使用多路选通晶体管具有改良线性和频带的放大器电路制造技术

本发明专利技术公开一种使用ＭＧＴＲ具有改良线性和频带的放大器电路。该放大器电路包括一个放大单元，它包括主晶体管和辅助晶体管；一个衰减单元，它包括分别连接到主晶体管的源极和辅助晶体管的源极的电感器；一个电容器，它的一端连接到主晶体管和辅助晶体管的源极，它的另一端连接到主晶体管和辅助晶体管的栅极；和一个输出单元，它连接到主晶体管和辅助晶体管的漏极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用多路选通晶体管(MGTR)的放大器电路，更具体而言涉及一种使用MGTR具有改良线性和改良频带的放大器电路。 相关
技术介绍
附图说明图1是一种使用多路选通晶体管(MGTR)的常规放大器电路的电路图。参照图1，常规的放大器电路包括晶体管MN11，一个由主晶体管MN12和辅助晶体管MN13组成的MGTR，电阻器R11和电感器L11。主晶体管MN12的栅极、漏极和源极分别连接到辅助晶体管MN13的栅极、漏极和源极，从而构造一个放大单元。主晶体管MN12和辅助晶体管MN13的源极被连接到电感器L11，以便形成一个衰减单元。主晶体管MN12和辅助晶体管MN13的栅极共同地连接到输入端子。晶体管MN11的源极连接到放大单元的晶体管MN12和MN13的漏极。晶体管MN11的漏极被连接到电阻器R11和输出单元的输出端子。现在叙述使用MGTR的常规放大器电路的操作。输入信号被施加到主晶体管MN12和辅助晶体管MN13的栅极进行放大。这里，当主晶体管MN12放大输入信号时，就控制辅助晶体管MN13的操作特性来消除三阶互调失真IMD3。晶体管MN12的操作特性与晶体管MN13的不同，以便使放大器的线性得到改善。然而，当电感器连接到晶体管MN12和MN13的源极时，就减少了线性改善，特别是减少了在高频的线性改善。电感器不可避免地加入到放大器电路，用于封装集成电路(IC)芯片或连接到输入阻抗匹配的电路。当设计一种低噪声放大器时，具体地说，电感器被加入到放大器电路进行输入阻抗匹配。在这种情况下，当电感元件连接到晶体管的源极用于串联负反馈时，电感元件对应于来自晶体管栅极的输入阻抗的实分量，这样电感元件呈现为电阻器。这里，电阻器的电阻是gm*Ls/(Cgs)，其中gm是晶体管的跨导，Ls是电感元件的电感，Cgs是晶体管的栅极-源极的电容。在低噪声放大器的情况下，该方法被用来同时实现噪声系数的最优化匹配和输入功率匹配。然而，根据这种方法，在MGTR的情况下gm”的偏移效应并不能在高频中呈现。当电感器连接到晶体管的源极时，产生了gm”阻抗的虚分量，该虚分量成为确定非线性的分量。即，gm”的实分量被MGTR有效地消除，但是由于连接到晶体管源极的电感器而新产生了gm”的虚分量。因此，就去除了MGTR的线性改善效果(参照IEEE RFIC Symposium 2004FortWorth，TX USA 6-8June，2004’)。图2是一个使用MGTR来避免图1中所示放大器电路的缺陷的常规放大器电路的电路图。图2的放大器电路在“IEEE RFIC Symposium 2004Fort Worth，TX USB 6-8June，2004’”中公开，并且是由Qualcomm(高通)提出。参照图2，该放大器电路包括晶体管MN21至MN25，电容器C21，C22和C23，电感器L21，L22，L23和L24，电流源Is21和Is22，和电阻器R21和R22。主晶体管MN21的漏极被连接到辅助晶体管MN22的漏极，主晶体管MN21的源极被连接到电感器L21，辅助晶体管MN22的源极被连接到电感器L22，从而构造一个放大单元。这里，电感器L21和L22具有不同的特性。输入端子IN串行地连接电容器C21和电感器L23，并耦合到主晶体管MN21的栅极，以便放大输入信号，其中电容器C21和电感器L23是串行连接。电容器C22被插入在主晶体管MN21的栅极与辅助晶体管MN22的栅极之间，以便使用辅助晶体管MN22放大输入信号。电流源Is21的输出被施加到晶体管MN23的漏极和栅极用于加偏压，电流源Is22的输出被施加到晶体管MN24的漏极和栅极用于加偏压，电流源Is21和Is22接收电源电压Vdd。