TWI785757B - 電晶體及其放大器 - Google Patents

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Abstract

一種電晶體，其包括汲極、閘極、源極、基體端和基體電阻。汲極連接供應電壓線以接收供應電壓。閘極連接控制電壓線以接收控制電壓。源極連接輸入線以接收高頻訊號。基體端連接汲極。基體電阻設置於汲極和基體端之間。透過前述設置，減少基板的漏電流，並降低電晶體的臨界電壓，以符合現今低功耗設計。

Description

電晶體及其放大器
本發明關於一種電晶體，特別是，一種將其基體端連接其汲極且在其基體端和其汲極之間設置基體電阻以減少基板漏電流之電晶體及其放大器。
無線射頻(radio frequency)放大器用於放大無線收發器所接收的無線射頻訊號，而其能用於天線、行動電話或無線射頻辨識，因此，無線射頻訊號功率放大器廣泛應用於通訊領域，如何達成低雜訊、高增益且低功耗的無線射頻放大器變成日趨重要的課題。
綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種電晶體及其放大器，以期針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。
有鑑於上述習知之問題，本發明的目的在於提供一種電晶體及其放大器，用以解決習知技術中所面臨之問題。
基於上述目的，本發明提供一種電晶體，其包括汲極、閘極、源極、基體端和基體電阻。汲極連接供應電壓線以接收供應電壓。閘極連接控制 電壓線以接收控制電壓。源極連接輸入線以接收高頻訊號。基體端連接汲極。基體電阻設置於汲極和基體端之間。
可選地，本發明進一步包括供應電壓線和輸入線，汲極連接供應電壓線以接收供應電壓，閘極連接連接輸入線以接收高頻訊號，源極連接接地端。
可選地，本發明進一步包括供應電壓線、控制電壓線以及輸入線，汲極連接供應電壓線以接收供應電壓，閘極連接控制電壓線以接收控制電壓，源極連接該輸入線以接收高頻訊號。
可選地，本發明進一步包括第一匹配電感，第一匹配電感設置於源極和輸入端之間。
可選地，本發明進一步包括第二匹配電感，源極連接接地端，第二匹配電感設置於源極和接地端之間，第一匹配電感和第二匹配電感之間具有節點，節點連接源極。
基於上述目的，本發明提供一種放大器，其包括第一供應電壓線、第二供應電壓線、輸入線、第一控制電壓線、第二控制電壓線、輸入電路、輸出電路。第一供應電壓線提供第一供應電壓。第二供應電壓線提供第二供應電壓。輸入線提供高頻訊號。第一控制電壓線提供第一控制電壓。第二控制電壓線提供第二控制電壓。輸入電路連接第一供應電壓線、第一控制電壓線和輸入線，輸入電路包括複數個第一電晶體，各第一電晶體的汲極和基體端連接，各第一電晶體的汲極和基體端之間設置第一基體電阻，輸入電路放大高頻訊號。輸出電路連接第二供應電壓線、第二控制電壓線和輸入電路，輸出電路根據第 二控制電壓和第二供應電壓而運作，輸出電路根據放大後高頻訊號於輸出端產生輸出訊號。
可選地，其中各第一基體電阻和基體端之間設置第一電感。
可選地，其中輸入電路為第一疊接電路，輸出電路包括第二疊接電路，放大器進一步包括連接電感，連接電感連接於第一疊接電路和第二疊接電路之間，連接電感傳輸放大後高頻訊號至第二疊接電路。
可選地，第二疊接電路包括複數個第二電晶體，各第二電晶體的基體端和接地端連接，各第二電晶體的基體端和接地端之間設置第二基體電阻。
可選地，複數個第一電晶體之一的汲極連接連接電感的一端，複數個第二電晶體之一的閘極連接連接電感的另一端。
可選地，本創作進一步包括第一匹配電感和第二匹配電感，第一匹配電感設置於輸入電路和輸入線之間，第一匹配電感透過節點分別連接輸入電路和第二匹配電感。
一種放大器，其包括複數個第三電晶體，各第三電晶體的基體端和汲極連接，汲極和基體端之間設置基體電阻。
