可调电流镜及其应用的低噪声放大器
摘要：本文提出输出电流可调的电流镜（CM）的新的拓扑结构。在此，两个输出电流调整方法被给出。第一个利用一个线性电流输出的模拟输入电压，而第二项是一个 N位数字为2的连续电流输出和输入信号。一种低噪声放大器（LNA）线性化方法被提出和实现这种可调电流镜。 作为偏置电流的提供者，与传统的电流镜相比，这种电流镜带给低噪声放大器较低的NF（噪声系数）和更高的IIP3（输入参考三阶截取点）。实验结果表明，在860MHz时，低噪声放大器实现1.47dBNF和+19.83 dBm IIP3。
关键词：电流镜，可调，低噪声放大器，偏置电流，线性化
Tunable current mirror and its application in LNA
Li Kun1; Teng Jianfu1; 2, Yu Changliang1, Huang Jianyao1
(1 School of Electronic and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)
(2 School of Electronic and Information Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China)
Abstract: A novel 毕业论文http://www.751com.cnan analog input voltage for linear current output, and the second one has an N-bit digital input signal for 2N un-continuous current outputs. A linearization method for low noise amplifier (LNA) is proposed and realized with this tunable CM. As the provider of the bias current, the CM has brought the LNA a lower NF (noise figure) and a higher IIP3 (input-referred third-order intercept point) compared with a conventional one. The experimental results show that the LNA achieves 1.47 dB NF and +19.83 dBm IIP3 at 860 MHz.
Key words: current mirror; tunable; LNA; bias current; linearization
1 引言
最近，以电流模式电路为基础的模拟信号处理已受到重视。以BJT为基础的电流镜（CM）或MOSFET器件是电流模式电路设计的重要组成部分。
可调电流镜在应用中被广泛需求，如电流模式的放大和过滤。此外，一些相关的技术在过去的几年中被报道。例如，在2008年Somdunyakanok提出一个建立在线性跨导的准确的可调CM。另一种采用使用NPN-NMOS管级联来代替NMOS-NMOS管级联准确的宽频振荡可调电流镜在2008年被杨提出的。Hamed在2007年介绍了由DGMOSF毕业论文http://www.751com.cnET组成可编程CM。Guvenc提出了可调线性厘米，晶体管和MOSFET都在2008年组成。可以看出，准确的电流输出已经实现，但其复杂性受到影响。
在本文中，一种由3 BJT管组成得新型可调谐电本文来自辣文论文网原文请找QQ752018766路镜被提出和实施。它具有简便，宽的调谐范围和使用方便的优点。此电流镜的精度对于大多数应用来说足够高，例如偏置和放大等。这种电流镜的输出也可以由模拟电压或 N位数字信号（需要N+2个二极管）控制。人们认为这种拟议的结构将在广泛的领域应用。
这种可调电路镜已被用来作为在实现较低NF（噪声系数）和更高的IIP3（输入供应商称为三阶截取点）的低噪声放大器中的偏置电流的提供者。因此，根据接收到的信号强度，这种低噪声放大器实现了动态范围较大的调整偏置电流的方法。
实验共进行了两个CM和低噪声放大器。 模拟和测量结果都非常与理论分析相一致。
2 常规电流镜
一种传统的经典可调电流镜示意图在图1中给出。为了简化电流镜的分析，早期的晶体管效应分析被忽略，这将带给分析结果小的误差。根据基尔霍夫定律和晶体管的理论，IOUT可以计算公式为：
其中β是集电极电流比基极电流。
在工程，通过设置V BE1为0.6 V和假设β为无穷，公式（1）可以简化为：
图1 传统电流镜的示意图
图2 ．可调电流镜原理与输出电流的模拟电压控制。
3 可调电流镜
为了输出电流可调，我们让RREF (图. 1)为可变电阻。很明显，当RREF被调整时，IOUT将改变。
为了避免可调电流镜中晶体管过热，电阻（ROUT）被用来限制IOUT的最大值。
在下面的部分，两个调整输出电流的方法被介绍和实现，其中一个采用模拟电压，和另一个采用N位的数字信号。
3.1 输出电流由模拟电压控制的电流镜
图2给出了一个输出电流控制的模拟输入电压的可调电流镜的示意图。Q3是一个通过VTUNE实现可变电阻作用的晶体管。 当VTUNE升高，在收集器和发射器之间的Q3的电阻的将减小。IREF 和 IOUT都将增加。
我们可以证明，当Q3工作在线性区域时，IOUT几乎是VTUNE的线性函数。根据基尔霍夫电压定律，通过分析Q3的基础电路，方程3很容易给出。
基于晶体管理论，当Q3线性区域内时，IB3可以得出如下：
阈值电压的晶体管，根据方程5， 可以得出结论，当Q3工作在线性区域时，IOUT 和VTUNE有线性关系。
此外，Q3能够被当一个与IOUT和 VTUNE3有负的比例的pnp二极管所取代。
图3 由 N 位数字信号控制输出电流可调电流镜的原理图。
3.2 由N位数字信号控制输出电流的电流镜1411