專利名稱：一種寬帶可編程增益放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種寬帶可編程增益放大器。
背景技術(shù)：
隨著通信市場(chǎng)的迅速發(fā)展，無(wú)線通信已經(jīng)進(jìn)入高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)代，更寬的頻帶將有效提高數(shù)據(jù)傳輸速率，尤其是短距離的無(wú)線高速傳輸。FCC于2002年公布的工作在
3.1-10. 6GHz頻段的超寬帶通信技術(shù)作為一種非傳統(tǒng)的、新穎的無(wú)線傳輸技術(shù)，采用極寬的帶寬(大于500MHz)傳送信息，具有傳輸速率高、空間頻譜效率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)易、功耗低等特點(diǎn)。目前，超寬帶通信技術(shù)正廣泛應(yīng)用于企業(yè)智能辦公、數(shù)字家庭娛樂(lè)、醫(yī)療、車載網(wǎng)絡(luò)等短距離無(wú)線高速傳輸領(lǐng)域。 盡管超寬帶技術(shù)相比于傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)而言，具有很多優(yōu)勢(shì)，但相比于傳統(tǒng)窄帶無(wú)線通信技術(shù)而言，超寬帶技術(shù)中出現(xiàn)了與以往不同的從理論到設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。這些技術(shù)挑戰(zhàn)包括寬帶的射頻前端、高速的基帶電路設(shè)計(jì)、超寬帶MMO技術(shù)、超寬帶天線設(shè)計(jì)、干擾和噪聲的降低與去除等。此外，超寬帶與各種窄帶系統(tǒng)的共存需要不斷增加的動(dòng)態(tài)范圍的接收系統(tǒng)，這也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。結(jié)合我國(guó)對(duì)超寬帶頻譜規(guī)劃的6-9GHZ頻段，從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看，采用當(dāng)前主流的O. 18ym CMOS工藝，寬帶的射頻前端設(shè)計(jì)尤其富有挑戰(zhàn)性?？删幊淘鲆娣糯笃髯鳛樯漕l前端中的一個(gè)非常重要的模塊，它的性能對(duì)整個(gè)射頻前端的性能有至關(guān)重要的影響。尤其對(duì)于超寬帶通信系統(tǒng)的接收端而言，通過(guò)利用高線性度的寬帶可編程增益放大器進(jìn)行調(diào)節(jié)增益，可以有效減小信號(hào)的失真性。因此，如何提高寬帶可編程增益放大器的線性度是一個(gè)研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種寬帶可編程增益放大器，其具有較高的線性度，可有效減小信號(hào)的失真，技術(shù)方案如下一種寬帶可編程增益放大器，包括采用全差分源極跟隨器結(jié)構(gòu)的輸入緩沖級(jí)、采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱全差分形式的R-2R梯形電阻結(jié)構(gòu)的IdB電阻衰減器以及采用源簡(jiǎn)并與電流模式相結(jié)合技術(shù)的可變?cè)鲆娣糯笃?；所述輸入緩沖級(jí)的輸入端與第一差分輸入信號(hào)、第二差分輸入信號(hào)相連，輸出端與所述IdB電阻衰減器的輸入端相連；所述IdB電阻衰減器的輸出端與所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎攵讼噙B；所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龆藶椴罘中盘?hào)的輸出端，所述差分信號(hào)輸出端包括第一差分信號(hào)輸出端和第二差分信號(hào)輸出端。本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案中，寬帶可編程增益放大器由依次相連的采用全差分源極跟隨器結(jié)構(gòu)的輸入緩沖級(jí)、采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱全差分形式的R-2R梯形電阻結(jié)構(gòu)的IdB電阻衰減器以及采用源簡(jiǎn)并與電流模式相結(jié)合技術(shù)的可變?cè)鲆娣糯笃鳂?gòu)成。