一種自適應(yīng)偏置電路以及穩(wěn)壓電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)偏置電路以及穩(wěn)壓電路。本發(fā)明的自適應(yīng)偏置電路包括檢測單元和反饋控制單元；所述檢測單元用于檢測對端電路中負(fù)載電阻的電參數(shù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號傳輸給所述檢反饋控制單元；所述反饋控制單元用于根據(jù)所述電信號生成控制信號，傳輸給對端電路；所述控制信號用于調(diào)整對端電路中負(fù)載電阻的電壓。該自適應(yīng)偏置電路能夠使負(fù)載電阻上的壓降恒定，不受電路環(huán)境的影響。
【專利說明】—種自適應(yīng)偏置電路以及穩(wěn)壓電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及到一種自適應(yīng)偏置電路以及穩(wěn)壓電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，無線和移動通信系統(tǒng)迅速發(fā)展，作為其關(guān)鍵模塊，射頻集成電路(RFIC)理所當(dāng)然成為研究熱點(diǎn)。利用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的RFIC從上世紀(jì)九十年代中期開始復(fù)蘇，隨著器件特征尺寸的縮小，MOS器件性能不斷提高，利用CMOS工藝設(shè)計的RFIC獲得了很好的射頻性能，同時加上工藝成熟、成本低、集成度高、功耗低等優(yōu)勢，使得CMOS RFIC成為主流。
[0003]雖然硅CMOS技術(shù)具有以上提到的諸多優(yōu)勢，但隨著器件尺寸的等比例縮小，給RFIC也帶來了一些挑戰(zhàn)，給電路的設(shè)計帶來了很多困難，特別是電源電壓的降低使得傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)不能滿足設(shè)計的需求。MOS工藝標(biāo)準(zhǔn)電源電壓從0.25um的2.5V，0.18um的1.8V一直下降到0.13um的1.2V，對于深亞微米CMOS工藝，電源電壓更是低于IV，傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)將面臨很大挑戰(zhàn)。下面舉兩個例子:圖1所示為一個簡單的電阻負(fù)載全差分共源放大器，在寬帶RFIC中如(DTV tuner)很常用，圖中可以看出電源、地之間疊加了 3個MOS管與一個負(fù)載電阻，因此為保證所有MOS管子處于正常飽和放大工作狀態(tài)，最低電源電壓為VDD_min=3Vds+I*R。圖2為RFIC中關(guān)鍵且必不可少的模塊混頻器的常見實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，同理可見為保證混頻器MOS管都處于飽和放大區(qū)，最低電源電壓也為WDDVds+IR?？紤]到RFIC對增益、線性度、噪聲性能要求很高，因此射頻模塊工作電流一般較大(至少mA級別)，因此負(fù)載電阻電壓所占比重較大?？紤]到工藝、溫度變化，以及信號擺幅，電壓余量很小，實(shí)際應(yīng)用中傳統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)性能很差。特別是對于CMOS工藝，片上電阻具有+/-20%變化范圍，對低電源電壓RFIC設(shè)計產(chǎn)生很大的難度，所以現(xiàn)在迫切需要一種可以穩(wěn)定模塊電源電壓的電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種自適應(yīng)偏置電路和穩(wěn)壓電路，能夠穩(wěn)定負(fù)載電阻上的壓降和電路電源電壓。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)偏置電路，其具體的技術(shù)方案如下:
[0006]一種自適應(yīng)偏置電路，其特征在于，包括檢測單元和反饋控制單元；所述檢測單元用于檢測對端電路中負(fù)載電阻的電參數(shù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號傳輸給所`述檢反饋控制單元；所述反饋控制單元用于根據(jù)所述電信號生成控制信號，傳輸給對端電路；所述控制信號用于調(diào)整對端電路中負(fù)載電阻的電壓。
[0007]進(jìn)一步地，所述自適應(yīng)偏置電路還包括測試電阻；所述測試電阻與對端電路中負(fù)載電阻的電阻參數(shù)相同；所述檢測單元用于通過檢測所述測試電阻的電參數(shù)來檢測對端電路中負(fù)載電阻的電參數(shù)。
[0008]進(jìn)一步地，所述控制信號用于通過控制對端電路的電流來調(diào)整對端電路中負(fù)載電阻的電壓。
[0009]進(jìn)一步地，所述檢測單元包括:運(yùn)算放大器、第一 PMOS管；所述運(yùn)算放大器的反相輸入端接恒定電壓V，正相輸入端同時與所述測試電阻一端、所述第一 PMOS管的漏極相連，輸出端與所述第一 PMOS管的柵極相連；所述第一 PMOS管的源極接電源電壓VDD ;柵極與所述反饋控制單元相連；所述測試電阻另一端接地。
[0010]進(jìn)一步地，所述反饋控制電路包括NOMS管和第二 PMOS管；所述NMOS管的柵極、漏極與所述第二 PMOS管的漏極相連，所述NMOS管源極接地；所述第二 PMOS管的柵極與所述第一 PMOS管的柵極相連，所述第二 PMOS管源極接電壓VDD。
