一種低功耗cmos可變增益放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低功耗CMOS可變增益放大器，包括至少一個(gè)吉爾伯特電路、固定增益放大器、偏置電路和偽指函數(shù)發(fā)生電路。吉爾伯特電路的輸入端接入輸入電壓信號(hào)。吉爾伯特電路的輸出端接固定增益放大器的輸入端，固定增益放大器的輸出端送出輸出電壓信號(hào)。偏置電路的輸出端連接吉爾伯特電路、固定增益放大器和偽指函數(shù)發(fā)生電路。偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸入端接入增益控制電壓信號(hào)，偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸出端產(chǎn)生一個(gè)隨增益控制電壓呈指數(shù)規(guī)律變化的指數(shù)變化電壓信號(hào)，該指數(shù)變化電壓信號(hào)接入吉爾伯特電路的控制端，去控制吉爾伯特電路的增益。本發(fā)明能在保持可變增益放大器的增益dB線性范圍盡可能大的同時(shí)降低可變增益放大器的整體功耗。
【專利說明】
-種低功耗CMOS可變増益放大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及模擬集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種低功耗CMOS可變增益放大器。
【背景技術(shù)】
[0002] 接收機(jī)模擬前端的可變增益放大器用于調(diào)整信號(hào)大小，改變信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍。在一 條接收鏈路上通常存在幾個(gè)可變增益放大器，它們共同作用，使得接收機(jī)前端能輸出的信 噪比滿足要求，并且具有較大功率的信號(hào)。
[0003] 隨著無線通信系統(tǒng)的發(fā)展，接收機(jī)的指標(biāo)在不斷變化，對中頻可變增益放大器的 性能要求不斷提高。首先，通信系統(tǒng)使用寬帶調(diào)制，要求放大器具有足夠高的帶寬，通常在1 ~lOMHz左右。其次，通信系統(tǒng)使用復(fù)雜的編碼，要求輸出信號(hào)具有較高的信噪比，意味著放 大器應(yīng)具有很好的線性度。最后，無線接收機(jī)應(yīng)該盡量降低功耗，那么放大器在實(shí)現(xiàn)大信號(hào) 輸出的前提下必須減小偏置電流。W上運(yùn)些條件對中頻可變增益放大器的設(shè)計(jì)提出了苛刻 的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種低功耗CMOS可變增益放大器，其能在保持可變增益放大器的增益 地線性范圍盡可能大的同時(shí)降低可變增益放大器的整體功耗。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種低功耗CMOS可變增益放大器，包括至少一個(gè)吉爾伯特電路、固定增益放大器、 偏置電路和偽指函數(shù)發(fā)生電路。吉爾伯特電路的輸入端接入輸入電壓信號(hào)。吉爾伯特電路 的輸出端接固定增益放大器的輸入端，固定增益放大器的輸出端送出輸出電壓信號(hào)。偏置 電路的輸出端連接吉爾伯特電路、固定增益放大器和偽指函數(shù)發(fā)生電路。偽指函數(shù)發(fā)生電 路的輸入端接入增益控制電壓信號(hào)，偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸出端產(chǎn)生一個(gè)隨增益控制電壓 呈指數(shù)規(guī)律變化的指數(shù)變化電壓信號(hào)，該指數(shù)變化電壓信號(hào)接入吉爾伯特電路的控制端， 去控制吉爾伯特電路的增益。
