KR20050016695A - Semiconductor intergrated circuit and semiconductor integrated circuit manufacturing method - Google Patents
Semiconductor intergrated circuit and semiconductor integrated circuit manufacturing methodInfo
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Abstract
AM 방송신호를 증폭하는 RF 증폭 회로 (21) 를, 캐스코드 접속된 P채널 MOSFET (4 및 5) 로 구성한다. 캐스코드 접속함으로써 P채널 MOSFET (4) 의 소스, 게이트간의 귀환용량을 작게 하여, 안정되게 동작시킬 수 있다. 또한, AM 방송신호의 증폭 회로를 P채널 MOSFET 로 구성함으로써, 플리커 잡음을 저감시키고, 또한 CMOS 디지털 회로와 동일한 CMOS 프로세스로 제조할 수 있다.The RF amplifier circuit 21 for amplifying the AM broadcast signal is constituted by cascode-connected P-channel MOSFETs 4 and 5. By cascode connection, the feedback capacitance between the source and the gate of the P-channel MOSFET 4 can be reduced and it can be operated stably. In addition, by constructing an AM broadcast signal amplifying circuit with a P-channel MOSFET, flicker noise can be reduced and can be manufactured in the same CMOS process as a CMOS digital circuit.
Description
본 발명은 AM 방송신호를 증폭하는 증폭 회로를 갖는 반도체 집적 회로 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having an amplifier circuit for amplifying an AM broadcast signal and a method of manufacturing the same.
도 5 에 종래의 AM 방송 수신 회로의 구성을 나타낸다. 도 5(a) 는 동조 회로 형식의 구성을 나타내고, 도 5(b) 는 비동조 회로 형식의 구성을 나타낸다.5 shows a configuration of a conventional AM broadcast receiving circuit. Fig. 5A shows the configuration of the tuning circuit type, and Fig. 5B shows the configuration of the non-tuning circuit type.
도 5(a) 에 나타내는 동조 회로 형식의 AM 방송 수신 회로는 콘덴서 (101) 와, 저항 (102) 과, 신호증폭용의 FET (Field Effect Transistor ; 103) 와, 동조 회로 (104) 와, IC (106) 로 구성되어 있다. 이 중 콘덴서 (101), 저항 (102), 신호증폭용의 FET (103) 및 동조 회로 (104) 에 의해 RF 앰프가 구성된다.The AM broadcast receiving circuit of the tuning circuit type shown in Fig. 5A includes a capacitor 101, a resistor 102, a FET (Field Effect Transistor) 103 for signal amplification, a tuning circuit 104, and an IC. It consists of 106. Among them, the RF amplifier is constituted by the condenser 101, the resistor 102, the FET 103 for signal amplification, and the tuning circuit 104.
여기에서 콘덴서 (101) 는 도시하지 않은 안테나로부터 입력되는 AM 반송신호의 직류분을 커트하기 위한 것으로, 동조 콘덴서 (C1) 및 동조 코일 (L1, L2) 에 의해 구성된다. 이 동조 회로 (104) 의 일단은 전원 Vcc 에 접속되어 있다. 또, IC (106) 는 동조 회로 (104) 로부터 출력된 RF 증폭신호를 입력하고, 믹싱, 주파수 변환 등을 포함하는 AM 방송수신에 필요한 후단의 신호처리를 실행하는 것이다.The capacitor 101 is for cutting the direct current of the AM carrier signal input from an antenna (not shown), and is composed of the tuning capacitor C1 and the tuning coils L1 and L2. One end of this tuning circuit 104 is connected to a power supply Vcc. In addition, the IC 106 inputs the RF amplified signal output from the tuning circuit 104 and executes the signal processing of the subsequent stage required for AM broadcast reception including mixing, frequency conversion, and the like.
또, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이 비동조 회로 형식의 AM 방송 수신 회로는, 콘덴서 (101) 와, 저항 (102) 과, 신호증폭용 FET (103) 와, 결합 콘덴서 (105) 와, IC (106) 와, 코일 (107) 로 구성되어 있다. 이 중 콘덴서 (101), 저항 (102), 신호증폭용 FET (103), 결합 콘덴서 (105) 및 코일 (107) 에 의해 RF 앰프가 구성된다.As shown in Fig. 5B, the AM broadcasting receiver circuit of the non-tuning circuit type includes a capacitor 101, a resistor 102, a signal amplification FET 103, a coupling capacitor 105, It consists of the IC 106 and the coil 107. Among them, the RF amplifier is constituted by the capacitor 101, the resistor 102, the signal amplification FET 103, the coupling capacitor 105, and the coil 107.
