宽带电路和方法技术

本发明专利技术的实施例包含具有宽带宽的电路和方法。在一个实施例中，第一级的输出和第二级的输入的寄生电容包含在网络中。第一级的输出耦合到所述网络的输入，且所述第二级的输入耦合到所述网络的中间节点。在一个实施例中，所述第二级的寄生电容是所述网络中的最大电容。在另一实施例中，无源网络耦合到级的输出，且一个或一个以上电流注入电路可用于扩展所述电路的带宽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及宽带电路，且特定来说涉及可在电路级之间使用的宽带电路。
技术介绍
电子电路通常以若干级来构造。举例来说，模拟电路可包含一个或一个以上串联连 接的放大器，其中每个放大器构成电路的具有特定放大强度(即，增益)的级。其它级 可包含滤波器、混频器、模拟到数字转换器(ADC)、数字到模拟转换器(DAC)、 例如功率放大器或低噪声放大器的多种不同放大器，或其它电路级。数字电路也可以若 干级连接，如所属领域的技术人员众所周知。图1A说明与电路级相关联的一个问题。第一电路级101接收输入信号In并将 输出信号提供到第二电路级102的输入，第二电路级102又产生输出信号Out。在许 多级中，级的输出包含某种输出阻抗以用于将输出处的电流转换为电压。此实例中的输 出阻抗由连接在输出与电源Vdd之间的电阻器(Ri/') 103表示。任一电路级的输出节 点将具有相应的寄生输出电容。寄生输出电容可能是由于多种众所周知的因素，例如由 导电迹线引入的电容(即，布线电容)、MOS晶体管的栅极到漏极电容或漏极到衬底电 容、或导电迹线与电阻器端子之间的触点的电容，这里仅举出其中的几种。级101的输 出节点的所有寄生电容由电容器Cp,表示。类似地，电路级的输入节点也将具有相关联 的寄生电容，其源于例如MOS晶体管的栅极电容以及多种其它众所周知的源。级102的输入节点的所有寄生电容由电容器Cp2表示。图1B展示图1A的等效电路和相应的频率响应。与寄生电容相关联的一个问题是， 其可有效地使可耦合在电子电路的级之间的信号频率的带宽变窄。举例来说，级101 的输出处的信号将经历由输出阻抗与寄生电容的并联组合引起的低通滤波。在图1B中， 组合的寄生电容由Ct表示。图1B中的曲线图展示电路的带宽，其中値Ct和Rl如下Ct = 600 fFR「 50 Q。10级101的输出信号将以如下频率衰减3dB: f3db=l/27TRCGpl +Cp2)。为了与以下的曲线图进行比较，图1B展示1 dB频率而不是3 dB频率。然而在此 实例中，1 dB频率大约是3dB频率的一半。因此，为了增加电路的带宽，必须减小电 阻或电容。由于电阻通常用于设定前一级的增益，因此通常需要减小寄生电容。然而， 在任何给定的工艺技术或应用中，对寄生电容可以减小的程度存在实际的限制。因此， 通常需要减小寄生电容对正在由电路的每一级处理的信号的影响。图1C是现有技术级间电路100C。在此电路中，第一级包含晶体管(Ml) 101，其具有经耦合以接收输入信号的栅极和具有寄生电容CpM,的漏极。晶体管101的输出节 点具有归因于布线的来自寄生电容的进一步寄生电容CpK。由于所述电容是并联的，所以这些寄生电容将相加并可由如图示的单个电容器表示。类似地，第二级包含晶体管 (M2) 102，其具有经耦合以接收前一级的输出信号的栅极。对第二级的输入具有寄生 电容CpM2。无源网络104提供于晶体管101的输出与晶体管102的输入之间。在此电 路中，无源网络的输入耦合到晶体管101的漏极输出，且无源网络104的输出耦合到晶 体管102的栅极。网络104包含电感器(L2) 105、输入电容CpM,和CpR、输出电容CpM2 以及电阻器103。网络104是在第一级的输出与第二级的输入之间的三阶滤波器。在此 电路中，寄生电容被吸收入网络104中，且系统的总带宽可增加。在此情况下，网络的 输出包含用于设定前一级的增益的负载。然而，带宽通常受到第二级的输入处的寄生电 容(这里是M2的栅极电容)的限制。因此，对于给定的增益要求，带宽将通常受到由 M2的寄生输入电容引起的滤波器输出处的电容性负载的约束。图1D说明使用较高阶网络的类似方法。