倍頻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及倍頻器，并且更具體地，涉及在射頻(RF)和毫米波頻率(例如，波長(zhǎng)在大約0.1mm和1mm之間)具有較低的直流(DC)功耗的倍頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]倍頻器已經(jīng)被用于各種應(yīng)用中，包括RF應(yīng)用。圖1示出示例性的現(xiàn)有倍頻器。如圖所示，該倍頻器100操作來(lái)生成差分輸出信號(hào)24。+和24。+，其為輸入差分信號(hào)4。+和fLo-的頻率的兩倍。在該示例中，所述差分輸出信號(hào)2&。+和2fV。+能夠作為用于調(diào)制器的本地振蕩器信號(hào)。在圖1的示例中，所述輸入差分信號(hào)4。+和4。_被提供給晶體管Ql和Q2的柵極。晶體管Ql和Q2(如示出的，是NMOS晶體管)經(jīng)布置形成被耦合到公共節(jié)點(diǎn)和供電軌(例如，地面)之間的一對(duì)差分晶體管。電感器L(在其中間抽頭被耦合到供電軌VDD)連同晶體管Q3 (如示出的，是NMOS晶體管)的柵極一起被耦合到所述一對(duì)差分Q1/Q2的所述公共節(jié)點(diǎn)。所述晶體管Q3的源極也被耦合到所述電感器L。
[0003]然而，這樣的布置存在一些問(wèn)題。首先，因?yàn)橛邢薜目鐚?dǎo)密度，所以在射頻(RF)和毫米波頻率的所述直流(DC)功耗能夠高。其次，由于單個(gè)共模電感器抽頭(在圖1的示例中，其被耦合到供電軌VDD)的存在，在倍頻器100的輸出端處缺少偏置的靈活性。因此，需要具有改良的性能的倍頻器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供了一種裝置。在示例實(shí)施例中，所述裝置包括第一供電軌；第二供電軌；一對(duì)差分晶體管，其經(jīng)配置用于接收具有第一頻率的第一差分信號(hào)；變壓器，其具有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)，其中所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)被耦合到所述一對(duì)差分晶體管，而且其中所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)經(jīng)配置用于輸出具有第二頻率的第二差分信號(hào)，其中所述第二頻率大于所述第一頻率；第一晶體管，其被耦合到所述第一供電軌、所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)和所述一對(duì)差分晶體管，而且其中所述第一晶體管是第一導(dǎo)電型晶體管；以及第二晶體管，其被耦合到所述第二供電軌、所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)和所述一對(duì)差分晶體管，而且其中所述第二晶體管是第二導(dǎo)電型晶體管。
[0005]在特定的實(shí)施方式中，所述第一晶體管可以具有第一無(wú)源電極、第二無(wú)源電極和控制電極，其中所述第一晶體管的所述第一無(wú)源電極被耦合到所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)，所述第一晶體管的所述第二無(wú)源電極被耦合到所述第一供電軌，而且所述第一晶體管的所述控制電極被耦合到所述一對(duì)差分晶體管。所述第二晶體管可以具有第一無(wú)源電極、第二無(wú)源電極和控制電極，其中所述第一晶體管的所述第一無(wú)源電極被耦合到所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)，其中所述第一晶體管的所述第二無(wú)源電極被耦合到所述第二供電軌，而且其中所述第一晶體管的所述控制電極被耦合到所述一對(duì)差分晶體管。
[0006]在特定的實(shí)施方式中，所述第一供電軌可以是地面。所述第一晶體管可以是N型晶體管，而所述第二晶體管可以是P型晶體管。所述第一晶體管可以是NMOS晶體管，而所述第二晶體管可以是PMOS晶體管。
[0007]在其他實(shí)施例中，所述裝置包括第一供電軌；第二供電軌；第一 MOS晶體管，其被耦合到公共節(jié)點(diǎn)和所述第一供電軌之間，其中所述第一 MOS晶體管經(jīng)配置用于在其柵極接收第一差分信號(hào)的第一部分，而且其中所述第一差分信號(hào)具有第二頻率；第二 MOS晶體管，其被耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)和所述第二供電軌之間，其中所述第二 MOS晶體管經(jīng)配置用于在其柵極接收所述第一差分信號(hào)的第二部分；變壓器，其具有:具有第一終端、第二終端和中間抽頭的初級(jí)側(cè)，其中所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)的所述第一終端被耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)，而且其中所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)的所述中間抽頭經(jīng)配置用于接收共模電壓，以及具有第一終端、第二終端和中間抽頭的次級(jí)側(cè)，其中所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)的所述第一終端經(jīng)配置用于輸出第二差分信號(hào)的第一部分，而且其中所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