其中，可變?cè)鲆娣糯笃髟诔Ｒ?jiàn)的源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用了線性度增強(qiáng)型源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)與電流放大器相結(jié)合的技術(shù)，使得源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)的跨導(dǎo)放大器的等效跨導(dǎo)更近似于線性項(xiàng)，可有效提高整個(gè)可編程增益放大器的線性度；同時(shí)在可變?cè)鲆娣糯笃髦凹?jí)聯(lián)了電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，使得級(jí)聯(lián)后的線性度得到了進(jìn)一步的提高。因此，本方案所提供的寬帶可編程增益放大器具有較高的線性度，可有效減小信號(hào)的失真。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寬帶可編程增益放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寬帶可編程增益放大器中的輸入緩沖級(jí)的電路結(jié)構(gòu)不意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寬帶可編程增益放大器中的IdB電阻衰減器的電路結(jié)構(gòu)意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寬帶可編程增益放大器中的可變?cè)鲆娣糯笃鞯碾娐方Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供了一種寬帶可編程增益放大器，其具有較高的線性度，設(shè)置在超寬帶通信系統(tǒng)的接收端，可以有效減小信號(hào)的失真。該寬帶可編程增益放大器，包括采用全差分源極跟隨器結(jié)構(gòu)的輸入緩沖級(jí)、采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱全差分形式的R-2R梯形電阻結(jié)構(gòu)的IdB電阻衰減器以及采用源簡(jiǎn)并與電流模式相結(jié)合技術(shù)的可變?cè)鲆娣糯笃?；所述輸入緩沖級(jí)的輸入端與第一差分輸入信號(hào)、第二差分輸入信號(hào)相連，輸出端與所述IdB電阻衰減器的輸入端相連；所述IdB電阻衰減器的輸出端與所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎攵讼噙B；所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龆藶椴罘中盘?hào)的輸出端，所述差分信號(hào)輸出端包括第一差分信號(hào)輸出端和第二差分信號(hào)輸出端。本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案中，寬帶可編程增益放大器由依次相連的采用全差分源極跟隨器結(jié)構(gòu)的輸入緩沖級(jí)、采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱全差分形式的R-2R梯形電阻結(jié)構(gòu)的IdB電阻衰減器以及采用源簡(jiǎn)并與電流模式相結(jié)合技術(shù)的可變?cè)鲆娣糯笃鳂?gòu)成。其中，可變?cè)鲆娣糯笃髟诔Ｒ?jiàn)的源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用了線性度增強(qiáng)型源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)與電流放大器相結(jié)合的技術(shù)，使得源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)的跨導(dǎo)放大器的等效跨導(dǎo)更近似于線性項(xiàng)，可有效提高整個(gè)可編程增益放大器的線性度；同時(shí)在可變?cè)鲆娣糯笃髦凹?jí)聯(lián)了電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，使得級(jí)聯(lián)后的線性度得到了進(jìn)一步的提高。因此，本方案所提供的寬帶可編程增益放大器具有較高的線性度，可有效減小信號(hào)的失真。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖I所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寬帶可編程增益放大器包括采用全差分源極跟隨器結(jié)構(gòu)的輸入緩沖級(jí)101、采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱全差分形式的R-2R梯形電阻結(jié)構(gòu)的IdB電阻衰減器102以及采用源簡(jiǎn)并與電流模式相結(jié)合技術(shù)的可變?cè)鲆娣糯笃?03 ；輸入緩沖級(jí)101的輸入端與第一差分輸入信號(hào)Vinp、第二差分輸入信號(hào)Vinn相連，輸出端與IdB電阻衰減器102的輸入端相連；IdB電阻衰減器102的輸出端與可變?cè)鲆娣糯笃?03輸入端相連；可變?cè)鲆娣糯笃?03的輸出端為差分信號(hào)的輸出端，所述差分信號(hào)輸出端包括第一差分信號(hào)輸出端Vratp和第二差分信號(hào)輸出端ν_η?！?br> 圖2為輸入緩沖級(jí)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，輸入緩沖級(jí)101包括由第一 NMOS晶體管Mnl和第二 NMOS晶體管Mn2構(gòu)成的第一差分輸入級(jí)201，由第三NMOS晶體管Mn3、第四NMOS晶體管Mn4、第五NMOS晶體管Mn5和第六NMOS晶體管Mn6構(gòu)成的共源共柵有源負(fù)載202。