专利名称：可变增益放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变增益放大器，更具体地说，涉及一种具有稳定的输入/输出匹配特性的可变增益放大器。
背景技术：
在使用无线通信设备发送信号中，为了保持经过天线输出的信号的功率恒定，或者为了根据接收信号的强度向经过天线接收的信号提供适当的增益，无线通信设备需要可变增益放大器。
图1是包括可变增益放大器的示例性无线通信设备的电路示图。
现在将参照图1对与信号的发送相关联的无线通信设备的操作进行详细的描述。
参照图1，从基带处理器190输出的基带信号通过基带放大器140放大。放大的基带信号通过上混合器130与由振荡器180产生的振荡信号混合，从而产生射频(RF)信号。已知的通信系统将基带信号转换为中频(IF)信号，然后再将IF信号转换为RF信号，而不是直接将基带信号转换为RF信号。由上混合器130产生的RF信号通过功率放大器(PA)120放大，并且该放大的RF信号经过天线110输出。功率放大器120可包括多级放大器以在减小失真的同时实现高增益。例如，无线通信设备可包括功率预放大器和功率放大器。
现在将对与信号的接收相关联的无线通信设备的操作进行详细的描述。
经过天线110接收RF信号，然后通过低噪声放大器(LNA)150放大该RF信号。放大的RF信号通过下混合器160转换为基带信号，并且该基带信号通过基带放大器170放大。传统的通信系统将RF信号转换为中频(IF)信号，然后再将IF信号转换为基带信号，而不是直接将R F信号转换为基带信号。该放大的基带信号被发送到基带处理器190。像功率放大器120一样，低噪声放大器150可包括多个放大器以实现足够高的增益。
开关115防止从功率放大器120输出的RF信号被输入到低噪声放大器150，并且防止经过天线110接收的RF信号被发送到功率放大器120。双工器而不是开关115可在全双工通信系统中被使用。
简而言之，在无线通信设备中使用的功率放大器(PA)或低噪声放大器(LNA)必须提供足够高的增益。在这点上，公开号为2003-243951的日本专利公开了具有用于改变阻抗的装置的可变增益放大器。具体地，该可变增益放大器包括位于双极晶体管的差动对的集电极之间的阻抗变化单元。然而，该可变增益放大器具有小的增益调节范围，并且特别地当其被用作高频电路时，显示了不稳定的输入/输出匹配特性。
图2是具有宽的增益调节范围的传统可变增益放大器的示例的电路示图。
参照图2，该可变增益放大器具有包括共阴共栅放大器的差动对即第一和第二共阴共栅放大器的差动共阴共栅放大器结构，并且还具有用于输入/输出匹配的LC匹配结构。
第一共阴共栅放大器包括共源极晶体管211和共栅极晶体管221，并且第二共阴共栅放大器包括共源极晶体管212和共栅极晶体管222。
偏置电压VG1和经过信号输入端子输入的正信号(+)被施加于共源极晶体管211的栅极。共源极晶体管211改善了第一共阴共栅放大器的频率响应特性。经过第一共阴共栅放大器的正信号(+)经过输出端子Out+输出。为了输入匹配，电容器和电感器被连接到通过其接收正信号(+)的信号输入端子。
同样地，偏置电压VG1和经过信号输入端子输入的负信号(-)被施加于共源极晶体管212的栅极。共栅极晶体管222改善了第二共阴共栅放大器的频率响应特性。负信号(-)经过输出端子Out-从第二共阴共栅放大器被输出。为了输入匹配，电容器和电感器被连接到通过其接收负信号(-)的信号输入端子。
增益调节单元231包括两个用作开关的晶体管和电阻器。所述两个晶体管的导通或断开由施加于所述两个晶体管的栅极电压Vcont控制。电感器241和242用于输出匹配。
图3A到3D表示S参数S11、S21和S22的值的变化，所述S参数指示图2所示的传统的可变增益放大器的输入/输出匹配特性。
具体地，图3A和图3B表示在高增益模式中S参数S11、S21和S22的值的变化，并且图3C和图3D表示在低增益模式中S参数S11、S21和S22的变化。
