摘  要: 提出了一種使用有源電感的電路實(shí)現(xiàn)方案, 可用于寬帶無(wú)線收發(fā)機(jī)射頻放大電路的設(shè)計(jì)中。分析了有源電感的阻抗與各元件取值的關(guān)系, 設(shè)計(jì)了中心頻點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和具有魯棒性的偏置電路, 保證工藝偏差和電源電壓波動(dòng)對(duì)有源電感的阻抗具有很弱的影響。在SM IC 0. 18- um 工藝下進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)和流片驗(yàn)證, 測(cè)試結(jié)果表明, 使用有源電感的射頻放大電路,可以得到期望的射頻信號(hào), 其中心頻點(diǎn)的調(diào)節(jié)范圍為0. 5~ 2 GH z, 能夠抵御高達(dá)0. 8 V的電源偏差。

　　在無(wú)線收發(fā)機(jī)中, 射頻放大電路在放大射頻信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)發(fā)射機(jī)功放等應(yīng)用上具有不可替代的作用。射頻放大電路傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法是使用無(wú)源電感線圈作為負(fù)載, 以得到放大器的帶通特性,然而無(wú)源電感線圈面積很大, 通常占據(jù)芯片面積的50%以上 , 同時(shí)在現(xiàn)有工藝條件下, 無(wú)源電感的工藝偏差達(dá)到20%, 因此, 無(wú)源電感線圈的使用, 會(huì)造成系統(tǒng)面積的增大以及頻點(diǎn)的偏差, 在增大無(wú)線收發(fā)機(jī)的成本的同時(shí)造成性能的降低。為解決此問(wèn)題, 使用MOS管以及電阻等面積小、高的元件構(gòu)成的有源電感被應(yīng)用于射頻放大電路。有源電感的主要問(wèn)題在于其阻抗特性隨電源電壓變化明顯, 同時(shí)受工藝偏差影響大, 電感品質(zhì)因子較低。本文主要針對(duì)寬帶無(wú)線系統(tǒng)應(yīng)用, 提出了一種使用有源電感的電路實(shí)現(xiàn)方案, 設(shè)計(jì)了中心頻點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置電路, 使電路具有很強(qiáng)的對(duì)抗電源波動(dòng)以及工藝偏差的能力。

　　本文下面第1部分描述有源電感結(jié)構(gòu), 分析其阻抗特性; 第2部分對(duì)中心頻點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和與電源電壓無(wú)關(guān)的偏置電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析; 第3部分給出了芯片測(cè)試結(jié)果; 提出本文的結(jié)論。

　　1  有源電感電路分析

　　MOS管的有源特性可以完成阻抗轉(zhuǎn)換的功能,使用回轉(zhuǎn)器以及電容可以得到具有電感特性的阻抗, 本文設(shè)計(jì)的有源電感結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單, 如圖1所示。

圖1  有源電感電路

　　通過(guò)推導(dǎo)可以得到圖1中輸入等效阻抗為：

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