TWI469511B - 可變增益放大器電路 - Google Patents
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Description
本揭露是有關於一種放大器電路，且特別關於一種可變增益放大器電路。
在無線網路(比如Wi-Fi)的應用上，有時會出現須要切換增益的情況。通常，提高/切換增益可透過提高/切換發射功率和接收功率來達成。以目前來說，傳統增益切換可利用改變射頻放大器(RF amplifier)的轉導(transcondutance)的大小或者是對信號旁通(bypass)使放大器達到增益切換作用。
然而，以改變轉導來改變增益的做法而言，如果要將增益變小就要將流過放大器的電流變小，但放大器的線性度將之變小。
若是利用信號旁通方式來改變增益，則放大器電流不會改變(因而可以維持放大器線性度)。但若進行大範圍增益調整，信號旁通路徑需要變大，因此引入更多的多餘寄生電容，使得放大器無法操作於高頻率。
本揭露實施例提出一種可變增益放大器電路，其利用信號加減方式達到增益調整。
根據本揭露之一示範性實施例，提出一種可變增益放大器電路，包括：一第一電晶體與一第二電晶體，分別耦接至第一與第二節點，並用於接收一差動輸入信號對；一第三電晶體與一第四電晶體，分別耦接於該第一節點與一
第三節點之間，以及耦接於該第二節點與一第四節點之間；一第一增益切換開關電路，耦接於該第一節點與該第三節點之間，且更交叉耦接至該第四節點；以及一第二增益切換開關電路，耦接於該第二節點與該第四節點之間，且更交叉耦接至該第三節點。該第一增益切換開關電路包括：一第一組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第三節點；一第二組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第四節點；以及一第一組增益電晶體，包括一至多個增益電晶體，共同耦接於該第一節點、該第一組切換開關與該第二組切換開關之間
根據本揭露之另一示範性實施例，提出一種可變增益放大器電路，包括：一第一電晶體與一第二電晶體、一第三電晶體與一第四電晶體、一第一增益切換開關電路與一第二增益切換開關電路。第一電晶體與第二電晶體分別耦接至第一與第二節點，並用於接收一差動輸入信號對。第三電晶體與第四電晶體分別耦接於該第一節點與一第三節點之間，以及耦接於該第二節點與一第四節點之間，其中該第三電晶體與該第四電晶體係分別耦接至一固定電壓。第一增益切換開關電路包括：一第一組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第三節點；一第二組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第四節點；以及一第一組增益電晶體，包括一至多個增益電晶體，共同耦接於該第一節點、該第一組切換開關與該第二組切換開關之間。第二增益切換開關電路包括：一第三組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相
並聯耦接至該第四節點；以及一第四組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第三節點。
根據本揭露之又另一示範性實施例，提出一種可變增益放大器電路，包括：一第一電晶體與一第二電晶體，分別耦接至第一與第二節點，並用於接收一差動輸入信號對；一第三電晶體與一第四電晶體，分別耦接於該第一節點與一第三節點之間，以及耦接於該第二節點與一第四節點之間，其中該第三電晶體與該第四電晶體係分別耦接至一固定電壓；一第一增益切換開關電路，其包括一第一電流路徑耦接於該第一節點與該第三節點之間，以及一第二電流路徑耦接於該第一節點與該第四節點之間；以及一第二增益切換開關電路，其包括一第三電流路徑耦接於該第二節點與該第四節點之間，以及一第四電流路徑耦接於該第二節點與該第三節點之間。該第一電流路徑與該第三電流路徑係分別接受一第一組切換控制訊號來作切換，該第二電流路徑與該第四電流路徑係分別接受一第二組切換控制訊號來作切換。該第一組切換控制訊號與該第二組切換控制訊號中之個別高位準訊號數目與個別低位準訊號數目係被加以調整，以改變該可變增益放大器之增益。