최근 2.4㎓대나 5㎓대 등의 고주파 신호를 취급하는 무선단말에 있어서, RF 회로의 집적화가 진행되고, 지금까지 아날로그의 개별부품으로서 칩 외부에 실장되었던 RF 회로를 MOS 기술에 의해 1 칩에 모은 LSI 가 개발되고 있다. 또 76M∼90㎒ 의 주파수대를 사용하는 FM 방송용의 수신기에 있어서도, RF 회로를 MOS 기술로 집적한 LSI 가 개발되고 있다. 이들의 1 칩에 집적되는 RF 회로 중에는 RF 수신 앰프도 포함되어 있다.In wireless terminals that handle high frequency signals such as 2.4 GHz bands or 5 GHz bands, the integration of RF circuits has progressed, and RF circuits, which have been mounted outside the chip as individual components of analog, have been collected on one chip by MOS technology. LSI is being developed. In the FM broadcasting receiver using the 76 M to 90 MHz frequency band, the LSI which integrated the RF circuit by MOS technology is developed. RF circuits integrated in one chip also include an RF receiver amplifier.
이에 대해, 530K∼1710㎑ 의 중파대, 153K∼279㎑ 의 장파대 등의 저주파 신호를 사용하는 AM 방송의 수신기에서는, 그 주파수대가 플리커 잡음 성분이 큰 영역에 있으므로, MOSFET 로 RF 앰프를 구성하기 어려운 것으로 생각되었다.On the other hand, in AM broadcast receivers that use low frequency signals such as medium bands of 530K to 1710 GHz and long bands of 153K to 279 GHz, the frequency bands are in a region with a large flicker noise component. It was considered difficult.
이 때문에 종래에는 도 5 에 나타내는 바와 같이 RF 앰프에 접합형 FET (JFET ; 103) 을 사용하거나, 혹은 JFET 와 바이폴라 트랜지스터를 조합하여 AM 방송 수신기의 RF 앰프를 설계하였다.For this reason, conventionally, as shown in Fig. 5, a junction type FET (JFET) 103 is used for the RF amplifier, or a combination of the JFET and the bipolar transistor is used to design an RF broadcast receiver AM amplifier.
그러나 JFET 는 MOS 와는 제조 프로세스가 상이하기 때문에 1 칩에 집적화할 수 없어, IC (106) 의 칩 외부에 개별 부품으로서 실장되었다. 그 결과, 고주파 무선단말의 RF 회로를 소형화할 수 없다는 문제점이 있었다. However, the JFET cannot be integrated into one chip because the manufacturing process is different from that of the MOS, and thus the JFET is mounted as a separate component outside the chip of the IC 106. As a result, there has been a problem that the RF circuit of the high frequency radio terminal cannot be miniaturized.
또, AM 증폭 회로는 미소 신호를 증폭시키므로, 전원전압의 변동 등에 대해 안정된 바이어스를 FET 에 부여하는 것이 요망되고 있다.In addition, since the AM amplification circuit amplifies the minute signal, it is desired to give the FET a stable bias against fluctuations in power supply voltage and the like.
도 1 은 제1 실시형태의 RF 증폭 회로의 회로구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a circuit configuration of an RF amplifier circuit of the first embodiment.
도 2 는 제1 실시형태의 AM 수신기용 IC 의 블록도이다.Fig. 2 is a block diagram of the IC for AM receiver of the first embodiment.
도 3 은 플리커 노이즈의 설명도이다.3 is an explanatory diagram of flicker noise.
도 4 는 제2 실시형태의 RF 증폭 회로의 회로구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a circuit configuration of an RF amplifier circuit of the second embodiment.
도 5 는 종래의 AM 방송 수신 회로의 구성을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of a conventional AM broadcast receiving circuit.
본 발명의 과제는 AM 방송 수신을 증폭하는 증폭 회로와, CMO 디지털 회로를 1 칩에 집적하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는 AM 증폭 회로의 바이어스를 안정화시키는 것이다.An object of the present invention is to integrate an amplifier circuit for amplifying AM broadcast reception and a CMO digital circuit in one chip. Another object of the present invention is to stabilize the bias of the AM amplifier circuit.
본 발명의 반도체 집적 회로는, AM 방송신호를 증폭하는 제1 P채널 MOSFET 와, 상기 제1 P채널 MOSFET 와 캐스코드 접속되는 제2 P채널 MOSFET 로 이루어지는 AM 방송신호의 증폭 회로와, CMOS 디지털 회로를 구비한다.The semiconductor integrated circuit of the present invention comprises an AM broadcast signal amplification circuit comprising a first P-channel MOSFET for amplifying an AM broadcast signal, a second P-channel MOSFET connected to the first P-channel MOSFET and cascoded, and a CMOS digital circuit. It is provided.
본 발명에 의하면, P채널 MOSFET 를 사용함으로써 AM 방송신호를 증폭하는 증폭회로의 플리커 노이즈를 저감시키고, 다시 AM 방송신호의 증폭 회로와 CMOS 디지털 회로를, 예컨대 CMOS 프로세스에 의해 제1 칩에 집적할 수 있다.According to the present invention, the flicker noise of the amplifying circuit for amplifying an AM broadcast signal is reduced by using a P-channel MOSFET, and the amplification circuit and the CMOS digital circuit of the AM broadcast signal can be integrated in the first chip by, for example, a CMOS process. Can be.