网络120是5阶滤波器，其具有连接到第 一级的输出(即，Ml的漏极)的输入和连接到第二级的输入(即，M2的栅极)的输 出。网络120包含电感器(L2) 121和(L3) 123、输入电容CpMI和CpR、中间电容(Cfl) 122、输出电容CpM2以及电阻器103。如前，网络输出处的电阻器可用于设定负载阻抗 (即，增益)，且寄生电容被吸收入网络120的输入和输出中。因此，系统的带宽增加。尽管图1C和图1D中的现有技术电路有益于增加带宽，但这些电路仍然受到寄生电容大小的限制。举例来说，使用MOS装置实施的级的输入将通常具有大的寄生栅极电容。在许多应用中，可能需要优化电路的增益和带宽。因此，对于给定的增益要求，将需要较小的寄生电容值。类似地，常常需要增加M2装置的大小，使得例如后续级可传递较多电流。因此，通常需要使第二级的输入处可容许的寄生电容最大，同时维持最大带宽和增益。因此，需要改进的宽带电路和方法。
技术实现思路
本专利技术的实施例包含减小电容对带宽和增益的不利影响的电路和方法。在一个实施 例中，本专利技术包含一种电路，其包括具有输出端子的第一级，所述输出端子具有相应 的第一寄生电容；具有输入端子的第二级，所述输入端子具有相应的第二寄生电容；以 及无源网络，其具有耦合到所述第一级的输出端子的输入端子以及耦合到所述第二级的 输入端子的中间节点，其中所述第一寄生电容被包含作为所述无源网络的输入电容，且 所述第二寄生电容被包含作为所述无源网络的中间节点的电容，且其中所述第二寄生电 容是所述无源网络中的最大电容。在一个实施例中，所述无源网络是四阶或更高的网络。 在一个实施例中，所述第二寄生电容至少对应于MOS晶体管的栅极。 在一个实施例中，所述无源网络包含耦合在所述第一级的输出与所述中间节点之间 的第一电感器，以及耦合在所述中间节点与电阻器的第一端子之间的第二电感器。在一个实施例中，所述无源网络进一步包括耦合在所述电阻器的第一端子与参考电 压之间的电容器。在一个实施例中，所述无源网络包含耦合在所述第一级与第二级之间的第一两端口 网络，以及包含耦合到所述中间节点的电阻器的第二单端口网络。在一个实施例中，所述无源网络在所述中间节点处具有带有从第一低频率到所述无 源网络的转角频率的小于三分贝(3dB)纹波的频率响应。在一个实施例中，所述第一低频率小于三(3)千兆赫且所述转角频率为至少十(10) 千兆赫。在一个实施例中，所述第一级是低噪声放大器或混频器。在另一实施例中，本专利技术包含一种电路，其包括具有输出端子的第一级，所述输 出端子具有相应的第一寄生电容；具有输入端子的第二级，所述输入端子具有相应的第二寄生电容；及串联耦合在所述第一级输出端子与第一中间节点之间的一个或一个以上 第一电感器，以及串联耦合在所述第一中间节点与负载电阻器的第一端子之间的一个或 一个以上第二电感器，其中所述第二级输入端子和相应的第二寄生电容耦合到所述第一 中间节点。在一个实施例中，所述一个或一个以上第一电感器是耦合在所述第一级输出端子与 所述第一中间节点之间的两个或两个以上电感器，且其中电容器耦合在所述两个或两个 以上电感器的一个或一个以上第二中间节点之间。在一个实施例中，本专利技术进一步包括一个或一个以上电容器，其中所述一个或一个 以上第一电感器、所述一个或一个以上第二电感器以及所述一个或一个以上电容器配置 为四阶或更高的梯形网络。在一个实施例中，所述第二寄生电容是耦合到所述第一或第二电感器的最大电容。在一个实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，其包括：　第一级，其具有输出端子，所述输出端子具有相应的第一寄生电容；　第二级，其具有输入端子，所述输入端子具有相应的第二寄生电容；以及　无源网络，其具有耦合到所述第一级的所述输出端子的输入端子以及耦合到所述第二 级的所述输入端子的中间节点，　其中所述第一寄生电容被包含作为所述无源网络的输入电容，且所述第二寄生电容被包含作为所述无源网络的所述中间节点的电容，且其中所述第二寄生电容是所述无源网络中的最大电容。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-10-21 11/256,1181. 