專利名稱：調(diào)整多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管操作點(diǎn)的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改良調(diào)整操作點(diǎn)及改良控制特性的多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的放大器電路。
背景技術(shù)：
多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MG-FETs)例被顯示于圖1。各晶體管結(jié)構(gòu)設(shè)立將參考圖1簡(jiǎn)單描繪作更詳細(xì)解釋。
圖1A中，多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管包含三個(gè)柵極結(jié)構(gòu)GS1，GS2及GS3，被連接至第一終端S的第一區(qū)域B1及被連接至第二終端D的第二區(qū)域B2。區(qū)域B1及B2以傳統(tǒng)方式藉由如適當(dāng)摻雜其中區(qū)域而被形成于半導(dǎo)體基板中。包含與各柵極結(jié)構(gòu)GS1，GS2及GS3相關(guān)的復(fù)數(shù)信道部件K1，K2及K3的信道區(qū)域K被形成于第一區(qū)域B1及第二區(qū)域B2之間。圖1A所示例中，第一柵極結(jié)構(gòu)GS1被連接至多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一柵極終端G1，第二柵極結(jié)構(gòu)GS2被連接至多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一終端S，而第三柵極結(jié)構(gòu)GS3被連接至多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二柵極終端G2。
圖1B所示另一例中，如圖1A中的相同參考數(shù)字在此被運(yùn)用。相對(duì)于圖1A所示例，依據(jù)圖1B，并無(wú)任何柵極結(jié)構(gòu)被連接至終端。相反地，柵極結(jié)構(gòu)GS2及GS3彼此相連且被連接至多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二柵極終端G2。第一柵極結(jié)構(gòu)GS1被連接至多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一柵極終端G1。
因?yàn)橐罁?jù)圖1A的多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管各包含兩柵極終端，所其其亦被稱為雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(DG-FETs)。然而，除了圖1所示配置之外，熟練技術(shù)人士了解具有雙柵結(jié)構(gòu)或具有三個(gè)以上柵結(jié)構(gòu)的其它場(chǎng)效應(yīng)晶體管亦可被使用。同時(shí)，亦超過(guò)兩終端的任何數(shù)量柵極終端可被提供，其中此例中柵極結(jié)構(gòu)必須以適當(dāng)方式被連接。
多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管被用于放大器電路，其中輸入信號(hào)經(jīng)由一個(gè)或若干柵極終端(信號(hào)柵極終端)被接收，而放大器電路增益可藉助其來(lái)調(diào)整的控制信號(hào)經(jīng)由一個(gè)或若干其它柵極終端(控制柵極終端)被接收。針對(duì)調(diào)諧器，于此情況中亦被稱為調(diào)諧器四極管，或于金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管例中被稱為金屬氧化半導(dǎo)體調(diào)諧器四極管之上述僅具有一信號(hào)柵極終端及一控制柵極終端的雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管較佳被使用。該放大器電路操作點(diǎn)是使用被以多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管集成于芯片上的輔助接線來(lái)調(diào)整。此輔助接線功能對(duì)控制特性有決定性影響，或視被提供給此的亦被稱為自動(dòng)增益控制(AGC)柵極終端的控制柵極終端處控制電壓的多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管增益而定。
多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管增益或被以其形成的放大器電路為多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管控制柵極終端處具有低及中間電壓的極單調(diào)遞增函數(shù)。此區(qū)域中，例如多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管可被與自動(dòng)增益控制一起操作以小輸入信號(hào)增加放大及以大輸入信號(hào)降低放大來(lái)獲得具有與輸入信號(hào)量無(wú)關(guān)的固定量或振幅的輸出信號(hào)。增益為極單調(diào)函數(shù)的多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管控制柵極終端處的低及中間電壓區(qū)域亦被稱為自動(dòng)增益控制區(qū)域。由于多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管控制柵極終端處的較高電壓，因?yàn)榕c該控制柵極終端相關(guān)的多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管信道部件被完全開(kāi)啟或形成，所以其放大被飽和。此區(qū)域中，多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管增益與多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管控制柵極終端處的電壓無(wú)關(guān)而大部分為固定。具有多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的放大器電路理想及預(yù)期控制特性具有自動(dòng)增益控制區(qū)域及飽和區(qū)域間的轉(zhuǎn)變盡可能平滑及柔和的特色。
