摘  要: 提出了一種使用有源電感的電路實現(xiàn)方案, 可用于寬帶無線收發(fā)機射頻放大電路的設計中。分析了有源電感的阻抗與各元件取值的關系, 設計了中心頻點調節(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對有源電感的阻抗具有很弱的影響。在SM IC 0. 18- um 工藝下進行了電路設計和流片驗證, 測試結果表明, 使用有源電感的射頻放大電路,可以得到期望的射頻信號, 其中心頻點的調節(jié)范圍為0. 5~ 2 GH z, 能夠抵御高達0. 8 V的電源偏差。

　　在無線收發(fā)機中, 射頻放大電路在放大射頻信號以及驅動發(fā)射機功放等應用上具有不可替代的作用。射頻放大電路傳統(tǒng)的實現(xiàn)方法是使用無源電感線圈作為負載, 以得到放大器的帶通特性,然而無源電感線圈面積很大, 通常占據(jù)芯片面積的50%以上 , 同時在現(xiàn)有工藝條件下, 無源電感的工藝偏差達到20%, 因此, 無源電感線圈的使用, 會造成系統(tǒng)面積的增大以及頻點的偏差, 在增大無線收發(fā)機的成本的同時造成性能的降低。為解決此問題, 使用MOS管以及電阻等面積小、高的元件構成的有源電感被應用于射頻放大電路。有源電感的主要問題在于其阻抗特性隨電源電壓變化明顯, 同時受工藝偏差影響大, 電感品質因子較低。本文主要針對寬帶無線系統(tǒng)應用, 提出了一種使用有源電感的電路實現(xiàn)方案, 設計了中心頻點調節(jié)電路和與電源電壓無關的偏置電路, 使電路具有很強的對抗電源波動以及工藝偏差的能力。

　　本文下面第1部分描述有源電感結構, 分析其阻抗特性; 第2部分對中心頻點調節(jié)電路和與電源電壓無關的偏置電路進行了設計和分析; 第3部分給出了芯片測試結果; 提出本文的結論。

　　1  有源電感電路分析

　　MOS管的有源特性可以完成阻抗轉換的功能,使用回轉器以及電容可以得到具有電感特性的阻抗, 本文設計的有源電感結構非常簡單, 如圖1所示。

圖1  有源電感電路

　　通過推導可以得到圖1中輸入等效阻抗為：

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