為了對本案之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參考第1圖，其顯示根據本案一實施例之可變增益放大器電路之電路圖。如第1圖所示，可變增益放大器電路100包括：第一電晶體M1與第二電晶體M2，分別耦
接至第一節點MD1與第二節點MD2，並用於接收差動輸入信號對IP與IN；第三電晶體M3，耦接於第一節點MD1與第三節點MD3(輸出信號OUTN由第三節點MD3輸出)之間；第四電晶體M4，耦接於第二節點MD2與第四節點MD4(輸出信號OUTP由第四節點MD4輸出)之間。第三節點MD3與第四節點MD4輸出差動信號輸出對OUTN與OUTP。電晶體M1~M4亦可稱為疊接放大器主體電路。另外，第三電晶體M3之閘極與第四電晶體M4之閘極比如可以皆耦接至固定電壓，且於正常操作下，此固定電壓之位準係使得第三電晶體M3與第四電晶體M4可為導通。固定電壓在此以操作電壓VDD為例做說明，但當知本案並不受限於此。
此外，可變增益放大器電路100更包括：第一增益切換開關電路110，耦接於第一節點MD1與第三節點MD3之間，且更交叉耦接至第四節點MD4；以及第二增益切換開關電路120，耦接於第二節點MD2與第四節點MD3之間，且更交叉耦接至第三節點MD3。
此外，可變增益放大器電路100更包括定電流源130，其可耦接至第一電晶體M1之汲極與第二電晶體M2之汲極。此外，可變增益放大器電路100可更包括兩個電感式負載RL，然而電感式負載RL為可有可無。
第一增益切換開關電路110可包括第一電流路徑IMa1，耦接於第一節點MD1與第三節點MD3之間；以及第二電流路徑IMb1，耦接於第一節點MD1與第四節點MD4之間。第一電流路徑IMa1流經電晶體Ma1，且其受
到第一切換控制訊號S1來作切換。第二電流路徑IMb1流經電晶體Mb1，且其受到第二切換控制訊號來作切換。第二切換控制訊號係反相於第一切換控制訊號S1。
與第一增益切換開關電路110類似，第二增益切換開關電路120係包括：第三電流路徑IMd1，耦接於第二節點MD2與第四節點MD4之間；以及第四電流路徑IMc1，耦接於第二節點MD2與第三節點MD3之間。第三電流路徑IMd1流經電晶體Md1，且其受到第一切換控制訊號S1來作切換。第四電流路徑IMc1流經電晶體Mc1，且其受到第二切換控制訊號來作切換。
於實現上述之第一電流路徑IMa1與第二電流路徑IMb1之一具體範例中，第一增益切換開關電路110可包括：第一組切換開關111，其可並聯於第三電晶體M3且耦接至第三節點MD3；以及第二組切換開關112，其可耦接至第一節點MD1與第四節點MD4之間。值得注意的是，於第1圖中，第一組切換開關111與第二組切換開關112分別可包括一個開關裝置，且該開關裝置分別可以一個電晶體Ma1與一個電晶體Mb1來實施，然當知本案並不受限於此。舉例而言，於其他實施例中，第一組切換開關111與第二組切換開關112可包括其他數目之開關裝置。更甚者，於其他實施例中，可利用其他類型之電晶體來實施這些開關裝置。
類似地，於實現上述之第三電流路徑IMd1與第四電流路徑IMc1之一具體範例中，第二增益切換開關電路120可包括：第三組切換開關121，其可並聯於第四電晶體
M4且耦接至第四節點MD4；以及第四組切換開關122，其可耦接至第二節點MD2與第三節點MD3之間。值得注意的是，於第1圖中，第三組切換開關121與第四組切換開關122分別可包括一個開關裝置，且該開關裝置分別可以一個電晶體Md1與一個電晶體Mc1來實施，然當知本案並不受限於此。舉例而言，於其他實施例中，第一組切換開關111與第二組切換開關112可包括其他數目之開關裝置。更甚者，於其他實施例中，可利用其他類型之電晶體來實施這些開關裝置。
