TWI344750B - Low-power variable gain amplifier - Google Patents

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TWI344750B
TWI344750B TW096144530A TW96144530A TWI344750B TW I344750 B TWI344750 B TW I344750B TW 096144530 A TW096144530 A TW 096144530A TW 96144530 A TW96144530 A TW 96144530A TW I344750 B TWI344750 B TW I344750B
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current
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variable gain
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Sung Ho Beck
Myuing Woon Hwang
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Silicon Motion Inc
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Description

1344750 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種廣泛用於通訊系統中類比積體電路之可變增 益放大器,且更具體而言,係關於一種具有直流偏壓穩定器之低 功率可變增益放大器。 【先前技術】 可變增益放大器係用於藉由改變一增益值而在輸入訊號強度改 變時維持輸出訊號強度、或者在輸入訊號強度恆定時改變輸出訊 號強度。 第1圖係為一電路圖,其圖解說明一不具有直流偏壓穩定方案 之傳統可變增益放大器。 參見第1圖,不具有直流偏壓調節方案之可變增益放大器1 〇〇 包含一可變增益放大單元110、二負栽電阻器115和n6以及二差 分輸入訊號源Iin+及 Iin_。 第一及第二差分輸入訊號Iin+及1卜由方程式1及2加以定義。 [方程式1] I ⑹-1 DC + IAC, [方程式2]
^^ I DC ~ ^ AC 參見方程式1及2,第-及第二差分輸入電流訊號u u有 相同之直流電流IDC,並具有相位差為18〇。之交流電流Iac。 第一及第二差分輸入電流訊號iin+及Iin之交流電流Iac流過可變 增益放大單元110,並藉由作為負栽電阻之第一及第二電阻器lb 5 1344750 及116而變換成電壓,以形成第一及第二差分輸出電壓訊號v。^ 及v_- ’其中可變增益放大單元no包含第一、第二、第三及第 四電晶體111、112、113及114。 流過第一及第二電晶體111及112之電流之和與第一差分輸入 . 電流訊號1之電流相同。類似地,流過第三及第四電晶體丨丨3及 f 114之電流之和與第二差分輸入電流訊號iin之電流相同。 用於控制輸出增益之第一及第二增益控制訊號Vcp及Vcn之電壓 φ 位準決定流過第一至第四電晶體1U至丨丨4之電流。此處,流過 第一電晶體111之第一差分輸出電流訊號I〇ut+之電流決定第一差 分輸出電壓訊號V。…之電壓位準,而流過第四金屬氧化物半導體 (metal-oxide-semiconductor; MOS)電晶體之第二差分輸出電流 訊號iout_之電流決定第二差分輸出電壓訊號v〇ut之電壓位準。 可變增益放大器110之增益k被定義為第一差分輸入電流訊號 Iin+之電流值與第一差分輸出電流訊號1。_之電流值之比,或者第 二差分輸入電流訊號Iin-之電流值與第二差分輸出電流訊號I〇ui 2 • 電流值之比。