[发明专利]跨导器

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟电路，特别是涉及跨导器。

背景技术

目前，对2GHz频率范围内的无线通讯用射频集成电路(Radio FrequencyIntegrated Circuit，RFIC)的关注已经迅猛地增长。RFIC的前端发射器及接收器中的模拟电路是提供从射频(Radio Frequency，RF)到中频(IntermediateFrequency，IF)或者从IF到RF的信号频率转换的混合器。该混合器通常包括将其输入电压信号转换成输出电流信号的跨导级(transconductancestage)以及将输出电流信号与本地振荡器(local oscillator，LO)信号混合的芯级(core stage)。

跨导级的失真是混频器设计中的考虑因素。增强跨导级的线性以便改进混频器的整体线性是所希望的。除了混频器，通讯系统中的其它模拟电路，例如低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)以及滤波器，皆涉及跨导级的设计。传统上，这些模拟电路的跨导级由将其输入电压信号转换成输出电流信号的差动对电路(differential pair circuit)来实现。藉由改进跨导级或跨导器的线性度，可以改进通讯系统中的混频器、低噪声放大器以及滤波器的线性特性。

图1显示了可以作为通讯系统的混频器、低噪声放大器或滤波器中的跨导器来操作的传统差动对电路100。该差动对电路100包括一对差动连接的金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)晶体管M1 102和M2 104。MOS晶体管102包括栅极端子106、漏极端子108以及源极端子110。MOS晶体管104包括栅极端子112、漏极端子114以及源极端子116。MOS晶体管M1 102的栅极端子106耦接到差动对电路100的第一输入端子120。MOS晶体管M2 104的栅极端子112耦接到差动对电路100的第二输入端子122。MOS晶体管M1 102的漏极端子108耦接到差动对电路100的第一输出端子124。MOS晶体管M2 104的漏极端子114耦接到差动 对电路100的第二输出端子126。MOS晶体管M1 102的源极端子110以及MOS晶体管M2 104的源极端子116连接在一起，以便由固定电流源130驱动。藉由在输入端子120和122施加差动电压信号，则可在输出端子124和126上输出差动电流信号。

在传统电路100中，MOS晶体管M1 102和M2 104可以具有相同的长度和宽度、相同的临界(threshold)电压以及相同的跨导参数。输入电压信号V_i⁺132和V_i^-134分别施加到输入端子120和122。输出电流信号I_o⁺136和I_o^-138分别提供在输出端子124和126上。将差动输入电压表示为等于V_i⁺-V_i^-的V_in，固定电流源表示为I_ss130，并且将MOS晶体管M1 102和M2 104的跨导参数表示为β，当各MOS晶体管M1 102和M2 104在饱和区域操作，则差动输出电流ΔI_D，其等于I_o⁺-I_o^-，可以表示为：

ΔID=β·vin·2Issβ-(vin)2,]]>公式(1)。