於操作時，第一組切換開關111與第三組切換開關121回應於第一切換控制訊號S1來作切換。第二組切換開關112與第四組切換開關係回應於第二切換控制訊號來作切換。更明確言之，作為第一組切換開關111之開關裝置之電晶體Ma1係耦接於第一節點MD1與第三節點MD3之間，且其閘極係耦接至第一切換控制訊號S1。作為第三組切換開關121之開關裝置之電晶體Md1係耦接於第二節點MD2與第四節點MD4之間，且其閘極係耦接至第一切換控制訊號S1。
作為第二組切換開關112之開關裝置之電晶體Mb1係耦接於第一節點MD1與第四節點MD4之間，且其閘極係耦接至第二切換控制訊號。作為第四組切換開關122之開關裝置之電晶體Mc1係耦接於第二節點MD2與第三節點MD3之間，且其閘極係耦接至第二切換控制訊號。
本實施例可達成大範圍增益調整且令流過電晶體M1與M2之電流不改變，以保持線性度不偏差。其詳細操作
舉例如下。
電晶體譬如具有下述之尺寸關係：M1=M2、M3=M4、Ma1=Mb1=Mc1=Md1。
以直流(DC)信號而言，I+=I-、IM3=IM4、IMa1=IMb1=IMc1=IMd1(為方便說明，令IMa1~IMd1=Ix)。I+與I-分別為流經電晶體M1與M2之電流，而IM3與IM4則分別為流經電晶體M3與M4之電流。所以，經過電晶體M3與M4的交流(AC)信號彼此大小相同但相位相反(SM3=SM4，SM3與SM4分別代表經過電晶體M3與M4的交流信號)。經過電晶體Ma1與Mb1的交流信號彼此大小相同且同相位(SMa1=SMb1，其中，SMa1與SMb1分別代表經過電晶體Ma1與Mb1的交流信號)。經過電晶體Mc1與Md1的交流信號彼此大小相同且同相位(SMc1=SMd1，其中，SMc1與SMd1分別代表經過電晶體Mc1與Md1的交流信號)。經過電晶體Ma1與Mc1的交流信號彼此大小相同且相位相反；以及經過電晶體Mb1與Md1的交流信號彼此大小相同且相位相反。
當第一切換控制訊號S1為高電位(H)時，電晶體Ma1與Md1為導通且電晶體Mb1與Mc1為關閉(IMb1=IMc1=0)。所以，當第一切換控制訊號S1為高電位(H)時，電流I+與I-分別表示如下：I+(H)=IM3+IMa1=IM3+Ix I-(H)=IM4+IMd1=IM4+Ix
當第一切換控制訊號S1為高電位(H)時，放大器100之增益為最大，因為流經電晶體M3的交流信號SM3與流
經電晶體Ma1的交流信號SMa1是同相位且流經電晶體M4的交流信號SM4與流經電晶體Md1的交流信號SMd1是同相位。故而，當第一切換控制訊號S1為高電位(H)時，這些交流信號相加，如第2A圖所示。輸出信號OUTN的交流訊號Soutn(H)=SM3+SMa1。同樣的，輸出信號OUTP的交流信號Soutp(H)=SM4+SMd1。
相反地，當第一切換控制訊號S1為低電位(L)時，電晶體Ma1與Md1為關閉(IMa1=IMd1=0)且電晶體Mb1與Mc1為導通。當第一切換控制訊號S1為低電位(L)時，電流I+與I-分別表示如下：I+(L)=IM3+IMb1=IM3+Ix I-(L)=IM4+IMc1=IM4+Ix
當第一切換控制訊號S1為低電位(L)時，放大器100的增益為最小，因為流經電晶體M3的交流信號SM3與流經電晶體Ma1的交流信號SMa1是相反相位且流經電晶體M4的交流信號SM4與流經電晶體Md1的交流信號SMd1是相反相位。故而，當第一切換控制訊號S1為低電位(L)時，這些交流信號相減，如第2B圖所示。輸出信號OUTN的交流訊號Soutn(L)=SM3-SMc1。同樣的，輸出信號OUTP的交流信號Soutp(L)=SM4-SMb1。
由上述可知，不管第一切換控制訊號S1為高電位或低電位，流過電晶體M1與M2的電流I+與I-保持不變(I+(H)=I+(L)=IM3+Ix；I-(H)=I-(L)=IM4+Ix)。
但是，第一切換控制訊號S1為高電位的輸出信號OUTN的交流信號Soutn(H)與第一切換控制訊號S1為低
電位的輸出信號OUTN的交流信號Soutn(L)之間相差了2個SMa1，因此擴大了可調整增益範圍。