因此,當流經第一及第四電晶體π丨及U4之電流 增大時,增盈會增大,此意味著第一增益控制訊號之電壓位準 須高於第二增益控制訊號Vcn之電壓位準。 第一及第一差分輸出電流訊號IDU|+及I(>U|係由方程式3及4表示 如下。 [方程式3] ^〇ut + = klin+ = k{IDC 1AC) [方程式4] 6 1344750 1 〇u丨—=klin_ = k(IDc -1AC) 一第!圖所示之傳統可變增益放大器之問題在於因藉由控制第 一及第二增益控制訊號Vep及Ven之電麼位準而改變增益,故流經 '第—及第二電阻器115及Μ之直流電流會發生改變。因此,第 ,-及第二電阻H 115 & 116兩端之直流電壓降會發生改變且從 , 可變增盃放大器輸出之該二差分輸出電壓訊號voul+及v〇ut之參考 電壓位準會發生改變。 • 為解決該問題’使用二電容器117及"8,以僅傳送交流訊號。 然而,另一問題在於,該等電容器會阻斷低頻差分輸出電壓訊號 V〇ut+及Vout- ’致使其無法傳送至下一功能塊。 為解決該問題,人們提出一種使用一直流偏壓穩定方案之可變 增益放大器。 第2圖係為一電路圖,其圖解說明具有一直流偏壓穩定方案之 一傳統可變增益放大器。 參見第2圖,具有直流偏壓穩定方案之可變增益放大器2〇〇包 • 含與—第一可變增益放大單元210具有相同結構之一第二可變增 益放大單元220。第二可變增益放大器220係與二輔助電流源25〇 及260相連。一直流電流流過增加之二輔助電流源25〇及26〇,其 中该直流電流具有與第一可變增益放大器21 〇之第一及第二差分 輸入電流訊號Iin+及 Iin-相同之值。然而,交流電流並不自此流過。 第二可變增益放大器220包含四電晶體221、222、223及224。 該四電晶體221、222、223及224和第一及第二增益控制訊號vcp 及Vcn間之連接關係與第一可變增益放大器210中該等元件間之連 7 1344750 接關係相反。 在其中二可變增益放大器210及220與二增益控制訊號vcp及 Vcn交又並相連之結構中,當第一增益控制訊號Vcp之電壓升高 時,經第一及第二電阻器215及216流至第一電晶體211之直流 電流及交流電流便會增大。然而,流至第八電晶體224之直流電 流及交流電流卻減小。此處,僅有直流電流流經第二輔助電流源 250,因而僅有直流電流流經第八電晶體224,且第一差分輸出電 流訊號I〇ut+之交流電流不受影響。 相反的’當第一增益控制訊號vcp之電壓降低時,自第一源電壓 Vdd經由第一及第二電阻器215及216流至第一電晶體211之直流 電流及交流電流會減小。然而,流經第八電晶體224之直流電流 及交流電流卻增大。 如上所述,無論第一增益控制訊號Vcp之電壓如何,皆有一恆定 之直流電流流經第一及第二電阻器215及216,因而輸出節點V()ut+ 及維持恆定之直流電壓。 然而,第2圖所示具有直流偏壓穩定方案之傳統可變增益放大 态200所需之電流係為第1圖所示傳統可變增益放大器丨〇〇之二 i〇因而所需功率消耗相對高。因此,上述方案無法應用於低功 率裝置。 【發明内容】 本發明提供—種能夠於增益變化過程中穩定-直流偏壓之低功 率可變增益放大器。 根據本發明之—態樣,提供—種低功率可變增益放大器,包含: 8 1344750 一負載塊,第一及第二負載電流自一第一源電壓流經該負載塊; 一第一差分輸入訊號源’包含連接至一第二源電壓之一端子及連 接至一可變增益放大塊之另一端子,並吸收對應於一第一差分輸 入電流訊號值之電流;一第二差分輸入訊號源’包含連接至該第 . 