专利名称：可调增益低噪声放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调增益低噪声放大器，尤指一种高线性度的可调增益低噪声放
大器，其可运用在电视调谐器或其它宽带通讯系统中，并可在低增益时提供低的噪声指数。
背景技术：
在宽带通讯系统(broadband communication system)中，例如电视调谐器(TVtuner)，都必须使用到高线性度可调增益低噪声放大器(high linearvariable-gain lownoise amplifier)并置于混频器(Mixer)之前。另外， 一般的高线性度可调增益低噪声放大器一般都是利用电流引导架构(currentsteering topology)来完成。
请参照图1A，其所示为公知公知高线性度可调增益放大器。其公开于1991年"IEEE J. Solid-State Circuit"期刊vol. 26， no. 11， pp. 1673-1680。第一晶体管Ql与第二晶体管Q2连接形成一差动对(differential pair)，其中，第一晶体管Ql与第二晶体管Q2的基极(base)为放大器的差动信号输入端(differential signal input terminals)可接收一输入信号(vi);两个发射极电阻(Re)的第一端分别连接至第一晶体管Ql与第二晶体管Q2发射极(Emitter);两个发射极电阻(Re)的第二端连接于节点a。电流源Is连接于节点a以及接地端(Gnd)之间。 另外，第三晶体管Q3与第四晶体管Q4的基极为放大器的增益控制输入端(gaincontrol terminals)可接收一电流弓l导控制信号(current steeringcontrol signal,Vctrl)，第三晶体管Q3集电极(collector)连接至电压源(Vcc)，发射极连接至第一晶体管Q1集电极；第四晶体管Q4集电极与电压源(Vcc)之间连接一第一集电极电阻(Rcl)，发射极连接至第一晶体管Ql集电极。第五晶体管Q5基极连接至第四晶体管Q4基极；第六晶体管Q6基极连接至第三晶体管Q3基极；第六晶体管Q6集电极连接至电压源(Vcc)，发射极连接至第二晶体管Q2集电极；第五晶体管Q5集电极与电压源(Vcc)之间连接一第二集电极电阻(Rc2)，发射极连接至第二晶体管Q2集电极。第四晶体管Q4集电极与第五晶体管Q5集电极成为差动信号输出端(differentialsignal output terminals)可产生一输出信号(vo)。 其中，电流源Is可提供放大器上所有晶体管的直流偏压(DC bias)，而两个发射极电阻(Re)可提供放大器获得较佳的线性度。另外，第一集电极电阻(Rcl)以及第二集电极电阻(Rc2)的电阻值相同。 当电流引导控制信号(Vctrl)改变时，流经第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5、第六晶体管Q6的偏压电流(bias currents)会改变，因此可控制放大器的增益。另外，上述的放大器可实现大的增益调整区间(high gain control range)。
然而，公知公知高线性度可调增益放大器的噪声指数(noise figure, NF)与增益的变化相关。请参照图1B与图IC，其所示为公知公知高线性度可调增益放大器的增益(Gain)与噪声指数(NF)示意图。由图1B与图1C可知，当放大器的增益很大时，噪声指数很小；反之当放大器的增益很小时，噪声指数很大。也就是说，利用电流引导控制信号(Vctrl)来调整放大器的增益时，噪声指数(NF)会随着增益的减少，进而造成几乎等比率 的上升。 在系统考虑中，当输入信号(vi)很小时，放大器的增益会调至最高，因此电路的 噪声指数(NF)并不会很大。所以，放大器的输出信号(vo)还是能够提供足够的信噪比 (SNR)。当输入信号(vi)较大时，放大器的增益需要降低，此时放大器的噪声指数将会上 升，但是由于信号也同时增大，因此其输出信号(vo)还是能够提供足够的信噪比(SNR)。但 在宽带的应用里，有时干扰噪声(interference)远大于有用的信号时，此时为了避免放大 器内的电子组件进入饱和区而会将放大器的增益降低，因此若此电路的噪声指数(NF)上 升太多的话，其输出信号(vo)将无法提供足够的信噪比(SNR)，而造成基频电路无法将信 号有效还原出来。因此放大器在低增益时，低的噪声指数(NF)也是相当重要的指标。
