TWI664809B - 阻抗電路及偏壓電路 - Google Patents
阻抗電路及偏壓電路 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI664809B TWI664809B TW107126865A TW107126865A TWI664809B TW I664809 B TWI664809 B TW I664809B TW 107126865 A TW107126865 A TW 107126865A TW 107126865 A TW107126865 A TW 107126865A TW I664809 B TWI664809 B TW I664809B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- voltage
- terminal
- impedance
- circuit
- transistor
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 23
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
- H03F1/083—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements in transistor amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/193—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
- H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/27—A biasing circuit node being switched in an amplifier circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45151—At least one resistor being added at the input of a dif amp
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45154—Indexing scheme relating to differential amplifiers the bias at the input of the amplifying transistors being controlled
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
阻抗電路包含第一阻抗端、第二阻抗端、第一電晶體、第二電晶體、低頻訊號阻隔元件及電流電壓轉換電路。第一電晶體的第一端耦接於第一阻抗端,而其控制端接收第一電壓。第二電晶體的第一端接收第一參考電壓,其第二端耦接於第一阻抗端,而其控制端接收第二電壓。低頻訊號阻隔元件耦接於第一電晶體之第二端及第二阻抗端。電流電壓轉換電路耦接於第一阻抗端。電流電壓轉換電路根據流經電流電壓轉換電路之電流大小調整電流電壓轉換電路之第一端的端電壓。阻抗電路在第一阻抗端及第二阻抗端之間根據端電壓與第一電壓提供阻抗。
Description
本發明是有關於一種阻抗電路,尤其是一種能夠補償製程特性偏移的阻抗電路。
在利用功率放大器放大並發送射頻訊號時,為了讓功率放大器能夠在所需的頻段內維持線性度,同時在輸出功率變化時,能夠即時給予足夠的電能供應,常常需要輔以適當的偏壓以及對應的阻抗。也就是說,為了因應輸出功率的變化,偏壓電路中的阻抗也會需要對應的變化,以維持訊號品質。因此設計者會根據整個射頻系統的結構及特性,並透過精密的計算來設計出所需的阻抗電路。
然而,在電路製程中,位於晶圓上不同位置的電路元件很可能會因為所處環境條件的些微差異或機具的些微誤差,造成製程參數的變異,如載子的參雜濃度變異,導致元件特性偏移。也就是說,同一塊晶圓上所製造出的元件也可能有不一樣的特性,例如電晶體可能會較預期的情況來得更加容易導通或更難以導通,亦即對應到不同的工藝角(process corner)。在此情況下,由於電路中的元件特性偏移,因此實際操作時所產生的阻抗就可能會與原先經過計算所預測的阻抗不同,導致功率放大器無法操作在預期的狀態裡,並降低了射頻訊號的品質。
本發明之一實施例提供一種阻抗電路(impedance circuit)。阻抗電路包含第一阻抗端、第二阻抗端、第一電晶體、第二電晶體、低頻訊號阻隔元件及電流電壓轉換電路。
第一電晶體具有第一端、第二端及控制端,第一電晶體的第一端耦接於該第一阻抗端,而第一電晶體的控制端接收第一電壓。第二電晶體具有第一端、第二端及控制端,第二電晶體的第一端接收第一參考電壓,第二電晶體的第二端耦接於第一阻抗端,而第二電晶體的控制端接收第二電壓。