二源電壓之一端子及連接至可變增益放大塊之另一端子,並吸收 / 對應於一第二差分輸入電流訊號值之電流;一可變增益放大塊, 其因應第一及第二增益控制訊號以及第一及第二差分輸入電流訊 鲁 號而吸收第一及第二差分輸出電流訊號以及第一及第二相消性補 償電流訊號,其中第一及第二差分輸出電流訊號分別係為第一及 第二負載電流之分支電流;以及一直流偏壓穩定器,其處理第一 及第二相消性補償電流訊號以及第一及第二偏流,以使第一及第 二負載電流包含固定之直流電流分量,該等第一及第二偏流分別 係為第一及第二負載電流之分支電流,其中吸收至第一及第二差 分輸入訊號源之電流包含直流電流分量及交流電流分量,第一與 第一差分輸入訊號源之直流電流分量具有相同之值,且其交流電 • 流分量具有180°之相位差。 【實施方式】 下文將參照附圖詳細說明本發明之實例性實施例。在本說明 中,可不再對眾所習知之功能及結構進行詳細說明,以避免妨礙 對本發明之理解。 第3圖係為一電路圖,其圖解說明根據本發明一實施例之低功 率可變增益放大器。 參見第3圖,根據本發明該實施例之低功率可變增益放大器3〇〇 9 1344750 包含一可變增益放大塊310、一直流偏壓穩定器320、一負載塊 330、一第一差分輸入訊號源340及一第二差分輸入訊號源350。 可變增益放大塊310因應第一及第二增益控制訊號Vcp及Vcn以 及第一及第二差分輸入電流訊號Iin+及 Iin-而吸收第一及第二差分 輸出電流訊號Iout+及Iout·以及第一及第二相消性補償電流訊號Ires+ 及Ires_,其中第一及第二差分輸出電流訊號1。心及IQUt_分別係為第 一及第二負載電流Ii〇ad+及I丨。ad_之分支電流。 直流偏壓穩定器320處理第一及第二相消性補償電流訊號Ires+ 及I res-以及第一及第一偏流I DC 1 +及I DC 1 - ’以使第一及第二負載電 流I|〇ad+及Iload-僅包含固定之直流電流分量,其中第一及第二偏流 ba + 及 IDC,·係分別為第一及第二負載電流I^+及 IlQad-之分支電 流。 負載塊330使用自一第一源電壓vdd流經負載塊330之第一及第 二負載電流I|〇ad+及lload-而產生第一及第二差分輸出電壓訊號Vout+ 及 V〇ut- ° 第一差分輸入訊號源340自可變增益放大塊310吸收對應於第 一差分輸入電流訊號1ιη+之值之電流。第二差分輸入訊號源350則 自可變增益放大塊310吸收對應於第二差分輸入電流訊號iin之值 之電流。 此處,吸收至第一及第二差分輸入訊號源340及350之電流包 含直流電流分量及交流電流分量。該等直流電流分量之幅值相 同,且交流電流分量之幅值亦相同。然而,該等交流電流分量之 相位相差180°。 10 1344750 此處,可使用二電阻器R1及R2構建負載塊33〇。此外,可使 用如第1圖中所示之四個雙極電晶體或金屬氧化物半導體電晶 體,構建包含於可變増益放大塊3丨〇中之四個功能塊3n、3丨2、 313 及 314。 下面將說明根據本發明之低功率可變增益放大器3〇〇之運作。 首先,對第3圖中所示各電流間之關係進行說明。 流經負載塊300之第一負載電流I|〇ad十分成流至可變增益放大塊 310之第一差分輸出電流訊號I〇ut+及流至直流偏壓穩定器32〇之第 一偏流IDCI+。類似地,流經負載塊3〇〇之第二負載電流分成 流至可變增益放大塊310之第二差分輸出電流訊號I〇ut及流至直 流偏壓穩定器320之第二偏流Idc丨。 參見第3圖’第一差分輸出電流訊號丨。…之電流與第一相消性 補仏電流汛號ires+之電流之和與第一差分輸入電流訊號Ijn+之電流 相同。類似地,第二差分輸出電流訊號1〇1^之電流與第二相消性補 倾電流訊號Ires•之電流之和與第二差分輸入電流訊號之電流相 同。 第一及第二差分輸入電流訊號Iin+及Iin以及第一及第二差分輸 出%流s扎號Ioul+及l(,ut_定義於前面之方程式1至4中,且在下文中 將使用與所定義方程式1至4相同之含義。 根據第一及第二增盈控制訊號vcp及Vcn之狀態,確定第一差分 輸出電流訊號iout+及第一相消性補償電流訊號Ircs+之電流❶類似 地’確定第二差分輸出電流訊號I〇ut·及第二相消性補償電流訊號 1«-之電流。 