[發明專利]用于倍頻器的系統和方法

有效

• 申請號: 201410087927.3
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN104052405B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: A·查拉克博特;S·特羅塔
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03B19/00
• 分類號: H03B19/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明大體上涉及半導體電路和方法，并且尤其涉及用于倍頻器的系統和方法。

背景技術

由于像硅鍺（SiGe）的低成本的半導體技術以及精細幾何互補金屬氧化物半導體（CMOS）工藝的快速進步，在過去幾年中，在毫米波頻范圍中的應用已經得到顯著的關注。高速雙極和MOS晶體管的可用性已經產生更多的對在60GHz、77GHz、和80GHz以及超過100GHz的毫米波應用的集成電路的需要。這些應用包括例如自動雷達和多千兆位通信系統。

隨著RF系統的工作頻率繼續增加，在這些高頻率下的信號的生成提出主要的挑戰。在高頻下工作的振蕩器在一些系統中可能遭受差的相噪聲性能和低輸出功率。此外，在這樣的高頻下用于鎖相環（PLL）中的分頻器可能消耗大量功率。

應對生成高頻信號的挑戰的一種方式是通過使用倍頻器。例如，與倍頻器結合的電壓控制振蕩器（VCO）可以被用于生成高頻信號。通過使VCO在輸出頻率的一半下工作，使得系統能夠生成高頻信號，與被配置為在全輸出頻率下工作的VCO相比，該高頻信號具有更好的相位噪聲和更高的輸出功率。然而，在毫米波頻率下的頻率倍增器的設計提出其自己的一組設計挑戰，包括提供高輸出功率的能力和摒棄基本輸入頻率的能力。

發明內容

按照實施例，倍頻電路包括被耦合到倍頻電路的輸入端口的差分晶體管對、具有耦合到差分晶體管對的輸出的輸入的第一差分共源共柵級、耦合在差分晶體管對的輸出和第一差分共源共柵級的輸入之合的多個第一阻抗元件和耦合在第一差分共源共柵級和倍頻電路的輸出端口之間的輸出組合網絡。

附圖說明

為了更完全的理解本發明及其優點，現在結合附圖參考下列描述，其中：

圖1說明了一般的倍頻器的方框圖；

圖2a-2b說明了實施例倍頻器電路的示意圖；

圖3說明了實施例LO緩沖器電路的示意圖；

圖4a-e說明了實施例倍頻器的性能比較圖；

圖5說明了實施例方法的方框圖；和

圖6說明了倍頻器的共源共柵級的另外的實施例。

除非另外指示，不同圖中的相應數字和符號大體指代相應零件。附圖被畫出以清楚說明優選實施例的相關方面，并且不必按比例繪制。為了更清楚地說明某些實施例，指示相同結構、材料或過程步驟的變型的字母可以跟著附圖號改變。

具體實施方式

下面詳細討論本優選方案的制造和使用。然而，應該理解，本發明提供了許多適合的發明概念，這些概念能夠在各種具體背景中實現。所討論的具體實施例僅僅說明制造和使用本發明的具體方式，而不限制本發明的保護范圍。

本發明將參考在具體背景（即倍頻電路）中的優選實施例描述。然而，本發明也可以被應用于針對高頻RF通信系統的其他類型的電路、系統和方法。

通過將差分輸入對經由傳輸線元件與共源共柵級耦合以便提供峰值，并且將共源共柵級的輸出與諧波濾波器耦合，本發明的實施例實施了倍頻電路。該共源共柵結構可以用于獲得高轉換增益和輸出功率，并且在差分輸入對和共源共柵級之間使用傳輸線元件則提高了在輸入頻率的第二諧波處的輸出功率和增益。該輸出濾波器可以被形成作為共振網絡，以增強在第二諧波處的輸出功率，并且其提供了對基本輸入信號的強烈摒棄。

實施例倍頻電路可以在各種背景中使用。例如，實施例倍頻器可以在RF信號發生器的發射器內部被用作與電壓控制振蕩器（VCO）結合的本地振蕩器（LO）信號源，或者作為外部信號源。實施例倍頻電路也可以在RF收發器電路的實施中使用。例如，倍頻器可以用作用于發射器的LO信號源，以及用作用于接收器中的混合器的LO源和/或外部信號源。