电阻器R21串行地连接在晶体管MN23的栅极与主晶体管MN21的栅极之间，电阻器R22串行地连接在晶体管MN24的栅极与辅助晶体管MN22的栅极之间，用于向晶体管MN21和MN22加偏压。晶体管MN25的漏极被连接到电容器C23，以便构造一个输入端子，晶体管MN25的源极被连接到晶体管MN21和MN22的漏极，以便输出信号。在图2的放大器电路中，具有不同特性的电感器L21和L22被分别连接到主晶体管MN21和辅助晶体管MN22，以便改善线性。然而，在这种情况下，该放大器电路需要更多的图1放大器电路中的电感器。此外，确定辅助晶体管MN22的电感器L22的电感以及仅仅将放大器电路施加到窄带上是非常困难的。而且，还没有方法能够处理在辅助晶体管中产生的感应栅极噪声(参见IEEE RFIC Symposium 2004Fort Worth，TX USA 6-8June，2004’)。专利技术概述相应地，本专利技术已经解决了上述的问题，本专利技术的一个目的在于提供一种改善频带同时增强线性的放大器电路。本专利技术的另一个目的在于提供一种放大器电路，该放大器电路能够减少MGTR的退化(degeneration)电感器的影响，并减少在辅助晶体管中产生的感应栅极噪声的影响，从而改善噪声系数。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种使用MGTR具有改良线性和频带的放大器电路，该放大器电路包括一个放大单元，它包括主晶体管和辅助晶体管；一个衰减单元，它包括分别连接到主晶体管的源极和辅助晶体管的源极的电感器；一个电容器，它的一端连接到主晶体管和辅助晶体管的源极，它的另一端连接到主晶体管和辅助晶体管的栅极；和一个输出单元，它连接到主晶体管和辅助晶体管的漏极。优选的，主晶体管和辅助晶体管具有不同的特性。输出单元可以包括晶体管。本专利技术的另一个方面，还提供了一种使用MGTR具有改良线性和频带的放大器电路，该放大器电路包括一个放大单元，它包括主晶体管和辅助晶体管；一个衰减单元，它包括分别连接到主晶体管的源极和辅助晶体管的源极的电感器；一个电容器，它的一端连接到主晶体管和辅助晶体管的源极，它的另一端连接到主晶体管和辅助晶体管的栅极；一个输出单元，它连接到主晶体管和辅助晶体管的漏极，该输出单元包括晶体管；和一个反馈放大器，它连接在输出单元的晶体管的栅极和源极之间。附图简述本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将从下文结合附图详细叙述的本专利技术的优选实施例中显现出来。图1是一个使用MGTR的常规放大器电路的电路图；图2是在“IEEE RFIC Symposium 2004Fort Worth，TX USA 6-8June，2004’”中公开并由Qualcomm提出的一个常规放大器电路的电路图；图3是根据本专利技术的第一个实施例，使用MGTR具有改良线性和频带的共用源极放大器电路的电路图；图4是根据本专利技术的第二实施例，使用MGTR具有改良线性和频带的共射-共基放大器电路的电路图；图5是根据本专利技术的第三实施例，使用MGTR具有改良线性和频带的放大器电路的电路图；图6是显示根据本专利技术一个实施例的放大器电路的模拟效果的增益图；图7是显示根据本专利技术一个实施例的放大器电路的模拟效果的IIP3图；图8是显示根据本专利技术一个实施例的模拟效果的噪声系数图；图9是显示根据本专利技术一个实施例的模拟效果的史密斯(Smith)圆图。优选实施例的详细叙述现在将详细地参考本专利技术的优选实施例，本专利技术的实例在附图中进行了说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用ＭＧＴＲ具有改良线性和频带的放大器电路，该放大器电路包括：一个放大单元，它包括主晶体管和辅助晶体管；一个衰减单元，它包括分别连接到主晶体管的源极和辅助晶体管的源极的电感器；一个电容器，它的一端连接到主晶体管和 辅助晶体管的源极，它的另一端连接到主晶体管和辅助晶体管的栅极；一个输出单元，它连接到主晶体管和辅助晶体管的漏极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金兑昱，金本冀，李贵鲁，
申请(专利权)人：因特格瑞特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]