低頻訊號阻隔元件具有第一端及第二端,低頻訊號阻隔元件的第一端耦接於第一電晶體之第二端,而低頻訊號阻隔元件的第二端耦接於第二阻抗端。電流電壓轉換電路具有第一端及第二端,電流電壓轉換電路的第一端耦接於第一阻抗端。電流電壓轉換電路用以根據流經電流電壓轉換電路之電流大小調整電流電壓轉換電路之第一端之端電壓。阻抗電路用以根據端電壓與第一電壓在第一阻抗端及第二阻抗端之間提供阻抗。
本發明之另一實施例提供一種偏壓電路,用以於射頻訊號路徑上提供放大器所需的偏壓。偏壓電路包含阻抗電路及第三電晶體。
阻抗電路包含第一阻抗端、第二阻抗端、第一電晶體、第二電晶體、低頻訊號阻隔元件、電流電壓轉換電路及平衡電阻。
第一電晶體具有第一端、第二端及控制端,第一電晶體的第一端耦接於該第一阻抗端,而第一電晶體的控制端接收第一電壓。第二電晶體具有第一端、第二端及控制端,第二電晶體的第一端接收第一參考電壓,第二電晶體的第二端耦接於第一阻抗端,而第二電晶體的控制端接收第二電壓。
低頻訊號阻隔元件具有第一端及第二端,低頻訊號阻隔元件的第一
端耦接於第一電晶體之第二端,而低頻訊號阻隔元件的第二端耦接於第二阻抗端。電流電壓轉換電路具有第一端及第二端,電流電壓轉換電路的第一端耦接於第一阻抗端。電流電壓轉換電路用以根據流經電流電壓轉換電路之電流大小調整電流電壓轉換電路之第一端之端電壓。阻抗電路用以根據端電壓與第一電壓在第一阻抗端及第二阻抗端之間提供阻抗。平衡電阻具有第一端及第二端,平衡電阻的第一端耦接於第一電晶體的第一端,而平衡電阻的第二端耦接於第一電晶體的第二端。
第三電晶體具有第一端、第二端及控制端,第三電晶體的第一端接收第三參考電壓,第三電晶體的第二端提供偏壓,而第三電晶體的控制端耦接第一阻抗端。
10‧‧‧偏壓電路
12‧‧‧電流源
14、D1、D2、D3‧‧‧二極體
16‧‧‧電容
PA‧‧‧功率放大器
SIGRF‧‧‧射頻訊號
100、200、300‧‧‧阻抗電路
110‧‧‧低頻訊號阻隔元件
120、220‧‧‧電流電壓轉換電路
M1、M2、M3‧‧‧電晶體
R1‧‧‧電阻
TA、TB‧‧‧阻抗端
VA‧‧‧端電壓
Vb‧‧‧偏壓
VG1、VG2‧‧‧電壓
V1、V2、V3‧‧‧參考電壓
TS‧‧‧系統電壓端
R2‧‧‧平衡電阻
230、330、340‧‧‧分壓電路
232、234、236、332、334、342、344‧‧‧分壓元件
RD1、RD2、RD3、RD4‧‧‧分壓電阻
330A、340A‧‧‧分壓電路的第一端
330B、340B‧‧‧分壓電路的第二端
330O、340O‧‧‧分壓電路的輸出端
第1圖為本發明一實施例之偏壓電路的示意圖。
第2圖為本發明一實施例之阻抗電路的示意圖。
第3圖為本發明另一實施例之阻抗電路的示意圖。
第1圖為本發明一實施例之偏壓電路10的示意圖。在第1圖的實施例中,偏壓電路10可耦接至功率放大器PA,並在射頻訊號SIGRF的傳輸路徑上提供偏壓Vb以提供功率放大器PA所需的操作條件。功率放大器PA可將射頻訊號SIGRF放大後輸出。
偏壓電路10包含阻抗電路(impedance circuit)100。阻抗電路100包含阻抗端TA、阻抗端TB、電晶體M1、電晶體M2、低頻訊號阻隔元件110及電流電
壓轉換電路120。阻抗電路100可以根據電流電壓轉換電路120之第一端的端電壓VA以及電壓VG1在阻抗端TA及阻抗端TB之間提供系統所需的阻抗。
電晶體M1具有第一端、第二端及控制端,電晶體M1的第一端耦接於阻抗端TA,而電晶體M1的控制端可接收電壓VG1。電晶體M2具有第一端、第二端及控制端,電晶體M2的第一端可接收參考電壓V1,而電晶體M2的第二端可耦接於阻抗端TA,而電晶體M2的控制端可接收電壓VG2。
低頻訊號阻隔元件110具有第一端及第二端,低頻訊號阻隔元件110的第一端耦接於電晶體M1之第二端,而低頻訊號阻隔元件110的第二端耦接於阻抗端TB。在本發明的部分實施例中,低頻訊號阻隔元件110可包含電容,而阻抗端TB可接收參考電壓V2。此外,參考電壓V1可高於參考電壓,舉例來說,參考電壓V1可例如但不限於是系統中的操作電壓,而參考電壓V2可例如但不限於是系統中的接地電壓或是共同電壓。
在第1圖中,電流電壓轉換電路120具有第一端及第二端,電流電壓轉換電路120的第一端耦接於阻抗端TA,而電流電壓轉換電路120之第二端可耦接至電晶體M2的控制端。然而,在本發明的其他實施例中,電流電壓轉換電路120之第二端也可以接收其他適當的電壓,例如參考電壓V2。電流電壓轉換電路120可根據流經電流電壓轉換電路120之電流的大小調整電流電壓轉換電路120之第一端的端電壓VA。
此外,在第1圖中,偏壓電路10還可包含電晶體M3、電流源12、至少一二極體14及電容16。電晶體M3具有第一端、第二端及控制端,電晶體M3的第一端可接收參考電壓V3,電晶體M3的第二端可提供偏壓Vb至功率放大器PA,而電晶體M3的控制端可耦接阻抗端TA。