请参照图2，其所示为另一种公知公知高线性度可调增益低噪声放大器。其公 开于美国专利"US 6， 100， 761"。第一晶体管1Q1与第二晶体管1Q2连接形成一差动对 (differential pair)。其中，第一晶体管1Q1与第二晶体管1Q2的基极与一基极电压 (Vb)之间分别连接一第一基极电阻(1Rbl)以及一第二基极电阻(1Rb2)，而第一晶体管 1Q1与第二晶体管1Q2的基极为放大器的差动信号输入端(differential signal input terminals, IN+与IN_)。 两个发射极可调电阻(lRe)40的第一端分别连接于第一晶体管1Q1与第二晶体 管1Q2的发射极；两个发射极可调电阻(lRe)40的第二端连接于接地端(Gnd)。再者，两个 集电极可调电阻(lRc)30的第一端分别连接于第一晶体管1Q1与第二晶体管1Q2的集电 极；两个集电极可调电阻(lRc)30的第二端连接于集电极电压(Vc)。另外，第一晶体管1Q1 与第二晶体管1Q2的集电极为放大器的差动信号输出端(differential signal output terminals, _0UT+)。 图2所示的放大器是控制发射极可调电阻(lRe)40以及集电极可调电阻(lRc)30 的电阻值来调整放大器的增益。然而，调整发射极可调电阻(1Re)40会使得放大器的线性
度变差。
发明内容
本发明的目的是提出一种高线性度可调增益低噪声放大器，可在低增益时提供较 低的噪声指数。 本发明提出一种可调增益低噪声共发共基放大器，包括一增益调整控制电路，用 以接收一增益调整电压，进而产生一电阻值调整信号以及该电流引导控制信号；一负载电 路，包括多个可变电阻，用以根据该电阻值调整信号调整所述多个可变电阻的电阻值；一电 流引导电路，利用多个电流路径连接至该负载电路，用以根据该电流引导控制信号调整所 述多个电流路径之间的电流比例，其中该电流引导电路具有差动信号输出端；以及一输入 电路，连接至该电流引导电路，其中该输入电路具有差动信号输入端。 因此，本发明提出一种可调增益低噪声共发共基放大器，包括第一双极结型晶体 管；第二双极结型晶体管，该第一双极结型晶体管与该第二双极结型晶体管的基极为一差 动信号输入端；两个发射极电阻，所述发射极电阻的第一端分别连接至该第一双极结型晶 体管与该第二双极结型晶体管的发射极，所述发射极电阻的第二端连接至一第一节点；一第一电流源，连接于该第一节点与一接地端之间；一第一可变电阻；一第一n型场效应晶体 管，其栅极接收一栅极电压，其源极连接至该第一双极结型晶体管的集电极，以及，其漏极 与一电源电压之间连接该第一可变电阻；一第二n型场效应晶体管，其栅极接收一电流引 导控制信号，其源极连接至该第一双极结型晶体管的集电极，以及，其漏极连接至该电源电 压；一第二可变电阻；一第三n型场效应晶体管，其栅极接收该电流引导控制信号，源极连 接至该第二双极结型晶体管的集电极，其漏极连接至该电源电压；一第四n型场效应晶体 管，其栅极接收该栅极电压，其源极连接至该第二双极结型晶体管的集电极，以及，其漏极 与该电源电压之间连接该第二可变电阻；以及一增益调整控制电路，用以接收一增益调整 电压，进而产生该电流引导控制信号，以及一电阻值调整信号用以调整该第一可变电阻与 该第二可变电阻；其中，该第一n型场效应晶体管与该第四n型场效应晶体管的漏极成为一