Soutn(H)-Soutn(L)=SMa1+SMc1=2Ma1
相似地，第一切換控制訊號S1為高電位的輸出信號OUTP的交流信號Soutp(H)與第一切換控制訊號S1為低電位的輸出信號OUTP的交流信號Soutp(L)之間相差了2個SMd1，因此擴大了可調整增益範圍。
Soutp(H)-Soutp(L)=SMd1+SMb1=2Md1
綜合上述，本實施例的放大器100的可調整增益範圍擴大，且流經放大器的電流並不會因為增益切換/改變而有所改變，故而可維持放大器之線性度。
第3圖顯示根據本案另一實施例之可變增益放大器電路300之電路圖。請參考第3圖。可變增益放大器電路300包括：電晶體M1~M4、第一增益切換開關電路310、第二增益切換開關電路320、定電流源330與電感式負載RL(電感式負載RL為可有可無)。第3圖與第1圖之差異在於第一增益切換開關電路與第二增益切換開關電路之開關裝置之數目。底下將說明第3圖之可變增益放大器電路300之第一增益切換開關電路與第二增益切換開關電路之操作與其電路組成，至於可變增益放大器電路300之其他元件可參考第1圖之可變增益放大器電路100，於此不重述。
第一增益切換開關電路310包括：第一組切換開關311，其包括多個開關裝置，彼此相並聯耦接至第三節點MD3；以及第二組切換開關312，其包括多個開關裝置，
彼此相並聯耦接至第四節點MD4。第一組切換開關311更並聯於第三電晶體M3。
第二增益切換開關電路320包括：第三組切換開關321，包括多個開關裝置，彼此相並聯耦接至第四節點MD4；以及第四組切換開關322，包括多個開關裝置，彼此相並聯耦接至第三節點MD3。第三組切換開關321更並聯於第四電晶體M4。
第一組切換開關311與第三組切換開關係321回應於第一組切換控制訊號S
1~Sn
來作切換。第二組切換開關312與第四組切換開關322回應於第二組切換控制訊號~來作切換。第二組切換控制訊號~係反相於第一組切換控制訊號S
1~Sn
。
於第3圖所示之範例中，第一組切換開關311當中之多個開關裝置可包括多個電晶體Ma1~Man，彼此相並聯於第一節點MD1與第三節點MD3之間，且該些電晶體Ma1~Man之閘極耦接至第一組切換控制訊號S
1~Sn
。
另外，第二組切換開關312之多個開關裝置則可包括多個電晶體Mb1~Mbn，彼此相並聯於第一節點MD1與第四節點MD4之間，且該些電晶體Mb1~Mbn之閘極係耦接至第二組切換控制訊號~。
類似地，第三組切換開關321之該些開關裝置可包括多個電晶體Md1~Mdn，彼此相並聯於第二節點MD2與第四節點MD4之間，且該些電晶體Md1~Mdn之閘極係耦接至第一組切換控制訊號S
1~Sn
。
另外，第四組切換開關322之多個開關裝置則可包括
多個電晶體Mc1~Mcn，彼此相並聯於第二節點MD2與第三節點MD3之間，且該些電晶體Mc1~Mcn之閘極耦接至第二組切換控制訊號~。
電晶體之尺寸關係比如可如下：M1=M2；M3=M4；Ma1=Md1、Ma2=Md2、…、Man=Mdn；Mb1=Mc1、Mb2=Mc2、…、Mbn=Mcn。於此實施例中，由於是差動電路，所以Ma1=Md1、Ma2=Md2、…、Man=Mdn；Mb1=Mc1、Mb2=Mc2、…、Mbn=Mcn。或是，於本案其他可能實施例中，為在切換增益時，放大器之頻率固定，可使得電晶體之尺寸關係如下：Ma1=Mb1=Mc1=Md1、Ma2=Mb2=Mc2=Md2、…、Man=Mbn=Mcn=Mdn。
由於第3圖之可變增益放大器電路300與第1圖之可變增益放大器電路100之操作原則相同或相似，故其細節於此不重述。
值得注意的是，藉由分別控制第一組切換控制訊號S
1~Sn
與第二組切換控制訊號~之邏輯位準，第3圖之可變增益放大器電路300可具有不同的增益。比如，如果將第一組切換控制訊號S
1~Sn
之其中一個切換為高位準的話，則會增大可變增益放大器電路300之增益；相反地，將第一組切換控制訊號S
1~Sn
之其中一個切換為低位準的話，則會降低可變增益放大器電路300之增益。第一組切換控制訊號S