電流源12可耦接於電晶體M3之控制端,用以提供偏壓電流。二極體14可耦接於電晶體M3之控制端及系統電壓端TS之間,用以提供直流偏壓電壓至
電晶體M3。電容16可耦接於電晶體M3之控制端及系統電壓端TS之間,用以提供所需的匹配阻抗。系統電壓端TS的電位可與參考電壓V2相同。在一實施例中,電容16可用以與阻抗電路100共同提供系統所需的匹配阻抗,例如是由電晶體M3之控制端向外往阻抗端TA看的阻抗。
在第1圖的實施例中,電晶體M1及電晶體M2可以是相同種類的電晶體,例如皆為N型電晶體,且電晶體M1及電晶體M2可具有相近的偏移特性。在本實施例中,電晶體M1及電晶體M2可皆為空乏型(depletion mode,D-mode)電晶體,例如是D-mode PHEMT(假晶高速電子移動電晶體)。在其他實施例中,電晶體M1及電晶體M2也可以皆為P型電晶體。一般而言,設置在相同電路的電晶體M1及電晶體M2會由相同的製程製造。此外,由於兩者在電路中的位置鄰近,因此在製程中所處的環境條件通常也十分接近,使得兩者的偏移特性相當接近,例如是5%以內。也就是說,電晶體M1及電晶體M2可以由同一製程所製造,並且具有相同的工藝角(process corner)。舉例來說,在相同的溫度變化條件下,電晶體M1的導通電阻偏異實質上會與電晶體M2的導通電阻偏異相同。
在此情況下,阻抗電路100就可以根據電晶體M2的特性偏移來補償電晶體M1的特性偏移,使得在同一塊晶圓上不同位置所製造出來的阻抗電路不易受到內部電晶體特性偏移的影響,而能夠提供系統所需的阻抗。
舉例來說,若電晶體M1及電晶體M2的偏移特性為開關速度較快的工藝角(fast corner),則在接收到相同的偏壓時,相較於具有典型工藝角(typical corner)的電晶體,電晶體M1及電晶體M2就會有比較小的導通電阻。在阻抗電路100中,當電晶體M2接收到電壓VG2時,相較於典型工藝角的電晶體,電晶體M2將會導通更多的電流。此時電流電壓轉換電路120會對應產生較大的壓降,使得電流電壓轉換電路120之第一端的端電壓VA較高(亦即阻抗端TA的電壓會較高)。
在本發明的部分實施例中,電流電壓轉換電路120可包含電阻R1。電阻R1可耦接於電流電壓轉換電路120的第一端及第二端之間。因此當流經電阻R1的電流較大時,電阻R1的跨壓也將隨著提升,進而提升電流電壓轉換電路120之第一端的端電壓VA。在電晶體M1之控制端所接收到的電壓VG1並未改變的情況下,由於電晶體M1之第一端的電壓(即端電壓VA)較高,因此電晶體M1的閘極-汲極的電壓差值將會較大(絕對值較大的負電壓),使得電晶體M1的導通電阻增加。如此一來,電晶體M1具有較小導通電阻的偏移特性就能夠得到補償。
相對地,若電晶體M1及電晶體M2的偏移特性為開關速度較慢的工藝角(slow corner),則在接收到相同的偏壓時,相較於具有典型工藝角的電晶體,電晶體M1及電晶體M2就會有比較大的導通電阻。在阻抗電路100中,當電晶體M2接收到電壓VG2時,相較於典型工藝角(typical corner)的電晶體,電晶體M2也將會導通較小的電流。此時電流電壓轉換電路120會對應產生較小的壓降,使得電流電壓轉換電路120之第一端的端電壓VA較低(亦即阻抗端TA的電壓會降低)。在此情況下,電晶體M1的閘極-汲極的電壓差值會減少(呈絕對值較小的負電壓),進而使得電晶體M1的導通電阻減少。如此一來,電晶體M1具有較大導通電阻的偏移特性就能夠得到補償。
也就是說,不論阻抗電路100中電晶體M1及電晶體M2特性偏移的狀況如何,阻抗電路100都能夠根據相同的電路設計以及預定數值的電壓VG1及電壓VG2,在阻抗端TA及阻抗端TB之間透過電晶體M1產生十分相近的阻抗。由於阻抗電路100能夠自行補償在製程所產生的特性偏移,因此能夠大幅提升產品的良率。
在第1圖的實施例中,阻抗電路100還可包含平衡電阻R2。平衡電阻R2具有第一端及第二端,平衡電阻R2的第一端耦接於電晶體M1的第一端,而平衡電阻R2的第二端耦接於電晶體M1的第二端。平衡電阻R2可以在阻抗電路100
啟動時,先將電晶體M1之第一端及第二端的電位迅速拉至接近的電位,以利後續的補償動作。然而,在本發明的部分實施例中,倘若系統的實際操作條件許可,則阻抗電路100也可將平衡電阻R2省略。
此外,在第1圖的實施例中,電壓VG1及電壓VG2可以由固定的電壓源產生,而在本發明的部分實施例中,電壓VG1也可以是由可變電壓源所產生,透過調整電晶體M1之控制端所接收的電壓VG1,就可以調整阻抗電路100所需的阻抗。此外,在本發明的部分實施例中,阻抗電路100也可利用分壓電路來自行產生電壓VG1及電壓VG2。
第2圖為本發明一實施例之阻抗電路200的示意圖。阻抗電路100及200具有相似的結構,並可以根據相似的原理操作。在本發明的部分實施例中,阻抗電路200可以取代阻抗電路100並應用於偏壓電路10中。然而,阻抗電路200還包含分壓電路230,以提供電壓VG1及電壓VG2,且電流電壓轉換電路220之第二端可接收參考電壓V2。