[0007] 上述方案中，偽指函數(shù)發(fā)生電路由7個(gè)晶體管和2個(gè)電流源組成。晶體管Ml和晶體 管M2的柵極相連后形成該偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸入端，接入增益控制電壓信號(hào)Vc。電流源 Icpl和電流源Icp2由電流鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并且輸入端連接偏置電路的偏置電流輸出端。電流源 Icpl的正極連接晶體管Ml的源極，負(fù)極連接晶體管Ml的漏極。電流源Iep2的正極連接晶體管 M2的漏極，負(fù)極連接晶體管M2的源極。晶體管M5的柵極、晶體管M6的柵極、晶體管M5的漏極 和晶體管M2的漏極相連接。晶體管M3的柵極、晶體管M4的柵極、晶體管M4的漏極、晶體管M6 的漏極、晶體管M7的漏極和晶體管M7的柵極相連接。晶體管Ml、晶體管M5、晶體管M6和晶體 管M7的源極同時(shí)連接正電源電壓信號(hào)Vdd。晶體管M2、晶體管M3和晶體管M4的源極同時(shí)連接 負(fù)電源電壓信號(hào)Vss。晶體管Ml的漏極和晶體管M3的漏極相連后形成該偽指函數(shù)發(fā)生電路的 輸出端，送出指數(shù)變化電壓信號(hào)VDS3。
[0008] 上述偽指函數(shù)發(fā)生電路中的電流源Icpl和電流源Icp2的電流大小相同。
[0009] 上述晶體管M2、晶體管M3和晶體管M4均是醒OS晶體管，晶體管Ml、晶體管M5、晶體 管M6和晶體管M7均是PM0S晶體管。
[0010] 上述晶體管M3工作于線性區(qū)，晶體管Ml、晶體管M2、晶體管M4晶體管M5、晶體管M6 和晶體管M7均工作于飽和區(qū)。
[0011] 上述晶體管M3和晶體管M4的寬長比相同。晶體管M5和晶體管M6的寬長比相同。
[0012] 上述晶體管Ml的特征參數(shù)和晶體管M2的特征參數(shù)相同（即空穴或電子的遷移率、 單位面積的柵氧化層電容和晶體管的寬長比Ξ者的乘積）。
[0013] 上述方案中，吉爾伯特電路為2個(gè)，且運(yùn)2個(gè)吉爾伯特電路級(jí)聯(lián)。即第一級(jí)吉爾伯特 電路的輸入端接入輸入電壓信號(hào)，第一級(jí)吉爾伯特電路的輸出端連接第二級(jí)吉爾伯特電路 的輸入端，第二級(jí)吉爾伯特電路的輸出端連接固定增益放大器的輸入端。
[0014] 每個(gè)吉爾伯特電路均由6個(gè)晶體管、1個(gè)電流源和7個(gè)電阻組成。晶體管M8的柵極和 晶體管Mil的柵極連接后形成該吉爾伯特電路的輸入端負(fù)極，接入輸入電壓信號(hào)的負(fù)極 Vinn。晶體管M9的柵極和晶體管M10的柵極連接后形成該吉爾伯特電路的輸入端正極，接入 輸入電壓信號(hào)的正極Vinp。晶體管M8的源極、晶體管M9的源極和晶體管M12的漏極相連。晶體 管M12的柵極連接電阻R1、電阻R2和電阻R3的其中一端，電阻R1的另一端連接偏置電路的偏 置電壓VI輸出端的負(fù)極和負(fù)電源電壓信號(hào)Vss，電阻R2的另一端連接偏置電路的偏置電壓VI 輸出端的正極，電阻R3的另一端形成該吉爾伯特電路的控制端，接入指數(shù)變化電壓信號(hào) Vds3。晶體管Ml 0的源極、晶體管Ml 1的源極和晶體管Ml 3的漏極相連。晶體管Ml 3的柵極連接 電阻R4和電阻R5的其中一端，電阻R4的另一端連接偏置電路的偏置電壓V2輸出端的負(fù)極和 負(fù)電源電壓信號(hào)Vss，電阻R5的另一端連接偏置電路的偏置電壓V2輸出端的正極。電流源Iss 的輸入端連接偏置電路的偏置電流輸出端。晶體管M12的源極和晶體管M13的源極同時(shí)連接 電流源Iss的正極，電流源Iss的負(fù)極連接負(fù)電源電壓信號(hào)Vss。電阻Rdi和電阻Rd2的一端連接 正電源電壓信號(hào)Vdd。電阻Rdi的另一端連接晶體管M8的漏極和晶體管M10的漏極后，形成該 吉爾伯特電路的輸出端負(fù)極。電阻Rd2的另一端連接晶體管M9的漏極和晶體管Mil的漏極后， 形成該吉爾伯特電路的輸出端正極。