1~Sn
皆為高位準時，第3圖之可變增益放大器電路300之增益為最大。第一組切換控制訊號S
1~Sn
皆為低位準時，可變增益放大器電路300之增益為最小。
因此，與第1圖相同，第一增益切換開關電路310亦
可實現一第一電流路徑耦接於第一節點MD1與第三節點MD3之間，以及第二電流路徑耦接於該第一節點MD1與第四節點MD4之間。第二增益切換開關電路320同樣可實現一第三電流路徑耦接於第二節點MD2與第四節點MD4之間，以及第四電流路徑耦接於第二節點MD2與第三節點MD3之間。第一電流路徑與該第三電流路徑係分別接受一第一組切換控制訊號S
1~Sn
來作切換，該第二電流路徑與該第四電流路徑係分別接受一第二組切換控制訊號~來作切換。另外，藉由安排第一組切換控制訊號S
1~Sn
(或第二組切換控制訊號~)具有不同之位準組合，或是具有不同之高位準訊號數目與低位準訊號數目，可以使每一電流路徑具有不同之等效阻抗，進而可改變可變增益放大器電路300之增益。
此外，同樣地，在切換增益時，流經可變增益放大器電路300之電晶體M1與M2之電流不變，故而可維持放大器之線性度，且可變增益放大器電路300可達成大範圍增益調整。
現請參考第4圖，其顯示根據本案又另一實施例之可變增益放大器電路400之電路圖。請參考第4圖。可變增益放大器電路400包括：電晶體M1~M4、第一增益切換開關電路410、第二增益切換開關電路420、定電流源430與電感式負載RL(電感式負載RL為可有可無)。底下將說明可變增益放大器電路400之第一增益切換開關電路與第二增益切換開關電路之操作與其電路組成，至於可變增益放大器電路400之其他元件可參考可變增益放大器電路
100與300，於此不重述。
第一增益切換開關電路410包括：第一組切換開關411、第二組切換開關412與第一組增益電晶體413。第一組增益電晶體413可包括多個增益電晶體Ma1~Man，共同耦接於第一節點MD1、第一組切換開關411與第二組切換開關412之間。第一組增益電晶體413中之該些增益電晶體Ma1~Man之閘極皆耦接至固定電壓VDD。於本案其他可能實施例中，第一組增益電晶體亦可只包括1個增益電晶體，此亦在本案精神範圍內。換言之，第4圖之第一增益切換開關電路410與第3圖之第一增益切換開關電路310之主要差異在於前者增加了第一組增益電晶體413，耦接於第一節點MD1、第一組切換開關411與第二組切換開關412之間。
第二增益切換開關電路420包括：第三組切換開關421、第四組切換開關422與第二組增益電晶體423。第二組增益電晶體423包括多個增益電晶體Md1~Mdn，共同耦接於第二節點MD2、第三組切換開關421與第四組切換開關422之間。第二組增益電晶體423中之該些增益電晶體Md1~Mdn之閘極皆耦接至固定電壓VDD。於本案其他可能實施例中，第二組增益電晶體亦可只包括1個增益電晶體，此亦在本案精神範圍內。換言之，第4圖之第二增益切換開關電路420與第3圖之第二增益切換開關電路320之主要差異在於前者增加了第二組增益電晶體423，耦接於第二節點MD2、第三組切換開關421與第四組切換開關422之間。
與第3圖類似，於一具體範例中，第一組切換開關411可包括多個開關裝置，彼此相並聯耦接至第三節點MD3。第一組切換開關411之該些開關裝置係包括多個切換開關SW11~SW1n，分別耦接於第三節點MD3與第一組增益電晶體423之增益電晶體Ma1~Man之間，且回應於第一組切換控制訊號S
1~Sn
來作切換。
另外，第二組切換開關412可包括多個開關裝置，彼此相並聯耦接至第四節點MD4。第二組切換開關412之該些開關裝置係包括切換開關SW21~SW2n，分別耦接於第四節點MD4與第一組增益電晶體413之增益電晶體Ma1~Man之間，且回應於第二組切換控制訊號~來作切換。
類似地，第三組切換開關421可包括多個開關裝置，彼此相並聯耦接至第四節點MD4。第三組切換開關421之該些開關裝置係包括多個切換開關SW31~SW3n，分別耦接於第四節點MD4與第二組增益電晶體423之增益電晶體Md1~Mdn之間，且回應於第一組切換控制訊號S