본 발명의 다른 반도체 집적 회로는, AM 방송신호를 증폭하는 제1 P채널 MOSFET 와, 상기 제1 P채널 MOSFET 에 일정한 바이어스를 부여하는 바이어스 회로로 이루어지는 AM 방송신호의 증폭 회로와, CMOS 디지털 회로를 구비하고, 상기 제1 P채널 MOSFET, 바이어스 회로 및 CMOS 디지털 회로를 CMOS 프로세스에 의해 동일 회로 기판 상에 형성하였다.Another semiconductor integrated circuit of the present invention comprises an AM broadcast signal amplification circuit comprising a first P-channel MOSFET for amplifying an AM broadcast signal, a bias circuit for imparting a constant bias to the first P-channel MOSFET, and a CMOS digital circuit. And the first P-channel MOSFET, bias circuit and CMOS digital circuit were formed on the same circuit board by a CMOS process.
본 발명에 의하면, AM 방송신호를 증폭하는 증폭 회로의 플리커 노이즈를 저감시키고, 또한 AM 방송신호의 증폭 회로와 CMOS 디지털 회로를 CMOS 프로세스에 의해 1 칩에 집적할 수 있다. 또, 전원전압의 변동 등에 대해 안정된 바이어스를 제1 P채널 MOSFET 에 부여할 수 있다.According to the present invention, the flicker noise of the amplifying circuit for amplifying the AM broadcast signal can be reduced, and the amplification circuit and the CMOS digital circuit of the AM broadcast signal can be integrated into one chip by a CMOS process. In addition, a bias stable to the fluctuation of the power supply voltage and the like can be applied to the first P-channel MOSFET.
상기 발명에 있어서, 상기 제2 P채널 MOSFET 의 증폭도를 제어하는 AGC 회로를 구비한다.In the above invention, an AGC circuit for controlling the amplification degree of the second P-channel MOSFET is provided.
이와 같이 구성함으로써, 예컨대 수신신호 레벨에 따라 제2 P채널 MOSFET 의 증폭도를 AGC 제어할 수 있다.In this configuration, for example, AGC control of the amplification degree of the second P-channel MOSFET can be performed in accordance with the received signal level.
상기 발명에 있어서, 상기 바이어스 회로는, 상기 제1 P채널 MOSFET 와 전류 미러 회로를 구성하는 제3 MOSFET 를 갖는다.In the above invention, the bias circuit includes a third MOSFET constituting the first P-channel MOSFET and a current mirror circuit.
이와 같이 구성함으로써 예컨대 제1 P채널 MOSFET 를 흐르는 전류와, 제3 MOSFET 를 흐르는 전류를 일정한 비례관계로 설정할 수 있다. 이에 의해, 전원전압의 변동 등에 대해 제1 P채널 MOSFET 의 바이어스를 안정화할 수 있다.By such a configuration, for example, the current flowing through the first P-channel MOSFET and the current flowing through the third MOSFET can be set in a constant proportional relationship. This makes it possible to stabilize the bias of the first P-channel MOSFET against fluctuations in power supply voltage and the like.
상기 발명에 있어서, 상기 바이어스 회로는, 상기 제1 P채널 MOSFET 와 전류 미러 회로를 구성하는 제3 MOSFET 를 갖고, 이 제3 MOSFET 의 채널폭과, 상기 제1 P채널 MOSFET 의 채널폭의 비가 1:k (k≥1) 의 관계가 되도록 한다.In the above invention, the bias circuit includes a third MOSFET constituting the first P-channel MOSFET and a current mirror circuit, wherein a ratio of the channel width of the third MOSFET to the channel width of the first P-channel MOSFET is 1 Let k be equal to (k≥1).
이와 같이 구성함으로써, 예컨대 채널 길이를 동일하게 했을 때에, 제3 MOSFET 에 흐르는 전류의 k배의 전류를 제1 P채널 MOSFET 에 흘려보낼 수 있고, 또한 제1 P채널 MOSFET 의 바이어스를 안정화할 수 있다.With this configuration, for example, when the channel lengths are the same, a current of k times the current flowing through the third MOSFET can flow through the first P-channel MOSFET, and the bias of the first P-channel MOSFET can be stabilized. .
상기 발명에 있어서, 상기 바이어스 회로는, 소스가 전원전압에 접속되어, 드레인이 정전류원에 접속되고, 이 정전류원에 게이트가 접속되어 있다.In the above invention, the bias circuit has a source connected to a power supply voltage, a drain connected to a constant current source, and a gate connected to the constant current source.
이와 같이 구성함으로써, 제3 MOSFET 에 흐르는 전류를 일정하게 할 수 있으므로, 제1 P채널 MOSFET 에 흐르는 전류를 일정하게 유지할 수 있다. 이에 의해, 전원전압의 변동 등에 대해 제1 P채널 MOSFET 의 동작점을 안정하게 할 수 있다.By configuring in this way, the current flowing through the third MOSFET can be made constant, so that the current flowing through the first P-channel MOSFET can be kept constant. This makes it possible to stabilize the operating point of the first P-channel MOSFET against fluctuations in power supply voltage and the like.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은 본 발명의 제1 실시형태의 AM 방송신호를 증폭하는 RF 증폭 회로 (21) 의 회로구성을 나타내는 도면이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described, referring drawings. 1 is a diagram showing the circuit configuration of an RF amplifier circuit 21 for amplifying an AM broadcast signal according to the first embodiment of the present invention.