)的所述中間抽頭經(jīng)配置用于接收共模電壓，而且其中所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)的所述第二終端經(jīng)配置用于輸出所述第二差分信號(hào)的第二部分，其中所述第二差分信號(hào)具有第二頻率，而且其中所述第二頻率大于所述第一頻率；第三MOS晶體管，其被耦合到所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)的所述第二終端和所述第二供電軌之間且在其柵極被耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)，其中所述第三MOS晶體管是第一導(dǎo)電型晶體管；第四MOS晶體管，其被耦合到所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)的所述第二終端和所述第一供電軌之間且在其柵極被耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)，而且其中所述第四MOS晶體管是第二導(dǎo)電型晶體管。
[0008]在特定的實(shí)施方式中，所述第一、第二和第三MOS晶體管可以是NMOS晶體管，而所述第四晶體管可以是PMOS晶體管。所述第二頻率可以是所述第一頻率的兩倍。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是傳統(tǒng)的具有正反饋的倍頻器的示例圖；
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理實(shí)施的具有正反饋的倍頻器的示例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖2示出示例倍頻器200。與倍頻器100類(lèi)似，例如，倍頻器200能夠生成差分輸出信號(hào)24。+和24。+，其為所述輸入差分信號(hào)4。+和4。_的頻率的兩倍。然而，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上存在一些不同。即，電感器L已經(jīng)被變壓器TR替換，而且晶體管Q4 (例如，其能夠是PMOS晶體管)已經(jīng)被添加。在該配置中，晶體管Q3和Q4經(jīng)布置為相反的導(dǎo)電類(lèi)型，例如，晶體管Q3和Q4分別地被示為NMOS和PMOS晶體管。這些晶體管Q3和Q4也被耦合到供電軌(例如，供電軌VDD和地面)之間。因?yàn)檫@些晶體管Q3和Q4通常被耦合到所述變壓器TR的所述初級(jí)側(cè)的終端且因?yàn)榫w管Q3和Q4的柵極被耦合到一對(duì)差分Q1/Q2的所述公共節(jié)點(diǎn)，所以這些晶體管Q3和Q4操作為“堆疊的(stacked)”跨導(dǎo)設(shè)備。通過(guò)具有該堆疊結(jié)構(gòu)(例如，晶體管Q4的源極被耦合到晶體管Q3的漏極)，允許在這些跨導(dǎo)設(shè)備(例如，晶體管Q3和Q4)之間的電流復(fù)用，例如，其能夠使所述跨導(dǎo)密度加倍。
[0012]也能夠?qū)崿F(xiàn)更好的偏置。如圖所示，在該示例中，所述變壓器TR已經(jīng)替換了所述電感器L，其中所述初級(jí)側(cè)被耦合到一對(duì)差分Q1/Q2的所述公共節(jié)點(diǎn)和所述晶體管Q3和Q4的所述漏極和源極，并且其中所述次級(jí)側(cè)提供差分輸出信號(hào)24。+和24。+。因?yàn)樗鲎儔浩鱐R能夠提供至少兩個(gè)中間抽頭(例如，在所述初級(jí)側(cè)上的一個(gè)和在所述次級(jí)側(cè)上的一個(gè))，所以共模電壓VCM能夠被應(yīng)用于這些中間抽頭。考慮到為晶體管Q3和Q4改良的(例如，優(yōu)化的)偏置，能夠選擇該共模電壓VCM。
[0013]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)，可以對(duì)描述的示例實(shí)施例進(jìn)行修改，而且很多其他的實(shí)施例也是可能的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種裝置，其包括: 第一供電軌； 第二供電軌； 一對(duì)差分晶體管，其經(jīng)配置用于接收具有第一頻率的第一差分信號(hào)； 變壓器，其具有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)，其中所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)被耦合到所述一對(duì)差分晶體管，而且其中所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)經(jīng)配置用于輸出具有第二頻率的第二差分信號(hào)，其中所述第二頻率大于所述第一頻率； 第一晶體管，其被耦合到所述第一供電軌、所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)和所述一對(duì)差分晶體管，而且其中所述第一晶體管是第一導(dǎo)電型晶體管；以及 第二晶體管，其被耦合到所述第二供電軌、所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)和所述一對(duì)差分晶體管，而且其中所述第二晶體管是第二導(dǎo)電型晶體管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一晶體管具有第一無(wú)源電極、第二無(wú)源電極和控制電極，其中所述第一晶體管的所述第一無(wú)源電極被耦合到所述變壓器的所述初級(jí)偵U，其中所述第一晶體管的所述第二無(wú)源電極被耦合到所述第一供電軌，而且其中所述第一晶體管的所述控制電極被耦合到所述一對(duì)差分晶體管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第二晶體管具有第一無(wú)源電極、第二無(wú)源電極和控制電極，其中所述第一晶體管的所述第一無(wú)源電極被耦合到所述變壓器的所述初級(jí)偵U，其中所述第一晶體管的所述第二無(wú)源電極被耦合到所述第二供電軌，而且其中所述第一晶體管的所述控制電極被耦合到所述一對(duì)差分晶體管。