在高增益模式中，指示输入匹配特性的S参数S11具有-22.279dB的值，并且指示输出匹配特性的S参数S22具有-20.576dB的值。假设输入/输出匹配性质低于-15dB的可变增益被一般认为是理想的，那么看来图2所示的传统的可变增益放大器在高增益模式中具有理想的输入/输出匹配特性。
另一方面，在低增益模式中，S参数S11具有-32.901dB的值，并且S参数S22具有-7.936dB的值。因此，在输入匹配特性方面，图2所示的传统的可变增益放大器在低增益模式中也被认为是理想的。然而，在输出匹配特性方面，图2所示的传统的可变增益放大器在低增益模式中不是理想的，这是因为图2所示的传统的可变增益放大器的输出阻抗根据增益调节单元231是导通还是断开而变化。
为高增益模式优化的可变增益放大器很可能在低增益模式中具有差的输入/输出匹配特性，而为低增益模式优化的可变增益放大器很可能在高增益模式中具有差的输入/输出匹配特性。
发明内容
本发明提供了一种具有稳定的输入/输出匹配特性的可变增益放大器参照以下描述，本发明的上述目的以及其他目的、特点和优点将对本领域的技术人员变得清楚。
根据本发明的一方面，提供了一种可变增益放大器，包括第一共阴共栅放大器，其包括第一共源极晶体管和第一共栅极晶体管；第二共阴共栅放大器，其与第一共阴共栅放大器组成差动对并且包括第二共源极晶体管和第二共栅极晶体管；和增益调节单元，其一端被连接到第一共源极晶体管的漏极和第一共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共源极晶体管的漏极和第二共栅极晶体管的源极。
根据本发明的另一方面，提供了一种可变增益放大器，包括第一共阴共栅放大器，其包括第一共源极晶体管、第一共栅极晶体管和第三共栅极晶体管；第二共阴共栅放大器，其与第一共阴共栅放大器组成差动对并且包括第二共源极晶体管、第二共栅极晶体管和第四共栅极晶体管；第一增益调节单元，其一端被连接到第一共源极晶体管的漏极和第一共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共源极晶体管的漏极和第二共栅极晶体管的源极；和第二增益调节单元，其一端被连接到第一共栅极晶体管的漏极和第三共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共栅极晶体管的漏极和第四共栅极晶体管的源极。
根据本发明的另一方面，提供了一种可变增益放大器，包括第一共阴共栅放大器，其包括第一共源极晶体管、第一共栅极晶体管和第三共栅极晶体管；第二共阴共栅放大器，其与第一共阴共栅放大器组成差动对并且包括第二共源极晶体管、第二共栅极晶体管和第四共栅极晶体管；第一增益调节单元，其一端被连接到第一共源极晶体管的漏极和第一共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共栅极晶体管的漏极和第四共栅极晶体管的源极；和第二增益调节单元，其一端被连接到第一共栅极晶体管的漏极和第三共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共源极晶体管的漏极和第二共栅极晶体管的源极。
根据本发明的另一方面，提供了一种可变增益放大器，包括第一复合共阴共栅放大器，其包括共源极晶体管和多个共栅极晶体管；第二复合共阴共栅放大器，其与第一复合共阴共栅放大器组成差动对并且包括共源极晶体管和多个共栅极晶体管；和多个增益调节单元，其每一个的一端被连接到第一复合共阴共栅放大器的漏极-源极连接部分，并且其每一个的另一端被连接到第二复合共阴共栅放大器的漏极-源极连接部分。
根据本发明的另一方面，提供了一种可变增益放大器，包括复合共阴共栅放大器，其包括共源极晶体管和多个共栅极晶体管；和多个增益调节单元，其每一个的一端被连接到所述复合共阴共栅放大器的漏极-源极连接部分，并且其每一个的另一端接地。