1~Sn
來作切換。
另外，第四組切換開關422可包括多個開關裝置，彼此相並聯耦接至第三節點MD3。第四組切換開關422之該些開關裝置係包括切換開關SW41~SW4n，分別耦接於第三節點MD3與第二組增益電晶體423當中之該些增益電晶體Md1~Mdn之間，且回應於第二組切換控制訊號~來作切換。
電晶體同樣可具有下述之尺寸關係：M1=M2；
M3=M4；Ma1=Md1、Ma2=Md2、…、Man=Mdn。於此實施例中，由於是差動電路，所以Ma1=Md1、Ma2=Md2、…、Man=Mdn。
同樣的，可藉由分別控制第一組切換控制訊號S1~Sn與第二組切換控制訊號~之邏輯位準，可變增益放大器電路400可具有不同的增益。比如，如果將第一組切換控制訊號S
1~Sn
之其中一個切換為高位準的話，則會增大可變增益放大器電路400之增益；相反地，將第一組切換控制訊號S
1~Sn
之其中一個切換為低位準的話，則會降低可變增益放大器電路400之增益。第一組切換控制訊號S
1~Sn
皆為高位準時，可變增益放大器電路400之增益為最大。第一組切換控制訊號S
1~Sn
皆為低位準時，可變增益放大器電路400之增益為最小。
因此，與第1圖與第3圖相同，第一增益切換開關電路410亦可實現一第一電流路徑耦接於第一節點MD1與第三節點MD3之間，以及第二電流路徑耦接於該第一節點MD1與第四節點MD4之間。第二增益切換開關電路420同樣可實現一第三電流路徑耦接於第二節點MD2與第四節點MD4之間，以及第四電流路徑耦接於第二節點MD2與第三節點MD3之間。第一電流路徑與該第三電流路徑係分別接受一第一組切換控制訊號S
1~Sn
來作切換，該第二電流路徑與該第四電流路徑係分別接受一第二組切換控制訊號~來作切換。另外，藉由安排第一組切換控制訊號S
1~Sn
(或第二組切換控制訊號~)具有不同之位準組合，或是具有不同之高位準訊號數目與低位準訊號
數目，可以使每一電流路徑具有不同之等效阻抗，進而可改變可變增益放大器電路400之增益。
同樣地，在切換增益時，流經可變增益放大器電路400之電晶體M1與M2之電流不變，故而可維持放大器之線性度，且可變增益放大器電路400可達成大範圍增益調整。
由上述描述可知，本案之上述實施例藉由利用交流信號加減方式，可以達到大範圍增益調整。此外，上述實施例亦可以在不需額外寄生電容之情況下達到高頻操作。
綜上所述，雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧可變增益放大器電路
M1~M4、Ma1~Md1‧‧‧電晶體
MD1~MD4‧‧‧第一至第四節點
110、120‧‧‧增益切換開關電路
130‧‧‧定電流源
RL‧‧‧電感式負載
111‧‧‧第一組切換開關
112‧‧‧第二組切換開關
121‧‧‧第三組切換開關
122‧‧‧第四組切換開關
300‧‧‧可變增益放大器電路
M1~M4、Ma1~Man、Mb1~Mbn、Mc1~Mcn、Md1~Mdn‧‧‧電晶體
310、320‧‧‧增益切換開關電路
330‧‧‧定電流源
RL‧‧‧電感式負載
311‧‧‧第一組切換開關
312‧‧‧第二組切換開關
321‧‧‧第三組切換開關
322‧‧‧第四組切換開關
400‧‧‧可變增益放大器電路
M1~M4、Ma1~Man、Md1~Mdn‧‧‧電晶體
410、420‧‧‧增益切換開關電路
430‧‧‧定電流源
RL‧‧‧電感式負載
411‧‧‧第一組切換開關
412‧‧‧第二組切換開關
421‧‧‧第三組切換開關
422‧‧‧第四組切換開關
413‧‧‧第一組增益電晶體
423‧‧‧第二組增益電晶體
SW11~SW1n、SW21~SW2n、SW31~SW3n、SW41~SW4n‧‧‧切換開關
第1圖顯示根據本案一實施例之可變增益放大器電路之電路圖。
第2A圖與第2B圖顯示第1圖之可變增益放大器電路之交流信號加減示意圖。
第3圖顯示根據本案另一實施例之可變增益放大器電路之電路圖。
