一種電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)及信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在射頻微波通信中，對(duì)于輸入的射頻信號(hào)，需要通過低噪聲放大器進(jìn)行射頻放大，然后經(jīng)本振信號(hào)下混頻到低頻后，再經(jīng)過低頻放大器進(jìn)行放大，經(jīng)過濾波器進(jìn)行選頻，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)后交給基帶處理。因此，低噪聲放大器是射頻接收系統(tǒng)的關(guān)鍵電路。低噪聲放大器的功耗和性能極大的影響了射頻接收系統(tǒng)的功耗和性能。
[0003]在現(xiàn)有集成電路設(shè)計(jì)中，要求芯片消耗的電流和功耗越低越好，對(duì)于移動(dòng)射頻系統(tǒng)與設(shè)備尤其如此，比如手機(jī)。這樣可以提高設(shè)備的使用時(shí)間。同時(shí)芯片片外的器件需要越少越好，既大大減少了系統(tǒng)占用的面積，也降低了成本。
[0004]在目前收發(fā)機(jī)中，低噪聲放大器電路通常如圖1a和圖1b所示(分為共源低噪聲放大器和共柵低噪聲放大器兩種)，輸入的電壓信號(hào)通過晶體管M1，通常為N類型晶體管(NMOS)或者P類型晶體管(PMOS)轉(zhuǎn)化為電流。
[0005]由于電流復(fù)用可以保證在同樣的噪聲性能的基礎(chǔ)上，減少電路的電流以及功耗，電流復(fù)用的低噪聲放大器電路目前在實(shí)際中被廣為使用。通過使用一對(duì)NMOS以及PMOS晶體管來替代單獨(dú)的一個(gè)NMOS或者PMOS晶體管。這樣一對(duì)NMOS以及PMOS晶體管可以提供單個(gè)NMOS或者PMOS晶體管提供的跨導(dǎo)，但只需要近似一半的電流，原理如圖2a和圖2b、以及圖3a和圖3b所示。圖2b以單個(gè)NMOS管為例表示了替換，單管麗被一對(duì)麗以及MP替代。圖3b以單個(gè)PMOS管為例表示了替換，單管MP被一對(duì)麗以及MP替代。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路，包括串聯(lián)的多個(gè)交叉耦合電流復(fù)用基本單元，所述每個(gè)交叉耦合電流復(fù)用基本單元包括:
[0009]一差分電路，包括第一晶體管和第二晶體管；
[0010]一差分交叉耦合電路，包括第三晶體管和第四晶體管，所述第三晶體管與所述第一晶體管電流復(fù)用成對(duì)，所述第四晶體管與所述第二晶體管電流復(fù)用成對(duì)。
[0011]優(yōu)選的，在上述的電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路中，所述第一晶體管和第三晶體管的源端之間是直接連接在一起、或者是分別接到電源或者地，或者是通過電容連接在一起；所述第一晶體管和第三晶體管的漏端之間是直接連接在一起，或者是通過電容連接在一起；所述第二晶體管和第四晶體管的源端之間是直接連接在一起、或者是分別接到電源或者地，或者是通過電容連接在一起；所述第二晶體管和第四晶體管的漏端之間是直接連接在一起，或者是通過電容連接在一起。
[0012]優(yōu)選的，在上述的電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路中，所述第一晶體管和第二晶體管為P型晶體管，所述第三晶體管和第四晶體管為N型晶體管，所述第一晶體管和第二晶體管的源極和柵極之間分別連接有2個(gè)電容，所述第三晶體管和第四晶體管的源極和柵極之間分別連接有2個(gè)電容。
[0013]優(yōu)選的，在上述的電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路中，所述電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路為共源放大電路、或共柵放大電路。
[0014]本申請(qǐng)還公開了一種電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路的噪聲降低方法，將放大電路中的至少一個(gè)晶體管進(jìn)行η次迭代，n ^ 2，每一次迭代是指將一個(gè)晶體管替換成電流復(fù)用成對(duì)的NMOS晶體管和PMOS管。
[0015]優(yōu)選的，在上述的電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路的噪聲降低方法中，所述放大電路包括串聯(lián)的2個(gè)交叉耦合電流復(fù)用基本單元，所述每個(gè)交叉耦合電流復(fù)用基本單元包括2個(gè)成對(duì)的NMOS晶體管與PMOS晶體管，所述2個(gè)成對(duì)的NMOS晶體管與PMOS晶體管之間通過電容交叉耦合。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了電流復(fù)用技術(shù)以及電容交叉耦合技術(shù)，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)同樣的電壓到電流的跨導(dǎo)基礎(chǔ)上，降低了電路的電流與功耗。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1a所示為現(xiàn)有技術(shù)中共源低噪聲放大器的電路圖；
[0019]圖1b所示為現(xiàn)有技術(shù)中共柵低噪聲放大器的電路圖；
[0020]圖2a所示為單個(gè)NMOS管的示意圖；
[0021]圖2b所示為成對(duì)的兩個(gè)晶體管；
[0022]圖3a所示為單個(gè)PMOS管的示意圖；
[0023]圖3b所示為成對(duì)的兩個(gè)晶體管；
[0024]圖4a所示為共源電路中單個(gè)晶體管的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4b所示成對(duì)的晶體管；
[0026]圖4c所示為一次迭代成對(duì)的晶體管；
[0027]圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例中交叉耦合電流復(fù)用基本單元的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖6所示為本發(fā)明實(shí)施例中N次迭代的電流復(fù)用電容交叉耦合電路圖；
[0029]圖7所示為本發(fā)明最佳實(shí)施例中電壓轉(zhuǎn)換為電流的跨導(dǎo)放大電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本實(shí)施例的原理是為了進(jìn)一步降低放大器的功耗，提出多級(jí)迭代成對(duì)NMOS晶體管與PMOS晶體管來替代單個(gè)NMOS晶體管或者PMOS晶體管的新的電路結(jié)構(gòu)。
[0031]本實(shí)施例的電路思路就是第一步，把單個(gè)NMOS晶體管或者PMOS晶體管用成對(duì)的NMOS晶體管與PMOS晶體管替代，參圖4a和圖4b所示。
[0032]第二步，把成對(duì)里面的NMOS晶體管或者PMOS晶體管看成單個(gè)晶體管。用成對(duì)的NMOS晶體管和PMOS晶體管來替代，參圖4c所示。
[0033]第三步，可以進(jìn)一步把經(jīng)過一次迭代后的電路中的每一個(gè)NMOS晶體管或者PMOS晶體管看成單個(gè)晶體管，用成對(duì)的NMOS晶體管和PMOS晶體管來代替。
[0034]第四步，重復(fù)第三步，直到電路其他限制停止，比如電源電壓限制或者線性度限制。
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