도 1 에 나타내는 바와 같이 콘덴서 (1) 의 일단에는, 도시하지 않은 안테나로 수신되는 AM 방송신호가 입력된다. 이 콘덴서 (1) 의 타단은 P채널 MOSFET (제1 P채널 MOSFET ; 4) 의 게이트에 접속되어 있다. 콘덴서 (1) 는 AM 방송신호의 직류분을 커트하기 위한 것이다.As shown in FIG. 1, an AM broadcast signal received by an antenna (not shown) is input to one end of the capacitor 1. The other end of this capacitor 1 is connected to the gate of the P-channel MOSFET (first P-channel MOSFET; 4). The capacitor 1 is for cutting the direct current of the AM broadcast signal.
P채널 MOSFET (4) 의 게이트에는, 전원전압을 저항 (2) 과 저항 (7) 에 의해 분압한 전압이 바이어스 전압으로서 공급된다. 저항 (2) 과 저항 (7) 은 직렬로 접속되고, 저항 (2) 의 타단은 전원 Vcc 에 접속되고, 저항 (7) 의 타단은 접지되어 있다.A voltage obtained by dividing the power supply voltage by the resistor 2 and the resistor 7 is supplied to the gate of the P-channel MOSFET 4 as a bias voltage. The resistor 2 and the resistor 7 are connected in series, the other end of the resistor 2 is connected to the power supply Vcc, and the other end of the resistor 7 is grounded.
P채널 MOSFET (제2 P채널 MOSFET ; 5) 는 P채널 MOSFET (4) 와 캐스코드 접속되어 있다. P채널 MOSFET (5) 의 게이트에는, 전원 Vcc 에 접속된 저항 (3) 과, 후술하는 N채널 MOSFET (9) 의 드레인이 접속되어 있다. 또한, P채널 MOSFET (5) 의 게이트에는 바이패스 콘덴서 (10) 가 접속되고, 그 콘덴서 (10) 의 타단은 접지되어 있다.The P-channel MOSFET (second P-channel MOSFET) 5 is cascode-connected with the P-channel MOSFET 4. To the gate of the P-channel MOSFET 5, a resistor 3 connected to the power supply Vcc and a drain of the N-channel MOSFET 9 described later are connected. In addition, the bypass capacitor 10 is connected to the gate of the P-channel MOSFET 5, and the other end of the capacitor 10 is grounded.
P채널 MOSFET (4) 와 P채널 MOSFET (5) 를 캐스코드 접속함으로써, P채널 MOSFET (4) 의 게이트와 소스간의 귀환용량을 작게 하고, P채널 MOSFET (4) 의 고주파 특성을 개선하고 있다.By cascode-connecting the P-channel MOSFET 4 and the P-channel MOSFET 5, the feedback capacitance between the gate and the source of the P-channel MOSFET 4 is reduced, and the high frequency characteristics of the P-channel MOSFET 4 are improved.
P채널 MOSFET (5) 의 드레인에는 동조 회로 (6) 가 접속되어 있다. 동조 회로 (6) 는 동조 콘덴서 (C1) 및 동조 코일 (L1, L2) 에 의해 구성되고, P채널 MOSFET (5) 로부터 출력되는 AGC 제어된 AM 방송신호를 주파수 선택하여 출력하는 회로이다. 또한, 동조 콘덴서 (C1) 및 동조 코일 (L1, L2) 의 타단은 접지되어 있다.The tuning circuit 6 is connected to the drain of the P-channel MOSFET 5. The tuning circuit 6 is a circuit configured by the tuning capacitor C1 and the tuning coils L1 and L2 and frequency-selected and outputs an AGC controlled AM broadcast signal output from the P-channel MOSFET 5. In addition, the other ends of the tuning capacitor C1 and the tuning coils L1 and L2 are grounded.
상기 P채널 MOSFET (4 및 5) 로 AM 방송신호를 증폭하는 RF 증폭 회로 (21) 를 구성하고 있다.The P-channel MOSFETs 4 and 5 constitute an RF amplifier circuit 21 for amplifying an AM broadcast signal.
N채널 MOSFET (8) 의 드레인에는, 도시하지 않은 AGC (Auto Gain control) 회로로부터, RF 증폭 회로 (21) 의 게인을 제어하기 위한 AGC 전원 I AGC 가 입력되어 있다. N채널 MOSFET (8) 의 드레인과 게이트는 접속되고, 소스는 접지되어 있다.The AGC power supply I AGC for controlling the gain of the RF amplifier circuit 21 is input to the drain of the N-channel MOSFET 8 from an AGC (Auto Gain Control) circuit (not shown). The drain and gate of the N-channel MOSFET 8 are connected, and the source is grounded.