承上所述，本發明之電晶體及其放大器，透過基體端和汲極連接和基體端和汲極之間設置基體電阻，減少基板的漏電流，並降低電晶體的臨界電壓，進而降低放大器的整體功耗，以符合現今低功耗設計。
B,B1~B4:基體端
C1:第一疊接電路
C2:第二疊接電路
CR1~CR4,MeaS11~MeaS22,Cal S11,Cal S22,Sim S11,Sim S21,Sim S12,Sim S22,:曲線
D,D1~D4:汲極
G,G1~G4:閘極
IIIP3:輸入三階交調截取點
IB:基板漏電流
IDS:汲極-源極電流
LB:第一電感
LS1:第一匹配電感
LS2:第二匹配電感
LC:第二峰化電感
LD1:第一峰化電感
LD2:連接電感
M1,M2:第一電晶體
M3,M4:第二電晶體
N:節點
RB:基體電阻
RD:第一電阻
RB1:第一基體電阻
RB2:第二基體電阻
RFin:高頻訊號
RFout:輸出訊號
Ron,BS:導通電阻
S,S1~S4:源極
S11,S12,S21,S22:S參數
T:電晶體
VDD:供應電壓
VD1:第一供應電壓
VD2:第二供應電壓
VG:控制電壓
VG1:第一控制電壓
VG2:第二控制電壓
VDS:汲極-源極電壓
VGS:閘極-源極電壓
Vth:臨界電壓
Zin:輸入阻抗
Zout:輸出阻抗
第1圖為本發明之電晶體的配置圖。
第2圖為本發明之臨界電壓、漏電流和基體電阻之曲線圖。
第3圖為汲極-源極電流和汲極-源極電壓之曲線圖。
第4圖為本發明之放大器的配置圖。
第5圖為本發明之放大器於低雜訊模式的S參數曲線圖。
第6圖為本發明之放大器於低功率模式的S參數曲線圖。
第7圖為本發明之放大器的雜訊指數圖。
本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。
應當理解的是，儘管術語「第一」、「第二」等在本發明中可用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，下文討論的「第一元件」、「第一部件」、「第一區域」、「第一層」及/或「第一部分」可以被稱為「第二元件」、「第二部件」、「第二區域」、「第二層」及/或「第二部分」，而不悖離本發明的精神和教示。
另外，術語「包括」及/或「包含」指所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。
除非另有定義，本發明所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的定義，並且將不被解釋為理想化或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
請參閱第1圖，其為本發明之電晶體的配置圖。如第1圖所示，本發明之電晶體T，其包括汲極D、閘極G、源極S、基體端B和基體電阻RB。汲極D連接供應電壓線以接收供應電壓VDD。閘極G連接控制電壓線以接收控制電壓VG。源極S連接輸入線以接收高頻訊號RFin(其頻率範圍約3MHz到100GHz)。基體端B連接汲極D。基體電阻RB設置於汲極D和基體端B之間。
於本實施例中，本發明進一步包括第一匹配電感LS1和第二匹配電感LS2，第一匹配電感LS1設置於源極S和輸入端之間；源極S連接接地端，第二匹配電感LS2設置於源極S和接地端之間，第一匹配電感LS1和第二匹配電感LS2之間具有節點N，第一匹配電感LS1透過節點N連接源極S和第二匹配電感LS2。透過第一匹配電感LS1和第二匹配電感LS2的配置，調整高頻訊號RFin的數值。
由於基體端B和汲極D連接且基體端B和汲極D之間設置基體電阻RB，使基體端B在無線射頻的階段時為浮接(floating)，基體端B和源極S於直流時其接面為順偏，基體端B和源極S之間的順偏偏壓VBS等於汲極D-源極S電壓VDS(如第2圖所示)減去基板漏電流IB和基體電阻RB之乘積(VBS=VDS-IBRB)，將使電晶體T的臨界電壓Vth下降，且基體電阻RB的電阻值相當高(其可例如為13.6kΩ)，相當於將基體端B和汲極D之間的漏電流路徑開路，因此將無基板漏電流 IB(如第3圖所示)流入導通電阻Ron,BS(其為基體端B和源極S之間所產生寄生本體二極體(parasitic body diode)的電阻)，從而改善電晶體T的基板漏電流IB狀況。