通过下面结合附图对其优选实施例进行的详细描述，本发明的以上和其他方面将会变得更清楚，其中图1是无线通信设备的电路示图；图2是传统的可变增益放大器的电路示图；图3A到图3D表示指示图2中显示的传统的可变增益放大器的输入/输出匹配特性的S参数的值的变化；
图4是根据本发明的示例性实施例的可变增益放大器的电路示图；图5A到图5D表示指示图4中显示的可变增益放大器的输入/输出匹配特性的S参数的变化；图6是根据本发明的另一示例性实施例的可变增益放大器的电路示图；图7A到图7H表示指示图6中显示的可变增益放大器的输入/输出匹配特性的S参数的变化；图8是根据本发明的另一示例性实施例的可变增益放大器的电路示图；图9A到图9F表示指示图8中显示的可变增益放大器的输入/输出匹配特性的S参数的变化；图10到图12是根据本发明的其他示例性实施例的可变增益放大器的电路示图；图13是根据本发明的示例性实施例的增益调节单元的电路示图；和图14是根据本发明的另一示例性实施例的增益调节单元的电路示图。
具体实施例方式
通过参考以下示例性实施例的详细描述和附图，本发明的各方面和实现本发明的方法可以更容易地被理解。然而，本发明可以许多不同的形式被实现并且不应该被解释为限于在这里阐述的示例性实施例。相反地，这些示例性实施例被提供以便本公开是全面的和完整的并且向本领域的技术人员完全地传达本发明的概念，并且本发明仅通过所附权利要求被限定。
现在将参照显示本发明的示例性实施例的附图对本发明进行更全面的描述。
图4是根据本发明的示例性实施例的可变增益放大器的电路示图。
参照图4，该可变增益放大器具有包括共阴共栅放大器的差动对，即第一和第二共阴共栅放大器的差动共阴共栅放大器结构，并且还具有用于输入/输出匹配的LC匹配结构。
第一共阴共栅放大器包括第一共源极晶体管411和第一共栅极晶体管421，并且第二共阴共栅放大器包括第二共源极晶体管412和第二共栅极晶体管422。
现在将对共阴共栅放大器的一般操作进行详细的描述。共源极晶体管将输入到共阴共栅放大器的信号放大。然而由于米勒效应(Miller’s effect)，共源极晶体管的频率响应特性可能在高频范围中恶化。如果共栅极晶体管被连接到共源极晶体管的输出端子(即漏极)，那么共源极晶体管的频率响应特性可以改进。因此，在其中在高频范围中具有比共源极晶体管更理想的频率响应特性的共栅极晶体管被连接到共源极晶体管的共阴共栅放大器被广泛地使用。
在本示例性实施例中，可变增益放大器被设计为具有包括对称的共阴共栅放大器的差动对的差动共阴共栅放大器结构。然而，在本实施例中，增益调节单元431被连接在第一共阴共栅放大器的内部和第二共阴共栅放大器的内部之间而不是连接在第一共阴共栅放大器和第二共阴共栅放大器的输出端子Out+和Out-之间，而增益调节单元231被直接连接到在图2中显示的传统的可变增益放大器的输出端子Out+和Out-。
偏置电压VG1和经过信号输入端子接收的正信号(+)被施加于第一共源极晶体管411的栅极。偏置电压VG1和经过另一信号输入端子接收的负信号(-)被施加于第二共源极晶体管412的栅极。电容器和电感器被连接在第一共源极晶体管411和经过其接收正信号(+)的信号输入端子之间以及第二共源极晶体管412和经过其接收负信号(-)的信号输入端子之间。
第一共栅极晶体管421的源极和增益调节单元431的一端被连接到第一共源极晶体管411的漏极。第二共栅极晶体管422的源极和增益调节单元431的另一端被连接到第二共源极晶体管412的漏极。增益调节单元431包括两个用作开关的晶体管和电阻器。所述两个晶体管的导通或断开由施加于所述两个晶体管的栅极电压Vcont控制并且所述可变增益放大器的输出阻抗取决于所述两个晶体管是导通还是断开而变化。
偏置电压VG2被施加于第一共栅极晶体管421的栅极和第二共栅极晶体管422的栅极。连接到第一共栅极晶体管421和第二共栅极晶体管422的栅极的电容器被用于将可能包括在偏置电压VG2中的交流(AC)分量接地。