N채널 MOSFET (9) 의 게이트는, N채널 MOSFET (8) 의 게이트와 접속되어 있다. 또한 드레인은 P채널 MOSFET (5) 의 게이트에 접속되고, 소스는 접지되어 있다.The gate of the N-channel MOSFET 9 is connected to the gate of the N-channel MOSFET 8. The drain is connected to the gate of the P-channel MOSFET 5 and the source is grounded.
N채널 MOSFET (8) 와 N채널 MOSFET (9) 는 전류 미러 회로를 구성하고 있고, N채널 MOSFET (8) 의 드레인에 유입하는 AGC 전류 ⅠAGC 에 비례한 전류가 N채널 MOSFET (9) 를 흐른다.The N-channel MOSFET 8 and the N-channel MOSFET 9 constitute a current mirror circuit, and a current proportional to the AGC current IAGC flowing into the drain of the N-channel MOSFET 8 flows through the N-channel MOSFET 9.
이에 의해, AGC 회로로부터 출력되는 AGC 전류 ⅠAGC 에 의해 P채널 MOSFET (5) 의 바이어스 전압이 변화되고, P채널 MOSFET (5) 의 증폭도가 억제되어, 출력되는 RF 신호의 레벨이 변화된다.As a result, the bias voltage of the P-channel MOSFET 5 is changed by the AGC current IAGC output from the AGC circuit, the amplification degree of the P-channel MOSFET 5 is suppressed, and the level of the output RF signal is changed.
또한, P채널 MOSFET (5) 의 게이트는 반드시 AGC 제어할 필요는 없고, 예컨대 고정 바이어스일 수도 있다.In addition, the gate of the P-channel MOSFET 5 does not necessarily need to be AGC controlled, and may be a fixed bias, for example.
상기 기술한 RF 증폭 회로 (21) 는, 믹싱, 주파수 변환 등을 포함하는 AM 방송수신에 필요한 후단의 신호처리를 실행하는 회로 및 후술하는 래치 회로, 시프트 레지스트 등의 디지털 회로와 함께 1 칩에 집적되고, 동조 회로 (6) 의 출력신호는 후술하는 믹서 회로 등에 출력된다.The above-described RF amplifier circuit 21 is integrated into one chip together with a circuit for performing signal processing at a later stage required for AM broadcast reception including mixing, frequency conversion, and the like, and digital circuits such as a latch circuit and a shift resist described later. The output signal of the tuning circuit 6 is output to a mixer circuit or the like described later.
다음으로 상기와 같이 구성한 RF 증폭 회로 (21) 의 동작을 설명한다.Next, operation | movement of the RF amplifier circuit 21 comprised as mentioned above is demonstrated.
도시하지 않은 안테나로부터 입력된 AM 방송신호는 직류성분이 콘덴서 (1) 에서 커트되고, 교류성분이 P채널 MOSFET (4) 에서 증폭된다. 그리고 P채널 MOSFET (4) 로부터 출력되는 RF 신호가, AGC 제어된 P채널 MOSFET (5) 에 의해 일정 레벨로 증폭되어 동조 회로 (6) 에 출력된다.In the AM broadcast signal input from the antenna (not shown), the DC component is cut in the capacitor 1, and the AC component is amplified in the P-channel MOSFET 4. The RF signal output from the P-channel MOSFET 4 is amplified to a certain level by the AGC-controlled P-channel MOSFET 5 and output to the tuning circuit 6.
즉, N채널 MOSFET (8) 의 소스 전류 ⅠAGC 에 대응하는 전류 Ⅰ1 이 N채널 MOSFET (9) 의 소스에 흐른다. 전류 ⅠAGC 의 값이 커지면, 대응하는 전류 Ⅰ1 의 값도 커지고, P채널 MOSFET (5) 의 바이어스 전압이 변화된다. 이에 의해, P채널 MOSFET (4) 의 드레인-소스간 전압 VDS 가 변화되어, 이 VDS 를 낮춰 게인을 제어한다.That is, the current I1 corresponding to the source current IAGC of the N-channel MOSFET 8 flows to the source of the N-channel MOSFET 9. When the value of the current IAGC increases, the value of the corresponding current I1 also increases, and the bias voltage of the P-channel MOSFET 5 changes. As a result, the drain-source voltage VDS of the P-channel MOSFET 4 is changed to control the gain by lowering this VDS.
제1 실시형태의 AM 방송용 증폭 회로에 의하면, P채널 MOSFET (4) 와 P채널 MOSFET (5) 를 캐스코드 접속함으로써, P채널 MOSFET (4) 의 소스-게이트간의 귀환용량 Cgd 를 작게 할 수 있다. 이에 의해, P채널 MOSFET (4) 의 고주파 특성을 개선하여, 증폭 회로 (21) 의 안정도를 높일 수 있다.According to the AM broadcasting amplifier circuit of the first embodiment, the cascade connection of the P-channel MOSFET 4 and the P-channel MOSFET 5 can reduce the feedback capacitance Cgd between the source and the gate of the P-channel MOSFET 4. . Thereby, the high frequency characteristic of the P-channel MOSFET 4 can be improved and the stability of the amplifier circuit 21 can be improved.