11 1344750 如上文所述,由於第一差分輸出電流訊號Uut+之電流與第一相 消性補償電流訊號ires+之電流之和與第一差分輸入電流訊號ιιη+之 總電流相同,因而當第一差分輸出電流訊號Iout+之電流增大時, . 第一相消性補償電流訊號Ires+之電流會減小。相反的,當第一差分 輸出電流訊號之電流減小時,第一相消性補償電流訊號[res+ Λ 之電流會增大。第二差分輸出電流訊號Ioul.與第二相消性補償電流 ' 訊號Ires-之關係類似於上文所述。 φ 可使用方程式1至4中之關係以及上文說明,由方程式5及6 定義第一及第二相消性補償電流訊號Ires+及Ires.。 [方程式5] 7如+ (I -灰)"Dr + Lc ) [方程式6] ^es- = -10M. ={\-k)(I,)C-IAC) 可變增益放大塊3丨0與直流偏壓穩定器320可設計成使輸入至 直*il偏壓穩定益3 20之二偏流IDC丨+及IDC具有相同之值p在實際 ® 構建第4圖至第6圊中所示之直流偏壓穩定器320時,將考量根 據本發明所作之上述假定,且在下文中將對其加以說明。該二偏 流丨DCI+及IDCI與第一及第二相消性補償電流訊號Ires+及丨…間之 關係由方程式7表示a [方程式7] 2/οα+ = 2Ιυη_ = Jresi + ies 因忒二偏流bcu及IDCU具有相同之值,故在下文中,將該二偏 加 iDC丨+及iDC卜表示為1〇〔丨。方程式5至7中所表示的輸入至直流 12 1344750 偏壓穩定器320之偏流〗dci可由方程式8表示。 [方程式8]
/〇ci = 2 ^reI+ + Ires^ = ^~ k^DC 參見方程式8,在偏流bci中,偏流IDCI之第一及第二相消性補 • 傷電流訊號Ires+及Ires-中所包含之交流分量相互抵消,因而僅存在 直流分量。 使用方程式3、4及8 ’將流經負載塊330之該二負載電流Ii〇ad+ ♦ 及1丨。ad·、偏流IDC1、以及該二差分輸出電流訊號I〇ut+及Iout_間之關 係表示為方程式9及10。 [方程式9]
Ilond+ ~ Imil+ + iDCl = IDC + klAC
[方程式10]
I bnd- — I mil_ +1 DCl = I oc — kl AC 如方程式9及10所示,流經負載塊wo之該二負載電流1|〇ad+ $ 及丨load-之交流電流分量受控於增益值k,而增益值k係隨第一及第 —增μ控制訊號vep及vcn之電壓位準而改變。然而,無論增益值 如何卩边第一及第__增姐控制訊號Vep及Vcn改變,直流電流皆恒 定不變。 如上文所述,縱使第一及第二增益控制訊號Vcp及V⑶之電壓位 準改變,根據本發明該實施例之直流偏壓穩定器320仍可使自負 載塊330輸出之二負載電流1|〇3<1+及1|〇ad之直流電流分量維持恆定 值。 下面另一目之係構建能滿足方程式5至7中所示電特性之直 13 1344750 流偏壓穩定器320 » 第4圖係為一圖解說明根據本發明一實施例包含於—低功率可 變增益放大器中之直流偏壓穩定器之圊式。 • 參見第4圖,直流偏壓穩定器320包含第一及第二偏壓電阻器 410 及 420。 — 第一偏壓電阻器410包含一端子〇ut+及另一端子in+,其中端子 out+係連接至第一偏流Idci +從中流過之一節點,而另—端子 φ 係連接至第一相消性補償電流訊號Ires+從中流過之一節點。第二偏 廢電阻器420包含一端子011卜及另一端子in_,其中端子〇ui係連 接至一第一偏流丨dci-從中流過之節點,而另一端子in-係連接至第 一相消性補償電流訊號Ires-從中流過之一節點。第一相消性補償電 流訊號Ires+從中流過之節點in+與第二相消性補償電流訊號la從 中流過之節點in-係相互連接。 當將該二偏壓電阻器41〇及420設計成具有相同之電阻值並將 包含於可變增益放大塊31〇中之該二功能塊3n及3M設計成具 • 有相同之電特性時,第一及第二偏流1叫| +及IDCI_具有相同之值。 此外,由於第一相消性補償電流訊號丨res+從中流過之節點與第二相 消性補償電流訊號Ircs_從中流過之節點相互連接,因而相位差為 180。