其中，本發明之電晶體可為P型電晶體或N型電晶體，本發明之電晶體類型可包括金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、互補式金氧半場效電晶體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,CMOS)、底閘極式(bottom-gate)電晶體、頂閘極式(top-gate)電晶體、立體式的電晶體(vertical TFT)，當然也可為其他合適的電晶體，並未侷限於本發明所列舉的範圍。
在另一實施例中，汲極D連接供應電壓線以接收供應電壓VDD，閘極G連接輸入線以接收高頻訊號RFin，源極S連接接地端。
請參閱第2圖，其為本發明之臨界電壓、漏電流和基體電阻之曲線圖。如第2圖所示，設定汲極D-源極S電壓VDS為1.8V，隨著基體電阻RB的數值提高，基板漏電流IB的數值因而降低至0mA，由於基板漏電流IB的改善，使電晶體T的臨界電壓Vth隨著基體電阻RB的增加而提高。
請參閱第3圖，其為汲極-源極電流和汲極-源極電壓之曲線圖。如第3圖所示，設定閘極G-源極S電壓VGS為0.55V，當基體端B和源極S相連時(其對應曲線CR1)，隨著汲極D-源極S電壓VDS提升，汲極D-源極S電流IDS緩慢地增加。當基體端B和源極S相連且具有基體電阻RB時(其對應曲線CR2)，汲極D-源極S電流IDS於汲極D-源極S電壓VDS為約1.9V時開始明顯的增加，汲極D-源極S電流IDS於汲極D-源極S電壓VDS為約2.5V時則緩慢地增加而收斂，當汲極D-源極S電壓VDS大於2.5V時，基體端B和汲極D之間所產生的寄生本體二極體反向導通。當基體端B和汲極D相連時(其對應曲線CR3)，隨著汲極D-源極S電壓VDS提升，由於 導通電阻Ron,BS較小，汲極D-源極S電流IDS劇烈增加而未收斂。當基體端B和汲極D相連且具有基體電阻RB時(其對應曲線CR4)，隨著汲極D-源極S電壓VDS提升，汲極D-源極S電流IDS曲線增加，汲極D-源極S電流IDS於汲極D-源極S電壓VDS為約1.5V時則緩慢地增加而收斂。
其中，當汲極D-源極S電壓VDS小於1.1V時，在相同的汲極D-源極S電壓VDS下，由於基體端B和汲極D的相接而使電晶體T的臨界電壓Vth下降，在曲線CR3和曲線CR4所對應的汲極D-源極S電流IDS大於在曲線CR1和曲線CR2所對應的汲極D-源極S電流IDS。又，由於導通電阻Ron,BS和基體電阻RB之和約略等於導通電阻Ron,BD(其為基體端B和汲極D之間所產生寄生本體二極體的電阻)和基體電阻RB，曲線CR2和曲線CR4相似。
請參閱第4圖，其為本發明之放大器的配置圖。如第4圖所示，本發明之放大器，其包括第一供應電壓線、第二供應電壓線、輸入線、第一控制電壓線、第二控制電壓線、輸入電路、輸出電路以及連接電感LD2。第一供應電壓線提供第一供應電壓VD1。第二供應電壓線提供第二供應電壓VD2。輸入線提供高頻訊號RFin。第一控制電壓線提供第一控制電壓VG1。第二控制電壓線提供第二控制電壓VG2。輸入電路為第一疊接電路C1，第一疊接電路C1連接第一供應電壓線、第一控制電壓線和輸入線，第一疊接電路C1包括兩個第一電晶體M1和M2，第一電晶體M1的汲極D1和基體端B1連接，第一電晶體M2的汲極D2和基體端B2連接，第一電晶體M1的汲極D1和基體端B1之間設置第一基體電阻RB1和第一電感LB，第一電晶體M2的汲極D2和基體端B2之間設置第一基體電阻RB1和第一電感LB，亦即，第一電感LB設置於第一基體電阻RB1和第一電晶體M1的基體端B1之間，第一電感LB設置於第一基體電阻RB1和第一電晶體M2的基體端B2之 間。