또한 P채널 MOSFET (5) 의 게이트에 AGC 회로의 출력을 접속함으로써, AGC 신호에 의해 P채널 MOSFET (5) 의 증폭도를 제어하여 RF 신호의 레벨을 일정하게 할 수 있다.In addition, by connecting the output of the AGC circuit to the gate of the P-channel MOSFET 5, the amplification degree of the P-channel MOSFET 5 can be controlled by the AGC signal to make the level of the RF signal constant.
동조 회로 (6) 는, 제2 P패널 MOSFET (5) 로부터 출력된 일정 레벨의 RF 신호를 고주파 증폭하여, 다음 단의 도시하지 않은 믹서에 출력한다. 믹서나 주파수 변환부를 포함하는 이후의 신호처리회로 (도시생략) 에서는, AM 방송수신에 필요한 남은 처리를 하여 입력신호의 선국을 실행함과 동시에, 출력단에서 증폭, 검파 등을 하여 음성신호로서 출력한다.The tuning circuit 6 amplifies the RF signal of a constant level output from the second P-panel MOSFET 5 and outputs it to a mixer (not shown) in the next stage. Subsequent signal processing circuits (not shown) including a mixer and a frequency converting section perform the remaining processing required for AM broadcast reception, select the input signals, and amplify, detect, etc., at the output stages and output them as audio signals. .
도 2 는 P채널 MOSFET 로 이루어지는 AM 방송용 증폭 회로 (21) 와, CMOS 디지털 회로를 1 칩에 집적한 AM 수신기용 IC (반도체 집적 회로 ; 31) 의 블록도이다.Fig. 2 is a block diagram of an AM broadcast amplifier circuit 21 composed of a P-channel MOSFET and an AM receiver IC (semiconductor integrated circuit) 31 in which a CMOS digital circuit is integrated on one chip.
이 AM 수신기용 IC (31) 는, 안테나 (12) 로부터 입력되는 신호에 대해 주파수 선택 등을 실행하는 입력회로 (23) 와, AM 방송신호를 증폭하는 RF 증폭 회로 (21) 와, RF 증폭 회로 (21) 에서 증폭된 AM 방송신호를 중간주파수로 변환하는 MIX 회로 (24) 등으로 이루어지는 FM, AM 수신회로와, 래치회로 (25), 시프트 레지스터 (26), PLL 신시사이저 (27), 주파수 카운터 (28) 등으로 이루어지는 CMOS 디지털 회로를, CMOS 프로세스에 의해 1 칩 상에 형성한다.The AM receiver IC 31 includes an input circuit 23 for performing frequency selection and the like on a signal input from the antenna 12, an RF amplifier circuit 21 for amplifying an AM broadcast signal, and an RF amplifier circuit. FM and AM receiving circuits including a MIX circuit 24 for converting the AM broadcast signal amplified by 21 into an intermediate frequency, a latch circuit 25, a shift register 26, a PLL synthesizer 27, and a frequency counter. A CMOS digital circuit composed of 28 and the like is formed on one chip by a CMOS process.
다음에 도 3 은 JFET 와, P채널 MOSFET 와, N채널 MOSFET 의 플리커 잡음 특성을 나타내는 도면이다.3 shows flicker noise characteristics of the JFET, the P-channel MOSFET and the N-channel MOSFET.
도 3 에 나타내는 바와 같이 MOS 반도체의 내부 잡음인 플리커 잡음은, 그 노이즈 레벨이 주파수로 반비례하여 커진다. 따라서, 취급하는 신호가 AM 방송과 같은 저주파수신호인 경우에 RF 앰프를 MOS 회로로 구성하면, 노이즈 레벨은 JEFT 를 사용하는 경우에 비하여 커진다.As shown in Fig. 3, the flicker noise, which is the internal noise of the MOS semiconductor, is increased in inverse proportion to the frequency of the noise level. Therefore, when the RF amplifier is constituted by the MOS circuit when the signal to be handled is a low frequency signal such as AM broadcasting, the noise level becomes larger than when JEFT is used.
그러나 N채널 MOSFET 와 P채널 MOSFET 를 비교한 경우, P채널 MOSFET 는 N채널 MOSFET 에 비하여 저주파수 영역에서도 노이즈 레벨이 작게 되어 있다. 본 실시형태에서는, AM 방송신호를 증폭하는 RF 증폭 회로 (21) 를 P채널 MOSFET 에 의해 구성함으로써, 플리커 잡음의 레벨을 비교적 작게 억제하고 있다.However, when comparing the N-channel MOSFET and the P-channel MOSFET, the P-channel MOSFET has a lower noise level even in the low frequency region than the N-channel MOSFET. In the present embodiment, the RF amplification circuit 21 for amplifying the AM broadcast signal is constituted by the P-channel MOSFET to suppress the level of the flicker noise relatively small.