圖2顯示傳統(tǒng)放大器電路10之例。此例中，具有信號(hào)柵極終端及控制柵極終端的多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，也就是雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管被使用。放大器電路包含一第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管或主雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20。第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管包含一信號(hào)柵極終端(柵極1)22，一控制柵極終端(柵極2)24，一源極終端26及一漏極終端28。圖2所示例中，第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的設(shè)立及接線使信號(hào)柵極終端22及控制柵極終端24經(jīng)由如圖1所示的柵極結(jié)構(gòu)被與信道的兩部件連結(jié)。吾人假設(shè)如圖1B所示的配置例。此例中，柵極結(jié)構(gòu)GS1被與信號(hào)柵極終端22及信道部件K1連結(jié)。柵極結(jié)構(gòu)GS2及GS3及信道部件K2及K3是被與控制柵極終端24連結(jié)。源極終端26乃連接至第一區(qū)域B1而漏極終端28乃連接至第二區(qū)域B2。因此，被與信號(hào)柵極終端22連結(jié)的柵極結(jié)構(gòu)是被安置于源極終端26的源極側(cè)上，而被與控制柵極24連結(jié)的柵極結(jié)構(gòu)是被安置于漏極終端28的漏極側(cè)上。第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20是被安置于基板上的井內(nèi)，或被直接安置于放大器電路10被形成的基板中。當(dāng)?shù)谝浑p柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管為n信道場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)，該井為p井，當(dāng)?shù)谝浑p柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管為p信道場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)，該井為n井。該井是較佳以電導(dǎo)方式被連接至源極26。
放大器電路10另外包含較佳具有類似或相等于第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20設(shè)立的第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30或輔助雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。特別是，第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30包含如上述參考第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管被連接至柵極結(jié)構(gòu)及區(qū)域的一信號(hào)柵極終端32，一控制柵極終端34，一源極終端36及一漏極終端38。如同第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，信號(hào)柵極終端32是被安置于源極側(cè)上，而控制柵極終端34是被安置于漏極側(cè)上。第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30被安置于其內(nèi)的井是依序被連接至源極36。
第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的信號(hào)柵極終端22及第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的信號(hào)柵極終端32彼此相連且被連接至放大器電路10的信號(hào)輸入42。第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的控制柵極終端24及第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的控制柵極終端34彼此相連且被連接至放大器電路10的控制輸入44。第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的源極終端26及第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的源極終端36彼此相連且被連接至放大器電路10的第一外部終端(源極)46。第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的漏極終端28乃連接至放大器電路10的第二外部終端(漏極)48。第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的漏極終端38乃連接至第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的信號(hào)柵極終端32，且同時(shí)被連接至第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的信號(hào)柵極終端22及放大器電路10的信號(hào)輸入42。
放大器電路10通常藉由電阻器52從供給電壓終端54施加直流電壓vdd至信號(hào)輸入42來(lái)操作，該電壓就信號(hào)柵極終端22處的電壓設(shè)定第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30及第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20操作點(diǎn)的電壓。同時(shí)，來(lái)自輸入信號(hào)終端58的如高頻(HF)信號(hào)的(交流)輸入信號(hào)經(jīng)由電容器56被電容耦合或施加至放大器電路10的信號(hào)輸入42。藉由輸入信號(hào)，被連結(jié)至此的第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的信道部件電阻經(jīng)由信號(hào)柵極終端22被控制，且亦以終端46及終端48之間從外側(cè)被施加的電壓，電流從源極終端26經(jīng)由第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的信道至漏極終端28。控制電壓經(jīng)由控制輸入44被施加至放大器電路10，及特別被施加至調(diào)變被與控制柵極終端22連結(jié)的第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的信道部件電阻及源極終端26及漏極終端28間的電流的第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管控制柵極終端24。被施加至此的控制輸入44或控制電壓是被用來(lái)調(diào)整或控制放大器電路10的增益。針對(duì)此，控制電壓通常僅被慢速改變。
藉由參考圖2說(shuō)明的第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20輔助接線(輔助四極管)提供調(diào)整操作點(diǎn)但具有嚴(yán)重實(shí)施缺點(diǎn)。當(dāng)增益被降低從飽和區(qū)域，也就是從放大器電路10具有其最大增益的控制輸入44處的控制電壓開(kāi)始，因?yàn)榭刂齐妷阂啾皇┘又量刂茤艠O終端34，所以藉由降低被施加至控制輸入44的控制電壓，被連結(jié)至控制柵極終端34的第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的信道部件電阻增加。因此，輔助四極管或第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30或第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的源極終端36及漏極終端38之間處具有較高電壓降，此電壓依序經(jīng)由第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的信號(hào)柵極終端22降低該信道的電阻。此抵銷預(yù)期降低并導(dǎo)致第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的源極終端26及漏極終端28間電流增加。通常，漏極終端38處電位降低或增加控制柵極終端34處遞減電位的決定因子為第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的裁制(如信道長(zhǎng)度比率，信道輪廓，基板控制等)。
