一种宽频带高线性混频器的制作方法

本技术涉及射频集成电路设计领域，具体涉及宽频带高线性混频器。

背景技术：

1、无线通信技术发展日新月异，人们对无线通信的质量提出了更高的要求，对发展大带宽和高传输速率技术的需求愈发迫切。超宽带(或宽频带)无线系统能够携带大量的数据和较强的抗干扰能力，因此超宽带无线通信系统发展势必成为新的趋势。而作为收发系统频率转换器件的混频器，在收发机当中扮演着至关重要的角色。因此，具有宽频带、高线性度、低损耗特性的混频器越来越受到重视。

2、传统的吉尔伯特混频器采用多个mos管堆叠形式对电源电压需求较高，而先进cmos工艺制程下的供电电压集中在1.2v及以下，传统的吉尔伯特混频器在先进工艺制程下难以实现，同时cmos工艺中存在的寄生电容效应随频率升高愈实用新型显，使得传统吉尔伯特混频器难以实现宽带化。

3、鉴此，本实用新型在传统吉尔伯特混频器基础上提出了一种可满足先进cmos制程工艺的宽频带、高线性混频器，用以适应宽频带无线通信的需求。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的就是针对上述应用场景对混频器的需求，提出了一种宽频带高线性度混频器。

2、本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种宽频带高线性度混频器依次包括跨导级、开关级、负载级、输出级。所述宽频带高线性混频器整体采用折叠双平衡架构，降低对供电电压的要求，减少输出频谱干扰信号。所述跨导级采用pmos差分输入对结构将射频电压信号转换为电流形式，利用源级电感负反馈效应提升跨导级的三阶交调积实现高线性度，同时抵消pmos差分输入对部分寄生电容，降低高频效应提升工作宽频带；开关级采用共源共栅输入技术提升端口隔离度，改善因信号馈通效应产生的二阶交调现象，利用谐振技术减小开关对引入的三阶和二阶交调积从而提升线性度；负载级采用长沟道有源晶体管，将电流信号转换为电压信号，实现高增益；输出级采用共源放大器结构提高混频器的输出摆幅，增加对后级电路的驱动能力。本实用新型具有支持工作频带宽、高线性的特点，能够用于导航收发机、卫星通信收发机、蓝牙收发机等无线通信射频集成电路中。

3、所述跨导级包括pmos管mp1、mp2、mp3，电感l1、l2、l3、l4；

4、所述开关级包括nmos管mn3、mn4、mn5、mn6、mn7、mn8，电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6，电容c1、c2、c3、c4，电感l5、l6；

5、所述负载级包括pmos管mp4、mp5，电阻r7、r8，

6、所述输出级包括pmos管mp6、mp7，nmos管mn9，mn10，电阻r9,r10；

7、其中pmos管mp1源级与电源相连接，栅极与偏置电压vb1相连接，漏级分别与电感l1右端、l2左端相连接，pmos管mp2源级与电感l1左端相连接，栅极与输入电压vin+相连接，漏级与电感l3上端和nmos管mn4源级相连接，pmos管mp1源级与电感l2右端相连接，栅极与输入电压vin-相连接，漏级与电感l4上端和nmos管mn3源级相连接，电感l3、l4下端与地相连接，nmos管mn3栅极

8、与电阻r1左端相连接，漏级与电感l5左端和nmos管mn5、mn6的源级相连接，nmos管mn4栅极与电阻r2右端相连接，漏级与电感l6右端和nmos管mn7、mn8的源级相连接，电阻r1右端、r2左端均与偏置电压vb6相连接，电感l5右端与电感l6左端相连接，nmos管mn5栅极与电容c1上极板、电阻r3下端相连接，漏级与nmos管mn7漏级、pmos管mp4漏级、mp6栅极以及电阻r7左端相连接，电容c1下极板与本振信号lo+相连接，电阻r3上端与偏置电压vb2相连接,nmos管mn6栅极与电容c2上极板、电阻r4下端相连接，nmos管mn7栅极与电容c3上极板、电阻r5下端相连接，nmos管mn7栅极与电容c4上极板、电阻r6下端相连接，漏级与mn6漏级、pmos管mn5漏级、mp7栅极以及电阻r8右端相连接，电容c4下极板与本振信号lo+相连接，电阻r6上端与偏置电压vb4相连接，电阻r4与r5上端均与偏置电压vb3相连接，电容c2和电容c3下极板均与本振信号lo-相连接，pmos管mp4源级与电源相连接，栅极与pmos管mp5栅极、电阻r7右端和电阻r8左端相连接，pmos管mp5源级与电源电压相连接，pmos管mp6和mp7的源级均与电源电压相连接，mp6的漏级与nmos管mn9漏级相连接，mp7漏级与nmos管mn10的漏级相连接，nmos管mn9栅极与电阻r9左端相连接，源级与地相连接，nmos管mn10栅极与电阻r10右端相连接，源级与地相连接，电阻r9右端与电阻r10左端均与偏置电压vb5相连接。

9、本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

10、1、本实用新型中的混频器可实现0.1～6ghz的工作频带；

11、2、本实用新型中的混频器可实现输入15dbm的三阶输入交调；

技术特征：

1.一种宽频带高线性混频器，其特征在于，包括跨导级、开关级、负载级、输出级；

2.根据权利要求1所述的宽频带高线性混频器，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的宽频带高线性混频器，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的宽频带高线性混频器，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的宽频带高线性混频器，其特征在于：

技术总结
本技术公开了一种应用于射频收发机集成电路的宽带高线性混频器，依次包括跨导级、开关级、负载级、输出级。所述宽带高线性混频器整体采用折叠双平衡架构，降低对供电电压的要求；所述跨导级采用PMOS差分输入对结构，利用源级电感负反馈效应提升跨导级的三阶交调积以及工作宽带；开关级采用共源共栅输入技术提升端口隔离度，改善二阶交调现象，利用谐振技术提升线性度；负载级采用长沟道有源晶体管实现高增益；输出级采用共源放大器结构增加对后级电路的驱动能力。本技术具有支持工作频带宽、高线性的特点，能够用于导航收发机、卫星通信收发机、蓝牙收发机等无线通信射频集成电路中。

技术研发人员：牛海昆
受保护的技术使用者：北京汇芯通电子科技有限公司
技术研发日：20230717
技术公布日：2024/3/4