一种大动态范围的可变增益放大器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种大动态范围的可变增益放大器，包括电流源、电流镜、源极退化MOS管、差分输入管、跨导提高管、负载电流镜和共模反馈网络，所述电流镜由第一NMOS管、第二NMOS管及第三NMOS管构成；所述源极退化MOS管由第四NMOS管和第五NMOS管构成；所述差分输入管由第六NMOS管和第七NMOS管构成；所述跨导提高管由第一PMOS管和第二PMOS管构成；所述负载电流镜由第三PMOS管和第四PMOS管构成；所述共模反馈网络由第一电阻和第二电阻串联构成；本发明保证了能在大范围内实现dB-linear近似关系，具有电路结构组成简单、dB-linear近似范围大、线性度好的优点。
【专利说明】—种大动态范围的可变增益放大器
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信设备领域，特别涉及一种大动态范围的可变增益放大器。
【背景技术】
[0002]自动增益控制电路广泛应用于通信系统中，如射频接收机电路、磁盘驱动电路等。如图1所示，自动增益控制电路主要由可变增益放大器、功率检测器、误差放大器和环路滤波器组成。可变增益放大器的输出功率大小由功率检测器检测出后输入误差放大器与参考电平进行比较，其输出结果经过环路滤波器平滑后作为可变增益放大器的控制信号返回。
[0003]可变增益放大器作为自动增益控制电路的重要模块，其增益与控制电压之间的指数关系(dB-linear)对系统的恒定稳定时间和动态范围有重要影响。因此，设计一种具有指数特性的大动态范围可变增益放大器对提高自动增益控制电路性能具有重要的作用。
[0004]早期的可变增益放大器大多采用泰勒近似或是寄生NPN晶体管实现dB-Ι inear特性，采用这两种方法实现的可变增益放大器往往需要转换电路才能实现控制电压与增益之间的dB-linear特性，因此电路结构复杂、芯片面积和功耗均较大。近年来无转换电路的可变增益放大器成为研究方向。
[0005]如图2所示为现有无转换电路的可变增益放大器[Accurate dB-LinearVariable Gain Amplifier With Gain Error Compensat1n, IEEE Journal of Solid-StateCircuit, 2013，48 (2) 456-464]，其dB-linear特性通过源极退化电阻和误差补偿技术来实现。图2所示的可变增益放大器的增益为:
[0006]A = -Gm.Rout (I)
【权利要求】
1.一种大动态范围的可变增益放大器，包括一个电流源(IREF)，其特征在于还包括电流镜(I)、源极退化MOS管(2)、差分输入管(3)、跨导提高管(4)、负载电流镜(5)和共模反馈网络⑶; 所述电流镜(I)由第一 NMOS管(MNl)、第二 NMOS管(MN2)及第三NMOS管(MN3)构成； 所述源极退化MOS管⑵由第四NMOS管(MN4)和第五NMOS管(MN5)构成； 所述差分输入管⑶由第六NMOS管(MN6)和第七NMOS管(MN7)构成； 所述跨导提高管(4)由第一 PMOS管(MPl)和第二 PMOS管(MP2)构成； 所述负载电流镜(5)由第三PMOS管(MP3)和第四PMOS管(MP4)构成； 所述共模反馈网络(6)由第一电阻(R1)和第二电阻(R2)串联构成； 其中，所述第一 PMOS管(MPl)的栅极分别与第六NMOS管(MN6)的漏极、第一电阻(Rl)的一端及第三PMOS管(MP3)的漏极相连； 所述第二 PMOS管(MP2)的栅极分别与第七NMOS管(MN7)的漏极、第二电阻(R2)的一端及第四PMOS管(MP4)的漏极连接； 所述第一 PMOS管(MPl)的源极及第二 PMOS管(MP2)的源极均与电压源(VDD)连接；所述第一 PMOS管(MPl)的漏极与第六NMOS管(MN6)的源极连接，所述第二 PMOS管(MP2)的漏极与第七NMOS管(MN7)的源极连接。
2.根据权利要求1所述的一种大动态范围的可变增益放大器，其特征在于，所述第一NMOS管(MNl)的栅极、第二 NMOS管(MN2)的栅极、第三NMOS管(MN3)的栅极及第三NMOS管(MN3)的漏极均与所述电流源(IREF)连接； 所述第一 NMOS管(MNl)的漏极分别与第四NMOS管(MN4)的源极、第五NMOS管(MN5)的源极及第六NMOS管(MN6)的源极连接； 所述第二 NMOS管(MN2)的漏极分别与第四NMOS管(MN4)的漏极、第五NMOS管(MN5)的漏极及第七NMOS管(MN7)的源极连接； 所述第一 NMOS管(MNl)的源极、第二 NMOS管(MN2)的源极及第三NMOS管(MN3)的源极接地； 所述第四NMOS管(MN4)的栅极、第五NMOS管(MN5)的栅极均与增益控制电压(VC)连接； 所述第六NMOS管(MN6)的栅极和第七NMOS管(MN7)的栅极分别与输入信号的正、负极连接。
3.根据权利要求1所述的一种大动态范围的可变增益放大器，其特征在于，所述第三PMOS管(MP3)的栅极、第四PMOS管(MP4)的栅极与共模反馈网络的公共端连接； 所述第三PMOS管(MP3)的源极、第四PMOS管(MP4)的源极与电压源(VDD)连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种大动态范围的可变增益放大器，其特征在于，第一、第二、第三、第四、第五、第六及第七NMOS管和第一、第二、第三及第四PMOS管均采用0.18um CMOS 工艺。
5.根据权利要求1所述的一种大动态范围的可变增益放大器，其特征在于，第一、第二、第三、第四、第五、第六及第七NMOS管的衬底均与地连接，第一、第二、第三及第四PMOS管的衬底均与电压源(VDD)连接。
【文档编号】H03F3/45GK104038171SQ201410220230
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】李斌, 付成名, 吴朝晖, 赵明剑 申请人:华南理工大学