其中，第一 NMOS晶體管Mnl和第二 NMOS晶體管Mn2,其柵極分別與第一差分輸入信號(hào)Vinp、第二差分輸入信號(hào)Vinn相連；其源極分別與第三NMOS晶體管Mn3的漏極、第四NMOS晶體管Mn4的漏極相連，也就是其源極分別與輸入緩沖級(jí)的第二差分信號(hào)輸出端Vratn、第一差分信號(hào)輸出端Vtjutp相連；其漏極與電源電壓相接； 第三NMOS晶體管Mn3和第四NMOS晶體管Mn4,其柵極相連，并與第一偏置電壓Vbni相連；第五NMOS晶體管Mn5和第六NMOS晶體管Mn6,其柵極相連，并與第二偏置電壓Vbn2相連，其漏極分別與第三NMOS晶體管Mn3的源極、第四NMOS晶體管Mn4的源極相連，其源極均接地。圖3為IdB電阻衰減器102的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，IdB電阻衰減器102
包括第一開(kāi)關(guān)至第十二開(kāi)關(guān)=Stll S51和Stl2 S52，阻值相同的第一電阻至第十電阻Rn R51和R12 R52,阻值不同的第十一電阻至第十五電阻=R1 R5 ；其中，第一電阻至第五電阻Rn R51依次串聯(lián)相接，且第一差分輸入信號(hào)Vinp與第一電阻R11的一端相連；第一開(kāi)關(guān)Stll —端與第一電阻R11連接第一差分輸入信號(hào)Vinp的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端Vwtp相連；第二開(kāi)關(guān)S11 —端與第二電阻R21連接第一電阻R11的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端Vratp相連；第三開(kāi)關(guān)S21 —端與第三電阻R31連接第二電阻R21的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端Vtjutp相連；第四開(kāi)關(guān)S31 —端與第四電阻R41連接第三電阻‘的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端Vratp相連；第五開(kāi)關(guān)S41 —端與第五電阻R51連接第四電阻R41的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端Vratp相連；第六開(kāi)關(guān)S51 —端與第五電阻R51的另一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端Vtjutp相連；同樣的，第六電阻至第十電阻=R12 R52依次串聯(lián)相接，且第二差分輸入信號(hào)Vinn與第六電阻R12的一端相連；第七開(kāi)關(guān)Stl2 —端與第六電阻R12連接第二差分輸入信號(hào)Vinn的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端Vratn相連；第八開(kāi)關(guān)S12 —端與第七電阻R22連接第第六電阻R12的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端Vtjutn相連；第九開(kāi)關(guān)S22 —端與第八電阻R32連接第七電阻R22的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端Vwtn相連；第十開(kāi)關(guān)S32 —端與第九電阻R42連接第八電阻的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端Vtjutn相連；第^ 開(kāi)關(guān)S42 —端與第十電阻R52連接第九電阻R42的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端Vtjutn相連；第十二開(kāi)關(guān)S52 —端與第十電阻R52的另一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端Vratn相連；第H 電阻R1 —端與第二電阻R21連接第一電阻R11的一端相連，另一端與第七電阻R22連接第六電阻R12的一端相連；第十二電阻R2 —端與第三電阻R31連接第二電阻R21的一端相連，另一端與第八電阻R32連接第七電阻R22的一端相連；第十三電阻R3 —端與第四電阻R41連接第三電阻R31的一端相連，另一端與第九電阻R42連接第八電阻R32的一端相連；第十四電阻R4 —端與第五電阻R51連接第四電阻R41的一端相連，另一端與第十電阻R52連接第九電阻R42的一端相連；第十五電阻R5 —端與第五電阻R51連接第六開(kāi)關(guān)S51的一端相連，另一端與第十電阻R52連接第十二開(kāi)關(guān)S52的一端相連。 