分壓電路230可包含分壓元件232、分壓元件234及分壓元件236。分壓元件232具有第一端及第二端,第一端可接收參考電壓V1,而第二端可提供電壓VG2。分壓元件234具有第一端及第二端,第一端耦接於分壓元件232的第二端,而第二端可提供電壓VG1。分壓元件236具有第一端及第二端,第一端耦接於分壓元件234的第二端,而第二端可接收參考電壓V2。由於分壓元件232的兩端具有第一壓差,分壓元件234的兩端具有第二壓差,而分壓元件236的兩端具有第三壓差,因此透過在參考電壓V1及參考電壓V2之間的分壓元件232、234及236,分壓電路230就能夠提供阻抗電路200所需的電壓VG1及電壓VG2。
舉例來說,分壓元件232可包括分壓電阻RD1,分壓元件234可包括分壓電阻RD2,而分壓元件236可包括分壓電阻RD3。在此情況下,透過選擇適當的分壓電阻RD1、分壓電阻RD2及分壓電阻RD3的電阻值,就能夠根據分壓電
阻RD1、分壓電阻RD2及分壓電阻RD3的電阻值的比例產生所需的電壓VG1及電壓VG2。
此外,為了減少分壓電路230所提供的電壓受溫度變化的影響,因此可使分壓元件232兩端的第一壓差,分壓元件234兩端的第二壓差,及分壓元件236兩端的第三壓差三者之間的比例大致上不會隨著溫度變化。
一般而言,當溫度上升時,電晶體M1的導通電阻也會上升,而當溫度降低時,電晶體M1的導通電阻也會降低。為了補償因溫度變化而產生的導通電阻變化,在第2圖中,電流電壓轉換電路220還可包含二極體D1。
二極體D1可與電阻R1串聯於電流電壓轉換電路220的第一端及第二端之間。一般而言,二極體D1的導通電壓(或障壁電壓)受溫度變化影響較為明顯。舉例來說,當溫度較高時,二極體D1的導通電壓會變小,而當溫度較低時,二極體D1的導通電壓會變大。
在此情況下,當溫度較高時,阻抗端TA的電壓也會隨著二極體D1的導通電壓變小而降低,使得電晶體M1的閘極-汲極電壓差值縮小,進而降低電晶體M1的導通電阻。如此一來,就可以彌補在高溫環境下,電晶體M1之導通電阻變大的情況。相對地,當溫度較低時,阻抗端TA的電壓也會隨著二極體D1的導通電壓變大而升高,使得電晶體M1的閘極-汲極電壓差值變大,進而提升電晶體M1的導通電阻。如此一來,就可以彌補在低溫環境下,電晶體M1之導通電阻變小的情況。
也就是說,透過在電流電壓轉換電路220中的二極體D1,就能夠進一步對於因為溫度變化所造成的阻抗變化進行補償,增加阻抗電路200對於環境的適應力。在本發明的部分實施例中,設計者可以根據電晶體M1的特性,在電流電壓轉換電路220中設置適當數量的二極體D1,而不限定於包含單一個二極體D1。此外,二極體D1也可以利用以二極體形式連接(diode-connected)的電晶體來
取代。
除了透過電流電壓轉換電路220來對溫度變化所造成的影響進行補償外,在本發明的其他實施例中,阻抗電路200也可以利用分壓電路來對溫度變化所造成的影響來進行補償。
第3圖為本發明一實施例之阻抗電路300的示意圖。阻抗電路300及100具有相似的結構,並可以根據相似的原理操作。在本發明的部分實施例中,阻抗電路300可以取代阻抗電路100並應用於偏壓電路10中。然而,阻抗電路300還可包含分壓電路330及分壓電路340。分壓電路330可以提供電壓VG1,而分壓電路340可提供電壓VG2。
分壓電路330包含輸出端330O、電壓端330A、電壓端330B、分壓元件332及分壓元件334。分壓電路330的輸出端330O可提供電壓VG1。電壓端330A可接收參考電壓V1,而電壓端330B可接收參考電壓V2。分壓元件332耦接於分壓電路330之電壓端330A及分壓電路330之輸出端330O之間。分壓元件334具有第一端及第二端,第一端耦接於分壓電路330之輸出端330O,而第二端耦接於分壓電路330之電壓端330B。
在第3圖的實施例中,分壓元件332可包括分壓電阻RD1,而分壓元件334可包括分壓電阻RD2。分壓元件332的兩端具有一第一壓差,分壓元件334的兩端具有第二壓差,由於分壓元件332及分壓元件334主要是利用電阻來達到分壓,且為了減少分壓電路330所提供的電壓受溫度變化的影響,因此可使第一壓差與第二壓差之比例大致上不隨溫度變化。
然而為了補償電晶體M1之導通電阻隨溫度變化的情況,分壓電路330還可包含至少一二極體D2。二極體D2與分壓元件332串聯在分壓電路330之電壓端330A及輸出端330O之間。
在此情況下,當溫度較高時,電壓VG1會隨著二極體D2的導通電壓
變小而提升,使得電晶體M1的閘極-汲極電壓差值縮小,進而降低電晶體M1的導通電阻。如此一來,就可以彌補在高溫環境下,電晶體M1之導通電阻變大的情況。
相對地,當溫度較低時,電壓VG1會隨著二極體D2的導通電壓變大而降低,使得電晶體M1的閘極-汲極電壓差值變大,進而提升電晶體M1的導通電阻。如此一來,就可以彌補在低溫環境下,電晶體M1之導通電阻變小的情況。
