一种带体电极隔离MOS管中和电容放大器及终端制造技术

本发明专利技术属于无线通信技术领域，公开了一种带体电极隔离MOS管中和电容放大器及终端，带体电极隔离MOS管中和电容放大器设置有第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管；第一MOS管中的栅极接正相输入信号端Vin+，第一MOS管中的漏极接正相输出信号端Vout+；第二MOS管中的栅极接反相输入信号端Vin

【技术实现步骤摘要】
一种带体电极隔离MOS管中和电容放大器及终端


[0001]本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种带体电极隔离MOS管中和电容放大器及终端。

技术介绍

[0002]目前，在射频放大器的设计过程中，由于MOS管栅漏电容C
gd
的反馈作用，会将漏极的放大信号引入栅极输入端，容易引起放大器的振荡，影响放大器的工作状态。因此，常常使用中和电容技术，用电容将差分放大器一端MOS管的栅极与另一端MOS管的漏极相连接，由于两端MOS管的漏极相位相反，因此可以起到抵消C
gd
的作用。在引入中和电容C
n
后，放大器的稳定性因子为：
[0003][0004]其中，ω为角频率，R
g
为栅电阻，R
d
为负载电阻，g
m
为MOS管的跨导。当 k大于等于1时，放大器无条件稳定。因此，只有当中和电容C
n
大小和C
gd
相近时，k的分母接近于零，k变得很大，放大器才能稳定。
[0005]目前最常采用的中和电容是用金属平板构成的MIM电容和金属插指构成的MOM电容，这两种电容的容值与金属的加工情况有关，并不会随着MOS管的工艺偏差产生变化，因此无法确保在不同的工艺角下都能够抵消C
gd
的影响。如图6所示，将金属电容视为容值不变的电容，按照标准工艺角tt设计电容容值，仿真放大器在不同工艺角下Gmax随频率变化。Gmax 曲线通常分为两段，低频部分为MSG，即放大器在稳定状态下能达到的最大增益，高频部分为MAG，即放大器能获得的最大增益。MAG的部分表示该放大器在此频段内无条件稳定。图中，实线为tt工艺角，中和电容按照此工艺角设计，所以几乎没有MSG曲线，点虚线为ss工艺角，短划线为ff工艺角。可以看到在ff和ss工艺角下放大器的Gmax曲线都有很明显的 MSG区间，MSG到MAG的转折点在10GHz左右。如果放大器加工出来MOS 管的性能在ff或ss工艺角，则放大器有可能振荡在10GHz以内的频率。
[0006]现有的最接近技术是一种将MOS管的C
gd
用作中和电容的技术，并且用作中和电容的MOS管的体电极和源极相连到大电阻上，其基本电路如图 2所示。图中，M1与M2为放大器的核心MOS管，用来放大信号，M3与M4 为中和电容MOS管，Load1和Load2为放大器的负载，R1为尾电阻。当R1 取值很大时，几乎不会有电流从M3和M4通过，M3与M4工作在几乎截至的状态。M3与M1的C
gd
一端都连接在正相输入信号Vin+上，另一端分别连接Vout
‑
与Vout+，相位相反，因此可以相互抵消，同理M4与M2的C
gd
也可以相互抵消。由于放置在一起的同种MOS管，工艺偏差带来的离子注入浓度、栅氧化层厚度等的变化是同步的，因此C
gd
的抵消效果基本不会因为工艺偏差而变化，放大器在各个工艺角下都可以非常稳定。上述提到的一种中和电容方案虽然使得放大器的稳定性抗工艺波动，但是仍然存在很多问题，相应的缺点如下：相比金属中和电容增益会降低，M3和M4的源极、体电极短接到大电阻的一端，M3和M4漏电极和
体电极之间的寄生电容C
db
和一些寄生电阻会在M1和M2的漏极之间形成一条通路，这条通路会损耗输出功率，降低放大器的增益。放大器的噪声较差，射频链路中放大器的噪声性能，通常用噪声系数这一指标衡量，这一指标通常与放大器的跨导 g
m
呈反比，因此放大器的增益降低，等效降低了放大器的g
m
，进而增加了噪声系数。同时，在M3和M4的C
db
和一些寄生电阻形成的通路中，寄生电阻会将电阻热噪声引入输出端，进一步恶化输出噪声。
[0007]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0008](1)现有技术相比金属中和电容增益会降低，M3和M4的源极、体电极短接到大电阻的一端，M3和M4漏电极和体电极之间的寄生电容C