[0015] 上述偏置電路的偏置電壓V2輸出端輸出的偏置電壓可W和偏置電路的偏置電壓 VI輸出端輸出的偏置電壓相同或不相同。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了獨(dú)特的偽指函數(shù)發(fā)生電路去控制吉爾伯特電路， 使其在保持足夠大的增益地動(dòng)態(tài)范圍W及帶寬的同時(shí)大大地降低總功耗，從而滿足后續(xù)系 統(tǒng)正常工作的需要。
【附圖說明】
[0017] 圖1為一種低功耗CMOS可變增益放大器的原理框圖。
[001引圖2為圖1中偽指函數(shù)發(fā)生電路的原理圖。
[0019] 圖3為圖1中吉爾伯特電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面通過實(shí)施例，結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0021] -種低功耗CMOS可變增益放大器，如圖1所示，包括至少一個(gè)吉爾伯特電路、固定 增益放大器、偏置電路和偽指函數(shù)發(fā)生電路。吉爾伯特電路為整體可變增益放大器的最終 輸入。吉爾伯特電路的輸入端接入輸入電壓信號(hào)即輸入電壓信號(hào)的正極Vinp和負(fù)極Vinn。吉 爾伯特電路的輸出端接固定增益放大器的輸入端，固定增益放大器的輸出端送出輸出電壓 信號(hào)即輸出電壓信號(hào)的正極Voutp和負(fù)極Voutn，固定增益放大器為整體可變增益放大器的最 終輸出。偏置電路的輸出端連接吉爾伯特電路、固定增益放大器和偽指函數(shù)發(fā)生電路，為吉 爾伯特電路、固定增益放大器和偽指函數(shù)發(fā)生電路提供偏置電壓和電流。偽指函數(shù)發(fā)生電 路的輸入端接入增益控制電壓信號(hào)V。，偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸出端產(chǎn)生一個(gè)隨增益控制電 壓呈指數(shù)規(guī)律變化的指數(shù)變化電壓信號(hào)，該指數(shù)變化電壓信號(hào)接入吉爾伯特電路的控制 端，去控制吉爾伯特電路的增益，從而實(shí)現(xiàn)增益隨控制電壓地線性變化。
[0022] 參見圖2,偽指函數(shù)發(fā)生電路由7個(gè)晶體管M1-M7和2個(gè)電流源Icpi-Icp2組成。晶體管 Ml和晶體管M2的柵極相連后形成該偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸入端。電流源Icpi和電流源Icp2由 電流鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并且輸入端(柵極)連接偏置電路的偏置電流輸出端。電流源Icpl的正極連 接晶體管Ml的源極，負(fù)極連接晶體管Ml的漏極。電流源Iep2的正極連接晶體管M2的漏極，負(fù) 極連接晶體管M2的源極。晶體管M5的柵極、晶體管M6的柵極、晶體管M5的漏極和晶體管M2的 漏極相連接。晶體管M3的柵極、晶體管M4的柵極、晶體管M4的漏極、晶體管M6的漏極、晶體管 M7的漏極和晶體管M7的柵極相連接。晶體管Ml、晶體管M5、晶體管M6和晶體管M7的源極同時(shí) 連接正電源電壓信號(hào)Vdd。晶體管M2、晶體管M3和晶體管M4的源極同時(shí)連接負(fù)電源電壓信號(hào) Vss。晶體管Ml的漏極和晶體管M3的漏極相連后形成該偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸出端。