並包含於第一及第二偏流1dci +及丨dc|中、以便藉由第一及第 二相消性補償電流訊號lres+及Ires傳輸之交流訊號會相互抵消,而 直流訊號則彼此相加。 相加後之直流訊號係由第一及第二偏壓電阻器4 1 〇及42〇分成 二半,以使方程式8中所表示之偏流訊號丨DC|分別流經第一及第 14 1344750 性並將包含於可變增益放大塊31 〇中之該二功能塊311及314設 6十成具有相同之電特性時,第一及第二偏流IDC|+及IDCi_具有相同 之值。 • 因第一相消性補償電流訊號Ires+從中流過之節點in+與第二相消 . 性補償電流訊號Ires-從中流過之節點in-相互連接,故相位差為 180°並包含於第一及第二偏流1〇(:|+及Idc1中、以便藉由第一及第 二相消性補償電流訊號Ires+及Ires-傳輸之交流訊號會相互抵消,而 • 直流訊號則彼此相加。 相加後之直流訊號係由第一及第二雙極電晶體510及520分成 二半’以使方程式8中所表示之偏流訊號IDCI分別流經第一及第 二相消性補償電流訊號Ires+& Ires。 使用第5圖所示雙極電晶體所構建之直流偏壓穩定器320可具 有相同於參照第4圖所述之直流偏壓穩定器之優點··自負載塊33〇 輸出之第一及第二負載電流KacH及Iload-可僅包含不受增益k影響 之固定直流電流分量。 ® 直流偏壓穩定器320可更包含偏壓產生器53〇,以用於提供第一 偏壓 Vbiasl。 第6圖係為一圖解說明根據本發明另一實施例包含於一低功率 可變增益放大器中之直流偏壓穩定器之圖式。 參見第6圖,直流偏壓穩定器32〇包含第一及第二金屬氧化物 半導體電晶體610及620。 金屬氧化物半導體電晶體61〇包含—端子祕、另—端子W 以及-閘極端子,其中端+ out+係連接至第一偏流訊號“從中 1344750 w過之一節點,另一端子in+係連接至第一相消性補償電流訊號 ires+從中流過之一節點,而閘極端子則被施加一第二偏壓vbias2。 第二金屬氧化物半導體電晶體620包含一端子out_、另一端子in-•以及—閘極端子’其中端子。ut·係連接至第二偏流訊號iDCI•從中 .流過之一節點,另一端子in-係連接至第二相消性補償電流訊號 W從中流過之一節點,而閘極端子則被施加第二偏壓vbias2。第 一相消性補償電流訊號Ls + 從中流過之節點in+與第二相消性補償 φ 電流訊號1r«-從中流過之節點in-係相互連接。 虽將第一及第二金屬氧化物半導體電晶體61〇及620設計成具 有相同之電特性並將包含於可變增益放大塊31〇中之該二功能塊 311及314設計成具有相同之電特性時,第一及第二偏流丨“^及 I DC 1-具有相同之值。 因第一相消性補償電流訊號丨…+從中流過之節點與第二相消性 補饧電流§fl號Ires-從中流過之節點相互連接,故相位差為丨8〇。並 包含於第一及第二偏流1%1 +及Idci中 '以便藉由第一及第二相消 • f生補彳貝包流5几號Ires+及Ires傳輸之交流訊號會相互抵消,而直流訊 说則彼此相加。 相加後之直流訊號係由第—及第二金屬氧化物半導體電晶體 610及620分成二半’以使方程式8中所表示之偏流訊號1⑽分別 流經第一及第二相消性補償電流訊號Ir[;s+及丨%。 使用第6圖所示金屬氧化物半導體電晶體所構建之直流偏壓穩 定器32G可具有相同於參照第4圖及第5圖所述之直流偏壓穩定 器之優點:自負載塊330輸出之第一及第二負載電流^+及w 17 1344750 可僅包含不受增益k影響之固定直流電流分量。 直流偏壓穩定器320可更包含偏壓產生器630,以用於提供第二 偏壓 Vbias2。 如上文所述’根據本發明實施例之低功率可變增益放大器包含 • 直流偏壓穩定器,用於處理具有相同大小之直流電流及相位差為 180°之交流電流之差分輸入訊號,以使差分輸入訊號之交流分量 相抵消並為輸出端子提供直流電流,從而無論放大器之增益如 ^ 付 6使流經負載塊之直流電流維持恆定值。