採用有源電感的中頻lc並聯諧振迴路的製作方法

2023-12-05 15:10:21

專利名稱：採用有源電感的中頻lc並聯諧振迴路的製作方法
技術領域：
本發明屬於集成電路技術領域，具體涉及一種採用有源電感的中頻LC並聯諧振迴路。
背景技術：
當今社會，各種無線通信技術比如GSM、 CDMA、 GPS、 WLAN (802.11a,llb,llg)、 ZigBee等已經和我們的日常生活息息相關。據預測，幾乎每隔6個月就會有一種新的無線 應用出現並成為標準，而這些標準衍生的應用會逐步深入我們生活，成為一種生活的必需。 這就意味著為了適應這種需求我們需要購買和配置多種硬體設備，這將給人們的生活帶來 極大的不便。所以，現在有很多關於多模收發機和軟體無線電的研究，其目的就是為了使 一套系統可以兼容很多無線協議，方便使用，節約成本。
在設計適用於多協議的中頻電路時，不可避免的需要多種不同特點的濾波電路。當需 要高性能窄帶濾波器時往往需要LC並聯諧振迴路。由於中頻頻率較低，往往需要採用較 大數值的電容和電感，佔用大量的晶片面積。所以研究出一種節省面積且具有較高Q值的 中頻LC並聯諧振迴路非常具有學術和實用價值。
現有一種採用有源電感的組成諧振網絡的窄帶放大器，具體參考Stepan Lucyszynand Ian D. Robertson, "Monolithic Narrow-Band Filter Using Ultrahigh-Q Tunable Active Inductors", IEEE TRANS ACTIOUS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, 1994。 作者採用一種高Q值的有源電感和寄生電容組成諧振網絡，來進行窄帶濾波。但如果用於 中頻電路，採用寄生電容其數值是不夠的，仍然需要較大的晶片面積。

發明內容
本發明的目的在於提出一種能滿足中頻電路對高Q值LC並聯迴路的需求，同時能極 大地節約晶片面積的中頻LC並聯諧振迴路。
本發明提出的中頻LC並聯諧振迴路採用有源電感，由有源電感及密勒等效電容構成。 其電路原理見圖l所示。其中有源電感由8個MOS管1、 2、 3、 4、 6、 7、 8、 9組成；密 勒等效電容由電容器13接於NMOS管12漏柵極之間等效而成。其中4個MOS管l、 2、 3、 4組成單端輸入單端輸出前饋放大器。其中2個NMOS管l、 2為放大管，2個PMOS 管3、 4為電流鏡負載。NMOS管1為共源放大管，柵極接節點14，源極接尾電流源5， 漏極輸出到電流鏡結構負載PMOS管3的漏極和柵極。NMOS管2柵極接直流偏置電平， 源極接尾電流5，漏極接節點15。 2個PMOS管3、 4為電流鏡負載，源極均接高電平，漏
極分別接2個NMOS管1、 2漏極，PMOS管3柵極和漏極相連，同時PMOS管4柵極相 連。4個MOS管6、 7、 8、 9組成反饋放大器，其中，2個PMOS管6、 8為放大管，柵極 接節點15，源極接高電平，漏極接共柵控制的2個PMOS管7、 9源極。2個PMOS管7、 9為共柵控制管，漏極均接節點14，柵極分別接控制電壓Vcl和Vcn。 2個NMOS管10、 12為電流鏡接法，源極接地，NMOS管10的漏柵接於節點14，同時與NMOS管12柵極 相連。NMOS管12漏極接負載PMOS管11漏極。PMOS管11為負載管，源極接高電平， 柵極接偏置電壓。電容13兩端分別接在節點14和NMOS管12漏極。電容16接在節點 15和地之間。
本發明電路可滿足中頻電路對高Q值LC並聯迴路的需求，同時能大大節約晶片面積。