也就是說,透過在分壓電路330中的二極體D2,就能夠進一步對於因為溫度變化所造成的阻抗變化進行補償,增加阻抗電路300對於環境的適應力。在本發明的部分實施例中,二極體D2也可以利用以二極體形式連接(diode-connected)的電晶體來取代。
分壓電路340包含輸出端340O、電壓端340A、電壓端340B、分壓元件342及分壓元件344。分壓電路340的輸出端340O可提供電壓VG2,分壓電路340的電壓端340A可接收參考電壓V1,而分壓電路340的電壓端340B可接收參考電壓V2。分壓元件342具有第一端及第二端,第一端耦接於分壓電路340之第一電壓端340A,而第二端耦接於分壓電路340之輸出端340O。分壓元件344具有第一端及第二端,第一端耦接於分壓電路340之輸出端340O,而第二端耦接於分壓電路340之電壓端340B。
在第3圖的實施例中,分壓元件342可包括分壓電阻RD3,而分壓元件344可包括分壓電阻RD4。分壓元件342的兩端具有一第三壓差,分壓元件344的兩端具有第四壓差。在本實施例中,由於分壓元件342及分壓元件344主要是利用電阻來達到分壓,且為了減少分壓電路340所提供的電壓受溫度變化的影響,因此可使第三壓差與第四壓差之比例大致上不會隨溫度變化。
然而為了補償電晶體M1之導通電阻隨溫度變化的情況,分壓電路340還可包含至少一二極體D3。二極體D3與分壓電路340之分壓元件344串聯在
分壓電路340之輸出端340O及電壓端340B之間。
在此情況下,當溫度較高時,電壓VG2會隨著二極體D3的導通電壓變小而降低,使得端電壓VA也隨著降低,因此電晶體M1的閘極-汲極電壓差值縮小,進而降低電晶體M1的導通電阻。如此一來,就可以彌補在高溫環境下,電晶體M1之導通電阻變大的情況。
相對地,當溫度較低時,電壓VG2會隨著二極體D3的導通電壓變大而提高,使得端電壓VA也隨著提高,因此電晶體M1的閘極-汲極電壓差值變大,進而提升電晶體M1的導通電阻。如此一來,就可以彌補在低溫環境下,電晶體M1之導通電阻變小的情況。
也就是說,透過在分壓電路340中的二極體D3,就能夠進一步對於因為溫度變化所造成的阻抗變化進行補償,增加阻抗電路300對於環境的適應力。在本發明的部分實施例中,二極體D3也可以利用以二極體形式連接(diode-connected)的電晶體來取代。
此外,在本發明的部分實施例中,設計者也可根據整體的需求選擇僅在分壓電路330中設置二極體D2或者僅在分壓電路340中設置二極體D3,並可調整適當的二極體數量,而不限定在分壓電路330及分壓電路340中皆設置二極體。
綜上所述,本發明之實施例所提供的阻抗電路和偏壓電路可以自行補償內部電晶體在製程所產生的特性偏移,因此能夠以統一的電路設計及電壓規格產生所需的阻抗,進而提升產品的良率。此外,本發明之實施例所提供的阻抗電路和偏壓電路還可以利用二極體來對溫度變化所造成的阻抗變化進行補償,增加阻抗電路及偏壓電路對於環境的適應力。以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
Claims (20)
- 一種阻抗電路,包含:一第一阻抗端;一第二阻抗端;一第一電晶體,具有一第一端耦接於該第一阻抗端,一第二端,及一控制端用以接收一第一電壓;一第二電晶體,具有一第一端用以接收一第一參考電壓,一第二端耦接於該第一阻抗端,及一控制端用以接收一第二電壓;一低頻訊號阻隔元件,具有一第一端耦接於該第一電晶體之該第二端,及一第二端耦接於該第二阻抗端;及一電流電壓轉換電路,具有一第一端耦接於該第一阻抗端,及一第二端,該電流電壓轉換電路用以根據流經該電流電壓轉換電路之一電流大小調整該電流電壓轉換電路之該第一端之一端電壓;其中:該第一電壓係用以控制該第一電晶體之一導通電阻,且該第二電壓係用以控制該第二電晶體之一導通電阻;及該阻抗電路用以根據該端電壓與該第一電壓在該第一阻抗端及該第二阻抗端之間提供一阻抗。
- 如請求項1所述之阻抗電路,其中該第二阻抗端用以接收一第二參考電壓。
- 如請求項1所述之阻抗電路,其中該第一電晶體及該第二電晶體具有相近的偏移特性。
- 如請求項1所述之阻抗電路,其中該第一電晶體及該第二電晶體為相同種類的電晶體。
- 如請求項1所述之阻抗電路,其中該第一電壓係為一可變電壓,用以調整該阻抗。
- 如請求項1所述之阻抗電路,其中:該電流電壓轉換電路之該第二端係耦接至該第二電晶體的該控制端。
- 如請求項1所述之阻抗電路,其中:該電流電壓轉換電路之該第二端用以接收一第二參考電壓。
- 如請求項1至7任一項所述之阻抗電路,其中該電流電壓轉換電路包含一第一電阻,耦接於該電流電壓轉換電路的該第一端及該第二端之間。
- 如請求項8所述之阻抗電路,其中該電流電壓轉換電路另包含一二極體或一以二極體形式連接(diode-connected)的電晶體,與該第一電阻串聯於該電流電壓轉換電路的該第一端及該第二端之間。