差动信号输出端。 本发明的优点是提出一种高线性度的可调增益低噪声放大器，在高增益调整区域
中时，利用改变可变电阻的电阻值来改变放大器的增益，在低增益调整区域中时，改变转导
参数与来改变增益。因此，利用本发明的放大器可在低增益时提供低的噪声指数。并且，相
较于公知公知高线性度可调增益放大器，在相同的噪声指数下，可提供较大的增益调整范
围，进而达到较低的功率损粍、较小的布局面积及较低线性度的要求等功效。 为了能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明
与附图，然而所附图示仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
图1A所示为公知高线性度可调增益放大器。 图IB与图1C所示为公知公知高线性度可调增益放大器的增益(Gain)与噪声指 数(NF)示意图。 图2所示为另一种公知公知高线性度可调增益低噪声放大器。 图3A所示为本发明高线性度可调增益低噪声放大器方块示意图。 图3B所示为本发明高线性度可调增益低噪声放大器电路图的第一实施例。 图3C所示为本发明高线性度可调增益低噪声放大器电路图的第二实施例。 图4A与图4B所示为本发明放大器的增益以及噪声指数(NF)示意图。 图5A至图5C所示为可变电阻(RL)的各种实施例。 图6A所示为本发明增益调整控制电路。 图6B所示为增益调整控制电路在高增益调整区间的调整示意图。 图6C所示为增益调整控制电路在低增益调整区间的调整示意图。 主要组件符号说明如下 30集电极可调电阻 40发射极可调电阻 100增益调整控制电路 110负载电路 115电流路径 120电流引导电路 130输入电路 200控制单元
具体实施例方式
请参照图3A，其所示为本发明高线性度可调增益低噪声放大器方块示意图。此放 大器包括增益调整控制电路(gain control circuit) 100、负载电路(load circuit) 110、 电流弓l导电路(current steering circuit) 120、输入电路(input circuit)130。其中 负载电路110、电流引导电路120、与输入电路130连接形成共发共基放大器(cascode amplifier)。 增益调整控制电路100接收一增益调整电压(gain adjusting voltage, VAGC)， 进而产生一电阻值调整信号(resistance adjusting signal, Vp)以及电流引导控制 信号(Vctrl)。负载电路IIO根据电阻值调整信号(Vp)来调整负载电路IIO内的可变 电阻的电阻值。电流引导电路120，利用多个电流路径(current paths) 115连接至负 载电路110，其可接收电流引导控制信号(Vctrl)，并据以调整多个电流路径115之间的 电流比例(current ratio)，并且具有差动信号输出端(differential signal output terminals, 0UT+、 OUT-)。输入电路130连接至电流引导电路120，其具有差动信号输入端 (differentialsignal input terminals,IN+、 IN_)。 根据本发明的实施例，本发明将放大器的增益调整范围(gain controlrange)区 分为两个区域，第一个区域为高增益调整区域，以及第二个区域为低增益调整区域。其中， 在高增益调整区域时，改变电阻值调整信号(Vp)来改变可变电阻的电阻值，以及，在低增 益调整区域时，改变电流引导控制信号(Vctrl)来改变电流路径的电流比例。