[0023] 偽指函數(shù)發(fā)生電路中的電流源Icpl和電流源Icp2的電流大小應(yīng)相同。晶體管M2、晶 體管M3和晶體管M4的類型相同，都是NM0S晶體管，并且晶體管M2和晶體管M4工作于飽和區(qū)， 晶體管M3工作于線性區(qū)。晶體管Ml、晶體管M5、晶體管M6和晶體管M7的類型相同，都是PM0S 晶體管，并且都工作于飽和區(qū)。晶體管M3和晶體管M4的尺寸大小相同即器件的寬長比相同。 晶體管M5和晶體管M6的尺寸大小相同即器件的寬長比相同。晶體管m和晶體管M2的特征參 數(shù)K(即空穴或電子的遷移率、單位面積的柵氧化層電容和晶體管的寬長比Ξ者的乘積)應(yīng) 相同。增益控制電壓Vc接在晶體管Ml和晶體管M2的柵極和地之間，經(jīng)過偽指函數(shù)發(fā)生電路 后輸出的指數(shù)電壓就是來自于工作在線性區(qū)的晶體管M3的漏源電壓。所有的NM0S晶體管襯 底都接地，所有的PM0S晶體管襯底都接電源。
[0024] 在本發(fā)明中，吉爾伯特電路的個(gè)數(shù)可W根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行選定，可W為1個(gè)、2個(gè)或 多個(gè)。當(dāng)吉爾伯特電路為2個(gè)W上時(shí)，運(yùn)些吉爾伯特電路采用級(jí)聯(lián)方式進(jìn)行連接。在本發(fā)明 優(yōu)選實(shí)施例中，吉爾伯特電路為2個(gè)，且運(yùn)2個(gè)吉爾伯特電路級(jí)聯(lián)。即第一級(jí)吉爾伯特電路的 輸入端接入輸入電壓信號(hào)，第一級(jí)吉爾伯特電路的輸出端連接第二級(jí)吉爾伯特電路的輸入 端，第二級(jí)吉爾伯特電路的輸出端連接固定增益放大器的輸入端。
[0025] 參見圖3,每個(gè)吉爾伯特電路均由6個(gè)晶體管、1個(gè)電流源和7個(gè)電阻組成。晶體管M8 的柵極和晶體管Mil的柵極連接后形成該吉爾伯特電路的輸入端負(fù)極，接入輸入電壓信號(hào) 的負(fù)極Vinn。晶體管M9的柵極和晶體管M10的柵極連接后形成該吉爾伯特電路的輸入端正 極，接入輸入電壓信號(hào)的正極Vinp。晶體管M8的源極、晶體管M9的源極和晶體管M12的漏極相 連。晶體管M12的柵極連接電阻R1、電阻R2和電阻R3的其中一端，電阻R1的另一端連接偏置 電路的偏置電壓VI輸出端的負(fù)極和負(fù)電源電壓信號(hào)Vss，電阻R2的另一端連接偏置電路的偏 置電壓VI輸出端的正極，電阻R3的另一端形成該吉爾伯特電路的控制端，接入指數(shù)變化電 壓信號(hào)Vds3。晶體管MIO的源極、晶體管Mil的源極和晶體管M13的漏極相連。晶體管M13的柵 極連接電阻R4和電阻R5的其中一端，電阻R4的另一端連接偏置電路的偏置電壓V2輸出端的 負(fù)極和負(fù)電源電壓信號(hào)Vss，電阻R5的另一端連接偏置電路的偏置電壓V2輸出端的正極。電 流源Iss的輸入端連接偏置電路的偏置電流輸出端。晶體管M12的源極和晶體管M13的源極同 時(shí)連接電流源ISS的正極，電流源ISS的負(fù)極連接負(fù)電源電壓信號(hào)Vss。電阻化1和電阻Rd2的一 端連接正電源電壓信號(hào)Vdd。電阻Rdi的另一端連接晶體管M8的漏極和晶體管M10的漏極后， 形成該吉爾伯特電路的輸出端負(fù)極。電阻化2的另一端連接晶體管M9的漏極和晶體管Mil的 漏極后，形成該吉爾伯特電路的輸出端正極。