圖4為可變?cè)鲆娣糯笃?03的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，可變?cè)鲆娣糯笃?03包括第二差分輸入級(jí)401、源簡(jiǎn)并開(kāi)關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)402、兩個(gè)緩沖反饋級(jí)第一緩沖反饋級(jí)403和第二緩沖反饋級(jí)404、結(jié)構(gòu)對(duì)稱的具有電阻反饋的第一電流放大級(jí)405和第二電流放大級(jí)406。其中，第二差分輸入級(jí)401包括第七NMOS晶體管M11和第八NMOS晶體管M12,由第九NMOS晶體管M31a、第十NMOS晶體管M32a、第i^一 NMOS晶體管M31b、第十二 NMOS晶體管M32b構(gòu)成的NMOS共源共柵偏置電流源，由第一 PMOS晶體管M21a、第二 PMOS晶體管M22a、第三PMOS晶體管M21b、第四PMOS晶體管M22b構(gòu)成的PMOS共源共柵有源負(fù)載；第七NMOS晶體管M11和第八NMOS晶體管M12，其柵極分別接第一差分輸入信號(hào)Vinp、第二差分輸入信號(hào)Vinn,其源極分別接第十一 NMOS晶體管M31b的漏極、第十二 NMOS晶體管M32b的漏極，其漏極分別接第三PMOS晶體管M21b的漏極、第四PMOS晶體管M22b的漏極；第九NMOS晶體管M31a和第十NMOS晶體管M32a,其柵極分別接第一緩沖反饋級(jí)403中第一 NMOS源極跟隨管M41和第二緩沖反饋級(jí)404中第一 NMOS源極跟隨管M41，其漏極分別接第i^一 NMOS晶體管M31b和第十二 NMOS晶體M32b的源極，其源極接地；第H^一 NMOS晶體管M31b和第十二 NMOS晶體M32b,其柵極相接，并與第一偏置電壓Vbnl相接；第一 PMOS晶體管M21a和第二 PMOS晶體管M22a,其柵極相連，并與第四偏置電壓Vbp2相連，其漏極分別與第三PMOS晶體管M21b源極、第四PMOS晶體管源極M22b相連，其源極接電源電壓；第三PMOS晶體管M21b和第四PMOS晶體管M22b,其柵極相連，并與第三偏置電壓Vbpi相連。其中，源簡(jiǎn)并開(kāi)關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)402包括多組電阻開(kāi)關(guān)串并聯(lián)構(gòu)成，該電阻開(kāi)關(guān)串包括第十六電阻Rsnl、第十三開(kāi)關(guān)Sn、第十七電阻Rsn2，其中η = 1、2、3、4.......其中，第一緩沖反饋級(jí)403包括第一 NMOS源極跟隨管M41，第二 NMOS源極跟隨管M51,由第十三NMOS晶體管M41a和第十四NMOS晶體管M51a、第十五NMOS晶體管M41b和第十六NMOS晶體管M51b構(gòu)成的NMOS共源共柵有源負(fù)載；第一 NMOS源極跟隨管M41和第二 NMOS源極跟隨管M51，其柵極相連，并連接到第二差分輸入級(jí)401中的第七NMOS晶體管M11的漏極，其源極分別與第十五NMOS晶體管M41b的漏極和第十六NMOS晶體管M51b的漏極相連，其漏極連接電源電壓；第十三NMOS晶體管M41a和第十四NMOS晶體管M51a，其柵極相連，并與第二偏置電壓Vbn2相連，其漏極分別與第十五NMOS晶體管M41b的源極、第十六NMOS晶體管M51b的源極相連，其源極接地；第十五NMOS晶體管M41b和第十六NMOS晶體管M51b,其柵極相連，并與第一偏置電壓Vbnl相連，且第十五NMOS晶體管M41b的漏極與第二差分輸入級(jí)中的第九NMOS晶體管M31a的柵極相連。其中，如圖4所示，第二緩沖反饋級(jí)404與第一緩沖反饋級(jí)403電路組成和連接方式相同，在此不再贅述。其中，第一電流放大級(jí)405包括由第十七NMOS晶體管M71a和第十八NMOS晶體管 M71b構(gòu)成的NMOS共源共柵鏡像電流源，由第五PMOS晶體管M61a和第六PMOS晶體管M61b構(gòu)成的PMOS共源共柵有源負(fù)載以及反饋電阻Rfi ；第十七NMOS晶體管M71a，其柵極與緩沖反饋級(jí)中的第二 NMOS源極跟隨管M51的源極相連，其漏極與第十八NMOS晶體管M71b的源極相連，其源極接地；第十八NMOS晶體管M71b，其柵極接第一偏置電壓Vbnl，漏極接第一差分信號(hào)輸出端V.