请参考图3B，其所示为本发明高线性度可调增益低噪声放大器的电路图第一实施 例。输入电路130包括第一双极结型晶体管(Bipolar junctiontransistor，BJT)Q1A、第二 双极结型晶体管Q1B、两个发射极电阻(Re)、与第一电流源Icl。第一双极结型晶体管Q1A 与第二双极结型晶体管QIB连接形成一差动对(differential pair)，其中，第一双极结型 晶体管Q1A与第二双极结型晶体管Q1B的基极(base)为放大器的差动信号输入端IN+与 IN-;两个发射极电阻(Re)的第一端分别连接至第一双极结型晶体管QIA与第二双极结型 晶体管QIB的发射极(Emitter);两个发射极电阻(Re)的第二端连接至节点a。第一电流 源Icl连接于节点a以及接地端(Gnd)之间。 负载电路110包括两个可变电阻(RL)。而电流引导电路120包括第一n型场效应 晶体管(Field effect transistor, FET)M2A、第二 n型场效应晶体管M3A、第三n型场效应 晶体管M3B、第四n型场效应晶体管M2B。 第一n型场效应晶体管M2A的栅极(gate)接收一栅极电压(VB3)，其源极 (source)连接至第一双极结型晶体管Q1A的集电极，漏极(drain)与电源电压(Vcc)之间 连接可变电阻(RL)。第二n型场效应晶体管M3A的栅极接收一电流引导控制信号(Vctrl)， 源极连接至第一双极结型晶体管Q1A的集电极，漏极连接至电源电压(Vcc)。
第三n型场效应晶体管M3B的栅极接收电流引导控制信号(Vctrl)，源极连接至第 二双极结型晶体管Q1B的集电极，漏极连接至电源电压(Vcc)。第四n型场效应晶体管M2B 的栅极接收栅极电压(VB3)，源极连接至第二双极结型晶体管Q1B的集电极，漏极与电源电 压(Vcc)之间连接可变电阻(RL)。而第一n型场效应晶体管M2A与第四n型场效应晶体管 M2B的漏极成为差动信号输出端OUT-与0UT+。 另外，增益调整控制电路IOO，其可接收一增益调整电压，并且产生一电阻值调整信号(Vp)以及电流引导控制信号(Vctrl)，其中，电阻值调整信号(Vp)可以调整可变电阻 (RL)的电阻值。 根据本发明的实施例，第一双极结型晶体管Q1A与第二双极结型晶体管Q1B具有 相同的布局面积(layout area);第一 n型场效应晶体管M2A与第四n型场效应晶体管M2B 具有相同的尺寸(size);第二n型场效应晶体管M3A与第三n型场效应晶体管M3B具有相 同的尺寸。另外，第一电流源Icl是用来提供放大器上所有晶体管的直流偏压(DC bias), 使得放大器操作在适当的工作点(Quiescent point)。 请参考图3C，其所示为本发明高线性度可调增益低噪声放大器的电路图第二实施 例。与第一实施例的差别在于另外提供一第二电流源Ic2连接于电源电压(Vcc)与第一双 极结型晶体管Q1A集电极之间；以及一第三电流源Ic3连接于电源电压(Vcc)与第二双极 结型晶体管Q1B集电极之间。而第一电流源Icl、第二电流源Ic2、与第三电流源Ic3可更 有效地提供放大器上所有晶体管的直流偏压(DC bias)，使得放大器操作在适当的工作点 (Quiescent point)。并且，第一电流源Icl、第二电流源Ic2、与第三电流源Ic3并不会改 变放大器的小信号模型(small signal model)。 另外，由图3B与图3C的放大器可导出其电压增益(voltage gain)Av为
<formula>formula see original document page 9</formula> 其中，gml为第一双极结型晶体管Q1A与第二双极结型晶体管Q1B的转导参数 (trans-conductance) ， gm2为第一 n型场效应晶体管M2A与第四n型场效应晶体管M2B的 转导参数，gm3为第二 n型场效应晶体管M3A与第三n型场效应晶体管M3B的转导参数。