第4圖顯示根據本案又另一實施例之可變增益放大器電路之電路圖。
100‧‧‧可變增益放大器電路
M1~M4、Ma1~Md1‧‧‧電晶體
110、120‧‧‧增益切換開關電路
130‧‧‧定電流源
RL‧‧‧電感式負載
111‧‧‧第一組切換開關
112‧‧‧第二組切換開關
121‧‧‧第三組切換開關
122‧‧‧第四組切換開關
Claims (18)
- 一種可變增益放大器電路，包括：一第一電晶體與一第二電晶體，分別耦接至第一與第二節點，並用於接收一差動輸入信號對；一第三電晶體與一第四電晶體，分別耦接於該第一節點與一第三節點之間，以及耦接於該第二節點與一第四節點之間；一第一增益切換開關電路，耦接於該第一節點與該第三節點之間，且更交叉耦接至該第四節點；以及一第二增益切換開關電路，耦接於該第二節點與該第四節點之間，且更交叉耦接至該第三節點；其中，該第一增益切換開關電路包括：一第一組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第三節點；一第二組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第四節點；以及一第一組增益電晶體，包括一至多個增益電晶體，共同耦接於該第一節點、該第一組切換開關與該第二組切換開關之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之可變增益放大器電路，其中該第三電晶體與該第四電晶體係分別耦接至一固定電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之可變增益放大器電路，其中，該第二增益切換開關電路包括： 一第三組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第四節點；以及一第四組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第三節點。
- 如申請專利範圍第3項所述之可變增益放大器電路，其中該第一組切換開關與該三組切換開關係回應於一第一組切換控制訊號來作切換，該第二組切換開關與該四組切換開關係回應於一第二組切換控制訊號來作切換，其中該第二組切換控制訊號係反相於該第一組切換控制訊號。
- 如申請專利範圍第3項所述之可變增益放大器電路，其中，該第一組切換開關當中之該一至多個開關裝置係包括一至多個電晶體，彼此相並聯於該第一節點與該第三節點之間，且其閘極係耦接至一第一組切換控制訊號；以及該第三組切換開關當中之該一至多個開關裝置係包括一至多個電晶體，彼此相並聯於該第二節點與該第四節點之間，且其閘極係耦接至該第一組切換控制訊號。
- 如申請專利範圍第5項所述之可變增益放大器電路，其中：該第二組切換開關當中之該一至多個開關裝置係包括一至多個電晶體，彼此相並聯於該第一節點與該第四節點之間，且其閘極係耦接至一第二組切換控制訊號；以及該第四組切換開關當中之該一至多個開關裝置係包括一至多個電晶體，彼此相並聯於該第二節點與該第三節 點之間，且其閘極係耦接至該第二組切換控制訊號。
- 如申請專利範圍第3項所述之可變增益放大器電路，其中：該第二增益切換開關電路更包括第二組增益電晶體，其包括一至多個增益電晶體，共同耦接於該第二節點、第三組切換開關與該第四組切換開關之間。
- 如申請專利範圍第7項所述之可變增益放大器電路，其中該第一組增益電晶體與該第二組增益電晶體當中之每一增益電晶體之閘極係分別耦接至一固定電壓。
- 如申請專利範圍第7項所述之可變增益放大器電路，其中：該第一組切換開關當中之該一至多個開關裝置係包括一至多個切換開關，分別耦接於該第三節點與該第一組增益電晶體當中之該一至多個增益電晶體之間，且回應於第一組切換控制訊號來作切換；以及該第三組切換開關當中之該一至多個開關裝置係包括一至多個切換開關，分別耦接於該第四節點與該第二組增益電晶體當中之該一至多個增益電晶體之間，且回應於該第一組切換控制訊號來作切換。