*OUtp ,第五PMOS晶體管M61a,其柵極接第四偏置電壓Vbp2，漏極接第六PMOS晶體管M61b的源極，源極接電源電壓；第六PMOS晶體管M61b,其柵極接第三偏置電壓VbP1，漏極接第一差分信號(hào)輸出端
V·
*OUtp ,反饋電阻Rfi接在第十七NMOS晶體管M71a的柵極和第一差分信號(hào)輸出端Vratp之間。其中，如圖4所示，第二電流放大級(jí)406與第一電流放大級(jí)405電路組成相同，但連接方式區(qū)別在于第二電流放大級(jí)406中的反饋電阻Rfi接在第十七NMOS晶體管M71a的柵極和第二差分信號(hào)輸出端Vwtn之間。因此，對(duì)于第二電流放大級(jí)406的電路組成和連接方式在此不再贅述。本發(fā)明實(shí)施例所提供的寬帶可編程增益放大器的工作原理為為了提高線性度和帶寬，可變?cè)鲆娣糯笃髟趥鹘y(tǒng)源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，采用了線性度增強(qiáng)型源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)與電流放大器相結(jié)合的技術(shù)。如圖4所示，第二差分輸入級(jí)、源簡(jiǎn)并開(kāi)關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)稱的緩沖反饋級(jí)組成了線性度增強(qiáng)型源簡(jiǎn)并結(jié)構(gòu)。差分輸入電壓信號(hào)通過(guò)線性度增強(qiáng)型源簡(jiǎn)并電路結(jié)構(gòu)，近似線性地轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，即相當(dāng)于一個(gè)近似線性的跨導(dǎo)放大器，等效跨導(dǎo)可以近似表示為~~
KS其中Rs為源簡(jiǎn)并電阻。電流信號(hào)再經(jīng)過(guò)電流放大級(jí)放大后，通過(guò)反饋電阻Rfi構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)跨阻放大器，該放大器的等效電阻可近似表示為Rm ^ -Rn第二差分輸入級(jí)和電流放大級(jí)之間用一個(gè)源極跟隨器結(jié)構(gòu)的緩沖反饋級(jí)連接起來(lái)，緩沖反饋級(jí)的一個(gè)作用是使第二差分輸入級(jí)的等效跨導(dǎo)更接近于線性項(xiàng)1/RS，即得到更好的線性度，另一個(gè)作用是在兩級(jí)之間進(jìn)行頻率補(bǔ)償，使整體放大器更穩(wěn)定。因此，整體可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆鍭v可表示為
權(quán)利要求
1.一種寬帶可編程增益放大器，其特征在于，包括 采用全差分源極跟隨器結(jié)構(gòu)的輸入緩沖級(jí)、采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱全差分形式的R-2R梯形電阻結(jié)構(gòu)的IdB電阻衰減器以及采用源簡(jiǎn)并與電流模式相結(jié)合技術(shù)的可變?cè)鲆娣糯笃鳎? 所述輸入緩沖級(jí)的輸入端與第一差分輸入信號(hào)、第二差分輸入信號(hào)相連，輸出端與所述IdB電阻衰減器的輸入端相連； 所述IdB電阻衰減器的輸出端與所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎攵讼噙B； 所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龆藶椴罘中盘?hào)的輸出端，所述差分信號(hào)輸出端包括第一差分信號(hào)輸出端和第二差分信號(hào)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放大器，其特征在于，所述輸入緩沖級(jí)包括由第一NMOS晶體管和第二 NMOS晶體管構(gòu)成的第一差分輸入級(jí)，由第三NMOS晶體管、第四NMOS晶體管、第 五NMOS晶體管和第六NMOS晶體管構(gòu)成的共源共柵有源負(fù)載； 所述第一 NMOS晶體管和第二 NMOS晶體管,其柵極分別與第一差分輸入信號(hào)、第二差分輸入信號(hào)相連，其源極分別與第三NMOS晶體管的漏極、第四NMOS晶體管的漏極相連，其漏極與電源電壓相接； 所述第三NMOS晶體管和第四NMOS晶體管，其柵極相連，并與第一偏置電壓相連； 