一種電壓轉換為電流的跨導放大電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路設計及信號處理領域，尤其涉及一種電壓轉換為電流的跨導放大電路。
【背景技術】
[0002]在射頻微波通信中，對于輸入的射頻信號，需要通過低噪聲放大器進行射頻放大，然后經本振信號下混頻到低頻后，再經過低頻放大器進行放大，經過濾波器進行選頻，再經模數轉換器(ADC)后交給基帶處理。因此，低噪聲放大器是射頻接收系統的關鍵電路。低噪聲放大器的功耗和性能極大的影響了射頻接收系統的功耗和性能。
[0003]在現有集成電路設計中，要求芯片消耗的電流和功耗越低越好，對于移動射頻系統與設備尤其如此，比如手機。這樣可以提高設備的使用時間。同時芯片片外的器件需要越少越好，既大大減少了系統占用的面積，也降低了成本。
[0004]在目前收發機中，低噪聲放大器電路通常如圖1a和圖1b所示(分為共源低噪聲放大器和共柵低噪聲放大器兩種)，輸入的電壓信號通過晶體管M1，通常為N類型晶體管(NMOS)或者P類型晶體管(PMOS)轉化為電流。
[0005]由于電流復用可以保證在同樣的噪聲性能的基礎上，減少電路的電流以及功耗，電流復用的低噪聲放大器電路目前在實際中被廣為使用。通過使用一對NMOS以及PMOS晶體管來替代單獨的一個NMOS或者PMOS晶體管。這樣一對NMOS以及PMOS晶體管可以提供單個NMOS或者PMOS晶體管提供的跨導，但只需要近似一半的電流，原理如圖2a和圖2b、以及圖3a和圖3b所示。圖2b以單個NMOS管為例表示了替換，單管麗被一對麗以及MP替代。圖3b以單個PMOS管為例表示了替換，單管MP被一對麗以及MP替代。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種電壓轉換為電流的跨導放大電路，以克服現有技術中的不足。
[0007]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0008]本申請實施例公開了一種電壓轉換為電流的跨導放大電路，包括串聯的多個交叉耦合電流復用基本單元，所述每個交叉耦合電流復用基本單元包括:
[0009]一差分電路，包括第一晶體管和第二晶體管；
[0010]一差分交叉耦合電路，包括第三晶體管和第四晶體管，所述第三晶體管與所述第一晶體管電流復用成對，所述第四晶體管與所述第二晶體管電流復用成對。
[0011]優選的，在上述的電壓轉換為電流的跨導放大電路中，所述第一晶體管和第三晶體管的源端之間是直接連接在一起、或者是分別接到電源或者地，或者是通過電容連接在一起；所述第一晶體管和第三晶體管的漏端之間是直接連接在一起，或者是通過電容連接在一起；所述第二晶體管和第四晶體管的源端之間是直接連接在一起、或者是分別接到電源或者地，或者是通過電容連接在一起；所述第二晶體管和第四晶體管的漏端之間是直接連接在一起，或者是通過電容連接在一起。
[0012]優選的，在上述的電壓轉換為電流的跨導放大電路中，所述第一晶體管和第二晶體管為P型晶體管，所述第三晶體管和第四晶體管為N型晶體管，所述第一晶體管和第二晶體管的源極和柵極之間分別連接有2個電容，所述第三晶體管和第四晶體管的源極和柵極之間分別連接有2個電容。
[0013]優選的，在上述的電壓轉換為電流的跨導放大電路中，所述電壓轉換為電流的跨導放大電路為共源放大電路、或共柵放大電路。
[0014]本申請還公開了一種電壓轉換為電流的跨導放大電路的噪聲降低方法，將放大電路中的至少一個晶體管進行η次迭代，n ^ 2，每一次迭代是指將一個晶體管替換成電流復用成對的NMOS晶體管和PMOS管。
[0015]優選的，在上述的電壓轉換為電流的跨導放大電路的噪聲降低方法中，所述放大電路包括串聯的2個交叉耦合電流復用基本單元，所述每個交叉耦合電流復用基本單元包括2個成對的NMOS晶體管與PMOS晶體管，所述2個成對的NMOS晶體管與PMOS晶體管之間通過電容交叉耦合。
[0016]與現有技術相比，本發明的優點在于:與現有技術相比，由于采用了電流復用技術以及電容交叉耦合技術，本發明在實現同樣的電壓到電流的跨導基礎上，降低了電路的電流與功耗。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1a所示為現有技術中共源低噪聲放大器的電路圖；
[0019]圖1b所示為現有技術中共柵低噪聲放大器的電路圖；
[0020]圖2a所示為單個NMOS管的示意圖；
[0021]圖2b所示為成對的兩個晶體管；
[0022]圖3a所示為單個PMOS管的示意圖；
[0023]圖3b所示為成對的兩個晶體管；
[0024]圖4a所示為共源電路中單個晶體管的結構圖；
[0025]圖4b所示成對的晶體管；
[0026]圖4c所示為一次迭代成對的晶體管；
[0027]圖5所示為本發明實施例中交叉耦合電流復用基本單元的電路結構圖；
[0028]圖6所示為本發明實施例中N次迭代的電流復用電容交叉耦合電路圖；
[0029]圖7所示為本發明最佳實施例中電壓轉換為電流的跨導放大電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]本實施例的原理是為了進一步降低放大器的功耗，提出多級迭代成對NMOS晶體管與PMOS晶體管來替代單個NMOS晶體管或者PMOS晶體管的新的電路結構。
[0031]本實施例的電路思路就是第一步，把單個NMOS晶體管或者PMOS晶體管用成對的NMOS晶體管與PMOS晶體管替代，參圖4a和圖4b所示。
[0032]第二步，把成對里面的NMOS晶體管或者PMOS晶體管看成單個晶體管。用成對的NMOS晶體管和PMOS晶體管來替代，參圖4c所示。
[0033]第三步，可以進一步把經過一次迭代后的電路中的每一個NMOS晶體管或者PMOS晶體管看成單個晶體管，用成對的NMOS晶體管和PMOS晶體管來代替。
[0034]第四步，重復第三步，直到電路其他限制停止，比如電源電壓限制或者線性度限制。
[0035]下面將結合本發明實施例中的附圖