一种带有直流偏置转换结构的cmos上变频电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种带有直流偏置转换结构的CMOS上变频电路，该电路对传统的上变频电路置一种直流偏置转换电路，直流偏置转换电路包括MOS管十二个，电容两个，电阻一个，其中，第一至第三MOS管和第十至第十二MOS管分别为相应MOS管提供电流偏置，第六、第七MOS管构成共源放大器，第八、第九MOS管构成源极跟随器，第四、第五MOS管构成信号输出电路，其栅极作为直流偏置转换电路的输出端与上变频电路的输入端相连。本发明通过共源放大对低频的中频信号进行电流转换，并且通过源极跟随的方式进行直流偏置的搬移，这种方案解决了传统混频器与前端DAC之间的偏置难以协调的矛盾，另外，电路中的两个电容还补偿了相位裕度以防止震荡的发生。
【专利说明】一种带有直流偏置转换结构的CMOS上变频电路
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子通信【技术领域】，具体涉及一种带有直流偏置转换结构的CMOS上 变频电路。
【背景技术】
[0002] 互补金属氧化物半导体（CMOS)晶体管是一种电压控制电流器件。由于其集成度 高、成本低、工艺成熟等优秀特性，现已成为设计逻辑电路及高频模拟电路的首要工艺选 择。并且近几年来由于工艺的不断提升，沟道长度的不断减小，使得器件工作速度不断攀 升，能够在更高的频率上获得了广泛的使用。正是这种优秀的特性使得其在对高集成度要 求愈发苛刻的收发系统中获得了极高的市场占有率。
[0003] CMOS晶体管随着源一漏、源一栅偏置电压的不同工作区域可以分为截止区，线性 区以及饱和区三种，在绝大多数应用中，为了满足系统的线性度及温度工艺稳定性，晶体管 常常被选择工作在饱和区，在该区域中，晶体管的驱动电流Id由如下等式得到
【权利要求】
1. 一种带有直流偏置转换结构的CMOS上变频电路，包括直流偏置转换电路和上变频 电路，直流偏置转换电路的输入端与外部信号差分输入信号相连，其输出端与上变频电路 的输入端相连，其特征在于： 所述直流偏置转换电路包括共源放大器、源极跟随器、第一电流偏置和第二电流偏置、 信号输出电路； 所述第一电流偏置和第二电流偏置配合为所述共源放大器和源极跟随器提供电流偏 置； 所述第一电流偏置用于为所述源极跟随器提供电流偏置，第一电流偏置包括Ml、M2、M3 三个M0S管，该三个M0S管的源极相连，该三个M0S管的栅极相连且该栅极节点接外部电路 偏置电压； 所述第二电流偏置用于为所述共源放大器提供电流偏置，第二电流偏置包括M10、M11、 M12三个M0S管，该三个M0S管的源极相连的源极相连，该三个M0S管的栅极相连； 所述共源放大器用于将接收的外部输入信号反相传递至源极跟随器，共源放大器由 M6、M7两个M0S管组成，所述M6、M7的栅极作为信号输入端，漏极作为信号输出端； 所述源极跟随器接收所述共源放大器输出的反相信号，并在M2和M10的电流镜像作用 下，将共源放大器输出的反相信号反相传递至信号输出电路，且同时将共源放大器输出的 反相信号进行直流电平转换，源极跟随器包括M8、M9两个M0S管，M8、M9的漏极相连且该节 点与组成所述第二电流偏置的M0S管的源极相连，M8、M9的栅极作为信号输入端，源极作为 信号输出端； 所述信号输出电路接收所述源极跟随器输出的信号，输出电路包括M4、M5两个M0S管， M4、M5的源极相连且该节点与组成所述第一电流偏置的M0S管的源极相连，M4、M5的漏极 分别与M6、M7的源极相连，M4、M5的栅极分别与M8、M9的源极相连，M4、M5的栅极作为所述 直流偏置转换电路的输出端； 所述上变频电路接收所述直流偏置转换电路的输出信号，将所述直流偏置转换电路输 出的中频电压信号转换为中频电流信号，该中频电流信号与上变频电路中的本振信号进行 混频作为上变频电路的输出信号。
2. 根据权利要求1所述的一种带有直流偏置转换结构的CMOS上变频电路，其特征在 于：M8的栅极与源极之间接第一电容，M9的栅极与源极之间接第二电容，第一电容和第二 电容用于补偿环路相位裕度；M4的漏极与M5的漏极之间还接有第一电阻。
3. 根据权利要求2所述的一种带有直流偏置转换结构的CMOS上变频电路，其特征在 于：构成所述第一电流偏置的M0S管的源极接地，构成所述第二电流偏置的M0S管的源极接 外部电源电压；构成所述第二电流偏置的M0S管为PM0S晶体管，构成所述共源放大器、源极 跟随器、第一电流偏置、信号输出电路以及上变频电路的M0S管均为NM0S晶体管。
4. 根据权利要求3所述的一种带有直流偏置转换结构的CMOS上变频电路，其特征在 于：构成所述源极跟随器的晶体管为深N阱晶体管，构成所述共源放大器的晶体管为中阈 值管。
5. 根据权利要求2所述的一种带有直流偏置转换结构的CMOS上变频电路，其特征在 于：构成所述第一电流偏置的M0S管的源极接外部电源电压，构成所述第二电流偏置的M0S 管的源极接地；构成所述第二电流偏置的M0S管为NM0S晶体管，构成所述共源放大器、源极 跟随器、第一电流偏置、信号输出电路以及上变频电路的MOS管均为PMOS晶体管。
6.根据权利要求5所述的一种带有直流偏置转换结构的CMOS上变频电路，其特征在 于：构成所述源极跟随器的PM0S晶体管的源极与衬底相连，构成所述共源放大器的晶体管 为中阈值管。
【文档编号】H03D7/16GK104333330SQ201410531130
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】张铁笛, 王磊, 邹盼希, 徐锐敏 申请人:电子科技大学