所述第五NMOS晶體管和第六NMOS晶體管，其柵極相連，并與第二偏置電壓相連，其漏極分別與第三NMOS晶體管的源極、第四NMOS晶體管的源極相連，其源極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大器，其特征在于，所述IdB電阻衰減器包括十二個(gè)開(kāi)關(guān)第一開(kāi)關(guān)至第十二開(kāi)關(guān)、阻值相同的十個(gè)電阻第一電阻至第十電阻、阻值不同五個(gè)電阻第十一電阻至第十五電阻； 所述第一電阻至第五電阻依次串聯(lián)相接，且第一差分輸入信號(hào)與第一電阻的一端相連；第一開(kāi)關(guān)一端與第一電阻連接第一差分輸入信號(hào)的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端相連；第二開(kāi)關(guān)一端與第二電阻連接第一電阻的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端相連；第三開(kāi)關(guān)一端與第三電阻連接第二電阻的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端相連；第四開(kāi)關(guān)一端與第四電阻連接第三電阻的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端相連；第五開(kāi)關(guān)一端與第五電阻連接第四電阻的一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端相連；第六開(kāi)關(guān)一端與第五電阻的另一端相連，另一端與第一差分信號(hào)輸出端相連； 所述第六電阻至第十電阻依次串聯(lián)相接，且第二差分輸入信號(hào)與第六電阻的一端相連；第七開(kāi)關(guān)一端與第六電阻連接第二差分輸入信號(hào)的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端相連；第八開(kāi)關(guān)一端與第七電阻連接第第六電阻的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端相連；第九開(kāi)關(guān)一端與第八電阻連接第七電阻的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端相連；第十開(kāi)關(guān)一端與第九電阻連接第八電阻的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端相連；第十一開(kāi)關(guān)一端與第十電阻連接第九電阻的一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端相連；第十二開(kāi)關(guān)一端與第十電阻的另一端相連，另一端與第二差分信號(hào)輸出端相連； 所述第十一電阻一端與第二電阻連接第一電阻的一端相連，另一端與第七電阻連接第六電阻的一端相連；第十二電阻一端與第三電阻連接第二電阻的一端相連，另一端與第八電阻連接第七電阻的一端相連；第十三電阻一端與第四電阻連接第三電阻的一端相連，另一端與第九電阻連接第八電阻的一端相連；第十四電阻一端與第五電阻連接第四電阻的一端相連，另一端與第十電阻連接第九電阻的一端相連；第十五電阻一端與第五電阻連接第六開(kāi)關(guān)的一端相連，另一端與第十電阻連接第十二開(kāi)關(guān)的一端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放大器，其特征在于，所述可變?cè)鲆娣糯笃靼ǖ诙罘州斎爰?jí)、源簡(jiǎn)并開(kāi)關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)緩沖反饋級(jí)第一緩沖反饋級(jí)和第二緩沖反饋級(jí)、兩個(gè)具有電阻反饋的電流放大級(jí)第一電流放大級(jí)和第二電流放大級(jí)； 其中，所述第二差分輸入級(jí)包括第七NMOS晶體管和第八NMOS晶體管，由第九NMOS晶體管、第十NMOS晶體管、第i^一 NMOS晶體管、第十二 NMOS晶體管構(gòu)成的NMOS共源共柵偏置電流源，由第一 PMOS晶體管、第二 PMOS晶體管、第三PMOS晶體管、第四PMOS晶體管構(gòu)成的PMOS共源共柵有源負(fù)載； 所述第七NMOS晶體管和第八NMOS晶體管，其柵極分別接第一差分輸入信號(hào)、第二差分輸入信號(hào)，其源極分別接第十一 