輸出電路包括第二疊接電路C2，第二疊接電路C2連接第二供應電壓線和第二控制電壓線，第二疊接電路包括輸出端和兩個第二電晶體M3和M4，第二電晶體M3的基體端B3和接地端連接，第二電晶體M3的基體端B3和接地端之間設置第二基體電阻RB2，第二電晶體M4的基體端B4和接地端連接，第二電晶體M4的基體端B4和接地端之間設置第二基體電阻RB2。連接電感LD2設置於第一疊接電路C1和第二疊接電路C2之間，第一疊接電路C1放大高頻訊號RFin並透過連接電感LD2傳輸放大後高頻訊號RFin至第二疊接電路C2，第二疊接電路C2根據放大後高頻訊號RFin於輸出端產生輸出訊號RFout。
於本實施例中，第一電晶體M1的閘極G1連接第一控制電壓線已接收第一控制電壓VG1，第一電晶體M1的源極S1和輸入端之間設置第一匹配電感LS1，第一電晶體M1的源極S1和接地端之間設置第二匹配電感LS2，第一匹配電感LS1和第二匹配電感LS2之間設置節點N，第一匹配電感LS1透過節點N連接第一電晶體M1的源極S1和第二匹配電感LS2。第一電晶體M2的閘極G2連接第一供應電壓線以接收第一供應電壓VD1，第一電晶體M2的汲極D2連接第一供應電壓線，第一電晶體M2的汲極D2和第一供應電壓線設置第一峰化電感LD1和第一電阻RD，第一電晶體M2的汲極D2和連接電感LD2的一端T1連接，連接電感LD2的一端T1也連接第一基體電阻RB1和第一電阻RD，第一電晶體M1的汲極D1和第一電晶體M2的源極S2連接，第一電晶體M1的汲極D1和第一電晶體M2的源極S2之間設置第二峰化電感LG。
續言之，第二電晶體M3的閘極G3連接第二控制電壓線以接收第二控制電壓VG2，第二電晶體M3的源極S3和接地端連接，第二電晶體M3的汲極D3和第二電晶體M4的源極G4連接，第二電晶體M3的汲極D3和第二電晶體M4 的源極G4之間設置輸出端以輸出輸出訊號RFout。第二電晶體M4的汲極D4連接第二供應電壓線以接收第二供應電壓VD2，第二電晶體M4的閘極G4連接連接電感LD2的另一端T2。
於本實施例中，高頻訊號RFin從第一電晶體M1的源極S1輸入，第一控制電壓VG1使第一電晶體M1導通，第一電晶體M1將高頻訊號RFin進行第一次放大而從第一電晶體M1的汲極D1輸出第一次放大後高頻訊號RFin。接著，第一次放大後高頻訊號RFin從第一電晶體M2的源極S2輸入，第一供應電壓VD1輸入至閘極G2，第一供應電壓VD1透過第一峰化電感LD1而傳輸至第一電阻RD，第一電晶體M2將第一次放大後高頻訊號RFin進行第二次放大而從汲極D2輸出第二次放大後高頻訊號RFin。最後，第二次放大後高頻訊號RFin傳輸至第二電晶體M4而使其導通，第二供應電壓VD2從汲極D4輸入，第二電晶體M4將第二供應電壓VD2放大並將其從輸出端輸出輸出訊號RFout。
於本實施例中，第一疊接電路C1和第二疊接電路C2共同組成共閘極放大器，其僅為例舉，第一疊接電路C1和第二疊接電路C2也可組成共源極放大器、共汲極放大器或其他類型的低雜訊放大器，而未侷限於本發明所列舉的範圍。第一疊接電路C1所含括第一電晶體的個數和第二疊接電路C2所含括第二電晶體的個數可依據實際增益倍數而有所調整，例如第一電晶體的個數為4個和第二電晶體的個數為4個，本實施例僅為例舉第一電晶體的個數為2個和第二電晶體的個數為2個，而非限制於本發明所列舉的範圍。
於本實施例中，輸入阻抗Zin約為sLS1+
Figure 110131277-A0305-02-0011-12
，//表示 為並聯，C gs1為閘極G1-源極S1之間的電容，g m1為第一電晶體M1的電導，s為 拉普拉斯轉換的變數符號，g m1會隨第一基體電阻RB1的增加而減少。輸出阻抗 Zout約為
Figure 110131277-A0305-02-0012-2