- 如請求項1所述之阻抗電路,另包含一第一分壓電路,用以提供該第一電壓及該第二電壓,其中該第一分壓電路包含:一第一分壓元件,具有一第一端用以接收該第一參考電壓,及一第二端用以提供該第二電壓;一第二分壓元件,具有一第一端耦接於該第一分壓元件的該第二端,及一第二端用以提供該第一電壓;及一第三分壓元件,具有一第一端耦接於該第二分壓元件的該第二端,及一第二端用以接收該第二參考電壓。
- 如請求項10所述之阻抗電路,其中該第一分壓元件的兩端具有一第一壓差,該第二分壓元件的兩端具有一第二壓差,該第三分壓元件的兩端具有一第三壓差,其中該第一壓差、該第二壓差及該第三壓差之一比例大致上不隨溫度變化。
- 如請求項1所述之阻抗電路,另包含一第一分壓電路,用以提供該第一電壓,其中該第一分壓電路包含:一輸出端,用以提供該第一電壓;一第一電壓端,用以接收該第一參考電壓;一第二電壓端,用以接收該第二參考電壓;一第一分壓元件,耦接於該第一分壓電路之該第一電壓端及該第一分壓電路之該輸出端之間;及一第二分壓元件,具有一第一端耦接於該第一分壓電路之該輸出端,及一第二端耦接於該第一分壓電路之該第二電壓端。
- 如請求項12所述之阻抗電路,其中該第一分壓元件的兩端具有一第一壓差,該第二分壓元件的兩端具有一第二壓差,其中該第一壓差與該第二壓差之一比例大致上不隨溫度變化。
- 如請求項12所述之阻抗電路,其中該第一分壓電路另包含:至少一二極體或至少一以二極體形式連接(diode-connected)的電晶體,與該第一分壓電路之該第一分壓元件串聯在該第一分壓電路之該第一電壓端及該輸出端之間。
- 如請求項1所述之阻抗電路,另包含一第二分壓電路,用以提供該第二電壓,其中該第二分壓電路包含:一輸出端,用以提供該第二電壓;一第一電壓端,用以接收該第一參考電壓;一第二電壓端,用以接收該第二參考電壓;一第三分壓元件,具有一第一端耦接於該第二分壓電路之該第一電壓端,及一第二端耦接於該第二分壓電路之該輸出端;及一第四分壓元件,耦接於該第二分壓電路之該輸出端及該第二分壓電路之該第二電壓端之間。
- 如請求項15所述之阻抗電路,其中該第三分壓元件的兩端具有一第三壓差,該第四分壓元件的兩端具有一第四壓差,其中該第三壓差與該第四壓差之一比例大致上不隨溫度變化。
- 如請求項15所述之阻抗電路,其中該第二分壓電路另包含:至少一二極體或至少一以二極體形式連接(diode-connected)的電晶體,與該第二分壓電路之該第二分壓元件串聯在該第二分壓電路之該輸出端及該第二電壓端之間。
- 如請求項1所述之阻抗電路,另包含:一第二電阻,具有一第一端耦接於該第一電晶體的該第一端,及一第二端耦接於該第一電晶體的該第二端。
- 一種偏壓電路,用以於一射頻訊號路徑上提供一放大器一偏壓,包含:一阻抗電路,包含:一第一阻抗端;一第二阻抗端;一第一電晶體,具有一第一端耦接於該第一阻抗端,一第二端,及一控制端用以接收一第一電壓;一第二電晶體,具有一第一端用以接收一第一參考電壓,一第二端耦接於該第一阻抗端,及一控制端用以接收一第二電壓;一低頻訊號阻隔元件,具有一第一端耦接於該第一電晶體之該第二端,及一第二端耦接於該第二阻抗端;一電流電壓轉換電路,具有一第一端耦接於該第一阻抗端,及一第二端,該電流電壓轉換電路用以根據流經該電流電壓轉換電路之一電流大小調整該電流電壓轉換電路之該第一端之一端電壓;以及一平衡電阻,具有一第一端耦接於該第一電晶體的該第一端,及一第二端耦接於該第一電晶體的該第二端;以及一第三電晶體,具有一第一端用以接收一第三參考電壓,一第二端用以提供該偏壓,及一控制端耦接該第一阻抗端;其中該第一電壓係用以控制該第一電晶體之一導通電阻,且該第二電壓係用以控制該第二電晶體之一導通電阻。
- 如請求項19所述之偏壓電路,另包含:一電流源,耦接於該第三電晶體之該控制端;至少一二極體,耦接於該第三電晶體之該控制端及一系統電壓端之間;及一電容,耦接於該第三電晶體之該控制端及一系統電壓端之間。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW107126865A TWI664809B (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 阻抗電路及偏壓電路 |
CN201811136050.7A CN110798156B (zh) | 2018-08-02 | 2018-09-28 | 阻抗电路及偏压电路 |
US16/293,666 US10862435B2 (en) | 2018-08-02 | 2019-03-06 | Impedance circuit and bias circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW107126865A TWI664809B (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 阻抗電路及偏壓電路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI664809B true TWI664809B (zh) | 2019-07-01 |