게다가 P채널 MOSFET 는, CMOS 의 제조 프로세스로 만들 수 있으므로, RF 증폭 회로 (21) 를 포함하는 AM 방송신호의 수신회로 및 래치 회로 (25), 시프트 레지스터 (26) 등의 CMOS 디지털 회로를 1 칩에 집적할 수 있고, 수신기의 회로를 소형화할 수 있다. 또, 동일 CMOS 프로세스로 무선시의 회로 전체를 제조할 수 있으므로, 제조공정을 간략화하여 제조 비용을 삭감할 수도 있다. In addition, since the P-channel MOSFET can be made by a CMOS manufacturing process, a CMOS digital circuit such as an AM broadcast signal reception circuit including an RF amplification circuit 21 and a latch circuit 25, a shift register 26, and the like can be made into one chip. The circuit of the receiver can be miniaturized. Moreover, since the whole circuit at the time of a radio can be manufactured by the same CMOS process, manufacturing process can also be simplified and manufacturing cost can be reduced.
다음에 도 4 는 본 발명의 제2 실시형태의 RF 증폭 회로 (31) 의 구성을 나타내는 도면이다. 또한 도 4 의 설명에 있어서, 도 1 과 동일한 부분에는, 동일한 부호를 달아 그 설명을 생략한다.Next, FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the RF amplifier circuit 31 of the second embodiment of the present invention. In addition, in description of FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
도 4 의 회로와, 도 1 의 회로가 다른 점은, P채널 MOSFET (5) 의 게이트에, 도시하지 않은 AGC 회로로부터 출력되는 AGC 제어전압 VAGC 가 입력되고 있는 점과, P채널 MOSFET (4) 와 전류 미러 회로를 구성하는 바이어스 회로 (42) 를 형성한 점이다.The circuit of FIG. 4 differs from the circuit of FIG. 1 in that the AGC control voltage VAGC output from the AGC circuit (not shown) is input to the gate of the P-channel MOSFET 5 and the P-channel MOSFET 4. And a bias circuit 42 forming the current mirror circuit.
도 4 에 있어서, P채널 MOSFET (5) 의 게이트에는, 저항 (40) 을 통해 AGC 제어전압 VAGC 가 입력되고 있는, 이 AGC 제어전압 VAGC 에 따라 P채널 MOSFET (4) 의 드레인-소스간 전압 VDS 가 변화하고, 이 VDS 를 낮춰 게인을 제어하고 있다. 또한 VDS=Vcc-(VAGC+VGS5) 이고, VGS5 는 P채널 MOSFET (5) 의 게이트-소스간 전압이다.In Fig. 4, the drain-source voltage VDS of the P-channel MOSFET 4 in accordance with the AGC control voltage VAGC, to which the AGC control voltage VAGC is input, through the resistor 40, to the gate of the P-channel MOSFET 5. Changes, and this VDS is lowered to control gain. In addition, VDS = Vcc-(VAGC + VGS5), and VGS5 is the gate-source voltage of the P-channel MOSFET 5.
바이어스 회로 (42) 는 정전류원 (44) 을 포함하는 P채널 MOSFET (43) 로 이루어진다.The bias circuit 42 consists of a P-channel MOSFET 43 including a constant current source 44.
P채널 MOSFET (43) 는, 소스가 전원 Vcc 에 직접 접속되고, 드레인이 정전류원 (44) 에 접속되고, 게이트가 드레인과 접속되어 있다. 또한 P채널 MOSFET (4) 의 게이트는, 저항 (45) 을 통해 P채널 MOSFET (4) 의 게이트에 접속되어 있다. The P-channel MOSFET 43 has a source connected directly to the power supply Vcc, a drain connected to the constant current source 44, and a gate connected to the drain. The gate of the P-channel MOSFET 4 is connected to the gate of the P-channel MOSFET 4 via a resistor 45.
P채널 MOSFET (43) 의 게이트에 직렬로 접속되는 저항 (45) 은, AM 방송신호가 P채널 MOSFET (43) 측에 돌아들어가지 않도록 하기 위한 것과, P채널 MOSFET (4) 의 입력 임피던스를 올리기 위한 것이다.The resistor 45 connected in series with the gate of the P-channel MOSFET 43 is for preventing the AM broadcast signal from returning to the P-channel MOSFET 43 side and raising the input impedance of the P-channel MOSFET 4. It is for.
P채널 MOSFET (4) 와 P채널 MOSFET (43) 는 전류 미러 회로를 구성하고 있으므로, 양자의 채널 면적이 같을 때에는 흐르는 전류는 같아진다.Since the P-channel MOSFET 4 and the P-channel MOSFET 43 constitute a current mirror circuit, when the channel areas of both are the same, the currents flowing are the same.
따라서, P채널 MOSFET (4) 의 채널 길이를 L1, 채널폭을 W1, P채널 MOSFET (43) 의 채널 길이를 L2, 채널폭을 W2 로 했을 때에, L1=L2, W1=kㆍW2 (k≥1, 실시형태에서는 k 는 1 보다 큰 정수) 의 관계가 성립하도록 각각의 채널 길이 및 채널폭을 설정한다. 또한 상수 (k) 는 캐스코드 접속된 제1 P채널 MOSFET (4) 의 게인이 최적해지도록 설정한다.Therefore, when the channel length of the P-channel MOSFET 4 is L1, the channel width is W1, and the channel length of the P-channel MOSFET 43 is L2 and the channel width is W2, L1 = L2, W1 = kW2 (k Each channel length and channel width are set so that the relationship of? 1, in the embodiment, k is an integer greater than 1). In addition, the constant k is set so that the gain of the cascode-connected first P-channel MOSFET 4 is optimized.