因此,該可變增益 放大器具有使直流偏壓穩定且所消耗電流不增大之優點。 儘管上文係參照本發明之實例性實施例具體顯示及說明本發 明,然而,可在形式及細節上對其作出各種改動,此並不背離由 隨附申請專利範圍所界定之本發明之精神及範圍。 【圖式簡單說明】 藉由參照附圖對本發明之實例性實施例進行詳細說明,本發明 • 之上述及其他特徵及優點將變得更加一目了然,附圖中: 第1圖係為一電路圖,其圖解說明不具有直流偏壓穩定方案之 一傳統可變增益放大器; 第2圖係為一電路圖’其圖解說明具有直流偏壓穩定方案之— 傳統可變增益放大器; 第3圖係為一電路圖,其圖解說明根據本發明一實施例之一低 功率可變増益放大器; Q係為一圖解說明根據本發明一實施例包含於一低功率可 變增益放大H中之直流偏壓穩定器之圖式; 1344750 第5圖係為一圖解說明根據本發明另一實施例包含於一低功率 可變增益放大器中之直流偏壓穩定器之圖式;以及 第6圖係為一圖解說明根據本發明另一實施例包含於一低功率 可變增益放大器中之直流偏壓穩定器之圖式。
【主要元件符號說明】 100 :可變增益放大器 111 :第一電晶體 113 :第三電晶體 115 :第一電阻器 117 :電容器 200 :可變增益放大器 211 :第一電晶體 216 :第二電阻器 221 :電晶體 223 :電晶體 250 :第二輔助電流源 300 :低功率可變增益放大器 3Π :功能塊 313 :功能塊 320 :直流偏壓穩定器 340:第一差分輸入訊號源 41〇:第一偏壓電阻器 510 :第一雙極電晶體 110 : 可變增益放大器 112 : 第二電晶體 114 : 第四電晶體 116 : 第二電阻器 118 : 電容器 210 : 第一可變增益放大器 215 : 第一電阻器 220 : 第二可變增益放大器 222 : 電晶體 224 : 電晶體 260 : 第一輔助電流源 310 : 可變增益放大塊 312 : 功能塊 314 : 功能塊 330 : 負載塊 350 : 第二差分輸入訊號源 420 : 第二偏壓電阻器 520 : 第二雙極電晶體 19 1344750 530 :偏壓產生器 R1 : 610:第一金屬氧化物半導體電晶體 620 :第二金屬氧化物半導體電晶體 R2 : 630 :偏壓產生器 電阻器 電阻器
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Claims (1)

13,44750 ------ U%TO530號發明專利申請案 申請專利範圍替換本(無劃線版本,100年3月16曰) 十、申請專利範圍: 1. 一種低功率可變增益放大器,包含: 一負載塊,第一及第二負載電流自一第一源電壓流經該 . 負載塊; 一第一差分輸入訊號源,包含一端子及另一端子,該第 一差分輸入訊號源之該端子連接至一第二源電壓,該第一差 分輸入訊號源之該另一端子連接至一可變增益放大塊,該第 一差分輸入訊號源並吸收對應於一第一差分輸入電流訊號之 一值之電流; 一第二差分輸入訊號源,包含一端子及另一端子,該第 二差分輸入訊號源之該端子連接至該第二源電壓,該第二差 分輸入訊號源之該另一端子連接至該可變增益放大塊,該第 二差分輸入訊號源並吸收對應於一第二差分輸入電流訊號之 一值之電流,該可變增益放大塊因應一第一及一第二增益控 制訊號以及該等第一及第二差分輸入電流訊號而吸收一第一 φ 及一第二差分輸出電流訊號以及一第一及一第二相消性補償 電流訊號,其中該等第一及第二差分輸出電流訊號分別係為 該等第一及第二負載電流之分支電流;以及 一直流偏壓穩定器,用於處理該等第一及第二相消性補 償電流訊號以及一第一及一第二偏流,以使該等第一及第二 負載電流包含固定之直流電流分量,其中該等第一及第二偏 流分別係為該等第一及第二負載電流之分支電流; 其中被吸收至該等第一及第二差分輸入訊號源之該等電 S 21 第096144530號發明專利申請案 申請專利範圍替換本(無劃線版本,1〇〇年3月16曰) 流包含直流電流分量及交流電流分量,該等第一與第二差分 輸入訊號源之該等直流電流分量具有相同之值,且其該等交 流電流分量具有180°之相位差。 