根据本发明的实施例，本发明将放大器的增益调整范围(gain controlrange)区 分为两个区域，其中，第一个区域为高增益调整区域，以及第二个区域为低增益调整区域。 其中，在高增益调整区域时，利用调整可变电阻(RL)来实现；而在增益调整区域时，利用电 流引导架构(current steering topology)来完成，也即改变电流引导控制信号(Vctrl) 来改变n型场效应晶体管的转导参数(gm2与gm3)。 换句话说，在增益调整范围中将增益由最大值调整至最小值的过程中，当增益调 整电压(VAGC)在高增益调整区域时，增益调整控制电路100会改变电阻值调整信号(Vp)， 使得可变电阻(RL)的电阻值减小而电流引导控制信号(Vctrl)维持不变；另外，当增益调 整电压(VAGC)在低增益调整区域时，增益调整控制电路100会固定电阻值调整信号(Vp)， 进而使得可变电阻(RL)的电阻值不再变化，而改变电流引导控制信号(Vctrl)使得转导参 数gm3越来越大而转导参数gm2越来越小。 请参照图4A与图4B，其所示为本发明放大器的增益以及噪声指数(NF)示意图。 由图4A可知，当增益调整电压(VAGC)由Vsl增加至Vs2(高增益调整区域)的过程，也即 可变电阻(RL)的电阻值改变的过程，噪声指数(NF)几乎不会改变。因此，在高增益调整区 域内，噪声指数(NF)不会随着增益下降而增加。 另外，当增益调整电压(VAGC)由Vs2增加至Vs3的过程(低增益调整区域)，利用 电流引导控制信号(Vctrl)来调整增益，因此噪声指数(NF)才会随着增益下降而增加。
由图4B可知，相较于公知公知放大器的增益与噪声指数关系曲线(I)，本发明放 大器的增益降至最低时，由本发明放大器的增益与噪声指数关系曲线(II)可知，本发明的噪声指数将远低于公知公知放大器所产生的噪声指数。 请参照图5A至图5C，其所示为可变电阻(RL)的各种实施例。如图5A所示，可变 电阻(RL)是由第一p型场效应晶体管Mpl所组成。其中，第一p型场效应晶体管Mpl栅极 接收电阻值调整信号(Vp)，源极与漏极则为可变电阻(RL)两端。 如图5B所示，可变电阻(RL)是由第二p型场效应晶体管Mp2与第三p型场效应晶 体管Mp3所组成。其中，第二p型场效应晶体管Mp2栅极接收电阻值调整信号(Vp)，源极与 漏极则为可变电阻(RL)两端；再者，第三p型场效应晶体管Mp3源极连接至第二p型场效应 晶体管Mp2源极，第三p型场效应晶体管Mp3漏极连接至第二 P型场效应晶体管Mp2漏极， 第三P型场效应晶体管Mp3漏极与栅极相互连接形成二极管连接晶体管(Diode-co皿ected transistor)。 如图5C所示，可变电阻(RL)是由第四p型场效应晶体管Mp4与多晶硅 (polysilicon)电阻(Rx)所组成。其中，第四p型场效应晶体管Mp4栅极接收电阻值调整 信号(Vp)，源极与漏极则为可变电阻(RL)两端；另外，多晶硅电阻(Rx)两端分别连接至第 四P型场效应晶体管Mp4源极与漏极。 请参照图6A，其所示为本发明增益调整控制电路。增益调整控制电路包括控制单 元200、电阻值调整电路、与电流引导控制电路。其中，可变电阻(RL)是以图5A中的第一p 型场效应晶体管Mpl为例。 电阻值调整电路包括一参考电阻(Rref)连接于电源电压(Vcc)以及运算放大器 (0P)的第一输入端之间；一第一可调电流源(Ixl)连接于运算放大器(0P)的第一输入端 与接地端(Gnd)之间；一第五p型场效应晶体管Mp5的源极连接至电源电压(Vcc)，栅极连 接至运算放大器(0P)的输出端，漏极连接至运算放大器(0P)的第二输入端；一第二可调电 流源(1x2)连接于运算放大器(0P)的第二输入端与接地端(Gnd)之间。其中，运算放大器 (0P)的输出端可输出电阻值调整信号(Vp);第五p型场效应晶体管Mp5与第一p型场效应 晶体管Mpl具有相对应的尺寸。 电流引导控制电路包括第五n型场效应晶体管M2C漏极连接至电源电压(Vcc)， 栅极接收栅极电压(VB3)，源极连接至节点b ;第六n型场效应晶体管M3C漏极与栅极连接 并且可产生电流引导控制信号(Vctrl)，源极连接至节点b ;第三可调电流源(1x3)连接于 电源电压(Vcc)与第六n型场效应晶体管M3C漏极之间；第四电流源(Ic4)连接于节点b 与接地端(Gnd)之间。其中，第五n型场效应晶体管M2C、第一n型场效应晶体管M2A、第四 n型场效应晶体管M2B有相对应的尺寸；第六n型场效应晶体管M3C、第二 n型场效应晶体 管M3A、第三n型场效应晶体管M3B有相对应的尺寸。 再者，控制单元200可接收增益调整电压(VAGC)并且控制第一可调电流源(Ixl)、 第二可调电流源(Ix2)、与第三可调电流源(1x3)。 在电阻值调整电路正常运作时，当运算放大器(0P)的增益足够大时，两个输入端
