一种输入跨导级电路及宽带有源双平衡混频器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种输入跨导级电路及宽带有源双平衡混频器，涉及集成电路技术领域，包括有晶体管A的基极分别连接电容C1一端和输入信号的正输入端IN+，晶体管B的基极分别连接所述电容C2一端和输入信号的负输入端IN

【技术实现步骤摘要】
一种输入跨导级电路及宽带有源双平衡混频器


[0001]本技术涉及集成电路
，具体地，涉及一种输入跨导级电路及宽带有源双平衡混频器。

技术介绍

[0002]混频器是射频收发机中的重要组成部分，在信号链路中主要起频谱搬移的作用，而有源双平衡混频器是最常用的类型之一，具有高隔离度的特点，并且相比无缘混频器能够提供一定增益，可以抑制后级电路的噪声，改善整体信号链路的噪声系数。因此，在保证线性度的条件下，需要尽可能的提升混频器的增益。有源双平衡混频器的电路结构主要分为三段：输入跨导级电路、开关级电路和负载级电路，在合适的本振信号下，混频器的增益取决于输入跨导和负载，但增大负载会降低工作效率，在频率一定情况下，混频器的增益主要取决于输入跨导的大小，即取决于输入跨导级电路的转换增益，而晶体管或者场效应管的跨导大小主要由电流决定，在功耗一定的情况下，输入跨导的大小成为提升输入跨导级电路及混频器增益的瓶颈。