再者，因?yàn)榈诙p柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的兩信道部件是被安置于被連接至第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的源極終端36之一個(gè)且相同井中，所以被與控制柵極終端34連結(jié)的第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的信道部件是被基板電位強(qiáng)力控制。然而，此問(wèn)題可藉由”雙井計(jì)術(shù)”(兩獨(dú)立井)來(lái)解決，但考量生產(chǎn)而言會(huì)有相當(dāng)程度復(fù)雜性。
當(dāng)調(diào)節(jié)放大器電路10或降低放大器電路10增益時(shí)，Vg2＝1.6V的雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20，30的控制柵極終端24，34處的控制電壓或電壓Vg2處的增益特性是被標(biāo)示中斷，且具有相對(duì)突然開(kāi)始的源極終端26及漏極終端28間的電流超突或過(guò)度增加。增益特性中斷及電流突出為圖2所示傳統(tǒng)放大器電路的頗大缺點(diǎn)。
本發(fā)明目的是提供促進(jìn)飽和區(qū)域及自動(dòng)增益控制區(qū)域及飽和區(qū)域之間平滑轉(zhuǎn)的放大器電路。此目的是藉由依據(jù)權(quán)利要求1的放大器電路來(lái)達(dá)成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種放大器電路，包含一第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有一源極終端，一漏極終端，可接收輸入信號(hào)的至少一信號(hào)柵極終端，及可接收控制信號(hào)至少一控制柵極終端，及一第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有一源極終端，一漏極終端，被連接至該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的信號(hào)柵極終端的至少一信號(hào)柵極終端，及被連接至該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵極終端的至少一控制柵極終端，該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的信號(hào)柵極終端被連接至較靠近該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的信號(hào)柵極終端的第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極終端/漏極終端。
較佳是，放大器電路中各多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管包含被連結(jié)至漏極終端或源極終端的一第一區(qū)域，被連結(jié)至源極終端或漏極終端的一第二區(qū)域，被安置于該第一區(qū)域及第二區(qū)域間的一信道區(qū)域，被連結(jié)至該信道區(qū)域的第一區(qū)域且被安置鄰接該第一區(qū)域的至少一第一柵極結(jié)構(gòu)，及被連結(jié)至該信道區(qū)域的第二區(qū)域且被安置鄰接該第二區(qū)域的至少一第二柵極結(jié)構(gòu)。
依據(jù)第一實(shí)施例，第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，信號(hào)柵極終端乃連接至第一柵極結(jié)構(gòu)，控制柵極終端乃連接至第二柵極結(jié)構(gòu)，源極終端是被連結(jié)至第一區(qū)域，而漏極終端是被連結(jié)至第二區(qū)域，第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，信號(hào)柵極終端乃連接至第一柵極結(jié)構(gòu)，控制柵極終端乃連接至第二柵極結(jié)構(gòu)，源極終端是被連結(jié)至第二區(qū)域，而漏極終端是被連結(jié)至第一區(qū)域，第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的信號(hào)柵極終端乃連接至漏極終端。
依據(jù)第二實(shí)施例，第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，信號(hào)柵極終端乃連接至第一柵極結(jié)構(gòu)，控制柵極終端乃連接至第二柵極結(jié)構(gòu)，源極終端是被連結(jié)至第一區(qū)域，而漏極終端是被連結(jié)至第二區(qū)域，第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，信號(hào)柵極終端乃連接至第二柵極結(jié)構(gòu)，控制柵極終端乃連接至第一柵極結(jié)構(gòu)，源極終端是被連結(jié)至第一區(qū)域，而漏極終端是被連結(jié)至第二區(qū)域，第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的信號(hào)柵極終端乃連接至漏極終端。
本發(fā)明以形成輔助多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管使得操作時(shí)可接收控制信號(hào)被連接至主多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極終端，位于較可接收輸入信號(hào)被連接至主多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極結(jié)構(gòu)的輔助多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極終端為低的電位(n信道場(chǎng)效應(yīng)晶體管中)或?yàn)楦叩碾娢?p信道場(chǎng)效應(yīng)晶體管中)想法為基礎(chǔ)。
若輔助多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管為雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，則此意指輔助接線將被選擇使輔助雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極終端被連接至該柵極終端被安置于其側(cè)面的該輔助雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極或漏極終端。因?yàn)榻档头糯髸r(shí)，源極反向回授是因增加被連結(jié)至控制柵極終端的(源極側(cè))信道電阻而產(chǎn)生，所以被連結(jié)至信號(hào)柵極終端的輔助雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的(漏極側(cè))信道的信道電阻降低可被避免或被發(fā)明性放大器電路降低。另外，因?yàn)榘l(fā)明性放大器電路的源極區(qū)域位于基板電位，所以其可避免第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極側(cè)信道的基板控制。