제2 실시형태의 RF 증폭 회로 (41) 는, 전술한 제1 실시형태와 동일하게, AM 방송신호를 증폭하기 위한 P채널 MOSFET (4) 와 P채널 MOSFET (5) 를 캐스코드 접속함으로써, P채널 MOSFET (4) 의 귀환 용량을 작게 하여 RF 증폭 회로 (41) 의 안정도를 높일 수 있다.In the same manner as in the first embodiment described above, the RF amplifying circuit 41 of the second embodiment performs cascode connection of the P-channel MOSFET 4 and the P-channel MOSFET 5 for amplifying the AM broadcast signal. By reducing the feedback capacitance of the channel MOSFET 4, the stability of the RF amplifier circuit 41 can be increased.
또, P채널 MOSFET (4) 와 바이어스 회로 (42) 의 P채널 MOSFET (43) 로 전류 미러 회로를 구성함으로써, P채널 MOSFET (4) 에 안정된 바이어스를 공급할 수 있다. 이에 의해 전원전압의 변동 등에 대해 P채널 MOSFET (4) 의 바이어스를 안정화할 수 있다.In addition, by configuring the current mirror circuit with the P-channel MOSFET 4 and the P-channel MOSFET 43 of the bias circuit 42, it is possible to supply a stable bias to the P-channel MOSFET 4. As a result, the bias of the P-channel MOSFET 4 can be stabilized against fluctuations in the power supply voltage and the like.
또한, 바이어스 회로 (42) 의 P채널 MOSFET (43) 의 채널폭을, P채널 MOSFET (4) 의 채널폭의 1/k 에 설정함으로써, P채널 MOSFET (43) 에 1/k 의 전류를 흘려보냈을 때에, P채널 MOSFET (4) 에 그 k배의 전류를 흘려보낼 수 있다. 또, P채널 MOSFET (43) 의 드레인에 정전류원 (44) 을 접속함으로써, P채널 MOSFET (43) 에 흐르는 전류를 일정하게 할 수 있다. 이에 의해, 전원전압의 변동, 온도변화 등에 대해 P채널 MOSFET (4) 의 동작시점을 안정화할 수 있다.Further, by setting the channel width of the P-channel MOSFET 43 of the bias circuit 42 to 1 / k of the channel width of the P-channel MOSFET 4, a current of 1 / k flows into the P-channel MOSFET 43. When it sends, the k-times electric current can be sent to the P-channel MOSFET 4. In addition, by connecting the constant current source 44 to the drain of the P-channel MOSFET 43, the current flowing through the P-channel MOSFET 43 can be made constant. As a result, the operation time of the P-channel MOSFET 4 can be stabilized against variations in power supply voltage, temperature change, and the like.
본 발명은 전술한 실시형태에 한정하지 않고, 이하와 같이 구성할 수도 있다.This invention is not limited to embodiment mentioned above, It can also be comprised as follows.
(1) 본 발명에 관련되는 AM 방송신호의 증폭 회로는, AM 수신기용 IC 에 한정하지 않고 보다 높은 주파수에 대응한 무선회로를 갖는, 휴대전화기 및 무선 LAN 등에 사용되는 통신용 IC 에 탑재해도 된다.(1) The AM broadcast signal amplifying circuit according to the present invention may be mounted not only on the AM receiver IC but also on a communication IC used in a cellular phone, a wireless LAN, or the like having a radio circuit corresponding to a higher frequency.
(2) 바이어스 회로 (42) 는, P채널 MOSFET, 혹은 N채널 MOSFET 와, 전류원 (44) 으로 이루어지는 전류 미러 회로에 한정하지 않고, 바이어스를 안정화할 수 있는 회로이면 어떠한 회로이어도 상관없다.(2) The bias circuit 42 is not limited to the current mirror circuit including the P-channel MOSFET or the N-channel MOSFET and the current source 44, and may be any circuit as long as the circuit can stabilize the bias.
본 발명에 의하면, AM 방송의 주파수 대역에 있어서의 플리커 노이즈를 억제하고, 또한 AM 방송신호의 증폭 회로와 CMOS 디지털 회로를 1 칩에 집적할 수 있다. 또한 바이어스 회로를 형성함으로써, 전원전압의 변동 등에 대해 바이어스를 안정화할 수 있다. According to the present invention, the flicker noise in the frequency band of AM broadcasting can be suppressed, and the amplification circuit and the CMOS digital circuit of AM broadcasting signal can be integrated in one chip. In addition, by forming the bias circuit, the bias can be stabilized against variations in the power supply voltage.
Claims (11)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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2003
- 2003-06-27 KR KR10-2004-7021639A patent/KR20050016695A/en not_active Application Discontinuation
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