一种基于共源共栅放大器的射频移相器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于共源共栅放大器的射频移相器包括共源共栅放大器和电容可调节范围为0法拉至200法拉的可变电容器。其中，共源共栅放大器包括晶体管M1、晶体管M2、输出负载和电源，晶体管M1的源极接地，晶体管M1的漏极连接晶体管M2的源极，晶体管M1的栅极连接信号输入端；晶体管M2的漏极连接信号输出端；输出负载的一端连接在晶体管M2的漏极和信号输出端之间，输出负载的另一端连接电源；可变电容器的一端连接在晶体管M1的漏极和晶体管M2的源极之间，可变电容器的另一端接地。本实用新型专利技术不需要电感、变压器或传输线结构，也不需要多个可变增益放大器，可节省大量面积，节省大量功耗，实现移相器小型化和低功耗。实现移相器小型化和低功耗。实现移相器小型化和低功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于共源共栅放大器的射频移相器


[0001]本技术涉及一种射频移相器，具体涉及一种基于共源共栅放大器的射频移相器。

技术介绍

[0002]随着科技进步，移相器集成电路越来越多地应用于射频电路之中。传统的射频移相器包括有源矢量合成移相器和无源移相器。其中，无源移相器需要用到电感、变压器或传输线结构，使得在集成电路中需要大量的芯片面积来实现，并且会引入巨大的损耗；而有源矢量合成移相器则需要多个可变增益放大器，会消耗大量的功耗。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是：现有的射频移相器会占用大量芯片面积，且会消耗大量功耗；目的在于：提供一种基于共源共栅放大器的射频移相器，解决现有射频移相器的缺陷。
[0004]本技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种基于共源共栅放大器的射频移相器，包括共源共栅放大器和可变电容器。其中，可变电容器的一端连接在共源共栅放大器的共源极和共栅极之间，可变电容器的另一端接地。
[0006]本技术与现有技术相比，仅由共源共栅放大器和可变电容器组成，通过改变可变电容器的电容即使输出信号的相位发生偏移，实现移相器的功能。并且，本技术与现有技术相比只需要用到共源共栅放大器，而不需要电感、变压器或传输线，从而可节省芯片面积；也不需要用到数个可变增益放大器，从而可节省大量的功耗。
[0007]作为对本技术的进一步描述，共源共栅放大器包括晶体管M1、晶体管M2、输出负载和电源。其中，晶体管M1的源极接地，晶体管M1的漏极连接晶体管M2的源极，晶体管M1的栅极连接信号输入端；晶体管M2的漏极连接信号输出端；输出负载的一端连接在晶体管M2的漏极和信号输出端之间，输出负载的另一端连接电源；可变电容器的一端连接在晶体管M1的漏极和晶体管M2的源极之间，可变电容器的另一端接地。
[0008]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0009]1、本技术一种基于共源共栅放大器的射频移相器，不需要电感、变压器或传输线结构，可节省大量面积，实现移相器小型化；
[0010]2、本技术一种基于共源共栅放大器的射频移相器，不需要多个可变增益放大器，可节省大量功耗，实现移相器低功耗。
附图说明
[0011]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0012]图1为现有技术中采用无源结构的射频移相器的电路图；
[0013]图2为现有技术中采用有源矢量合成结构的射频移相器的电路图；
[0014]图3为本技术实施例的一种基于共源共栅放大器的射频移相器的电路图。
[0015]图4为利用本技术实施例的一种基于共源共栅放大器的射频移相器，在不同可变电容数值下对应的输出信号的相位仿真结果示意图。
[0016]附图中标记及对应的零部件名称：
[0017]1‑
共源共栅放大器，2
‑
可变电容器，11
‑
晶体管M1，12
‑
晶体管M2，13
‑
输出负载，14
‑
电源。
具体实施方式
[0018]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
[0019]实施例：
[0020]如图1所示，现有技术中采用无源结构的射频移相器需要用到电感、变压器及传输线结构，在集成电路之中需要大量的芯片面积来实现，并且会引入巨大的损耗。如图2所示，现有技术中采用有源矢量合成结构的射频移相器需要数个可变增益放大器来实现，会消耗大量的功耗。
[0021]为解决现有技术中无源结构的射频移相器和有源矢量合成结构的射频移相器存在的不足，本实施例提供了一种基于共源共栅放大器的射频移相器，如图3所示。该基于共源共栅放大器的射频移相器包括共源共栅放大器1和电容可调节范围为0法拉至200法拉的可变电容器2。其中，共源共栅放大器包括晶体管M111、晶体管M212、输出负载和电源，晶体管M111的源极接地，晶体管M111的漏极连接晶体管M212的源极，晶体管M111的栅极连接信号输入端；晶体管M212的漏极连接信号输出端；输出负载的一端连接在晶体管M212的漏极和信号输出端之间，输出负载的另一端连接电源；可变电容器的一端连接在晶体管M111的漏极和晶体管M212的源极之间，可变电容器的另一端接地。
[0022]电容器的可变容值决定于晶体管M1和M2的尺寸，一个常见的容值范围可以为0到200E
‑
15法拉。
[0023]本实施例提供的一种基于共源共栅放大器的射频移相器与现有技术相比，仅由共源共栅放大器和可变电容器组成，通过改变可变电容器的电容即使输出信号的相位发生偏移，实现移相器的功能。并且，本技术与现有技术相比只需要用到共源共栅放大器，而不需要电感、变压器或传输线，从而可节省芯片面积；也不需要用到数个可变增益放大器，从而可节省大量的功耗。
[0024]其工作原理为：假设晶体管M1的跨导为gm1，小信号漏源电导为go1，晶体管M2的跨导为gm2，小信号漏源电导为go2，晶体管M1的输出寄生电容为Cout1，晶体管M2的输入寄生电容为Cin2。可变电容器2的容值为Cx。假设晶体管M2的输出节点的寄生电容和电感谐振，那么共源共栅放大器的传输函数可以表示为则传
输函数的相位绝对值可以表示为显然，在一个共源共栅放大器之中，Cout1，go1和Cin2都是定值，那么此时只需要改变Cx的数值，就可以改变传输函数的相位，以达到移相器的功能。
[0025]根据上述原理，本实施例利用具有上述结构的基于共源共栅放大器的射频移相器进行CMOS共源共栅电路的仿真，在仿真过程中，固定晶体管M1和晶体管M2的尺寸，而仅仅改变可变电容器2的电容值，得到仿真结构如图4所示，横坐标为可变电容器的容值，单位为1E
‑
15法拉，纵坐标为放大器的传输函数的相位，单位为度。从图4中可以看出，随着电容逐渐增大，射频信号的相位逐渐变化，从而实现了射频移相器的功能。
[0026]以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于共源共栅放大器的射频移相器，其特征在于，包括共源共栅放大器(1)和可变电容器(2)；所述可变电容器(2)的一端连接在所述共源共栅放大器(1)的共源极和共栅极之间，所述可变电容器(2)的另一端接地。2.根据权利要求1所述的一种基于共源共栅放大器的射频移相器，其特征在于，所述共源共栅放大器(1)包括晶体管M1(11)、晶体管M2(12)、输出负载(13)和电源(14)；所述晶体管M1(11)的源极接地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓雪，周翔，敖娜娜，
申请(专利权)人：四川省建筑设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：