- 如申請專利範圍第9項所述之可變增益放大器電路，其中：該第二組切換開關當中之該一至多個開關裝置係包括一至多個切換開關，分別耦接於該第四節點與該第一組增益電晶體當中之該一至多個增益電晶體之間，且回應於第二組切換控制訊號來作切換；以及 該第四組切換開關當中之該一至多個開關裝置係包括一至多個切換開關，分別耦接於該第三節點與該第二組增益電晶體當中之該一至多個增益電晶體之間，且回應於該第二組切換控制訊號來作切換。
- 如申請專利範圍第1項所述之可變增益放大器電路，其中：該第一增益切換開關電路係包括一第一電流路徑耦接於該第一節點與該第三節點之間，以及一第二電流路徑耦接於該第一節點與該第四節點之間；以及該第二增益切換開關電路，係包括一第三電流路徑耦接於該第二節點與該第四節點之間，以及一第四電流路徑耦接於該第二節點與該第三節點之間。
- 如申請專利範圍第11項所述之可變增益放大器電路，其中該第一電流路徑與該第三電流路徑係分別接受一第一組切換控制訊號來作切換，該第二電流路徑與該第四電流路徑係分別接受一第二組切換控制訊號來作切換，其中該第二組切換控制訊號係反相於該第一組切換控制訊號。
- 一種可變增益放大器電路，包括：一第一電晶體與一第二電晶體，分別耦接至第一與第二節點，並用於接收一差動輸入信號對；一第三電晶體與一第四電晶體，分別耦接於該第一節點與一第三節點之間，以及耦接於該第二節點與一第四節點之間，其中該第三電晶體與該第四電晶體係分別耦接至一固定電壓； 一第一增益切換開關電路，其包括：一第一組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第三節點；一第二組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第四節點；以及一第一組增益電晶體，包括一至多個增益電晶體，共同耦接於該第一節點、該第一組切換開關與該第二組切換開關之間；以及一第二增益切換開關電路，其包括：一第三組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第四節點；以及一第四組切換開關，包括一至多個開關裝置，彼此相並聯耦接至該第三節點。
- 如申請專利範圍第13項所述之可變增益放大器電路，其中該第一組切換開關與該三組切換開關係回應於一第一組切換控制訊號來作切換，該第二組切換開關與該四組切換開關係回應於一第二組切換控制訊號來作切換，其中該第二組切換控制訊號係反相於該第一組切換控制訊號。
- 如申請專利範圍第13項所述之可變增益放大器電路，其中：該第二增益切換開關電路更包括第二組增益電晶體，其包括一至多個增益電晶體，共同耦接於該第二節點、第三組切換開關與該第四組切換開關之間。
- 如申請專利範圍第15項所述之可變增益放大器電路，其中該第一組增益電晶體與該第二組增益電晶體當中之每一增益電晶體之閘極係分別耦接至一固定電壓。
- 一種可變增益放大器電路，包括： 一第一電晶體與一第二電晶體，分別耦接至第一與第二節點，並用於接收一差動輸入信號對；一第三電晶體與一第四電晶體，分別耦接於該第一節點與一第三節點之間，以及耦接於該第二節點與一第四節點之間，其中該第三電晶體與該第四電晶體係分別耦接至一固定電壓；一第一增益切換開關電路，其包括一第一電流路徑耦接於該第一節點與該第三節點之間，以及一第二電流路徑耦接於該第一節點與該第四節點之間；以及一第二增益切換開關電路，其包括一第三電流路徑耦接於該第二節點與該第四節點之間，以及一第四電流路徑耦接於該第二節點與該第三節點之間；其中，該第一電流路徑與該第三電流路徑係分別接受一第一組切換控制訊號來作切換，該第二電流路徑與該第四電流路徑係分別接受一第二組切換控制訊號來作切換；以及該第一組切換控制訊號與該第二組切換控制訊號中之個別高位準訊號數目與個別低位準訊號數目係被加以調整，以改變該可變增益放大器之增益。
- 如申請專利範圍第17項所述之可變增益放大器電路，該第二組切換控制訊號係反相於該第一組切換控制訊號。
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