圖1為本發明提出的採用有源電感的中頻LC並聯諧振迴路電路原理圖。
標號說明1、 2、 10、 12為NMOS管；3、 4、 6、 7、 8、 9、 11為PMOS管；13、 16
為電容；5為電流源；14、 15為節點。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步描述本發明。
在圖l所示的電路中，中頻LC並聯諧振迴路由有源電感和密勤等效電容構成，其中， 有源電感由8個MOS管1、 2、 3、 4、 6、 7、 8、 9組成；密勒等效電容由電容器13接於 NMOS管12漏柵極之間等效而成。其中MOS管l、 2、 3、 4組成單端輸入單端輸出前饋 放大器。其中2個NMOS管1、 2為放大管，2個PMOS管3、 4為電流鏡負載。NMOS 管1為共源放大管，柵極接節點14，源極接尾電流源5，漏極輸出到電流鏡結構負載PMOS 管3的漏極和柵極。NMOS管2柵極接直流偏置電平，源極接尾電流5，漏極接節點15。 2個PMOS管3、 4為電流鏡負載，源極均接高電平，漏極分別接2個NMOS管1、 2漏極， PMOS管3柵極和漏極相連，同時PMOS管4柵極相連。4個MOS管6、 7、 8、 9組成反 饋放大器，其中，2個PMOS管6、 8為放大管，柵極接節點15，源極接高電平，漏極接 共柵控制2個PMOS管7、 9源極。2個PMOS管7、 9為共柵控制管，漏極均接節點14， 柵極分別接控制電壓Vcl和Vcn。 2個NMOS管10、 12為電流鏡接法，源極接地，NMOS 管10的漏柵接於節點14，同時與NMOS管12柵極相連。NMOS管12漏極接負載PMOS 管11漏極。PMOS管11為負載管，源極接高電平，柵極接偏置電壓。電容13兩端分別接 在節點14和NMOS管12漏極。電容16接在節點15和地之間。
本發明中，有源電感為迴環接法的兩級放大器，第一級前饋放大器為MOS管1、2、3、 4組成，反饋放大器為PMOS管6、 7、 8、 9組成。設前饋放大器跨導為Gml，反饋放大器跨導為Gm2，電容16的值為C,則從節點14看進去的等效電感值為:complex formula see original document page 5
從節點14看進去的等效密勒電容為 complex formula see original document page 5
其中C13為電容13的電容值，Av為NMOS管12的電壓放大倍數。節點14的寄生電 容跟密勒電容相比很小，可以忽略。
從以上分析可以看出，要快速確定LC諧振迴路的頻率，應該先調整控制電壓Vcl Vcn，使有源電感值可電容值向相同方向改變，再調整電流源5的尾電流值使電感值緩慢 變化，以確定頻率。
權利要求
1、一種採用有源電感的中頻LC並聯諧振迴路，其特徵在於由有源電感及密勒電容構成，其中有源電感由8個MOS管(1、2、3、4、6、7、8、9)組成；密勒等效電容由電容器(13)接於NMOS管(12)漏柵極之間等效而成；有源電感為迴環接法的兩級放大器，第一級前饋放大器為4個MOS管(1、2、3、4)組成，反饋放大器由4個PMOS管(6、7、8、9)組成；其中2個NMOS管(1、2)為放大管，2個PMOS管(3、4)為電流鏡負載；NMOS管(1)為共源放大管，柵極接節點(14)，源極接尾電流源(5)，漏極輸出到電流鏡結構負載PMOS管(3)的漏極和柵極；NMOS管(2)柵極接直流偏置電平，源極接尾電流(5)，漏極接節點(15)；2個PMOS管(3、4)為電流鏡負載，源極均接高電平，漏極分別接2個NMOS管(1、2)漏極，PMOS管(3)柵極和漏極相連，同時PMOS管(4)柵極相連；2個PMOS管(6、8)為放大管，柵極接節點(15)，源極接高電平，漏極接共柵控制的2個PMOS管(7、9)源極，2個PMOS管(7、9)為共柵控制管，漏極均接節點(14)，柵極分別接控制電壓Vcl和Vcn；2個NMOS管(10、12)為電流鏡接法，源極接地，NMOS管(10)的漏柵接於節點(14)，同時與NMOS管(12)柵極相連。NMOS管(12)漏極接負載PMOS管(11)漏極；PMOS管(11)為負載管，源極接高電平，柵極接偏置電壓；電容(13)兩端分別接在節點(14)和NMOS管(12)漏極；電容(16)接在節點(15)和地之間。
全文摘要
本發明屬於集成電路技術領域，具體為採用有源電感的中頻LC並聯諧振迴路。它主要由可調有源電感及密勒等效電容組成。其中，有源電感為迴環接法的兩級放大器，密勒等效電容為電容器跨接於放大器輸入輸出兩端形成。有源電感和密勒等效電容值均受控制值控制，而有源電感還可以通過調整其尾電流控制其值。本發明所提出的諧振迴路調諧方便迅速，節約晶片面積。
文檔編號H03H11/02GK101197560SQ20071017330
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者周曉方, 曹聖國 申請人:復旦大學