NMOS晶體管的漏極、第十二 NMOS晶體管的漏極，其漏極分別接第三PMOS晶體管的漏極、第四PMOS晶體管的漏極； 所述第九NMOS晶體管和第十NMOS晶體管，其柵極分別接緩沖反饋級(jí)中源極跟隨器的源極，其漏極分別接第十一 NMOS晶體管的源極、第十二 NMOS晶體的源極，其源極接地；所述第十一 NMOS晶體管和第十二 NMOS晶體，其柵極相接，并與第一偏置電壓相接； 所述第一 PMOS晶體管和第二 PMOS晶體管，其柵極相連，并與第四偏置電壓相連，其漏極分別與第三PMOS晶體管的源極、第四PMOS晶體管的源極相連，其源極接電源電壓； 所述第三PMOS晶體管和第四PMOS晶體管，其柵極相連，并與第三偏置電壓相連； 其中，所述源簡(jiǎn)并開(kāi)關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)由多組電阻開(kāi)關(guān)串并聯(lián)構(gòu)成，所述電阻開(kāi)關(guān)串包括第十六電阻、第十三開(kāi)關(guān)、第十七電阻； 其中，所述第一緩沖反饋級(jí)和第二緩沖反饋級(jí)均包括第一 NMOS源極跟隨管，第二NMOS源極跟隨管，由第十三NMOS晶體管、第十四NMOS晶體管、第十五NMOS晶體管和第十六NMOS晶體管構(gòu)成的NMOS共源共柵有源負(fù)載； 所述第一 NMOS源極跟隨管和第二 NMOS源極跟隨管，其柵極相連，并連接到第二差分輸入級(jí)中的第七NMOS晶體管的漏極，其源極分別與第十五NMOS晶體管的漏極、第十六NMOS晶體管的漏極相連，其漏極連接電源電壓； 所述第十三NMOS晶體管和第十四NMOS晶體管，其柵極相連，并與第二偏置電壓相連，其漏極分別與第十五NMOS晶體管的源極、第十六NMOS晶體管的源極相連，其源極接地；所述第十五NMOS晶體管和第十六NMOS晶體管，其柵極相連，并與第一偏置電壓相連，且第十五NMOS晶體管的漏極與第二差分輸入級(jí)中的第九NMOS晶體管的柵極相連； 其中，所述第一電流放大級(jí)包括由第十七NMOS晶體管和第十八NMOS晶體管構(gòu)成的NMOS共源共柵鏡像電流源，由第五PMOS晶體管和第六PMOS晶體管構(gòu)成的PMOS共源共柵有源負(fù)載以及反饋電阻； 所述第十七NMOS晶體管，其柵極與緩沖反饋級(jí)中的第二 NMOS源極跟隨管的源極相連，其漏極與第十八晶體管的源極相連，其源極接地； 所述第十八NMOS晶體管，其柵極接第一偏置電壓，漏極接第一差分信號(hào)輸出端； 所述第五PMOS晶體管，其柵極接第四偏置電壓，漏極接第六PMOS晶體管的源極，源極接電源電壓；所述第六PMOS晶體管，其柵極接第三偏置電壓，漏極接第一差分信號(hào)輸出端； 所述反饋電阻接在第十七NMOS晶體管的柵極和第一差分信號(hào)輸出端之間； 其中，所述第二電流放大級(jí)與第一電流放大級(jí)電路組成相同，其反饋電阻接在第十七NMOS晶體管的柵極和第二差分信號(hào)輸出端之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種寬帶可編程增益放大器。該放大器包括采用全差分源極跟隨器結(jié)構(gòu)的輸入緩沖級(jí)、采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱全差分形式的R-2R梯形電阻結(jié)構(gòu)的1dB電阻衰減器以及采用源簡(jiǎn)并與電流模式相結(jié)合技術(shù)的可變?cè)鲆娣糯笃?；所述輸入緩沖級(jí)的輸入端與第一差分輸入信號(hào)、第二差分輸入信號(hào)相連，輸出端與所述1dB電阻衰減器的輸入端相連；所述1dB電阻衰減器的輸出端與所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎攵讼噙B；所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龆藶椴罘中盘?hào)的輸出端，所述差分信號(hào)輸出端包括第一差分信號(hào)輸出端和第二差分信號(hào)輸出端。本方案所提供的寬帶可編程增益放大器具有較高的線性度，可以有效減小信號(hào)失真。
文檔編號(hào)H03F3/45GK102916666SQ201110219918
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者劉欣, 張海英 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所