的电压将会相等。因此，<formula>formula see original document page 10</formula> 。也即，运算放大器(0P)输出的电阻值调整信
号(Vp)可使得第五p型场效应晶体管Mp5的等效电阻值为Rmp5。由于电阻值调整信号 (Vp)也同时输入第一p型场效应晶体管Mpl栅极，因此，可变电阻(RL)的电阻值也也等于 Rmp5。也就是说，调整第一可调电流源(Ixl)与第二可调电流源(1x2)的电流比例(currentratio)可使得电阻值调整信号(Vp)改变，进而使得可变电阻(RL)的电阻值改变。
请参照图6B，其所示为增益调整控制电路在高增益调整区间的调整示意图。当增 益调整电压(VAGC)由Vsl上升至Vs2时，增益调整控制电路会改变第一可调电流源(Ixl) 与第二可调电流源(1x2)的电流比例(currentratio)，以及第三可调电流源(1x3)为O，进 而使得电流比例(Ixl/Ix2)越来越小。当增益调整电压(VAGC)下降至Vs2之后，电流比例 (Ixl/Ix2)会下降至最小值并且不再改变。也就是说，电流比例(Ixl/Ix2)越来越小会使得 可变电阻(RL)越来越小。 请参照图6C，其所示为增益调整控制电路在低增益调整区间的调整示意图。当增 益调整电压(VAGC)由Vs2上升至Vs3时，第三可调电流源(1x3)渐增。也就是说，流经第 六n型场效应晶体管M3C的电流(1x3)渐增，而流经第五n型场效应晶体管M2C的电流渐 减(Ic4-Ix3)。此时，电流引导控制信号(Vctrl)会越来越大，进而使得转导参数gm3越来 越大而转导参数gm2越来越小。 由上述可知，本发明在增益调整范围中将增益由最大值调整至最小值的过程(Vsl 变化至Vs3)中，在高增益调整区域时，是利用降低可变电阻(RL)的电阻值来降低放大器的 增益，以及，在低增益调整区域中时，是利用提高转导参数gm3而降低转导参数gm2来降低 放大器的增益。同理，将增益由最小值调整至最大值的过程(Vs3变化至Vsl)中，也是利用 上述的方式进行控制因此不再赘述。 另外，虽然本发明的实施例是以第一双极结型晶体管Q1A与第二双极结型晶体管 Q1B连接形成差动对，在此技术领域的技术人员也可以很轻易地利用其他晶体管(例如场 效应晶体管)来取代。 本发明的优点是提出一种高线性度的可调增益低噪声放大器，在高增益调整区域 中时，利用改变可变电阻(RL)的电阻值来改变放大器的增益，在低增益调整区域中时，改 变转导参数gm3与gm2来改变增益。因此，利用本发明的放大器可在低增益时提供低的噪 声指数。并且，相较于公知公知高线性度可调增益放大器，在相同的噪声指数(NF)下，可提 供较大的增益调整范围，进而达到较低的功率损粍、较小的布局面积及较低线性度的要求 等功效。 综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发 明的保护范围当视 利要求书所界定的范围为准。
权利要求
一种可调增益低噪声共发共基放大器，包括一增益调整控制电路，用以接收一增益调整电压，进而产生一电阻值调整信号以及一电流引导控制信号，其中当该增益调整电压在一高增益调整区域时，调整该电阻值调整信号并且固定该电流引导控制信号，当该增益调整电压在一低增益调整区域时，调整该电流引导控制信号并且固定该电阻值调整信号；一负载电路，包括多个可变电阻，用以根据该电阻值调整信号调整所述多个可变电阻的电阻值；一电流引导电路，利用多个电流路径连接至该负载电路，用以根据该电流引导控制信号调整所述多个电流路径之间的电流比例，其中该电流引导电路具有差动信号输出端；以及一输入电路，连接至该电流引导电路，其中该输入电路具有差动信号输入端。