//r O3//r O4//50，電壓增益Av約為
Figure 110131277-A0305-02-0012-13
其中r O3和r O4分別為第二電晶體M3和M4的輸出電阻，C gs4為第二電晶體M4的閘極G4-源極S4電容，g m4為第二電晶體M4的電導。
需說明的是，S參數(scattering parameter)為散射參數。以雙埠網路為例，雙埠網路具有輸入端和輸出端，S11為量測輸入端的反射波和入射波的比值(亦即，輸入端的反射損失)，S21為量測輸出端的透射波和輸入端的入射波的比值(亦即，輸入端的插入損耗)，Si2為量測輸入端的透射波和輸出端的入射波的比值(亦即，輸出端的插入損耗)，S22為量測輸出端的反射波和入射波的比值(亦即，輸出端的反射損失)。其餘的S參數可根據此原理類推，於此不再重複敘述。
請參閱第5圖，其為本發明之放大器於低雜訊模式的S參數曲線圖。如第5圖所示，本發明之放大器於低雜訊模式(low noise mode)下，設定第一供應電壓VD1為1V時，本發明之功耗為3.3mW，MeaS11為實際測量本發明之S11的曲線，Cal S11為利用電腦估算本發明之S11的曲線，MeaS22為實際測量本發明之S22的曲線，Cal S22為利用電腦估算本發明之S22的曲線，MeaS21為實際測量本發明之S21的曲線，SimS21為利用電腦的軟體所模擬本發明之S21的曲線，MeaS12為實際測量本發明之S12的曲線，SimS12為利用電腦的軟體所模擬本發明之S12的曲線；其中，MeaS11的曲線和Cal S11的曲線的走向大致吻合，MeaS22的曲線和Cal S22的曲線的走向大致吻合。當頻率為7.2GHz，本發明之MeaS11有最小值而其為-41.6dB；當頻率為2.9GHz-10.3GHz時，本發明之MeaS11皆小於-10dB，本發明之MeaS11於-10dB點的頻寬f10dB為7.4GHz。當頻率為8.3GHz，本發明之MeaS21 有最大值而其為10.7dB，本發明之MeaS21於3dB點的頻寬f3dB為6.7GHz。當頻率為3-11GHz時，本發明之MeaS12的範圍為-39.8dB~-52.4dB。
請參閱第6圖，其為本發明之放大器於低功率模式的S參數曲線圖。如第6圖所示，本發明之放大器於低功率模式(low power mode)下，設定第一供應電壓VD1為0.8V時，本發明之功耗為1.67mW，MeaS11為實際測量本發明之S11的曲線，SimS11為利用電腦的軟體所模擬本發明之S11的曲線，MeaS22為實際測量本發明之S22的曲線，Cal S22為利用電腦估算之結果，MeaS21為實際測量本發明之S21的曲線，SimS21為利用電腦的軟體所模擬本發明之S21的曲線，MeaS12為實際測量本發明之S12的曲線，SimS12為利用電腦的軟體所模擬本發明之S12的曲線；其中，MeaS11的曲線和SimS11的曲線的走向大致吻合，MeaS22的曲線和Cal S22的曲線的走向大致吻合，MeaS21的曲線和SimS21的曲線的走向大致吻合，MeaS12的曲線和SimS12的曲線的走向大致吻合。當頻率為7GHz，本發明之MeaS11有最小值而其為-45.8dB；當頻率為3GHz-9.9GHz時，本發明之MeaS11皆小於-10dB，本發明之MeaS11於-10dB點的頻寬f10dB為6.9GHz。當頻率為8.3GHz，本發明之MeaS21有最大值而其為9.4dB，本發明之MeaS21於3dB點的頻寬f3dB為6.8GHz。當頻率為3-11GHz時，本發明之MeaS12的範圍為-40.7dB~-54dB。
