电流放大器及发射机制造技术

本发明专利技术实施例公开了电流放大器及包括所述电流放大器的发射机。其中，本发明专利技术公开的一种电流放大器可包括：第一晶体管，该第一晶体管包括：源极，用于接收输入电流的栅极，以及用于接收驱动电流的漏极；第二晶体管，该第二晶体管包括：栅极，源极和漏极；电压电平移位单元，耦接于所述第一晶体管的所述漏极和所述第二晶体管的所述栅极之间，用于提供电压偏移(voltage shift)；其中，所述电流放大器在所述第二晶体管的所述漏极产生输出电流。本发明专利技术实施例可使电流放大器的直流输出电压通过调节到达期望的最佳值。

【技术实现步骤摘要】
本申请为申请号为13/910,615，申请日为2013年6月5日的专利的部分延续案，本申请还要求申请号为62/192,154，申请日为2015年7月14日的美国临时专利申请的优先权，62/192,154的全部技术特征均包含在本申请中。
本专利技术涉及电路
，尤其涉及电流放大器及发射机。
技术介绍
当今，现代通信系统要求高数据率和长距离传输。因此，高速且高线性的发射机(transmitter)变得越来越重要。电流型(current-steering)数字-模拟转换器(Digital-to-AnalogConverter，DAC)是实施高速且高分辨率的发射机的优选器件，但是很难设计出在高工作频率(operatingfrequency)下工作时既满足大的输出摆动(outputswing)又满足小的失真(distortion)的电流型DAC。因此，目前使用电流放大器来解决上述问题，但是目前可用的电流放大器大都结构复杂，且电流放大器的直流输出电压往往不能达到期望的最佳值，而为了实现期望的最佳输出就需要将电源电压设得足够大，这样非常耗电。
技术实现思路
本专利技术提供电流放大器和包括本专利技术电流放大器的发射机，可使放大器的直流输出电压达到期望的最佳值。具体的，本专利技术实施例公开了一种电流放大器，其可包括：第一晶体管，该第一晶体管包括：源极，用于接收输入电流的栅极，以及用于接收驱动电流的漏极；第二晶体管，该第二晶体管包括：栅极，源极和漏极；电压电平移位单元，耦接于所述第一晶体管的所述漏极和所述第二晶体管的所述栅极之间，用于提供电压偏移(voltageshift)；其中，所述电流放大器在所述第二晶体管的所述漏极产生输出电流。进一步，本专利技术公开了包括上述电流放大器的发射机，其除了包括上述电流放大器之外，还包括：单端数字-模拟转换器，该单端数字-模拟转换器包括耦接于所述电流放大器的所述第一晶体管的所述栅极的单端输出端。另外，本专利技术还提供了另一种电流放大器，其可包括：第一晶体管，该第一晶体管包括：源极，用于接收正输入电流的栅极，以及用于接收第一驱动电流的漏极；第二晶体管，该第二晶体管包括：栅极，源极和漏极；第三晶体管，该第三晶体管包括：源极，用于接收负输入电流的栅极，以及用于接收第二驱动电流的漏极；第四晶体管，该第四晶体管包括：栅极，源极和漏极；电压电平移位单元，耦接于所述第一晶体管的所述漏极和所述第二晶体管的所述栅极之间，以提供第一电压偏移，以及耦接于所述第三晶体管的所述漏极和所述第四晶体管的所述栅极之间，以提供第二电压偏移；其中，所述电流放大器在所述第二晶体管的所述漏极产生负输出电流，在所述第四晶体管的所述漏极产生正输出电流。相应的，本专利技术还提供了包括上述另一种电流放大器的发射机，其除了包括上述的电流放大器之外，还包括：差分数字-模拟转换器，该差分数字-模拟转换器包括：耦接于所述电流放大器的所述第一晶体管的所述栅极的正输出端和耦接于所述电流放大器的所述第三晶体管的所述栅极的负输出端。综上所述，本专利技术实施例所公开的电流放大器及包括所述电流放大器的发射机通过电压电平移位单元来提供电压偏移，由此使得电流放大器的直流输出电压通过调节到达期望的最佳值。【附图说明】本专利技术可通过阅读随后的细节描述和参考附图所举的实施例被更全面地理解，其中：图1描述了本专利技术的一个实施例的电流放大器。图2描述了一种单端设计的发射机200。图3A-3C示出了本专利技术的多个电流放大器的多个实施例。图4A描述了依据本专利技术的一个实施例的伪差分结构中的电流放大器。