第一共栅极晶体管421的漏极被连接到经过其输出正信号(+)的输出端子Out+，并且第二共栅极晶体管422的漏极被连接到经过其输出负信号(-)的输出端子Out-。电感器441和442被用于匹配输出端子Out+和Out-的输出。即使在图4中没有表示，电容器也可被连接到输出端子Out+和Out-的每一个以进一步匹配输出端子Out+和Out-的输出。
与图2中显示的传统的可变增益放大器的增益调节单元231不同，增益调节单元431不是被连接在第一共阴共栅放大器和第二共阴共栅放大器的输出端子Out+和Out-之间，而是被连接在第一共阴共栅放大器的内部和第二共阴共栅放大器的内部之间。因此，所述可变增益放大器一般具有比图2中显示的传统的可变增益放大器更理想的输入/输出匹配特性(特别地，具有理想得多的输出匹配特性)。现在将参照图5A到图5D对图4中显示的可变增益放大器的改进的输入/输出匹配特性进行进一步详细的描述。
图5A到图5D表示指示图4中显示的可变增益放大器的输入/输出匹配特性的S参数S11、S21和S22的变化。
参照图5A到图5D，在高增益模式中，图4中显示的可变增益放大器的S参数S11、S21和S22具有与图2中显示的传统的可变增益放大器的各S参数S11、S21和S22相同的值，这是因为在高增益模式中增益调节单元431和增益调节单元231都被断开。
在低增益模式中，图4中显示的可变增益放大器的S参数S21的值与图2中显示的传统的可变增益放大器的S参数S21的值没有太大不同。然而，图4中显示的可变增益放大器的S参数S22具有-20.438dB的值，而图2中显示的传统的可变增益放大器的S参数S22具有-7.936dB的值。图4中显示的可变增益放大器的S参数S11具有-20.533dB的值，而图2中显示的传统的可变增益放大器的S参数S11具有-32.901dB的值。简而言之，与图2中显示的传统的可变增益放大器相比，图4中显示的可变增益放大器具有更理想的输出匹配特性和不那么理想的输入匹配特性。详细地，具有理想的输入/输出匹配特性的可变增益放大器具有不高于-15dB的S参数。因为图2中显示的传统的可变增益放大器的S参数S11在低增益模式中低于-15dB，所以图2中显示的传统的可变增益放大器被认为在低增益模式中具有理想的输入匹配特性。然而，因为图2中显示的传统的可变增益放大器的S参数S22在低增益模式中不低于-15dB，所以图2中显示的传统的可变增益放大器被认为在低增益模式中具有较差的输出匹配特性。
另一方面，图4中显示的可变增益放大器在低增益模式中具有比图2中显示的传统的可变增益放大器更理想的输入/输出匹配特性，从而被预料具有比图2中显示的传统的可变增益放大器更宽的增益调节范围。
图6是根据本发明的另一示例性实施例的可变增益放大器的电路示图。
参照图6，所述可变增益放大器使用包括第一和第二共阴共栅放大器的复合共阴共栅放大器结构，而不是被图4中显示的可变增益放大器使用的差动共阴共栅放大器结构。在所述复合共阴共栅放大器结构中，多个共栅极晶体管被连接到一个共源极晶体管详细地，第一共阴共栅放大器包括共源极晶体管611和两个共栅极晶体管621和623。第二共阴共栅放大器包括共源极晶体管612和两个共栅极晶体管622和624。
第一共栅极晶体管621的源极和第一增益调节单元631的一端被连接到第一共源极晶体管611的漏极。第二共栅极晶体管622的源极和第一增益调节单元631的另一端被连接到第二共源极晶体管612的漏极。第三共栅极晶体管623的源极和第二增益调节单元632的一端被连接到第一共栅极晶体管621的漏极。第四共栅极晶体管624的源极和第二增益调节单元632的另一端被连接到第二共栅极晶体管622的漏极。
第一增益调节单元631和第二增益调节单元632的每一个包括两个用作开关的晶体管和电阻器。所述两个晶体管的导通或断开由分别施加于所述两个晶体管的栅极电压Vcont1和Vcont2控制。图6中显示的可变增益放大器的输出阻抗取决于第一增益调节单元631和第二增益调节单元632的每一个的两个晶体管是导通还是断开而变化。
图6中显示的可变增益放大器可比图4中显示的可变增益放大器更精密地控制增益。现在将参照图7对图6中显示的可变增益放大器的输入/输出特性进行详细的描述。