[0011]為了解決上述的技術(shù)問題，以及全差分共源放大器電路、吉爾伯特有源混頻器電路中負(fù)載電壓穩(wěn)定和電路電源電壓的問題，本發(fā)明還提出了一種穩(wěn)壓電路，其具體技術(shù)方案如下:
[0012]一種穩(wěn)壓電路，其特征在于，包括對端電路和如權(quán)利要求1-5任一項所述的自適應(yīng)偏置電路；所述自適應(yīng)偏置電路用于傳輸所述控制信號給所述對端電路，所述對端電路用于根據(jù)所述控制信號調(diào)整所述對端電路中負(fù)載電阻的電壓。
[0013]進(jìn)一步地，所述對端電路包括:負(fù)載電阻和電路單元；所述負(fù)載電阻一端接電壓VI，另一端與所述電路單元相連；所述電路單元的另一端接地；所述電路單元用于接收所述控制信號，調(diào)整所述負(fù)載電阻的電壓。
[0014]進(jìn)一步地，所述電路單元包括電流源和有源電路；所述有源電路一端與所述負(fù)載電阻相連，另一端與所述電流源相連；所述電流源的另一端接地。
[0015]進(jìn)一步地，所述對端電路為全差分共源放大器電路或吉爾伯特有源混頻器電路。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]本發(fā)明的自適應(yīng)偏置電路設(shè)置檢測單元能夠檢測出對端電路中負(fù)載電阻隨電路環(huán)境的變化而導(dǎo)致其電參數(shù)的變化，獲取負(fù)載電阻的電參數(shù)；然后在電路中設(shè)置反饋控制單元根據(jù)電參數(shù)的變化，生成相應(yīng)的控制信號，調(diào)整負(fù)載電阻的電壓，使其保持穩(wěn)定；本電路還通過設(shè)置測試電阻來代替對端電路中的負(fù)載電阻，便于實(shí)際的電路的測試和調(diào)節(jié)，使測試和調(diào)節(jié)不需要在對端電路中進(jìn)行，不會影響對端電路的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為傳統(tǒng)的電阻負(fù)載全差分共源放大器電路圖；
[0019]圖2為典型雙平衡吉爾伯特有源混頻器電路圖；
[0020]圖3為本發(fā)明自適應(yīng)偏置電路的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明自適應(yīng)偏置電路的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明自適應(yīng)偏置電路的第三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明穩(wěn)壓電路的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明穩(wěn)壓電路的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8為本發(fā)明穩(wěn)壓電路的第三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9為本發(fā)明穩(wěn)壓電路的第四種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0027]與待穩(wěn)定電路即負(fù)載所處環(huán)境相同的測試電阻，并通過電流復(fù)制單元將測試電流所在支路上的電流復(fù)制到負(fù)載電阻所在的支路上，也就是說保持測試電流所在支路上的電流和負(fù)載電阻所在的支路上上的電流保持一致；從而使負(fù)載電阻上的壓降不隨電阻參數(shù)的改變而改變，進(jìn)一步維持電路電源電壓。
[0028]下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]如圖3所示為本實(shí)施例的自適應(yīng)偏置電路，包括檢測單元和反饋控制單元；檢測單元用于檢測對端電路中負(fù)載電阻的電參數(shù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號傳輸給反饋控制單元；反饋控制單元根據(jù)所述電信號生成控制信號，傳輸給對端電路；該控制信號用于調(diào)整對端電路中負(fù)載電阻的電壓。如當(dāng)對端電路中負(fù)載電阻的電阻參數(shù)(電阻工藝角、溫度)發(fā)生變化時，檢測單元就會檢測的到由該負(fù)載電阻參數(shù)變化所引起該電阻本身的電參數(shù)變化(電流、電壓)，并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號傳輸給反饋控制單元；反饋控制單元根據(jù)接收到的電信號，生成用于調(diào)整對端電路中負(fù)載電阻電壓的控制信號傳輸給對端電路，達(dá)到穩(wěn)定負(fù)載電阻電壓的效果。
[0030]在實(shí)際應(yīng)用中為了能夠方便快捷的檢測和調(diào)整負(fù)載電阻電壓，以及在應(yīng)用時不影響對端電路或?qū)Χ穗娐匪谀K的功能，可以在本實(shí)施自適應(yīng)偏置電路中設(shè)置一個測試電阻，使該測試電阻與對端電路中負(fù)載電阻的電阻參數(shù)一致，這樣就可以通過檢測測試電阻電參數(shù)來檢測對端電路中負(fù)載電阻的電參數(shù)，不必要直接對對端電路中的負(fù)載電阻進(jìn)行檢測，不會破壞和影響對端電路或?qū)Χ穗娐匪谀K的功能。
