[發(fā)明專利]級聯(lián)放大器和用于控制級聯(lián)放大器的電流的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910224022.5
• 申請日: 2009-11-30
• 公開（公告）號: CN101860327A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳彥宏;林育信
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)發(fā)科技股份有限公司
• 主分類號: H03F3/00
• 分類號: H03F3/00;H03F1/26;H03G3/00
• 代理公司: 北京萬慧達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11111
• 代理人: 葛強(qiáng);張一軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于級聯(lián)(cascode)放大器，更具體的，是關(guān)于級聯(lián)放大器和用于控制級聯(lián)放大器電流的方法。

背景技術(shù)

圖1是傳統(tǒng)級聯(lián)電流鏡100的示意圖。級聯(lián)電流鏡100包括四個(gè)晶體管M1-M4和電流源I₁。級聯(lián)電流鏡100的功能是使晶體管M1、M2復(fù)制(或鏡像)流經(jīng)晶體管M3、M4的電流(即電流源I₁提供的電流)。但在級聯(lián)電流鏡100中，晶體管M2、M4可能不運(yùn)作在同一區(qū)：例如，晶體管M2運(yùn)作在飽和區(qū)，而晶體管M4運(yùn)作在三極管區(qū)(triode?region)。因此，節(jié)點(diǎn)N2與節(jié)點(diǎn)N4的電壓電平可能不接近，所以節(jié)點(diǎn)N1的電壓電平不能追蹤節(jié)點(diǎn)N3的電壓電平，導(dǎo)致晶體管M1、M2的電流不能很好的對電流源I₁提供的電流進(jìn)行相應(yīng)的鏡像。

此外，為達(dá)到較好的放大器性能，例如增益和噪聲系數(shù)(Noise?Figure，NF)，典型情況下會選擇短溝道器件，短溝道器件的設(shè)計(jì)規(guī)則中溝道具有最小的長度。但是，具有較短溝道長度的晶體管更易遭受公知的溝道長度調(diào)制效應(yīng)的影響。圖2是晶體管I_d-V_DS特性的示意圖，其中I_d是晶體管電流，V_DS是晶體管漏極和源極之間的電壓差。在溝道長度調(diào)制效應(yīng)嚴(yán)重時(shí)，I_d隨V_DS快速增加(即當(dāng)晶體管運(yùn)作在飽和區(qū)時(shí)，曲線210的斜率很大)。因此，在深度次微米(sub-micro)工藝中，由于溝道長度短，即使晶體管M1、M3都運(yùn)作在飽和區(qū)，也難以保持穩(wěn)定的電流鏡像率。也就是說，由于如圖1所示的節(jié)點(diǎn)N2、N4之間存在電壓差，晶體管M1、M3的電流不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種級聯(lián)放大器和用于控制級聯(lián)放大器電流的方法。

本發(fā)明提供一種級聯(lián)放大器，包含：一輸入信號端；一輸出信號端；一第一晶體管和一第二晶體管，其中，該第一晶體管和該第二晶體管中的每個(gè)都具有柵極、第一電極和第二電極，該第一晶體管的第一電極耦接于該第二晶體管的第二電極，該第一晶體管的柵極耦接于該輸入信號端，該第二晶體管的第一電極耦接于該輸出信號端；一第三晶體管和一第四晶體管，其中，該第三晶體管和該第四晶體管中的每個(gè)都具有柵極、第一電極和第二電極，該第三晶體管的第一電極耦接于該第四晶體管的第二電極，該第三晶體管的柵極、該第四晶體管的柵極分別耦接于該第一晶體管的柵極、該第二晶體管的柵極；以及一偏置(bias)電路，耦接于該第四晶體管的第一電極，用于偏置該第四晶體管的第一電極的一電壓電平，以使得該第二晶體管和該第四晶體管運(yùn)作在同一區(qū)。

本發(fā)明提供一種用于控制級聯(lián)放大器電流的方法，包含：提供一第一晶體管和一第二晶體管，其中該第一晶體管和該第二晶體管中的每個(gè)具有柵極、第一電極和第二電極，該第一晶體管的第一電極耦接于該第二晶體管的第二電極，該第一晶體管的柵極耦接于一輸入信號端，該第二晶體管的第一電極耦接于一輸出信號端；提供一第三晶體管和一第四晶體管，其中該第三晶體管和該第四晶體管中的每個(gè)具有柵極、第一電極和第二電極，該第三晶體管的第一電極耦接于該第四晶體管的第二電極，該第三晶體管的柵極、該第四晶體管的柵極分別耦接于該第一晶體管的柵極、該第二晶體管的柵極；以及偏置該第四晶體管的第一電極的一電壓電平，使該第二晶體管、該第四晶體管運(yùn)作在同一區(qū)。

本發(fā)明提供的級聯(lián)放大器和用于控制級聯(lián)放大器電流的方法，使流經(jīng)晶體管的電流較少受到溝道長度調(diào)制效應(yīng)的影響。

附圖說明

圖1是描述傳統(tǒng)級聯(lián)電流鏡的示意圖。

圖2是晶體管I_d-V_DS特性的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的級聯(lián)放大器的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示范級聯(lián)放大器的大略結(jié)構(gòu)。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例控制級聯(lián)放大器電流的流程圖。

具體實(shí)施方式