[0026] 晶體管M8-M13的類型相同，都是NM0S晶體管。晶體管M8-M13的均工作在飽和區(qū)。晶 體管M8、晶體管M9、晶體管M10和晶體管Mil的尺寸大小相同即器件的寬長比相同。晶體管 M12和晶體管M13的尺寸大小相同即器件的寬長比相同。電阻化1和電阻化2的阻值大小相等。 偏置電路輸出的偏置電流相同。偏置電路輸出的偏置電壓VI和偏置電壓V2相同或不相同。 所有的NM0S晶體管襯底都接地，所有的PM0S晶體管襯底都接電源。
[0027] 偽指函數(shù)發(fā)生電路的工作原理為:采用二階偽指函數(shù)近似實(shí)現(xiàn)輸入電壓信號(hào)與輸 出電壓信號(hào)的指數(shù)關(guān)系，其近似表達(dá)式為：
[002引
[0029] 在圖2的偽指函數(shù)發(fā)生電路中，由于晶體管Ml工作在飽和區(qū)，所W其漏源電流與電 流源Icpl的電流之和可W表示為：
[0030]
[0031] 其中，Icpi為電流源Icpi的電流大小，Kpi為晶體管Ml的空穴遷移率、單位面積的柵氧 化層電容和晶體管的寬長比Ξ者乘積的二分之一，Vdd為電源電壓，Vthp為PM0S管的闊值電 壓。
[0032] 同理在圖2的偽指函數(shù)發(fā)生電路中由于晶體管M2工作在飽和區(qū)，所W其漏源電流 與電流源Icp2的電流之和可W表示為：
[0033]
[0034] 其中，Icp2為電流源Icp2的電流大小，Κη2為晶體管M2的電子遷移率、單位面積的柵氧 化層電容和晶體管的寬長比Ξ者乘積的二分之一，Vss為電路的最低點(diǎn)位，Vthn為NM0S管的闊 值電壓。
[00對假設(shè)Vdd = -Vss，則由此可見上述兩個(gè)電流(Icl、Ic2)的比值可W表示為：
[0036]
[0037] 由上式可見只要保證電流源Icpi和Icp2的電流相等，同時(shí)保證Κη2等于Kpl就可W通 過兩個(gè)電流的比值近似實(shí)現(xiàn)指數(shù)關(guān)系。
[0038] 晶體管M5和晶體管M6組成基本的電流鏡，保持運(yùn)兩個(gè)晶體管的寬長比相等可W得 到：
[0039] I5=l6=lc2
[0040]其中，Is表示流過晶體管M5的漏源電流，l6表示流過晶體管M6的漏源電流。
[0041 ] 流過晶體管M4的漏源電流可W表示為：
[0042] ^ = Κη^ Vg廣Vss-Vthn ) 2 = 16+17 = IC2+17 = I C2+Kp7 ( Vdd-Vg廣 I Vthp I ) 2
[0043] 其中，l4為晶體管M4的漏源電流，Kn4為晶體管M4的電子遷移率、單位面積的柵氧化 層電容和晶體管的寬長比Ξ者乘積的二分之一，Κρ7為晶體管M7的空穴遷移率、單位面積的 柵氧化層電容和晶體管的寬長比Ξ者乘積的二分之一，Vdd為電源電壓，Vthp為PM0S管的闊值 電壓，Vthn為NM0S管的闊值電壓，Vg4為晶體管M4的柵極電壓。
[0044] 由上式可W得，當(dāng)Vdd = -Vss，Κη4=Κρ7 = K時(shí)晶體管M4的柵極電壓為：
[0045]
[0046] 工作于線性區(qū)的晶體管M3的漏源電阻可W表示為：
[0047]
[0048] 其中，Rds3為晶體管M3的漏源電阻，μη為電子遷移率，Cox為單位面積柵氧化層電容。
[0049] 由W上推導(dǎo)可W得到晶體管M3的漏源電壓為：
[00501
[0051]其中，VDS3為晶體管M3的漏源電壓，b、c、d均為與工藝有關(guān)的固定常數(shù)，具體表達(dá)式 如下：
[00對可W看出，晶體管M3的漏源電壓是電流Ici和電流Ic2比值的函數(shù)。