請參閱第7圖，其為本發明之放大器的雜訊指數圖。如第7圖所示，ME1為本發明於低雜訊模式下所測量的雜訊指數，ME2為本發明於低功率模式下所測量的雜訊指數，SE1為本發明於低雜訊模式下利用電腦的軟體所模擬的雜訊指數，SE2為本發明於低功率模式下利用電腦的軟體所模擬的雜訊指數，IIP3(input third-order intercept point)為輸入三階交調截取點。當本發明於低雜訊模式下，ME1於5GHz下具有最小的雜訊指數NFmin而其為2.89dB(相似於SE1於約 3GHz下具有最小的雜訊指數而其為2.55dB)，ME1於3GHz-9GHz下的平均雜訊指數NFave為3.41dB(相似於SE1於3GHz-9GHz下的平均雜訊指數為3.08dB)。當本發明於低功率模式下，ME2於5GHz下具有最小的雜訊指數NFmin而其為3.46dB(相似於SE2於約3GHz下具有最小的雜訊指數而其為3.04dB)，ME2於3GHz-9GHz下的平均雜訊指數NFave為3.89dB(相似於SE2於3GHz-9GHz下的平均雜訊指數為3.74dB)。
當本發明於低雜訊模式下，ME1於3GHz-9GHz下所測量的輸入三階交調截取點為-6.2~-10.6dBm，SE1於3GHz-9GHz下所測量的輸入三階交調截取點為-8.8~-18.2dBm。當本發明於低功率模式下，ME2於3GHz-9GHz下所測量的輸入三階交調截取點為-6.8~-10.4dBm，SE2於3GHz-9GHz下所測量的輸入三階交調截取點為-7.9~-18dBm。
可整理本發明之測量結果如下
Figure 110131277-A0305-02-0014-16
Figure 110131277-A0305-02-0014-17
其中
Figure 110131277-A0305-02-0014-15
一種放大器，其包括複數個第三電晶體，各第三電晶體的基體端和汲極連接，汲極和基體端之間設置基體電阻，複數個第三電晶體連接所需運作的電壓線，當然該種放大器可根據實際需求連接旁路電容或去耦電容。由於基體端和汲極連接和基體電阻的設置，將基體端和汲極之間的漏電流路徑開路，改善基板漏電流的狀況和降低電晶體的臨界電壓，使整個放大器的操作電壓降低，達到省電的目的。此種放大器可應用於多級放大器或高頻訊號收發器，當然也可應用於其他種放大器電路，而未侷限於本發明所列舉的範圍。
承上所述，本發明之電晶體T及其放大器，透過基體端B和汲極D連接和基體端B和汲極D之間設置基體電阻RB，減少基板的漏電流，並降低電晶體T的臨界電壓Vth，進而降低放大器的整體功耗，以符合現今低功耗設計。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
B:基體端
D:汲極
G:閘極
LS1:第一匹配電感
LS2:第二匹配電感
N:節點
RB:基體電阻
RFin:高頻訊號
Ron,BS:導通電阻
S:源極
T:電晶體
VDD:供應電壓
VG:控制電壓

Claims (11)

  1. 一種電晶體，其包括：一汲極；一閘極；一源極；一基體端，連接該汲極；一基體電阻，設置於該汲極和該基體端之間；以及一供應電壓線和一輸入線，該汲極連接該供應電壓線以接收一供應電壓，該閘極連接連接該輸入線以接收一高頻訊號，該源極連接一接地端。
  2. 一種電晶體，其包括：一汲極；一閘極；一源極；一基體端，連接該汲極；以及一供應電壓線、一控制電壓線以及一輸入線，該汲極連接該供應電壓線以接收一供應電壓，該閘極連接該控制電壓線以接收一控制電壓，該源極連接該輸入線以接收一高頻訊號。
  3. 如請求項2所述之電晶體，進一步包括一第一匹配電感，該第一匹配電感設置於該源極和該輸入端之間。
  4. 如請求項3所述之電晶體，進一步包括一第二匹配電感，該源極連接一接地端，該第二匹配電感設置於該源極和該接地 端之間，該第一匹配電感透過一節點分別連接該第二匹配電感和該源極。
