对数线性型的电流产生器及相关的可变增益放大器制造技术

本发明专利技术是关于一种对数线性型的电流产生器及相关的可变增益放大器，对数线性型的电流产生器包括一第一晶体管，耦接于一第一节点与一第一电源电压之间；一第一电阻，耦接于第一晶体管的控制端与一第二节点之间；一第二晶体管，耦接于第二节点与一第二电源电压之间，且包括一控制端耦接至第一节点；一第三晶体管，包括一第一端耦接第二电源电压以及一控制端耦接第一节点；一第二电阻，耦接于第三晶体管的第二端与一第三节点之间；一第四晶体管，包括一第一端耦接第一电源电压、一控制端耦接第三节点；一第一、第二电流源，分别耦接于第二节点与第一电源电压之间与第二电源电压与第三节点之间；以及一参考电流源，耦接于第二电源电压与第一节点之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于电流产生器，特别有关一种对数线性型的电流产生器能够 于最大增益下具有最小增益误差，以及相关的可变增益放大器。
技术介绍
于通讯系统中，模拟接收器需要随着特定接收动作与所接收到信号的强 度调整其增益的大小，以便维持在一固定的信号准位，为了达到这个效果， 一般而言都会使用可变增益放大器。由于所接收信号的强度很广泛，可变增 益放大器必须能够在广泛的范围内调整其增益大小，而对数线性型可变增益 放大器就是现有一种用以达到这种增益控制的放大器。然而，传统对数线性型可变增益放大器的问题在于结构复杂并且准确度 与频宽受限制。因此，需要一个结构简单且准确度高的对数线性型可变增益 放大器。
技术实现思路
本专利技术提供一种对数线性型的电流产生器，包括一第一晶体管，耦接于 一第一节点与一第一电源电压之间，且包括一控制端； 一第一电阻，耦接于 第一晶体管的控制端与一第二节点之间； 一第二晶体管，耦接于第二节点与 一第二电源电压之间，且包括一控制端耦接至第一节点； 一第一电流源，耦 接于第二节点与第一电源电压之间； 一第三晶体管，包括一第一端耦接第二 电源电压、 一控制端耦接第一节点，以及一第二端； 一第二电阻，耦接于第 三晶体管的第二端与一第三节点之间； 一第四晶体管，包括一第一端耦接第 一电源电压、 一控制端耦接第三节点，以及一第二端用以输出一输出电流； 一第二电流源，耦接于第二电源电压与第三节点之间；以及一参考电流源， 耦接于第二电源电压与第一节点之间。本专利技术亦提供另一种对数线性型的电流产生器，包括第一晶体管，耦接于一第一节点与一第一电源电压之间，且包括一控制端； 一第一电阻，耦接于第一晶体管的控制端与一第二节点之间；一第二晶体管，耦接于第二节点与一第二电源电压之间，且包括一控制端耦接至第一节点； 一第三晶体管， 包括一第一端耦接第二电源电压、 一控制端耦接第一节点，以及一第二端； 一第二电阻，耦接于第三晶体管的第二端与一第三节点之间； 一第四晶体管， 包括一第一端耦接第一电源电压、 一控制端耦接第三节点，以及一第二端用 以输出一输出电流； 一第一参考电流源，耦接于第二电源电压与第一节点之 间； 一第二参考电流源，耦接于第二电源电压与第四节点之间； 一第五晶体 管，耦接于第二电源电压与一第五节点之间，且包括一控制端耦接第四节点； 一第六晶体管，耦接第一电源电压与第四节点之间，且包括一控制端耦接第 五节点； 一第七晶体管，包括一第一端耦接第一电源电压、 一控制端耦接第 五节点；以及一第二端； 一第三电阻，耦接于第二节点与第七晶体管的第二 端之间；以及一第八晶体管，耦接于第三节点与第一电源电压之间，且包括 一控制端耦接第五节点。本专利技术亦提供一种可变增益放大器，包括前述的对数线性型的电流产生 器，用以提供输出电流，作为一偏压电流；以及一放大单元，耦接对数线性 型的电流产生器，具有与偏压电流成比例的增益。附图说明图1为本专利技术中对数线性型电流产生器的一示意图。图2A表示对数线性型电流产生器中输出电流与控制的一关系图。图2B表示对数线性型电流产生器中输出电流与控制的另一关系图。图3为对数线性型电流产生器的一实施例。图4所示为本专利技术的可变增益放大器的一实施例。图5中显示电压增益与控制电流的关系。 附图标号100:对数线性型电流产生器； 110:基极电流补偿电路；200:放大单元; 300:可变增益放大器； Q1~Q11、 M1 M2:晶体管； R1 R3:电阻； CS4:参考电流源； N1 N6:节点； ICC:电流； Ib4:基极电流； Vin:输入信号；CS1 CS3;电流源； VDD、 GND:电源电压； Iref:参考电流； IX:输出电流； Icomp:补偿电流； V0Ut:输出信号。