KR100262455B1 - 전계효과트랜지스터 혼합기들을 위한 부 자기 바이어스 회로 - Google Patents

전계효과트랜지스터 혼합기들을 위한 부 자기 바이어스 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 FET 혼합기를 위한 부 자기-바이어스 회로를 공개한다. 개선된 혼합 회로는 충전 캐패시터를 통하여 게이트에 결합된 LO신호 및 대역통과 필터를 통하여 드레인에 결합된 RF신호를 가지는 MESFET를 포함한다. 전자들은 MESFET의 게이트를 바이어스하기 위하여 출력 캐패시터에서 펌프된다. MESFET 드레인은 혼합 주파수의 신호를 통과하는 제2 대역통과 필터에 결합된다. 따라서, 밸룬 또는 다른 변압기들을 필요로 하지 않기 때문에 집적 회로상에 집적화하기가 쉽고, 회로가 간단하고, 비용이 절감된다.

Description

전계효과트랜지스터 혼합기들을 위한 부 자기 바이어스 회로
본 발명은 혼합기(mixer)에 관한 것으로, 특히 FET 혼합기를 위한 부 자기-바이어스 회로에 관한 것이다.
소비자 무선 통신 시장의 최근 성장은 저 비용, 작은 사이즈의 제품에 대한 필요를 발생하고 있다. 많은 소자들의 필요한 부품은 혼합기이다.
혼합기 소자들의 여러 가지 특성들은 1995년 IEEE MTT-S 다이제스트(Digest)에 진-막 무란트(Jean-Marc Mourant)에 의해 "무선 응용을 위한 저 비용 혼합기(A Low cost Mixer for wireless Applications)"란 제목으로 서술되어 있다. 특히, 이 논문의 도 3-5에는 게이트 자기 바이어스 MESFET 특성을 사용하는 혼합기가 공개되어 있다. 도면으로 부터 알 수 있듯이, 혼합기는 RF신호를 MESFET에 결합하기 위하여 밸룬을 이용하고, RF주파수에서 공진하는 LC 회로를 포함한다.
전형적으로, 밸룬은 집적 회로상에 제조하기가 어렵고 회로의 비용과 복잡성을 증가한다. 따라서, 단순하고 값싼 회로의 개발은 무선 소자들의 비용과 복잡성을 감소하는데 있어 중요하다.
본 발명의 목적은 밸룬 또는 다른 변압기들을 요구하지 않는 혼합기 회로를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혼합기 회로는 접지에 연결된 제1단자, 제1출력 노드에 결합된 제2단자, 및 제어단자를 가지는 금속-실리콘 전계 효과 트랜지스터(MESFET), RF주파수를 가지는 신호들만을 통과하고 RF신호를 수신하기 위한 입력 포트, 및 상기 제1출력 노드에 결합된 출력 포트를 가지는 제1 대역 통과 필터(BPF), LO주파수와 RF주파수의 결합에 동일한 혼합 주파수를 가지는 신호들만을 통과하고 상기 제1출력 노드에 결합된 입력 포트와 상기 혼합 주파수의 신호를 제공하는 출력 포트를 가지는 제2 대역 통과 필터(BPF), 및 상기 MESFET의 제어단자에 결합된 제1단자와 LO신호와 LO신호가 MESFET의 게이트 단자를 자기 바이어스하기 위하여 제2단자에 인가될 때 상기 제1단자가 네거티브로 충전되도록 하기 위하여 접지에 결합된 DC를 입력하기 위한 제2단자를 가지는 충전 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점들은 상세한 설명과 첨부된 도면을 사용하여 보다 명확하게 될 것이다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예의 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 혼합기 회로를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도1에 나타나 있다. MESFET(10)는 접지(12)에 결합된 제1(소오스)단자(10s), 출력 노드(12)에 결합된 제2(드레인) 단자(10d), 충전 캐패시터(14)의 제1단자(14r)에 결합된 게이트(10g)를 가진다. 제2단자(14L)는 국부 발진기(16)에 의해서 발생된 국부 발진기(LO) 신호를 입력하기 위하여 결합된다. 제2단자(14L)는 0v DC에 결합되어 있다.
출력 노드(12)는 제1 대역 통과 필터(BPF)(18)의 출력 포트 및 제2 BPF(20)의 입력 포트에 결합된다. 제1 BPF(18)의 입력 포트는 RF신호원(21)에 결합되고 제2 BPF(20)의 출력 포트는 중간 주파수 혼합기 출력 단자(22)에 결합된다.
도1에 나타낸 회로의 동작은 아래에 기술될 것이다. MESFET의 게이트 전극은 LO 전압 레벨이 포지티브로 스윙할 때 접지된 기판으로 부터 충전 캐패시터(14)의 제1단자(14R)로 전자들을 유도하는 쇼트키(Shottky) 다이오우드(30)이다. 그러나, LO전압이 네거티브로 스윙할 때 다이오우드에 의해서 이러한 전자들이 기판으로 돌아가는 것이 방지된다. 따라서, 전자들은 캐패시터(14)의 제1단자(14R)로 펌프되고 네거티브 전압은 충전 캐패시터(14)의 제1단자(14R)로 간다.
MESFET의 동작은 게이트가 소오스와 비교되어 네거티브로 바이어스되는 것이 요구된다. 그래서, 펌핑 캐패시터의 제1단자로 전자들을 펌핑할 때 네거티브 DC 바이어스 전압은 MESFET를 바이어스하기 위하여 자기 발생된다.
제1 BPF(18)는 RF신호를 MESFET의 드레인 단자(10d)에 결합하고, LO신호는 LO신호 주파수에서 저 임피이던스를 가지는 충전 캐패시터(14)를 통하여 게이트 단자(10g)에 결합된다.
MESFET는 신호 주파수의 합 또는 차의 신호를 발생하기 위하여 LO 및 RF신호들을 혼합한다. 원하는 중간 주파수는 원하는 혼합 주파수를 통과하기 위하여 선택되는 제2 BPF(20)에 의해서 혼합기 출력 단자(22)에 결합된다.
MESFET의 게이트 캐패시턴스는 작고, 그래서 LO 및 RF 신호들은 잘 분리된다.
부가적으로, 충전 캐패시터(14)의 제1단자에서 발생되는 네거티브 전압은 LNA 또는 IF 증폭기 게이트 바이어스와 같은 다른 부품을 바이어스하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 FET 혼합기들을 위한 부 자기-바이어스 회로는 밸룬 또는 다른 변압기들을 필요로 하지 않는다. 따라서, 집적 회로상에 집적화하기가 쉽고, 회로가 간단하고, 비용이 절감된다.