如請求項1所述之低功率可變增益放大器,其中該可變增益 放大塊包含: 一第一雙極電晶體,包含一用於吸收該第一差分輸出電 流訊號之端子、另一端子、以及一基極端子,其中該另一端 子連接至該第一差分輸入訊號源之該另一端子,且該基極端 子被施加該第一增益控制訊號; 一第二雙極電晶體,包含一用於吸收該第一相消性補償 電流訊號之端子、另一端子、以及一基極端子,其中該另一 端子連接至該第一差分輸入訊號源之該另一端子,且該基極 端子被施加該第二增益控制訊號; 一第三雙極電晶體,包含一用於吸收該第一相消性補償 電流訊號之端子、另一端子、以及一基極端子,其中該另一 端子連接至該第二差分輸入訊號源之該另一端子,且該基極 端子被施加該第二增益控制訊號;以及 一第四雙極電晶體,包含一用於吸收該第二差分輸出電 流訊號之端子、另一端子、以及一基極端子,其中該另一端 子連接至該第二差分輸入訊號源之該另一端子,且該基極端 子被施加該第一增益控制訊號。 如請求項1所述之低功率可變增益放大器,其中該可變增益 放大塊包含: 1344750 . 第096144530號發明專利申請案 申請專利範圍替換本(無劃線版本,100年3月16曰) 一第一金屬氧化物半導體電晶體,包含一用於吸收該第 一差分輸出電流訊號之端子、另一端子、以及一閘極端子, 其中該另一端子連接至該第一差分輸入訊號源之該另一端 - 子,且該閘極端子被施加該第一增益控制訊號; 一第二金屬氡化物半導體電晶體,包含一用於吸收該第 一相消性補償電流訊號之端子、另一端子、以及一閘極端子, 其中該另一端子連接至該第一差分輸入訊號源之該另一端 φ 子,且該閘極端子被施加該第二增益控制訊號; 一第三金屬氧化物半導體電晶體,包含一用於吸收該第 一相消性補償電流訊號之端子、另一端子、以及一閘極端子, 其中該另一端子連接至該第二差分輸入訊號源之該另一端 子,且該閘極端子被施加該第二增益控制訊號;以及 一第四金屬氧化物半導體電晶體,包含一用於吸收該第 二差分輸出電流訊號之端子、另一端子、以及一閘極端子, 其中該另一端子連接至該第二差分輸入訊號源之該另一端 # 子,且該閘極端子被施加該第一增益控制訊號。 4. 如請求項1所述之低功率可變增益放大器,其中該直流偏壓 穩定器包含: 一第一偏麼電阻器,包含一端子以及另一端子,該端子 連接至該第一偏流所流經之一節點,且該第一相消性補償電 流訊號流經該另一端子;以及 一第二偏壓電阻器,包含一端子以及另一端子,該端子 連接至該第二偏流所流經之一節點,且該第二相消性補償電 S 23 1344750 第096144530號發明專利申請案 申請專利範圍替換本(無劃線版本,100年3月16曰) 流訊號流經該另一端子, 其中該第一相消性補償電流訊號所流經之該節點與該第 二相消性補償電流訊號所流經之該節點相互連接。 - 5. 如請求項1所述之低功率可變增益放大器,其中該直流偏壓 穩定器包含: 一第一偏壓雙極電晶體,包含一端子、另一端子、以及 一基極端子,該端子連接至該第一偏流所流經之一節點,該 | 第一相消性補償電流訊號流經該另一端子,且該基極端子被 施加一偏壓;以及 一第二偏壓雙極電晶體,包含一端子、另一端子、以及 一基極端子,該端子連接至該第二偏流所流經之一節點,該 第二相消性補償電流訊號流經該另一端子,且該基極端子被 施加該偏壓, 其中該第一相消性補償電流訊號所流經之該節點與該第 二相消性補償電流訊號所流經之該節點相互連接。 • 6. 如請求項5所述之低功率可變增益放大器,其中該直流偏壓 穩定器更包含一偏壓產生器,用於產生該偏壓。 7. 如請求項1所述之低功率可變增益放大器,其中該直流偏壓 穩定器包含: 一第一偏壓金屬氧化物半導體電晶體,包含一端子、另 一端子、以及一閘極端子,其中該端子連接至該第一偏流所 流經之一節點,該另一端子連接至該第一相消性補償電流訊 號所流經之一節點,且該閘極端子被施加一偏壓;以及 £ 24 1344750. 