图7A到图7H表示指示图6中显示的可变增益放大器的输入/输出匹配特性的S参数S11、S21和S22的变化。
具体地，图7A到图7D表示S参数S21的变化，并且图7E到图7H表示S参数S11和S22的变化。另外图7A、图7B、图7E和图7F表示在高增益模式中S参数S11、S21和S22的变化，并且图7C、图7D、图7G和图7H表示在低增益模式中S参数S11、S21和S22的变化。
参照图7A到图7D，S参数S21可具有取决于图6中显示的可变增益放大器是处于高增益模式中还是处于低增益模式中的在17.104dB和9.279dB之间的值。详细地，当增益被最大化时，图6中显示的可变增益放大器的S参数S21比图4中显示的可变增益放大器的S参数S21高1.376dB(＝17.104-15.728)。另一方面，当增益被最小化时，图6中显示的可变增益放大器的S参数S21比图4中显示的可变增益放大器的S参数S21低0.763dB(＝10.042-9.279)。
总之，图6中显示的可变增益放大器导致了比图4中显示的可变增益放大器更高的增益，并且提供了四种增益调节手段。另外，图6中显示的可变增益放大器具有比图4中显示的可变增益放大器更宽的增益调节范围和更理想的输入/输出匹配特性。
图8是根据本发明的另一示例性实施例的可变增益放大器的电路示图。
参照图8，所述可变增益放大器在在所述可变增益放大器中第一增益调节单元831和第二增益调节单元832被连接的位置方面与图6中显示的可变增益放大器不同。
所述可变增益放大器的第一共阴共栅放大器包括共源极晶体管811和两个共栅极晶体管821和823。所述可变增益放大器的第二共阴共栅放大器包括共源极晶体管812和两个共栅极晶体管822和824。
第一共栅极晶体管821的源极和第一增益调节单元831的一端被连接到第一共源极晶体管811的漏极。第二共栅极晶体管822的源极和第二增益调节单元832的一端被连接到第二共源极晶体管812的漏极。第三共栅极晶体管823的源极和第二增益调节单元832的另一端被连接到第一共栅极晶体管821的漏极。第四共栅极晶体管824的源极和第一增益调节单元831的另一端被连接到第二共栅极晶体管822的漏极。
第一增益调节单元831和第二增益调节单元832的每一个包括两个用作开关的晶体管和电阻器。所述两个晶体管的导通或断开由施加于所述两个晶体管的栅极电压Vcont1和Vcont2控制。所述可变增益放大器的输出阻抗取决于第一增益调节单元831和第二增益调节单元832的每一个的两个晶体管是导通还是断开而变化。
现在将参照图9A到图9F对图8中显示的可变增益放大器的输入/输出匹配特性进行详细的描述。
图9A到图9F表示指示图8中显示的可变增益放大器的输入/输出匹配特性的S参数的变化。
参照图9A到图9F，图8中显示的可变增益放大器提供了三种增益调节手段，这是因为当第一增益调节单元831断开并且第二增益调节单元832导通时的情况与当第一增益调节单元831导通并且第二增益调节单元832断开时的情况基本上相同。
如图9A到图9F所示，所述可变增益放大器的S参数S11的匹配中心频率几乎不移动，而图7中显示的可变增益放大器的S参数S11的匹配中心频率移动约200MHz。另外，图8中显示的可变增益放大器的增益调节范围几乎与图6中显示的可变增益放大器的增益调节范围一样宽。另外，如图9A到图9F所示，图8中显示的可变增益放大器具有优良的输入/输出匹配特性。
根据本发明的示例性实施例的可变增益放大器已经被如上描述为在共阴共栅放大器中包括增益调节单元，但是本发明不限于其。
图10到图12是根据本发明的其他示例性实施例的可变增益放大器的电路示图。
具体地，图10是具有复合共阴共栅放大器的差动对即第一复合共阴共栅放大器和第二复合共阴共栅放大器的可变增益放大器的电路示图。
参照图10，所述可变增益放大器的第一复合共阴共栅放大器的漏极-源极连接部分被连接到所述可变增益放大器的第二复合共阴共栅放大器的漏极-源极连接部分。