2. 如权利要求1所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中，当该增益调整电压在 该高增益调整区域时，用以利用该电阻值调整信号来降低该负载电路中所述多个可变电阻 的电阻值，进而调降该可调增益低噪声共发共基放大器的一增益值。
3. 如权利要求1所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中，当该增益调整电压在 该低增益调整区域时，用以利用该电流引导控制信号调整所述多个电流路径之间的电流比 例，使得该电流引导电路中多个晶体管的转导参数产生变化，进而调整该可调增益低噪声 共发共基放大器的该增益值。
4. 一种可调增益低噪声共发共基放大器，包括 第一双极结型晶体管；第二双极结型晶体管，该第一双极结型晶体管与该第二双极结型晶体管的基极为一差 动信号输入端；两个发射极电阻，所述发射极电阻的第一端分别连接至该第一双极结型晶体管与该第 二双极结型晶体管的发射极，所述发射极电阻的第二端连接至一第一节点； 一第一电流源，连接于该第一节点与一接地端之间； 一第一可变电阻；一第一 n型场效应晶体管，其栅极接收一栅极电压，其源极连接至该第一双极结型晶 体管的集电极，以及，其漏极与一电源电压之间连接该第一可变电阻；一第二n型场效应晶体管，其栅极接收一电流引导控制信号，其源极连接至该第一双 极结型晶体管的集电极，以及，其漏极连接至该电源电压；一第二可变电阻；一第三n型场效应晶体管，其栅极接收该电流引导控制信号，源极连接至该第二双极 结型晶体管的集电极，其漏极连接至该电源电压；一第四n型场效应晶体管，其栅极接收该栅极电压，其源极连接至该第二双极结型晶 体管的集电极，以及，其漏极与该电源电压之间连接该第二可变电阻；以及一增益调整控制电路，用以接收一增益调整电压，进而产生该电流引导控制信号，以及 一电阻值调整信号用以调整该第一可变电阻与该第二可变电阻；其中，该第一 n型场效应晶体管与该第四n型场效应晶体管的漏极成为一差动信号输 出端。
5. 如权利要求4所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中还包括一第二电流源连接于该电源电压与该第一双极结型晶体管集电极之间，以及，一第三电流源连接于该电源电压与该第二双极结型晶体管集电极之间。
6. 如权利要求4所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中该第一可变电阻为一第一 P型场效应晶体管，其栅极用以接收该电阻值调整信号，其源极与漏极为该第一可变电阻的两端。
7. 如权利要求4所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中该第一可变电阻包括一第二 P型场效应晶体管，其栅极用以接收该电阻值调整信号，其源极与漏极为该第一可变电阻的两端；以及一第三P型场效应晶体管，其源极连接至该第二 P型场效应晶体管源极，其漏极与栅极连接至该第二 P型场效应晶体管的漏极。
8. 如权利要求4所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中该第一可变电阻包括一第四P型场效应晶体管，其栅极接收该电阻值调整信号，其源极与漏极为该第一可变电阻的两端；以及一多晶硅电阻，其两端分别连接至该第四P型场效应晶体管的源极与漏极。
9. 如权利要求4所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中当该增益调整电压在一高增益调整区域时，调整该电阻值调整信号并且固定该电流引导控制信号，当该增益调整电压在一低增益调整区域时，调整该电流引导控制信号并且固定该电阻值调整信号。