[0056] 為了實(shí)現(xiàn)較大的增益地線性變化范圍，需要1。1和1。2有較大的電流值(幾個(gè)毫安）。 因此，如果將運(yùn)兩個(gè)電流直接提供給基本可變增益單元，將產(chǎn)生較大的功耗，由于可變增益 放大器包含2個(gè)吉爾伯特電路，運(yùn)將進(jìn)一步增加整體的功耗。為了解決運(yùn)一問題，本發(fā)明在 偽指函數(shù)發(fā)生電路中將兩個(gè)電流之比轉(zhuǎn)化為一個(gè)電壓值提供給吉爾伯特電路的增益控制 端，具體工作原理如下：
[0057] 電流鏡晶體管M5和晶體管M6將電流Ic漏像到晶體管M4和晶體管M7的漏端。從兩個(gè) 二級(jí)管連接的晶體管M4和晶體管M7的共漏端看進(jìn)去(運(yùn)個(gè)共漏端也是晶體管M3的柵極），存 在一個(gè)恒定阻抗。運(yùn)個(gè)阻抗將電流Ic2轉(zhuǎn)換成電壓Vg4(Vg4正比于電流Ic2)。
[005引由于晶體管M3工作于線性區(qū)，因此其漏源間的電阻值將反比于它的柵極電壓，也 就是電壓Vg4。
[0059]晶體管M3的漏源電壓等于其漏源電阻與流過的漏源電流之積，其中流過的電流為 Ici，電阻反比于電流1。2。因此，晶體管M3的漏源電壓之將近似等于兩個(gè)電流之比實(shí)現(xiàn)了將 電流轉(zhuǎn)化為電壓。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于:包括至少一個(gè)吉爾伯特電路、固定增 益放大器、偏置電路和偽指函數(shù)發(fā)生電路； 吉爾伯特電路的輸入端接入輸入電壓信號(hào)；吉爾伯特電路的輸出端接固定增益放大器 的輸入端，固定增益放大器的輸出端送出輸出電壓信號(hào)； 偏置電路的輸出端連接吉爾伯特電路、固定增益放大器和偽指函數(shù)發(fā)生電路； 偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸入端接入增益控制電壓信號(hào)，偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸出端產(chǎn)生 一個(gè)隨增益控制電壓呈指數(shù)規(guī)律變化的指數(shù)變化電壓信號(hào)，該指數(shù)變化電壓信號(hào)接入吉爾 伯特電路的控制端，去控制吉爾伯特電路的增益。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于:偽指函數(shù)發(fā)生 電路由7個(gè)晶體管和2個(gè)電流源組成； 晶體管Ml和晶體管M2的柵極相連后形成該偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸入端，接入增益控制 電壓信號(hào)Vc; 電流源I _和電流源由電流鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并且輸入端連接偏置電路的偏置電流輸出 端；電流源ICP1的正極連接晶體管Ml的源極，負(fù)極連接晶體管Ml的漏極；電流源Icp2的正極連 接晶體管M2的漏極，負(fù)極連接晶體管M2的源極； 晶體管M5的柵極、晶體管M6的柵極、晶體管M5的漏極和晶體管M2的漏極相連接；晶體管 M3的柵極、晶體管M4的柵極、晶體管M4的漏極、晶體管M6的漏極、晶體管M7的漏極和晶體管 M7的柵極相連接； 晶體管Ml、晶體管M5、晶體管M6和晶體管M7的源極同時(shí)連接正電源電壓信號(hào)Vdd;晶體管 M2、晶體管M3和晶體管M4的源極同時(shí)連接負(fù)電源電壓信號(hào)Vss; 晶體管Ml的漏極和晶體管M3的漏極相連后形成該偽指函數(shù)發(fā)生電路的輸出端，送出指 數(shù)變化電壓信號(hào)VDS3。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于:偽指函數(shù)發(fā)生 電路中的電流源I @1和電流源I _的電流大小相同。