[发明专利]一种可拓展高频带宽的电路结构

说明书

技术领域

本发明为射频集成电路技术领域，具体涉及一种可拓展高频带宽的电路结构。   

背景技术

多模式射频接收机系统是当前学术界和工业界的研究热点。通过单一的接收机链路实现多种通信模式的兼容，可以同时降低整机的功耗以及芯片的面积。在接收机前端电路中，如基于共栅极输入结构的低噪声放大器和混频器，如何尽可能在不牺牲面积的前提下设计一个宽带射频电路，对于多模式接收机至关重要。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单、应用灵活的可拓展高频带宽的电路结构。

本发明提供的可拓展高频带宽的电路结构，如图1中所示，由共栅极输入管M1，负载和电压控制尾电流源阵列组成；所述电压控制尾电流源阵列的每一列尾电流源均由开关和电流源顺次连接组成；开关的一端接共栅极输入管M1源极，电流源另一端接地；多列（多级）尾电流源并联组成上述电压控制尾电流源阵列。共栅极输入管M1的栅极接电压偏置，漏极接负载，源极接输入信号和尾电流源阵列。本发明通过开关控制尾电流源阵列输出电流的大小，实现高频处带宽的拓展。

本发明中，所述共栅极输入管M1可采用NMOS管。  

本发明中，所述开关可以使用物理开关电路实现，或者由电压控制尾电流源栅极偏置电压进而控制尾电流源的打开与关断来实现。  

进一步地，上述的可拓展高频带宽的电路结构，可通过选通不同的尾电流源接入数量，来实现输入电流的大小变化，进而改变共栅输入管M1的跨导（增加尾电流值可以增加跨导），跨导的增加可以减少M1源极的寄生电容对高频带宽的影响。

上述可拓展高频带宽的电路结构的原理如下：如图2、3所示，为共栅极输入的放大器电路与小信号分析，具体分析见公式（1）；通过开关的关断、打开不同组合，实现所述负载网络的谐振点的可重构；

       （1）

可见，增加跨导g_m可以使得C_gsS/g_m等效变小，而通过控制尾电流源在电路工作在高频时增加电流，会相应的增加跨导g_m，因此可以起到在高频处拓展带宽的作用。而在低频时，可以减小尾电流，起到低功耗的作用。

本发明的改进主要体现在：

1、提出一种新型拓展高频带宽的电路结构，针对电路工作的频段不同，可以通过改变控制电压改变尾电流源阵列的输入电流大小，拓展高频处的带宽； 

2、对尾电流源进行动态的控制，工作在低频时，减小尾电流源的电流，起到降低功耗的作用；工作在高频时，增加电流，在不牺牲面积的前提下拓展电路的工作带宽。可以实现良好的性能与功耗的折中。

本发明通过尾电流源阵列对基于共栅极结构放大器和跨导输入电流的调整，实现高频带宽的拓展，并实现带宽与功耗的动态平衡。该电路结构简单，应用灵活，可有效减小输入端寄生电容的影响，并达到拓展带宽的目的。特别适用于多模接收机前端基于共栅极输入结构的低噪声放大器和混频器中。

附图说明

图1：本发明一种新型拓展高频带宽的电路结构设计实例框图。

图2：本发明一种新型拓展高频带宽的电路结构所针对的共栅极输入放大器电路图。

图3：本发明一种新型拓展高频带宽的电路结构所针对的共栅极放大器的小信号模型。

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图进一步描述本发明。

如图1所示，对于一个共栅极输入的，应用与射频集成电路领域的放大器，在其输入端，即共栅极输入NMOS管M1的源极接入电压控制尾电流源阵列，通过对开关电压的选择，所述一种新型拓展高频带宽的电路结构可以改变该尾电流源阵列对M1管的输入电流，以实现在高频出拓展带宽，在低频处节约功耗的作用。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。