技术实现思路

[0003]为解决传统输入跨导级电路增益有限的问题，本技术提供了一种输入跨导级电路，所述电路包括晶体管A、晶体管B、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，或，包括MOS管A、MOS管B、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；所述晶体管A的基极分别连接所述电容C1一端和输入信号的正输入端IN+，所述晶体管B的基极分别连接所述电容C2一端和所述输入信号的负输入端IN
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，所述晶体管A的发射极分别连接所述电阻R3一端和所述电阻R2一端，所述晶体管B的发射极分别连接所述电阻R1一端和所述电阻R4一端，所述晶体管A的集电极与所述晶体管B的集电极均用于与所述混频器的开关级电路连接，所述电阻R1另一端与所述电容C1另一端连接，所述电阻R2另一端与所述电容C2另一端连接，所述电阻R3另一端与所述电阻R4另一端均接地；或，所述MOS管A的栅极分别连接所述电容C1一端和所述输入信号的正输入端IN+，所述MOS管的栅极分别连接所述电容C2一端和所述输入信号的负输入端IN
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，所述MOS管A的源极分别连接所述电阻R3一端和所述电阻R2一端，所述MOS管B的源极分别连接所述电阻R1一端和所述电阻R4一端，所述MOS管A的漏极与所述MOS管B的漏极均用于与所述混频器的开关级电路连接，所述电阻R1另一端与所述电容C1另一端连接，所述电阻R2另一端与所述电容C2另一端连接，所述电阻R3另一端与所述电阻R4另一端均接地。
[0004]本技术原理：输入信号的正输入端通过电阻R1和电容C1耦合一部分信号到晶体管B的发射极，使晶体管B的基极与发射极两端的交流Vbe得以提升，在电流相同的情况下，等效于晶体管B的跨导提升，晶体管A同理，因此在电流不变的前提下，输入跨导级电路的电流转换能力得到提升，从而提高了混频器的转换增益，同时，对于电阻R1、电容C1、电阻R2和电容C2选择相应的电阻电容值，可以实现良好的宽带输入匹配。
[0005]晶体管A与所述晶体管B均为HBT晶体管。HBT晶体管也就是异质结双极型晶体管，相较于传统双极结型晶体管，HBT晶体管发射区改用宽带隙的半导体材料，即同质的发射结采用了异质结来代替，是能够工作在超高频和超高速的一种重要的有源器件。
[0006]晶体管A和晶体管B对称设置。其中，因为晶体管A的基极连接输入信号的正输入端，晶体管B的基极连接输入信号的负输入端，在输入的信号线上就会存在频率相同、幅值相同和相位相同的干扰信号(称共模干扰)，当晶体管A与晶体管B对称设置时，共模干扰可以通过双端输入抵消，相当于抑制了共模干扰。
[0007]晶体管A与晶体管B参数相同。其中，晶体管A和晶体管B组成的电路为差分放大电路，其差分放大电路具有电路对称性的特点，此特点可以起到稳定工作点的作用，差分放大电路有差模和共模两种基本输入信号，由于其电路的对称性，当两输入端所接信号大小相等、极性相反时，称为差模输入信号，当两输入端所接信号大小相等、极性相同时，称为共模信号，通常需要将进行放大的信号作为差模信号输入，而将由温度环境等因素对电路产生的影响作为共模信号输入，因此为了放大差模信号，抑制共模信号，需要使差分放大电路具有电路对称性，即晶体管A与晶体管B参数相同。
[0008]电阻R3的阻值等于电阻R4的阻值。其中，电阻R3和电阻R4分别作为晶体管A和晶体管B发射极电阻，也称反馈电阻，通过电流负反馈作用稳定晶体管的直流工作点，当晶体管电路存在温度上升等因素时，能使晶体管的集电极电流保持稳定。
[0009]为解决传统有源双平衡混频器存在增益瓶颈的问题，本技术还提供了一种宽带有源双平衡混频器，该混频器具体包括输入跨导级单元，开关级单元和负载级单元；
[0010]所述输入跨导级单元包括上述任意一种输入跨导级电路；
[0011]所述开关级单元包括：晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3和晶体管Q4，所述晶体管Q1的基极和所述晶体管Q4的基极均与本振信号的正输入端LO+连接，所述晶体管Q2的基极和所述晶体管Q3的基极均与本振信号的负输入端LO
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连接，所述晶体管Q1的发射极分别与所述晶体管Q2的发射极和所述晶体管A的集电极连接，所述晶体管Q4的发射极分别与所述晶体管Q3的发射极和所述晶体管B的集电极连接；
[0012]所述负载级单元包括：电阻R5和变压器T1，所述电阻R5与所述变压器T1的初级线圈两端并联，所述晶体管Q1的集电极和所述晶体管Q3的集电极均与所述电阻R5的一端连接，所述晶体管Q2的集电极和所述晶体管Q4的集电极均与所述电阻R5的另一端连接，电源Vcc与所述变压器T1初级线圈的中心抽头端连接，所述变压器T1次级线圈的一端接地，所述变压器T1的次级线圈的另一端作为输出信号的输出端。
[0013]其中，本振信号从晶体管Q1～Q4的基极引入，输入信号加在具有固定偏置的跨导级差分对晶体管A和晶体管B的基极，将输入信号转换放大成电流信号并送到开关级单元，晶体管Q1～Q4工作在近饱和状态，由本振信号来控制晶体管Q1～Q4交替开关，从而达到本振信号与输入信号混频的目的，经过混频后的电流信号送到负载级单元，电阻R5是负载级单元输出阻抗的实部，变压器T1实现差分到单端的变换，最后输出信号在变压器T1的次级线圈输出。当输入信号为射频信号时，输出信号就为中频信号，当输入信号为中频信号时，输出信号就为射频信号。
[0014]本技术提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0015]相较于传统的输入跨导级电路，本技术提供的的一种输入跨导级电路通过相
对比较简单的无源RC结构提升了输入跨导级电路的转换增益，并且实现了良好的宽带输入匹配，具有低成本、易于实现的特点。
附图说明
[0016]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，构成本技术的一部分，并不构成对本技术实施例的限定；
[0017]图1是本技术中一种输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输入跨导级电路，其特征在于，所述输入跨导级电路包括晶体管A、晶体管B、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，或，所述输入跨导级电路包括MOS管A、MOS管B、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；所述晶体管A的基极分别连接所述电容C1一端和输入信号的正输入端IN+，所述晶体管B的基极分别连接所述电容C2一端和所述输入信号的负输入端IN
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，所述晶体管A的发射极分别连接所述电阻R3一端和所述电阻R2一端，所述晶体管B的发射极分别连接所述电阻R1一端和所述电阻R4一端，所述晶体管A的集电极与所述晶体管B的集电极均用于与混频器的开关级电路连接，所述电阻R1另一端与所述电容C1另一端连接，所述电阻R2另一端与所述电容C2另一端连接，所述电阻R3另一端与所述电阻R4另一端均接地；或，所述MOS管A的栅极分别连接所述电容C1一端和所述输入信号的正输入端IN+，所述MOS管的栅极分别连接所述电容C2一端和所述输入信号的负输入端IN
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，所述MOS管A的源极分别连接所述电阻R3一端和所述电阻R2一端，所述MOS管B的源极分别连接所述电阻R1一端和所述电阻R4一端，所述MOS管A的漏极与所述MOS管B的漏极均用于与所述混频器的开关级电路连接，所述电阻R1另一端与所述电容C1另一端连接，所述电阻R2另一端与所述电容C2另一端连接，所述电阻R3另一端与所述电阻R4另一端均接地。2.根据权利要求1所述的一种输入跨导级电路，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶鹏，
申请(专利权)人：成都仕芯半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：