第一复合共阴共栅放大器包括第一共源极晶体管1011和多个共栅极晶体管，即第一共栅极晶体管1021、第三共栅极晶体管1023和第五共栅极晶体管1025。第二复合共阴共栅放大器包括第二共源极晶体管1012和多个共栅极晶体管，即第二共栅极晶体管1022、第四共栅极晶体管1024和第六共栅极晶体管1026。
第一共栅极晶体管1021的源极和第一增益调节单元1031的一端被连接到第一共源极晶体管1011的漏极。第二共栅极晶体管1022的源极和第一增益调节单元1031的另一端被连接到第二共源极晶体管1012的漏极。第三共栅极晶体管1023的源极和第二增益调节单元1032的一端被连接到第一共栅极晶体管1021的漏极。第四共栅极晶体管1024的源极和第二增益调节单元1032的另一端被连接到第二共栅极晶体管1022的漏极。同样地，第三增益调节单元1033的一端被连接到第五共栅极晶体管1025的源极并且第三增益调节单元1033的另一端被连接到第六共栅极晶体管1026的源极。阻抗1041和1042被用于输出匹配。
图10显示的实施例仅被提供用于说明，并且第一至第三增益调节单元1031、1032和1033的某些可不被提供。例如，第二增益调节单元1032可不被包括在图10显示的可变增益放大器的结构中。即，图10显示的可变增益放大器的一端在第一共栅极晶体管1021的漏极和第三共栅极晶体管1023的源极之间被连接，并且图10显示的可变增益放大器的另一端在第二共栅极晶体管1022的漏极和第四共栅极晶体管1024的源极之间被连接。
图11是不具有差动放大器结构的可变增益放大器的电路示图。
参照图11，信号被输入到第一共源极晶体管1111的栅极。第一共栅极晶体管1121的源极和第一增益调节单元1131的一端被连接到第一共源极晶体管1111的漏极。第二共栅极晶体管1122的源极和第二增益调节单元1132的一端被连接到第一共栅极晶体管1121的漏极。输入到第一共源极晶体管1111的信号从第二共栅极晶体管1122的漏极输出。阻抗1140被用于输出匹配。第一增益调节单元1131和第二增益调节单元1132的另一端接地。
第一增益调节单元1131和第二增益调节单元1132的每一个包括一个或多个用作开关的晶体管和电阻器。包括在根据本发明的示例性实施例的可变增益放大器中的增益调节单元已经被如上描述为具有两个晶体管，但是包括在该增益调节单元中的晶体管的数量并不限于两个。在根据本发明的示例性实施例的可变增益放大器被设计为包括共阴共栅放大器的差动对的情况下，该共阴共栅放大器必须是对称的。然而，因为图11中显示的可变增益放大器没有采用差动放大器结构，所以该可变增益放大器可不必包括多个用作开关的晶体管。图11中显示的可变增益放大器的输出阻抗取决于第一增益调节单元1131和第二增益调节单元1132的每一个的晶体管是导通还是断开而变化。
图12是包括在各个级中相互连接的多个放大器的差动对的可变增益放大器的电路示图。
参照图12，所述可变增益放大器包括在两级中连接的共阴共栅放大器的差动对，即第一和第二共阴共栅放大器以及第三和第四共阴共栅放大器。
第一共阴共栅放大器包括第一共源极晶体管1211和第一共栅极晶体管1221。第二共阴共栅放大器包括第二共源极晶体管1212和第二共栅极晶体管1222。
第一共栅极晶体管1221的源极和第一增益调节单元1231的一端被连接到第一共源极晶体管1211的漏极。第二共栅极晶体管1222的源极和第一增益调节单元1231的另一端被连接到第二共源极晶体管1212的漏极。
从第一共栅极晶体管1221的漏极输出的信号被输入到第三共阴共栅放大器，并且从第二共栅极晶体管1222的漏极输出的信号被输入到第四共阴共栅放大器。阻抗1241被用于匹配第一共阴共栅放大器的阻抗和第三共阴共栅放大器的阻抗，并且阻抗1242被用于匹配第二共阴共栅放大器的阻抗和第四共阴共栅放大器的阻抗。
第三共阴共栅放大器包括第三共源极晶体管1213和第三共栅极晶体管1223。第四共阴共栅放大器包括第四共源极晶体管1214和第四共栅极晶体管1224。