TW202008715A TW202008715A (zh) | 2020-02-16 |
Family
ID=68049480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107126865A TWI664809B (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 阻抗電路及偏壓電路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10862435B2 (zh) |
CN (1) | CN110798156B (zh) |
TW (1) | TWI664809B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113779916A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 西北工业大学 | 电荷灵敏前置放大器结构及设计方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5903178A (en) * | 1994-12-16 | 1999-05-11 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit |
TW200828782A (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-01 | Richwave Technology Corp | Mixer having filtering module to filter out low-frequency components to minimize noise figure |
US7504677B2 (en) * | 2005-03-28 | 2009-03-17 | Freescale Semiconductor, Inc. | Multi-gate enhancement mode RF switch and bias arrangement |
TW201409941A (zh) * | 2012-08-29 | 2014-03-01 | Richwave Technology Corp | 具有適應性汲極與源極電壓之射頻切換器 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8378749B1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-19 | Samsung Electro-Mechanics | Systems and methods for adaptive bias circuits for a power amplifier |
KR101320146B1 (ko) * | 2011-09-23 | 2013-10-23 | 삼성전기주식회사 | 바이어스 회로를 갖는 전력 증폭기 모듈 |
CN103916087B (zh) * | 2013-01-04 | 2017-08-18 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 电子系统、射频功率放大器及其偏压点动态调整方法 |
TWI664806B (zh) | 2016-12-30 | 2019-07-01 | 立積電子股份有限公司 | 放大器裝置 |
-
2018
- 2018-08-02 TW TW107126865A patent/TWI664809B/zh active
- 2018-09-28 CN CN201811136050.7A patent/CN110798156B/zh active Active
-
2019
- 2019-03-06 US US16/293,666 patent/US10862435B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5903178A (en) * | 1994-12-16 | 1999-05-11 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit |
US7504677B2 (en) * | 2005-03-28 | 2009-03-17 | Freescale Semiconductor, Inc. | Multi-gate enhancement mode RF switch and bias arrangement |