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一供電軌是地面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述第一晶體管是N型晶體管，而且其中所述第二晶體管是P型晶體管。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述第一晶體管是NMOS晶體管且其中所述第二晶體管是PMOS晶體管。7.一種裝置，其包括: 第一供電軌； 第二供電軌； 第一MOS晶體管，其被耦合到公共節(jié)點(diǎn)和所述第一供電軌之間，其中所述第一MOS晶體管經(jīng)配置用于在其柵極接收第一差分信號(hào)的第一部分，而且其中所述第一差分信號(hào)具有第二頻率； 第二 MOS晶體管，其被耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)和所述第二供電軌之間，其中所述第二 MOS晶體管經(jīng)配置用于在其柵極接收所述第一差分信號(hào)的第二部分； 變壓器，其具有: 具有第一終端、第二終端和中間抽頭的初級(jí)側(cè)，其中所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)的所述第一終端被耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)，而且其中所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)的所述中間抽頭經(jīng)配置用于接收共模電壓；以及 具有第一終端、第二終端和中間抽頭的次級(jí)側(cè)，其中所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)的所述第一終端經(jīng)配置用于輸出第二差分信號(hào)的第一部分，而且其中所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)的所述中間抽頭經(jīng)配置用于接收共模電壓，而且其中所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)的所述第二終端經(jīng)配置用于輸出所述第二差分信號(hào)的第二部分，其中所述第二差分信號(hào)具有第二頻率，而且其中所述第二頻率大于所述第一頻率； 第三MOS晶體管，其被耦合到所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)的所述第二終端和所述第二供電軌之間且在其柵極被耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)，其中所述第三MOS晶體管是第一導(dǎo)電型晶體管； 第四MOS晶體管，其被耦合到所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)的所述第二終端和所述第一供電軌之間且在其柵極被耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)，并且其中所述第四MOS晶體管是第二導(dǎo)電型晶體管。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述第一、第二和第三MOS晶體管是NMOS晶體管，而且其中所述第四晶體管是PMOS晶體管。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述第二供電軌是地面。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述第二頻率是所述第一頻率的兩倍。
【專(zhuān)利摘要】倍頻器具有經(jīng)配置用于接收具有第一頻率的第一差分信號(hào)(f*Lo+，fur)的一對(duì)差分晶體管(Q1、Q2)和變壓器(TR)。所述變壓器初級(jí)側(cè)被耦合到所述一對(duì)差分晶體管，而且所述變壓器次級(jí)經(jīng)配置用于輸出具有大于所述第一頻率的第二頻率的第二差分信號(hào)(2fLo+，2fLo-)。第一導(dǎo)電型晶體管(Q3)被耦合到第一供電軌(地面)、所述變壓器初級(jí)側(cè)和所述一對(duì)差分晶體管。第二導(dǎo)電型晶體管(Q4)被耦合到第二供電軌(VDD)、所述變壓器初級(jí)側(cè)和所述一對(duì)差分晶體管，其中所述第二晶體管是第二導(dǎo)電型晶體管。
【IPC分類(lèi)】H03B19/10
【公開(kāi)號(hào)】CN104904115
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480004238
【發(fā)明人】S·?？ㄌm, V·B·倫塔拉, B·P·金斯堡, S·M·若馬斯萬(wàn)邁, E·賽奧克, B·赫龍, B·A·克雷默, F·塞涅雷特
【申請(qǐng)人】德克薩斯儀器股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2014年1月14日
【公告號(hào)】US8760899, US20140198550, WO2014110546A1