db
和一些寄生电阻会在M1和M2的漏极之间形成一条通路，这条通路会损耗输出功率，降低放大器的增益。
[0009](2)现有技术中放大器的噪声较差，射频链路中放大器的噪声性能，通常用噪声系数这一指标衡量，这一指标通常与放大器的跨导g
m
呈反比，因此放大器的增益降低，等效降低了放大器的g
m
，进而增加了噪声系数。同时，在M3 和M4的C
db
和一些寄生电阻形成的通路中，寄生电阻会将电阻热噪声引入输出端，进一步恶化输出噪声。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种带体电极隔离MOS管中和电容放大器及终端。
[0011]本专利技术是这样实现的，一种带体电极隔离MOS管中和电容放大器，所述带体电极隔离MOS管中和电容放大器设置有第一MOS管、第二MOS管、第三 MOS管、第四MOS管；
[0012]第一MOS管中的栅极接正相输入信号端Vin+，第一MOS管中的漏极接正相输出信号端Vout+；第二MOS管中的栅极接反相输入信号端Vin
‑
，第二 MOS管中的漏极接负相输出信号端Vout
‑
；
[0013]第三MOS管中的源极连接第一电阻，第三MOS管中的体电极连接第二电阻；第四MOS管中的源极连接第一电阻，第四MOS管中的体电极连接第三电阻。
[0014]进一步，所述第一MOS管设置有源极、体电极，源极、体电极接地。
[0015]进一步，所述第二MOS管设置有源极、体电极，源极、体电极接地。
[0016]进一步，所述第三MOS管设置有栅极，栅极接正相输入信号端Vin+，第三MOS管中的漏极接负相输出信号端Vout
‑
。
[0017]进一步，所述第四MOS管设置有栅极，栅极接反相输入信号端Vin
‑
，第四 MOS管中的漏极接正相输出信号端Vout+。
[0018]进一步，所述正相输出信号端Vout+与第一负载连接，第一负载与电源Vdd 连接。
[0019]进一步，所述负相输出信号端Vout
‑
与第二负载连接，第二负载与电源Vdd 连接。
[0020]进一步，所述第一电阻一端接地，第二电阻一端接地，第三电阻一端接地。
[0021]进一步，所述第一MOS管和第二MOS管的尺寸大小相同，第三MOS管和第四MOS管的尺寸大小相同；
[0022]第二电阻和第三电阻的大小相同，第一电阻、第二电阻和第三电阻取值在千欧姆及以上量级。
[0023]本专利技术的另一目的在于提供一种无线通信终端，所述无线通信终端安装有所述带体电极隔离MOS管中和电容放大器。
[0024]本专利技术的另一目的在于提供一种射频芯片，所述射频芯片包含所述带体电极隔离MOS管中和电容放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带体电极隔离MOS管中和电容放大器，其特征在于，所述带体电极隔离MOS管中和电容放大器设置有：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管；第一MOS管中的栅极接正相输入信号端Vin+，第一MOS管中的漏极接正相输出信号端Vout+；第二MOS管中的栅极接反相输入信号端Vin
‑
，第二MOS管中的漏极接负相输出信号端Vout
‑
；第三MOS管中的源极连接第一电阻，第三MOS管中的体电极连接第二电阻；第四MOS管中的源极连接第一电阻，第四MOS管中的体电极连接第三电阻。2.如权利要求1所述带体电极隔离MOS管中和电容放大器，其特征在于，所述第一MOS管设置有源极、体电极，源极、体电极接地。3.如权利要求1所述带体电极隔离MOS管中和电容放大器，其特征在于，所述第二MOS管设置有源极、体电极，源极、体电极接地。4.如权利要求1所述带体电极隔离MOS管中和电容放大器，其特征在于，所述第三MOS管设置有栅极，栅极接正相输入信号端Vin+，第三MOS管中的漏极接负相输出信号端Vout
‑
。5.如权利要求1所述带体电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润宇，余益明，
申请(专利权)人：成都通量科技有限公司，
类型：发明
国别省市：