第三共栅极晶体管1223的源极和第二增益调节单元1232的一端被连接到第三共源极晶体管1213的漏极。第四共栅极晶体管1224的源极和第二增益调节单元1232的另一端被连接到第四共源极晶体管1214的漏极。
从第三共栅极晶体管1223的漏极输出的信号经过正信号输出端子Out+输出，并且从第四共栅极晶体管1224的漏极输出的信号经过负信号输出端子Out-输出。阻抗1243和1244被用于输出匹配。
图13是根据本发明的示例性实施例的增益调节单元1300的电路示图。
参照图13，增益调节单元1300包括电阻器1330和用作导通或断开增益调节单元1300的开关的晶体管对1310。电阻器1330的一端被连接到一个晶体管的漏极，并且电阻器1330的另一端被连接到另一个晶体管的源极。控制偏置电压被施加于晶体管1310的栅极端子1320。因此，晶体管1310响应施加于其的控制偏置电压而被导通或断开。
图14是根据本发明的另一示例性实施例的增益调节单元1400的电路示图。
参照图14，增益调节单元1400包括多个电阻器1431、1432和1433以及多个晶体管对1411、1412和1413。电阻器1431、1432和1433可具有相互不同的电阻值。另一方面，电阻器1431、1432和1433的全部或某些可具有相同的电阻值。晶体管对1411、1412和1413的每一个的导通或断开使用在栅极端子1421、1422和1423施加于各晶体管对1411、1412和1413的控制偏置电压来控制。
增益调节单元1400通过使用这样的电阻器梯形结构能够提供精密的增益调节级别。
尽管参照其示例性实施例详细地显示和描述了本发明，但本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上对其进行各种改动。例如，本发明的示例性实施例提供了一种包括NMOS晶体管的可变增益放大器，但是该可变增益放大器可包括PMOS晶体管或同时包括NMOS晶体管和PMOS晶体管。另外，本发明的示例性实施例提供了一种包括纯电阻器的增益调节单元，但是该增益调节单元可包括具有有着电抗分量的阻抗的元件。因此，本领域技术人员应该理解，本发明公开的示例性实施例仅用于一般的和描述性的意义，并不用于限定的目的，并且在不实质上脱离本发明的原理的情况下，可对所述示例性实施例进行许多变动和修改。
因此，可实现具有稳定的输入/输出匹配特性并且提供宽的增益控制范围的可变增益放大器。
权利要求
1.一种可变增益放大器，包括第一共阴共栅放大器，其包括第一共源极晶体管和第一共栅极晶体管；第二共阴共栅放大器，其与第一共阴共栅放大器组成差动对并且包括第二共源极晶体管和第二共栅极晶体管；和增益调节单元，其一端被连接到第一共源极晶体管的漏极和第一共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共源极晶体管的漏极和第二共栅极晶体管的源极。
2.如权利要求1所述的可变增益放大器，其中，所述增益调节单元包括一个晶体管对，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和电阻器。
3.如权利要求1所述的可变增益放大器，其中，所述增益调节单元包括多个晶体管对，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和多个电阻器，其连接到各个晶体管对。
4.一种可变增益放大器，包括第一共阴共栅放大器，其包括第一共源极晶体管、第一共栅极晶体管和第三共栅极晶体管；第二共阴共栅放大器，其与第一共阴共栅放大器组成差动对并且包括第二共源极晶体管、第二共栅极晶体管和第四共栅极晶体管；第一增益调节单元，其一端被连接到第一共源极晶体管的漏极和第一共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共源极晶体管的漏极和第二共栅极晶体管的源极；和第二增益调节单元，其一端被连接到第一共栅极晶体管的漏极和第三共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共栅极晶体管的漏极和第四共栅极晶体管的源极。