一种电路，其包括第一级，其具有输出端子，所述输出端子具有相应的第一寄生电容；第二级，其具有输入端子，所述输入端子具有相应的第二寄生电容；以及无源网络，其具有耦合到所述第一级的所述输出端子的输入端子以及耦合到所述第二级的所述输入端子的中间节点，其中所述第一寄生电容被包含作为所述无源网络的输入电容，且所述第二寄生电容被包含作为所述无源网络的所述中间节点的电容，且其中所述第二寄生电容是所述无源网络中的最大电容。2. 根据权利要求1所述的电路，其中所述无源网络是四阶或更高的网络。3. 根据权利要求1所述的电路，其中所述第二寄生电容至少对应于MOS晶体管的栅极。4. 根据权利要求1所述的电路，其中所述无源网络包含耦合在所述第一级的输出与 所述中间节点之间的第一电感器，以及耦合在所述中间节点与电阻器的第一端子 之间的第二电感器。5. 根据权利要求4所述的电路，其中所述无源网络进一步包括耦合在所述电阻器的 所述第一端子与参考电压之间的电容器。6. 根据权利要求1所述的电路，其中所述无源网络包含耦合在所述第一级与第二级 之间的第一两端口网络，以及包含耦合到所述中间节点的电阻器的第二单端口网 络。7. 根据权利要求1所述的电路，其中所述无源网络在所述中间节点处具有带有从第 一低频率到所述无源网络的转角频率的小于三分贝(3dB)纹波的频率响应。8. 根据权利要求1所述的电路，其中所述第一低频率小于三(3)千兆赫且所述转角 频率为至少十(10)千兆赫。9. 根据权利要求1所述的电路，其中所述第一级是功率放大器、低噪声放大器或混 频器。10. —种电路，其包括第一级，其具有输出端子，所述输出端子具有相应的第一寄生电容； 第二级，其具有输入端子，所述输入端子具有相应的第二寄生电容；以及 一个或一个以上第一电感器，其串联耦合在所述第一级输出端子与第一中间节点之间，以及一个或一个以上第二电感器，其串联耦合在所述第一中间节点与负 载电阻器的第一端子之间，其中所述第二级输入端子和相应的第二寄生电容耦合到所述第一中间节点。11. 根据权利要求IO所述的电路，其中所述一个或一个以上第一电感器是耦合在所述 第一级输出端子与所述第一中间节点之间的两个或两个以上电感器，且其中一电 容器耦合在所述两个或两个以上电感器的一个或一个以上第二中间节点之间。12. 根据权利要求IO所述的电路，其进一步包括一个或一个以上电容器，其中所述一 个或一个以上第一电感器、所述一个或一个以上第二电感器以及所述一个或一个 以上电容器被配置为四阶或更高的梯形网络。13. 根据权利要求12所述的电路，其中所述第二寄生电容是耦合到所述第一或第二电感器的最大电容。14. 根据权利要求IO所述的电路，其中所述第二级具有带有相应第三寄生电容的第二输入端子，且其中所述第二级的所述第二输入端子和相应的第三寄生电容耦合到 第二中间节点。15. 根据权利要求IO所述的电路，其中所述第一级是功率放大器、低噪声放大器或混 频器。16. —种方法，其包括在第一级中在输出端子处产生第一信号，所述输出端子具有相应的第一寄生电 容；在具有输入端子和中间节点的网络中处理所述第一信号，其中所述网络输入端子耦合到所述第一级的所述输出端子；以及将所述经处理第一信号耦合到具有耦合到所述中间节点的输入端子的第二级， 所述输入端子具有相应的第二寄生电容，其中所述第一寄生电容被包含作为所述网络的输入电容，且所述第二寄生电容 被包含作为所述网络的所述中间节点的电容，且其中所述第二寄生电容是所述网 络中的最大电容。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述网络是四阶或更高的网络。18. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一级是功率放大器、低噪声放大器或混 频器。19. 根据权利要求16所述的方法，其中所述网络包括一个或一个以上第一电感器、至 少一个电容器、 一个或一个以上第二电感器以及一电阻器，且其中所述一个或一个以上第一电感器、所述一个或一个以上第二电感器、所述至少一个电容器、所 述电阻器以及所述第一和第二寄生电容被配置为四阶或更高的梯形网络，其中所 述电阻器耦合到所述网络的最后节点。