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于：晶體管M2、晶 體管M3和晶體管M4均是NM0S晶體管，晶體管Ml、晶體管M5、晶體管M6和晶體管M7均是PM0S晶 體管。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于：晶體管M3工作 于線性區(qū)，晶體管Ml、晶體管M2、晶體管M4晶體管M5、晶體管M6和晶體管M7均工作于飽和區(qū)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于：晶體管M3和晶 體管M4的寬長比相同；晶體管M5和晶體管M6的寬長比相同。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于：晶體管Ml的特 征參數(shù)和晶體管M2的特征參數(shù)相同。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于:吉爾伯特電路 為2個(gè)，且這2個(gè)吉爾伯特電路級(jí)聯(lián)；即第一級(jí)吉爾伯特電路的輸入端接入輸入電壓信號(hào)，第 一級(jí)吉爾伯特電路的輸出端連接第二級(jí)吉爾伯特電路的輸入端，第二級(jí)吉爾伯特電路的輸 出端連接固定增益放大器的輸入端。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于:每個(gè)吉爾 伯特電路均由6個(gè)晶體管、1個(gè)電流源和7個(gè)電阻組成； 晶體管M8的柵極和晶體管Mil的柵極連接后形成該吉爾伯特電路的輸入端負(fù)極，接入 輸入電壓信號(hào)的負(fù)極Vinn;晶體管M9的柵極和晶體管M10的柵極連接后形成該吉爾伯特電路 的輸入端正極，接入輸入電壓信號(hào)的正極Vinp ; 晶體管Μ 8的源極、晶體管Μ 9的源極和晶體管Μ12的漏極相連；晶體管Μ12的柵極連接電 阻R1、電阻R2和電阻R3的其中一端，電阻R1的另一端連接偏置電路的偏置電壓VI輸出端的 負(fù)極和負(fù)電源電壓信號(hào)Vss，電阻R2的另一端連接偏置電路的偏置電壓VI輸出端的正極，電 阻R3的另一端形成該吉爾伯特電路的控制端，接入指數(shù)變化電壓信號(hào)V DS3; 晶體管Μ10的源極、晶體管Μ11的源極和晶體管Μ13的漏極相連；晶體管Μ13的柵極連接 電阻R4和電阻R5的其中一端，電阻R4的另一端連接偏置電路的偏置電壓V2輸出端的負(fù)極和 負(fù)電源電壓信號(hào)Vss，電阻R5的另一端連接偏置電路的偏置電壓V2輸出端的正極； 電流源Iss的輸入端連接偏置電路的偏置電流輸出端;晶體管M12的源極和晶體管M13的 源極同時(shí)連接電流源Iss的正極，電流源Iss的負(fù)極連接負(fù)電源電壓信號(hào)Vss; 電阻Rdi和電阻Rd2的一端連接正電源電壓信號(hào)Vdd;電阻Rdi的另一端連接晶體管M8的漏 極和晶體管M10的漏極后，形成該吉爾伯特電路的輸出端負(fù)極;電阻RD2的另一端連接晶體管 M9的漏極和晶體管Mil的漏極后，形成該吉爾伯特電路的輸出端正極。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種低功耗CMOS可變增益放大器，其特征在于:偏置電路的 偏置電壓V2輸出端輸出的偏置電壓與偏置電路的偏置電壓VI輸出端輸出的偏置電壓相同 或不相同。
【文檔編號(hào)】H03G3/30GK105871347SQ201610183972
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】韋保林, 王博, 韋雪明, 徐衛(wèi)林, 岳宏衛(wèi), 段吉海
【申請人】桂林電子科技大學(xué)