[发明专利]混频器带宽扩展方法及装置

权利要求书

1.一种混频器工作带宽扩展方法，其特征在于，包括：

将偏置电路输出的直流电平偏置于共栅级金属氧化物半导体MOS管和共源级MOS管上；

所述共栅级MOS管和所述共源级MOS管将射频信号完成从电压到电流的转换，并完成从单端信号到差分信号的转换；

所述共源级MOS管和其源端、栅端的电感组成源端电感负反馈结构，所述源端电感负反馈结构通过与所述共栅级MOS管、以及共栅级MOS管源端级联的电感构成所述混频器的输入宽带匹配网络，并通过所述输入宽带匹配网络吸收所述跨导级产生的寄生电容。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述混频器的开关级中的设置两个P沟道MOS管构成电流源，对进入所述开关级的电流进行抽取。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述开关级的负载端通过两个电阻和两个电感构成并联峰值结构，扩展所述跨导级输出的所述差分信号的带宽。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述输入宽带匹配网络吸收所述跨导级产生的寄生电容包括：

将所述共栅极MOS管等效为小信号电阻1/g_m；

将所述源端电感负反馈结构等效为电阻R和阻抗Z，其中，g_m2为所述共源级MOS管的等效跨导，C₂为所述共源级MOS管的栅极等效寄生电容，L₁₀为组成所述源端电感负反馈结构的电感的感值，j为复平面坐标轴中表示虚轴的标志，j的平方等于-1，ω为所述跨导级输入信号的频率；

通过公式1计算所述跨导级输入的总阻抗值，其中，所述公式1中的C₁是所述共栅极MOS管的源级寄生电容，L₉为连接所述共栅极MOS管的电感的感值，L₁₁为连接所述共源级MOS管的电感的感值，g_m为所述共栅极MOS管的等效跨导：

公式1；

将所述公式1简化为公式2，其中，所述公式2中的S＝jω，M是Z_总的模：

公式2；

其中，所述公式2中包括三个极点P₁、P₂、以及P₃，两个零点K₁和0；

取M＝50欧姆，并使所述公式2中的零点K₁与极点P₂相互抵消，完成大带宽下的阻抗匹配。

5.一种混频器工作带宽扩展装置，包括跨导级和开关级，其特征在于，所述跨导级包括：

偏置装置，用于将偏置电路输出的直流电平偏置于共栅级金属氧化物半导体MOS管和共源级MOS管上；

所述共栅级MOS管和所述共源级MOS管，用于将射频信号完成从电压到电流的转换，并完成从单端信号到差分信号的转换；

输入宽带匹配网络，由源端电感负反馈结构、所述共栅级MOS管、以及共栅级MOS管源端级联的电感组成，用于吸收所述跨导级产生的寄生电容，其中，所述源端电感负反馈结构由所述共源级MOS管和其源端、栅端的电感组成。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述开关级还包括：

两个P沟道MOS管，用于构成电流源，对进入所述开关级的电流进行抽取。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述开关级还包括：

并联峰值结构模块，由所述开关级负载端的两个电阻和两个电感构成，用于扩展所述跨导级输出的所述差分信号的带宽。