[0031]本實(shí)施例的自適應(yīng)偏置電路可以通過對端電路的電流來調(diào)整對端電路中負(fù)載電阻的電壓。如當(dāng)電阻溫度升高時，在負(fù)載電阻的阻-值變大，在電流不變的情況下，負(fù)載電阻的電壓也升高；檢測電路檢測到負(fù)載電阻的電壓變化產(chǎn)生相應(yīng)的電流信號傳輸給反饋控制單元；反饋控制單元根據(jù)該電流信號生成控制信號該信號可以為電流信號，然后傳輸給對端電路；對端電流接收該控制信號后，適當(dāng)?shù)母淖兤鋬?nèi)部電流，使負(fù)載電阻的電流減小，由歐姆定理Viis=I*R可知，當(dāng)使負(fù)載電阻的電流I下降程度和電阻R阻值升高程度相同時，負(fù)載電阻的電壓將保持不變。
[0032]如圖4所示，本實(shí)施例自適應(yīng)偏置電路中的檢測單元可以包括:運(yùn)算放大器401、第一 PMOS管402 ;運(yùn)算放大器401的反相輸入端接恒定電壓Vref，正相輸入端同時與所述測試電阻403 —端、所述第一 PMOS管402的漏極相連，輸出端與所述第一 PMOS管402的柵極相連；所述第一 PMOS管402的源極接電源電壓VDD，柵極與所述反饋控制單元相連；所述測試電阻403另一端接地。當(dāng)測試電阻的電壓變化時，運(yùn)算放大器和第一 PMOS管402獲取該電壓的變化，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，傳輸給反饋控制單元。
[0033]如圖5所示，上述的自適應(yīng)偏置電路中的反饋控制單元可以NOMS管405和第二PMOS管404 ;所述NMOS管405的柵極、漏極與所述第二 PMOS管404的漏極相連，所述NMOS管405源極接地；所述第二 PMOS管404的柵極與所述第一 PMOS管402的柵極相連，所述第二 PMOS管404源極接電源電壓VDD。該自適應(yīng)偏置電路能夠保持負(fù)載電阻的電壓不變，如
圖所示，測試電阻Rtest的電流，本實(shí)施例的自適應(yīng)偏置電路能夠保持負(fù)載電阻的電
壓不變，其主要思想為使測試電阻的電流Ii和對端電路中負(fù)載電路中負(fù)載電阻所在支路上的電流保持一致，由于負(fù)載電阻兩端的電壓為:
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)偏置電路，其特征在于，包括檢測單元和反饋控制單元；所述檢測單元用于檢測對端電路中負(fù)載電阻的電參數(shù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號傳輸給所述檢反饋控制單元；所述反饋控制單元用于根據(jù)所述電信號生成控制信號，傳輸給對端電路；所述控制信號用于調(diào)整對端電路中負(fù)載電阻的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)偏置電路，其特征在于，還包括測試電阻；所述測試電阻與對端電路中負(fù)載電阻的電阻參數(shù)相同；所述檢測單元用于通過檢測所述測試電阻的電參數(shù)來檢測對端電路中負(fù)載電阻的電參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)偏置電路，其特征在于，所述控制信號用于通過控制對端電路的電流來調(diào)整對端電路中負(fù)載電阻的電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)偏置電路，其特征在于，所述檢測單元包括:運(yùn)算放大器、第一 PMOS管；所述運(yùn)算放大器的反相輸入端接恒定電壓V，正相輸入端同時與所述測試電阻一端、所述第一 PMOS管的漏極相連，輸出端與所述第一 PMOS管的柵極相連；所述第一PMOS管的源極接電壓VDD ;柵極與所述反饋控制單元相連；所述測試電阻另一端接地。
5.如權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)偏置電路，其特征在于，所述反饋控制電路包括NOMS管和第二 PMOS管；所述NMOS管的柵極、漏極與所述第二 PMOS管的漏極相連，所述NMOS管源極接地；所述第二 PMOS管的柵極與所述第一 PMOS管的柵極相連，所述第二 PMOS管源極接電壓VDD。
6.一種穩(wěn)壓電路，其特征在于，包括對端電路和如權(quán)利要求1-5任一項所述的自適應(yīng)偏置電路；所述自適應(yīng)偏置電路用于傳輸所述控制信號給所述對端電路，所述對端電路用于根據(jù)所述控制信號調(diào)整所述對端電路中負(fù)載電阻的電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述對端電路包括:負(fù)載電阻和電路單元；所述負(fù)載電阻一端接電壓VI，另一端與所述電路單元相連；所述電路單元的另一端接地；所述電路單元用于接收所述控制信號，調(diào)整所述負(fù)載電阻的電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述電路單元包括電流源和有源電路；所述有源電路一端與所述負(fù)載電阻相連，另一端與所述電流源相連；所述電流源的另一端接地。
9.如權(quán)利要求6所述的穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述對端電路為全差分共源放大器電路。
10.如權(quán)利要求6所述的穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述對端電路為吉爾伯特有源混頻器電路。
【文檔編號】G05F1/56GK103455072SQ201210183037
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月5日
【發(fā)明者】蔡新午, 張立國 申請人:國民技術(shù)股份有限公司