具体实施方式为了让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特 举一较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下图1为本专利技术中对数线性型(linear-in-dB)电流产生器的一示意图。如图 所示， 一对数线性型电流产生器100包括晶体管Q1 Q4、电阻Rl与R2以 及电流源CS1 CS3，并且在增益最大时具有最小的增益误差。电流源CS1耦接于电源电压VDD与节点Nl之间，用以提供一参考电 流(输入电流)Iref，晶体管Ql包括一集极端耦接至节点Nl，一射极端耦接至 电源电压GND以及一基极。电阻Rl耦接于晶体管Ql的基极与节点N2之 间，晶体管Q2包括一集极端耦接至电源电压VDD， 一基极端耦接至节点 Nl以及一射极耦接节点N2。电流源CS1耦接于节点N2与电源电压GND 之间，用以提供一电流Icc，晶体管Q3包括一集极耦接至电源电压VDD、 一基极耦接节点Nl以及一射极。电阻R2耦接于晶体管Q3的射极与节点 N3之间，电流源CS3耦接于节点N3与电源电压之间，用以提供一电流Icc。 晶体管Q4包括一基极耦接至节点N3、 一射极耦接至电源电压GND以及一集极用以输出一输出电流Ix。于此实施例中，在最佳的情况下，电阻R1与R2为相同的电阻、晶体管 Q2与Q3为具有相同尺寸的晶体管，而电流源CS1与CS2为相同的电流源， 用以提供电流Icc。若忽略耦接于节点N2与晶体管Q1的基极之间的电阻R1，输出电流Ix将可表示成=介e/ x eXp(-(/cc+r//M)xi 2)，其中Icc为电流源CS2(或CS3)所提供的电流、Ib4为通过晶体管Q4的基极的电流、VT为温度(thermal)电压，而Iref为 电流源CS1所提供的电流。电流Ix与Icc间的关系表示于图2A中，如图所 示，曲线Cl表示在没有基极电流效应下电流Ix与Icc间的关系，而曲线C2 表示存在基极电流效应下电流Ix与Icc间的关系。当电流Icc为零时，电流 Ix会由于晶体管Q4的基极电流，而产生最大的误差。换言之，在对数线性 型电流产生器中，当电流Icc为最小值时，电流Ix为最大值，并且电流Ix 的准位会受到晶体管Q4的基极电流Ib4的影响。因此，对数线性型电流产 生器会最大增益下具有最小增益误差。为了克服此问题，本专利技术使用一电阻R1设置于晶体管Q1与节点N2之 间，使得对数线性型电流产生器可以在最大增益下具有最小增益误差。以下说明对数线性型电流产生器100的动作与原理，其中假设晶体管Q2 与Q3的基极电流己被补偿。根据克希荷夫电压定律(KVL)，回路方程式(1)可表示成假设顺向导通下B汀晶体管的射-基极电压Vbe可表示成，其中VT为温 度电压、Ic为集极电流，而Is为饱和电流，回路方程式(l)可改写成由于R1=R2、电流源CS2与CS3为相同的电流源且晶体管Q2与Q3尺寸相同，所以式子(2)可改写成 <formula>formula see original document page 11</formula>(3 )对数线性型电流产生器中电流Ix与Icc间的关系如图2B中所示，其中 曲线C3表示在没有基极电流效应下电流Ix与Icc间的关系，而曲线C4表示 存在基极电流效应下电流Ix与Icc间的关系。由于晶体管Q4的基极电流Ib4 会被晶体管Q1的基极电流Ibl所补偿，因此当电流Icc接近于O时，电流Ix 等效于电流ICC。换言本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对数线性型的电流产生器，所述的电流产生器包括：一第一晶体管，耦接于一第一节点与一第一电源电压之间，且包括一控制端；一第一电阻，耦接于上述第一晶体管的控制端与一第二节点之间；一第二晶体管，耦接于上述第二节点与一第二 电源电压之间，且包括一控制端耦接至上述第一节点；一第一电流源，耦接于上述第二节点与上述第一电源电压之间；一第三晶体管，包括一第一端耦接上述第二电源电压、一控制端耦接上述第一节点，以及一第二端；一第二电阻，耦接于上述第 三晶体管的第二端与一第三节点之间；一第四晶体管，包括一第一端耦接上述第一电源电压、一控制端耦接上述第三节点，以及一第二端用以输出一输出电流；一第二电流源，耦接于上述第二电源电压与上述第三节点之间；以及一参考电流源，耦 接于上述第二电源电压与上述第一节点之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈新福，曾柏森，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]