TW200828782A (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-01 | Richwave Technology Corp | Mixer having filtering module to filter out low-frequency components to minimize noise figure |
TW201409941A (zh) * | 2012-08-29 | 2014-03-01 | Richwave Technology Corp | 具有適應性汲極與源極電壓之射頻切換器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10862435B2 (en) | 2020-12-08 |
CN110798156B (zh) | 2023-04-07 |
TW202008715A (zh) | 2020-02-16 |
US20200044613A1 (en) | 2020-02-06 |
CN110798156A (zh) | 2020-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7417415B2 (en) | Voltage-controlled current source | |
US10193444B1 (en) | Reference voltage generator with adaptive voltage and integrated circuit chip | |
US11099590B2 (en) | Indirect leakage compensation for multi-stage amplifiers | |
KR20150111301A (ko) | 전압 레귤레이터 | |
US10353421B2 (en) | Current mirror device and related amplifier circuit | |
US9385584B2 (en) | Voltage regulator | |
TWI664809B (zh) | 阻抗電路及偏壓電路 | |
US20190294189A1 (en) | Voltage regulator | |
US7961049B2 (en) | Amplifier with compensated gate bias | |
US7411430B2 (en) | Analog output buffer circuit for flat panel display | |
US10122333B2 (en) | Auto-bias circuit for stacked FET power amplifier | |
US7586357B2 (en) | Systems for providing a constant resistance | |
US11025207B2 (en) | Bias techniques for controlled voltage distribution in stacked transistor amplifiers | |
US10700647B2 (en) | Source follower | |
US20140347026A1 (en) | Circuit for voltage regulation | |
US20220382306A1 (en) | Low dropout linear regulator with high power supply rejection ratio | |
US20190238093A1 (en) | Amplifier bandwidth calibration of continuous time circuit | |
US20190079550A1 (en) | Devices and methods for dynamic overvoltage protection in regulators | |
KR102624225B1 (ko) | 레플리카 바이어스 기법을 적용한 정전류 공급 회로와 그 적응형 전류 보정 방법 | |
US11437962B2 (en) | Differential amplifier circuit having variable gain | |
US11514975B2 (en) | Amplifier and LPDDR3 input buffer | |
US10877504B2 (en) | Low-voltage reference current circuit | |
US20230161364A1 (en) | Linear regulator | |
US11101780B2 (en) | Comparator circuit | |
US20150137877A1 (en) | Bias circuit using negative voltage |