图4B描述了依据本专利技术的另一个实施例的伪差分结构中的电流放大器。图5描述了差分结构中的发射机。图6描述了依据本专利技术的另一个实施例的用于将输入电流Iin转换为输出电流Io的电流放大器。图7描述了单端设计的发射机700。发射机700包括图6的电流放大器和单端数字-模拟转换器202。图8示出了与图6的电流放大器相比还包括有晶体管M3的电流放大器的实施例。图9A-图9D示出了多种电压电平移位单元VShift。图10A和图10B描述了带有电压电平移位机制的伪差分电流放大器。图11A和图11B描述了两种可用于伪差分架构的电压电平移位单元VShift。图12示出了共模电压传感器1100的一个实施例。【具体实施方式】下面的描述展示了实施本专利技术的多个实施例。这里的描述仅用于阐述本专利技术的基本原理而不应当用于限定本专利技术。图1描述了本专利技术的一个实施例的电流放大器。该电流放大器包括至少两个晶体管(transistor)M1和M2，还包括至少两个阻抗(impedance)电路Zi和Zs。晶体管M1的栅极通过节点X耦接于一个前级(former-stage)电路。如图所示，晶体管M1的漏极耦接于一个电流源(简化为阻抗元件Zo)，晶体管M1的源极偏置于恒定电压电平(例如，地端，但不限于此)。晶体管M2的栅极耦接于所述电流源(Zo)，晶体管M2还包括源极和漏极。阻抗电路Zi耦接于晶体管M1的栅极和晶体管M2的源极之间。阻抗电路Zs耦接于晶体管M2的源极和地端之间。电流放大器依据接收的输入电流Iin在晶体管M2的漏极产生输出电流Io。可将负载阻抗Zl耦接于晶体管M2的漏极，以将所述输出电流Io转换为电压值。晶体管M1、M2以及阻抗结构Zo、Zi和Zs形成负反馈回路。因此，所述节点X交流接地(ACgrounded)，但由于回路增益，仅存在非常小的交流信号。由此，Vi＝Iin*Zi,且Io＝(Vi/Zs)-Iin＝[(-Iin*Zi)/Zs-Iin]＝Iin(1+Zi/Zs)。在Iin和Io之间产生电流增益，(1+Zi/Zs)。请注意，晶体管M1的源极未连接有电流源。晶体管M1的源极的电压电平通过恒定的电压偏置保持恒定而不是通过普通模式的偏置设计保持恒定。因此，本专利技术的电流放大器在单端应用中发挥很好的作用。图2描述了一种单端设计的发射机200。发射机200包括图1所述的电流放大器，另外还包括一个单端数字-模拟转换器202。单端数字-模拟转换器202的输出信号耦接于晶体管M1的栅极。单端数字-模拟转换器202通过所述节点X向所述电流放大器提供输入电流Iin，所述电流放大器随后产生一个单端输出电流Io，所述单端输出电流Io被耦接至负载阻抗Zl，以实现电流-电压的转换。由于所述电流放大器的所述晶体管M1的所述源极不需要任何主动元件(activedevice)，因此，当被应用于传输操作(transmissionoperations)，图1中的电流放大器可获得低噪声和高带宽。图3A-3C示出了本专利技术的多个电流放大器的多个实施例。其中，晶体管M3的栅极偏置于偏置电压Vb，晶体管M3的源极耦接于晶体管M1的漏极，晶体管M3的漏极耦接于电流源CS和晶体管M2的栅极。在图3A中，电阻Ri耦接于晶体管M1的栅极和晶体管M2的源极之间，以实施图1中的阻抗电路Zi，电阻Rs耦接于晶体管M2的源极和地端之间，以实施图1中的阻抗电路Zs。由于反馈网络由M1、M2、CS、Ri以及Rs所形成，因此，无论节点X被注入多少输入电流Iin，M1的栅极电压始终保持恒定。这表示本专利技术的电流放大器具有小的输入阻抗。Ri两端的电压随着Iin而发生变化，且Io＝-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流放大器，其特征在于，包括：第一晶体管，该第一晶体管包括：源极，用于接收输入电流的栅极，以及用于接收驱动电流的漏极；第二晶体管，该第二晶体管包括：栅极，源极和漏极；电压电平移位单元，耦接于所述第一晶体管的所述漏极和所述第二晶体管的所述栅极之间，用于提供电压偏移；其中，所述电流放大器在所述第二晶体管的所述漏极产生输出电流。

【技术特征摘要】