20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述第一和第二电感器的电感、所述至少一个 电容器的电容以及所述第一和第二电容的电容在所述中间节点处提供大致平坦直 到所述网络的转角频率的频率响应。21. —种电子电路，其包括差分级，其具有第一和第二输出端子；第一无源网络，其具有耦合到所述差分级的所述第一输出端子的输入端子，所 述第一无源网络包括第一电阻性负载；第二无源网络，其具有耦合到所述差分级的所述第二输出端子的输入端子，所 述第二无源网络包括第二电阻性负载；第一电流注入电路，其具有耦合到所述第一无源网络中第一节点的控制输入以 及耦合到所述第二无源网络中第二节点的输出；以及第二电流注入电路，其具有耦合到所述第二无源网络中第三节点的控制输入以 及耦合到所述第一无源网络中第四节点的输出。22. 根据权利要求21所述的电路，其中所述第一和第二无源网络是对称的。23. 根据权利要求21所述的电路，其中所述第一和第二无源网络是四阶或更高的网络。24. 根据权利要求21所述的电路，其中所述第一和第二无源网络是LC梯形网络。25. 根据权利要求21所述的电路，其中所述第一和第二无源网络是切比雪夫滤波器。26. 根据权利要求21所述的电路，其中所述第一和第二无源网络是巴特沃斯滤波器。27. 根据权利要求21所述的电路，其中所述第一电流注入电路包括至少一个MOS晶 体管，且所述第二电流注入电路包括至少一个MOS晶体管。28. 根据权利要求21所述的电路，其中，所述第一电流注入电路的所述控制输入耦合到所述第一无源网络的输入，且 所述第二电流注入电路的所述控制输入耦合到所述第二无源网络的输入。29. 根据权利要求21所述的电路，其中，所述第一电流注入电路的所述控制输入耦合到所述第一无源网络的中间节点，且所述第二电流注入电路的所述控制输入耦合到所述第二无源网络的中间节点。30. 根据权利要求21所述的电路，其中，所述第一电流注入电路的所述控制输入耦合到所述第一无源网络的最后节点，且所述第二电流注入电路的所述控制输入耦合到所述第二无源网络的最后节点。31. 根据权利要求21所述的电路，其中，所述第一电流注入电路的所述输出耦合到所述第二无源网络的所述第二电阻性 负载，且所述第二电流注入电路的所述输出耦合到所述第一无源网络的所述第一电阻性 负载。32. 根据权利要求21所述的电路，其中，所述第一电流注入电路的所述输出耦合到所述第二无源网络的中间节点，且 所述第二电流注入电路的所述输出耦合到所述第一无源网络的中间节点。33. 根据权利要求21所述的电路，其中，所述第一电流注入电路的所述输出耦合到所述第二无源网络的所述输入，且 所述第二电流注入电路的所述输出耦合到所述第一无源网络的所述输入。34. 根据权利要求21所述的电路，其中，所述第一电流注入电路的所述输出耦合到所述第二无源网络的所述最后节点，且所述第二电流注入电路的所述输出耦合到所述第一无源网络的所述最后节点。35. 根据权利要求21所述的电路，其进一步包括第三和第四电流注入电路，其中所述 第三电流注入电路包含耦合到所述第一或第二无源网络中的节点的控制输入以及 与所述第一或第二无源网络中所述控制输入耦合到相同或不同节点的输出，其中 所述第四电流注入电路包含耦合到所述第一或第二无源网络中的节点的控制输入 以及与所述第一或第二无源网络中所述控制输入耦合到相同或不同节点的输出， 且其中所述第三电流注入电路和第四电流注入电路均不具有与所述第一或第二电流注入电路的所述控制输入耦合到相同节点的控制输入以及与所述第一或第二电 流注入电路的所述输出耦合到相同节点的输出两者。36. 根据权利要求21所述的电路，其进一步包括第三和第四电流注入电路，其中所述 第一电流注入电路的所述控制输入与所述第三电流注入电路的所述控制输入耦合 到所述第一无源网络中的不同节点，其中所述第二电流注入电路的所述控制输入 与所述第四电流注入电路的所述控制输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈赫迪巴盖里，拉希姆巴盖里，伊德里斯罗斯塔米，阿巴斯科米贾尼，艾哈迈德米尔扎尼，马苏德贾法里，
申请(专利权)人：维林克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]