5.如权利要求4所述的可变增益放大器，其中，所述增益调节单元包括一个晶体管对，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和电阻器。
6.如权利要求4所述的可变增益放大器，其中，所述增益调节单元包括多个晶体管对，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和多个电阻器，其分别连接到所述多个晶体管对。
7.一种可变增益放大器，包括第一共阴共栅放大器，其包括第一共源极晶体管、第一共栅极晶体管和第三共栅极晶体管；第二共阴共栅放大器，其与第一共阴共栅放大器组成差动对并且包括第二共源极晶体管、第二共栅极晶体管和第四共栅极晶体管；第一增益调节单元，其一端被连接到第一共源极晶体管的漏极和第一共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共栅极晶体管的漏极和第四共栅极晶体管的源极；和第二增益调节单元，其一端被连接到第一共栅极晶体管的漏极和第三共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共源极晶体管的漏极和第二共栅极晶体管的源极。
8.如权利要求7所述的可变增益放大器，其中，所述第一和第二增益调节单元分别包括一个晶体管对，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和电阻器。
9.如权利要求7所述的可变增益放大器，其中，所述第一和第二增益调节单元分别包括多个晶体管对，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和多个电阻器，其连接到所述多个晶体管对。
10.一种可变增益放大器，包括第一复合共阴共栅放大器，其包括共源极晶体管和多个共栅极晶体管；第二复合共阴共栅放大器，其与第一复合共阴共栅放大器组成差动对并且包括共源极晶体管和多个共栅极晶体管；和多个增益调节单元，其每一个的一端被连接到第一复合共阴共栅放大器的漏极-源极连接部分，并且其每一个的另一端被连接到第二复合共阴共栅放大器的漏极-源极连接部分。
11.如权利要求10所述的可变增益放大器，其中，所述多个增益调节单元包括一个晶体管对，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和电阻器。
12.如权利要求10所述的可变增益放大器，其中，所述多个增益调节单元包括多个晶体管对，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和多个电阻器，其连接到所述各个晶体管对。
13.一种可变增益放大器，包括复合共阴共栅放大器，其包括共源极晶体管和多个共栅极晶体管；和多个增益调节单元，其每一个的一端被连接到所述复合共阴共栅放大器的漏极-源极连接部分，并且其每一个的另一端接地。
14.如权利要求13所述的可变增益放大器，其中，所述多个增益调节单元包括晶体管，其响应控制偏置电压而被导通或断开；和电阻器。
全文摘要
提供了一种可变增益放大器。所述可变增益放大器包括第一共阴共栅放大器，其包括第一共源极晶体管和第一共栅极晶体管；第二共阴共栅放大器，其与第一共阴共栅放大器组成差动对并且包括第二共源极晶体管和第二共栅极晶体管；和增益调节单元，其一端被连接到第一共源极晶体管的漏极和第一共栅极晶体管的源极，并且其另一端被连接到第二共源极晶体管的漏极和第二共栅极晶体管的源极。
文档编号H03G3/30GK1758533SQ20051009877
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月7日 优先权日2004年10月4日
发明者李廷浩 申请人:三星电子株式会社