2015.07.14 US 62/192,154;2015.12.08 US 14/962,5601.一种电流放大器，其特征在于，包括：第一晶体管，该第一晶体管包括：源极，用于接收输入电流的栅极，以及用于接收驱动电流的漏极；第二晶体管，该第二晶体管包括：栅极，源极和漏极；电压电平移位单元，耦接于所述第一晶体管的所述漏极和所述第二晶体管的所述栅极之间，用于提供电压偏移；其中，所述电流放大器在所述第二晶体管的所述漏极产生输出电流。2.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，所述电压电平移位单元所提供的所述电压偏移用于确保所述第一晶体管工作在饱和区域。3.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，还包括：第一阻抗电路，耦接于所述第一晶体管的所述栅极和所述第二晶体管的所述源极之间；以及第二阻抗电路，耦接于所述第二晶体管的所述源极和接地端之间。4.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，所述第一晶体管的所述源极直接与地端相连。5.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，所述第一晶体管的所述源极偏置于固定电压电平。6.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，没有主动装置耦接于所述第一晶体管的所述源极。7.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，还包括：第三晶体管，该第三晶体管包括：漏极，偏置于偏置电压的栅极，以及耦接于所述第一晶体管的所述漏极的源极；其中，所述电压电平移位单元耦接于所述第三晶体管的所述漏极，以耦接于所述第一晶体管的所述漏极。8.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，所述电压电平移位单元包括：电阻；电流源，用于提供流经所述电阻的电流，以产生跨于所述电阻两端的电压偏移。9.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，所述电压电平移位单元为N沟道金属氧化物半导体电流跟随器或P沟道金属氧化物半导体电流跟随器。10.一种发射机，其特征在于，包括：如权利要求1-9中任一项所述的电流放大器；以及单端数字-模拟转换器，该单端数字-模拟转换器包括耦接于所述电流放大器的所述第一晶体管的所述栅极的单端输出端。11.如权利要求10所述的发射机，其特征在于，所述电流放大器的所述第二晶体管的所述漏极耦接于负载阻抗，以使输出电流被转换为电压值。12.一种电流放大器，特征在于，包括：第一晶体管，该第一晶体管包括：源极，用于接收正输入电流的栅极，以及用于接收第一驱动电流的漏极；第二晶体管，该第二晶体管包括：栅极，源极和漏极；第三晶体管，该第三晶体管包括：源极，用于接收负输入电流的栅极，以及用于接收第二驱动电流的漏极；第四晶体管，该第四晶体管包括：栅极，源极和漏极；电压电平移位单元，耦接于所述第一晶体管的所述漏极和所述第二晶体管的所述栅极之间，以提供第一电压偏移，以及耦接于所述第三晶体管的所述漏极和所述第四晶体管的所述栅极之间，以提供第二电压偏移；其中，所述电流放大器在所述第二晶体管的所述漏极产生负输出电流，在所述第四晶体管的所述漏极产生正输出电流。13.如权利要求12所述的电流放大器，其特征在于，所述电压电平移位单元所提供的所述第一电压偏移用于确保所述第一晶体管工作在饱和区域，所述电压电平移位单元所提供的所述第二电压偏移用于确保所述第三晶体管工作在饱和区域。14.如权利要求12所述的电流放大器，其特征在于，还包括：第一阻抗电路，耦接于所述第一晶体管的所述栅极和所述第二晶体管的所述源极之间；第二阻抗电路，耦接于所述第二晶体管的所述源极和接地端之间；第三阻抗电路，耦接于所述第三晶体管的所述栅极和所述第四晶体管的所述源极之间；以及第四阻抗电路，耦接于所述第四晶体管的所述源...

【专利技术属性】
技术研发人员：范鐏元，张文华，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71