第096144530號發明專利申請案 申請專利範圍替換本(無劃線版本,100年3月16曰) 一第二偏壓金屬氧化物半導體電晶體,包含一端子、另 一端子、以及一閘極端子,其中該端子連接至該第二偏流所 流經之一節點,該另一端子連接至該第二相消性補償電流訊 號所流經之一節點,且該閘極端子被施加該偏壓; 其中該第一相消性補償電流訊號所流經之該節點與該第 二相消性補償電流訊號所流經之該節點相互連接。 8. 如請求項7所述之低功率可變增益放大器,其中該直流偏壓 穩定器更包含一偏壓產生器,用於產生該偏壓。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100646030B1 (ko) * 2005-07-01 2006-11-14 (주)에프씨아이 가변 이득 주파수 혼합기
US7782095B2 (en) * 2007-11-26 2010-08-24 Faraday Technology Corp. Signal comparison circuit
US8970301B2 (en) * 2013-05-20 2015-03-03 Analog Devices, Inc. Method for low power low noise input bias current compensation

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823093A (en) * 1981-05-27 1989-04-18 Frey Douglas R Dynamically biased voltage controlled element
US5079517A (en) 1991-02-04 1992-01-07 Motorola, Inc. Circuit for DC control of a compressor
DE69313624T2 (de) * 1993-06-30 1998-04-02 Sgs Thomson Microelectronics Regelbarer Verstärker
JP3097563B2 (ja) * 1996-06-07 2000-10-10 日本電気株式会社 利得可変増幅器
US6807406B1 (en) * 2000-10-17 2004-10-19 Rf Micro Devices, Inc. Variable gain mixer circuit
US7088981B2 (en) * 2000-11-29 2006-08-08 Broadcom Corporation Apparatus for reducing flicker noise in a mixer circuit
KR100506351B1 (ko) * 2002-12-10 2005-08-05 한국전자통신연구원 가변 이득 증폭기
JP2005020591A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Toshiba Corp 可変利得増幅器、これを用いた光ピックアップ信号処理用および携帯無線端末送受信信号処理用lsi
US6972624B1 (en) * 2003-08-08 2005-12-06 Linear Technology Corporation Low-voltage high dynamic range variable-gain amplifier
KR100668455B1 (ko) * 2004-12-10 2007-01-16 한국전자통신연구원 가변 이득 증폭기

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