  5. 一種放大器，其包括：一第一供應電壓線，提供一第一供應電壓；一第二供應電壓線，提供一第二供應電壓；一輸入線，提供一高頻訊號；一第一控制電壓線，提供一第一控制電壓；一第二控制電壓線，提供一第二控制電壓；一輸入電路，連接該第一供應電壓線、該第一控制電壓線和該輸入線，該輸入電路包括複數個第一電晶體，各該第一電晶體的一汲極和一基體端連接，各該第一電晶體的該汲極和該基體端之間設置一第一基體電阻，該輸入電路放大該高頻訊號；以及一輸出電路，連接該第二供應電壓線、該第二控制電壓線和該輸入電路，該輸出電路根據該第二控制電壓和該第二供應電壓而運作，該輸出電路根據放大後該高頻訊號於一輸出端輸出一輸出訊號。
  6. 如請求項5所述之放大器，其中各該第一基體電阻和該基體端之間設置一第一電感。
  7. 如請求項5所述之放大器，其中該輸入電路為一第一疊接電路，該輸出電路包括一第二疊接電路，該放大器進一步包括一連接電感，該連接電感連接於該第一疊接電路和該第二疊接電路之間，該連接電感傳輸放大後該高頻訊號至該第二疊 接電路。
  8. 如請求項7所述之放大器，其中該第二疊接電路包括複數個第二電晶體，各該第二電晶體的一基體端和一接地端連接，各該第二電晶體的該基體端和該接地端之間設置一第二基體電阻。
  9. 如請求項8所述之放大器，其中該複數個第一電晶體之一的一汲極連接該連接電感的一端，該複數個第二電晶體之一的一閘極連接該連接電感的另一端。
  10. 如請求項5所述之放大器，進一步包括一第一匹配電感和一第二匹配電感，該第一匹配電感設置於該輸入電路和該輸入線之間，該第一匹配電感透過一節點分別連接該輸入電路和該第二匹配電感。
  11. 一種放大器，其包括複數個第三電晶體，各該第三電晶體的一基體端和一汲極連接，該汲極和該基體端之間設置一基體電阻；各該第三電晶體進一步包括一供應電壓線、一控制電壓線以及一輸入線，該汲極連接該供應電壓線以接收一供應電壓，該閘極連接該控制電壓線以接收一控制電壓，該源極連接該輸入線以接收一高頻訊號。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201433105A (zh) * 2013-02-11 2014-08-16 三胞半導體公司 經本體偏壓的切換裝置
TWI501546B (zh) * 2013-03-29 2015-09-21 Anpec Electronics Corp 輸出級電路及其過電流保護方法與音頻放大系統
TWI647910B (zh) * 2014-02-04 2019-01-11 美商三胞半導體公司 場效電晶體切換電路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI528736B (zh) * 2012-11-19 2016-04-01 國立中山大學 具三線纏繞線圈式分配器之注入鎖定射頻接收機
US9806687B2 (en) * 2016-03-23 2017-10-31 Infineon Technologies Ag System and method for signal amplification using a resistance network
US9882531B1 (en) * 2016-09-16 2018-01-30 Peregrine Semiconductor Corporation Body tie optimization for stacked transistor amplifier

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201433105A (zh) * 2013-02-11 2014-08-16 三胞半導體公司 經本體偏壓的切換裝置
TWI501546B (zh) * 2013-03-29 2015-09-21 Anpec Electronics Corp 輸出級電路及其過電流保護方法與音頻放大系統
TWI647910B (zh) * 2014-02-04 2019-01-11 美商三胞半導體公司 場效電晶體切換電路

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