tǒng)功耗，提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。當超再生接收解調(diào)模 塊接收到RF信號后解調(diào)出原有信號的頻率波形，通過電容C耦合到IC中 的RF前置放大電路進行放大整形，得到標準數(shù)字信號給固定碼解碼器。由于RF放大模塊與數(shù)字解碼模塊工藝是可以兼容的，采用成本較低的CMOS
工藝。且本實用新型的放大電路因集成了少數(shù)幾個小阻值電阻，而沒有電
容，所以所占芯片面積極小，集成后的芯片可以正常工作在2V以上，真正 實現(xiàn)低壓工作，顯著降低系統(tǒng)功耗。
本實用新型的技術內(nèi)容及技術特征已揭示如上，然而熟悉本領域的技 術人員仍可能基于本實用新型的教示及揭示而作種種不背離本實用新型精 神的替換及修飾，因此，本實用新型保護范圍應不限于實施例所揭示的內(nèi) 容，而應包括各種不背離本實用新型的替換及修飾，并為本專利申請權利 要求所涵蓋。
權利要求1.一種射頻信號前置放大電路，其特征在于該放大電路包括第一MOS晶體管(M1)，第MOS晶體管(M2)，第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)，其中第一MOS晶體管(M1)及第二MOS晶體管(M2)的柵極相互連接在一起，以形成差分放大對而對輸入信號進行放大；第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)的漏極分別與第一MOS晶體管(M1)及第MOS晶體管(M2)的漏極相連，且第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)的源極與柵極也分別連接在一起，同時第四MOS晶體管(M4)的漏極與柵極也相連接以形成電流鏡電路；待放大的輸入信號(IN)及放大后的輸出信號(GG_OUT)分別連接在第一MOS晶體管(M1)的源極及漏極上。
2. 如權利要求1所述射頻信號前置放大電路，其特征在于所述的放 大電路還包括復數(shù)分別連接在所述第一MOS晶體管及第二MOS晶體管源 極端的電阻。
3. 如權利要求2所述射頻信號前置放大電路，其特征在于所述連接 在第一MOS晶體管及第二MOS晶體管源極端的電阻阻值相等。
4. 如權利要求1所述射頻信號前置放大電路，其特征在于所述的第 一MOS晶體管及第二 MOS晶體管的尺寸及性能參數(shù)相同。
5. 如權利要求l所述射頻信號前置放大電路，其特征在于所述的第 三MOS晶體管及第四MOS晶體管的性能參數(shù)相同。
6. 如權利要求l所述射頻信號前置放大電路，其特征在于所述的放 大電路還包括一對所述的輸出信號進行整形的比較器。
7. 如權利要求l所述射頻信號前置放大電路，其特征在于所述的放 大電路與一解碼器集成至同一IC中。
專利摘要本實用新型揭示一種射頻信號前置放大電路，該放大電路可與解碼器集成到同一IC中，包括第一MOS晶體管(M1)，第二MOS晶體管(M2)，第三MOS晶體管(M3)及第四MOS晶體管(M4)，其中第一MOS晶體管及第二MOS晶體管的柵極相互連接在一起，以形成差分放大對而對輸入信號進行放大；第三MOS晶體管及第四MOS晶體管的源極與柵極也分別連接在一起，且第四MOS晶體管的漏極與柵極也相連接以形成電流鏡電路；待放大的輸入信號及放大后的輸出信號分別連接在第一晶體管的源極及漏極上，本實用新型放大電路耗電低，穩(wěn)定性佳，且可以增大信號的收發(fā)距離。
文檔編號H03F3/195GK201319582SQ20082018045
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權日2008年12月3日
發(fā)明者坦 杜, 江石根, 石萬文, 陳志明 申請人:蘇州市華芯微電子有限公司