10. 如权利要求9所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中当该增益调整电压在该高增益调整区域时，以该电阻值调整信号来降低该第一可变电阻与该第二可变电阻的电阻值，进而调降该可调增益低噪声共发共基放大器的增益值。
11. 如权利要求9所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中，当该增益调整电压在该低增益调整区域时，用以利用该电流引导控制信号来降低该第一n型场效应晶体管与该第四n型场效应晶体管的转导参数，并增加该第二 n型场效应晶体管与该第三n型场效应晶体管的转导参数，进而调降该可调增益低噪声共发共基放大器的该增益值。
12. 如权利要求9所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中该增益调整控制电路包括一控制单元、一电阻值调整电路、以及一电流引导控制电路，其中，当该增益调整电压在该高增益调整区域时，该控制单元控制该电阻值调整电路改变该电阻值调整信号，以及当该增益调整电压在该低增益调整区域时，该控制单元控制该电流引导控制电路改变该电流引导控制信号。
13. 如权利要求12所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中该电阻值调整电路包括一运算放大器；一参考电阻，连接于该电源电压以及该运算放大器的第一输入端之间；一第一可调电流源，连接于该运算放大器的第一输入端与该接地端之间；一第五P型场效应晶体管，其源极连接至该电源电压，其栅极连接至该运算放大器的输出端用以接收该电阻值调整信号，以及，其漏极连接至该运算放大器的第二输入端；以及一第二可调电流源，连接于该运算放大器的第二输入端与该接地端之间。
14. 如权利要求13所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中该电流引导控制电路包括一第五n型场效应晶体管，其漏极连接至该电源电压，其栅极接收该栅极电压，以及，其源极连接至一第二节点；一第六n型场效应晶体管，其漏极与栅极连接，并产生该电流引导控制信号，以及，其源极连接至该第二节点； 一第三可调电流源，连接于该电源电压与该第六n型场效应晶体管漏极之间；以及一第四电流源，连接于该第二节点与该接地端之间。
15. 如权利要求14所述的可调增益低噪声共发共基放大器，其中当该增益调整电压在该高增益调整区域时，该控制单元用以调整该第一可调电流源与该第二可调电流源的一电流比率，以及，当该增益调整电压在该低增益调整区域时，该控制单元调整该第三可调电流源。
16. 如权利要求4所述的可调增益低噪声共发共基放大器，该可调增益低噪声共发共基放大器应用于一电视调谐器。
全文摘要
本发明公开了一种可调增益低噪声放大器。此放大器为共发共基放大器，包括增益调整控制电路，用以接收一增益调整电压，进而产生一电阻值调整信号以及该电流引导控制信号；负载电路，包括多个可变电阻，用以根据该电阻值调整信号调整所述多个可变电阻的电阻值；电流引导电路，利用多个电流路径连接至该负载电路，用以根据该电流引导控制信号调整所述多个电流路径之间的电流比例，其中该电流引导电路具有差动信号输出端；以及输入电路，连接至该电流引导电路，其中该输入电路具有差动信号输入端。本发明的放大器可在低增益时提供低的噪声指数，且可提供较大的增益调整范围，进而达到较低的功率损秏、较小的布局面积及较低线性度的要求等功效。
文档编号H03F3/45GK101697479SQ20091020905
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者詹维嘉 申请人:凌阳科技股份有限公司;