Claims (1)

  1. 접지에 연결된 제1단자, 제1출력 노드에 결합된 제2단자, 및 제어단자를 가지는 금속-실리콘 전계 효과 트랜지스터(MESFET);
    RF주파수를 가지는 신호들만을 통과하고 RF신호를 수신하기 위한 입력 포트, 및 상기 제1출력 노드에 결합된 출력 포트를 가지는 제1 대역 통과 필터(BPF);
    LO주파수와 RF주파수의 결합에 동일한 혼합 주파수를 가지는 신호들만을 통과하고 상기 제1출력 노드에 결합된 입력 포트와 상기 혼합 주파수의 신호를 제공하는 출력 포트를 가지는 제2 대역 통과 필터(BPF); 및
    상기 MESFET의 제어단자에 결합된 제1단자와 LO신호와 LO신호가 MESFET의 게이트 단자를 자기 바이어스하기 위하여 제2단자에 인가될 때 상기 제1단자가 네거티브로 충전되도록 하기 위하여 접지에 결합된 DC를 입력하기 위한 제2단자를 가지는 충전 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 혼합기 회로.
KR1019980003658A 1997-09-30 1998-02-09 전계효과트랜지스터 혼합기들을 위한 부 자기 바이어스 회로 KR100262455B1 (ko)

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US8/941,476 1997-09-30

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