發(fā)明性放大器電路的漏極側(cè)信道同時(shí)基板控制是導(dǎo)致被連接至此的信號(hào)柵極終端處負(fù)面效應(yīng)較控制柵極終端者不顯著。仿真結(jié)果顯示發(fā)明性放大器電路包含增益特性較規(guī)則及較平坦電流超突出及相當(dāng)平滑進(jìn)程。
于共同井中生產(chǎn)第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的缺點(diǎn)可藉由發(fā)明性設(shè)計(jì)避免先前技術(shù)問(wèn)題甚至以”一井技術(shù)”輕易地被消除為本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


本發(fā)明較佳實(shí)施例隨后將參考附圖作詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1顯示多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的兩例；圖2顯示傳統(tǒng)放大器電路；圖3顯示依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的放大器電路簡(jiǎn)單電路圖；圖4顯示依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的放大器電路簡(jiǎn)單電路圖；及圖5顯示發(fā)明性放大器電路及傳統(tǒng)放大器電路的增益特性簡(jiǎn)單圖標(biāo)。
具體實(shí)施例方式
如參考圖1所解釋者，本發(fā)明較佳實(shí)施例隨后將參考多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管作詳細(xì)說(shuō)明，該實(shí)施亦施加至具有兩個(gè)以上柵極終端的多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
圖3為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的放大器電路簡(jiǎn)單電路圖。圖3所示發(fā)明性放大器電路與圖2所示傳統(tǒng)放大器電路的不同處為反向操作的輔助四極管或第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30。再次，因電位條件而當(dāng)作操作狀態(tài)中源極的第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的終端36乃連接至第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的源極終端26及放大器電路10的信號(hào)輸入42。然而，相對(duì)于圖2所示傳統(tǒng)放大器電路，被連接至第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的信號(hào)柵極終端22的此第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的信號(hào)柵極終端32并不被安置于源極側(cè)而是漏極側(cè)。相同地，被連接至第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的控制柵極終端24的第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的控制柵極終端34并不被安置于漏極側(cè)而是源極側(cè)。不同地，此例中第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第一區(qū)域B1(見(jiàn)圖1)是被操作為漏極，而依據(jù)圖2的傳統(tǒng)電路，第二區(qū)域B2當(dāng)作漏極。第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二區(qū)域B2(見(jiàn)圖1)形成源極，而依據(jù)圖2傳統(tǒng)電路中其是被第一區(qū)域B1形成。
圖3所示發(fā)明性放大器電路實(shí)施例另外包含被連接于第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的信號(hào)輸入42及信號(hào)柵極終端32間的一電阻器R。此電阻器是防止輔助四極管或第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30降低主四極管或第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20增益。此意義中運(yùn)用電阻器R具有優(yōu)點(diǎn)但并非必要特征。
另外，放大器電路10包含提供直流電壓vdd至第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的漏極終端38的一偏壓網(wǎng)絡(luò)。依據(jù)一例，該偏壓網(wǎng)絡(luò)為外部且包含一電阻器52及一直流信號(hào)終端54。
可替代是，電阻器52，(見(jiàn)圖3中虛線)可與第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20，第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30一起被集成于一芯片上，直流信號(hào)終端與第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的漏極終端28一起被連接至放大器電路10的外部終端(漏極)48。
圖4為依據(jù)本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的放大器電路10簡(jiǎn)單電路圖。此第二實(shí)施例與圖2所示第一實(shí)施例不同處是被連結(jié)至柵極終端32，34的第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極結(jié)構(gòu)配置(如柵極長(zhǎng)度)。由于傳統(tǒng)上鄰接第一區(qū)域B1(見(jiàn)圖1)的源極側(cè)柵極結(jié)構(gòu)較此例中反向的鄰接第二區(qū)域B2(見(jiàn)圖1)的漏極側(cè)柵極結(jié)構(gòu)為短。圖4所示實(shí)施例中，第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的信號(hào)柵極終端32乃連接至被鄰接安置于第二區(qū)域B2(見(jiàn)圖1)的柵極結(jié)構(gòu)。第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵極終端34乃連接至被鄰接安置于第一區(qū)域B1(見(jiàn)圖1)的柵極結(jié)構(gòu)。如同圖2者，此例中的源極終端36乃連接至第一區(qū)域B1(見(jiàn)圖1)。同時(shí)，如同圖2例，漏極終端38乃連接至第二區(qū)域B2(見(jiàn)圖1)。與圖2相較，此意指第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管處的兩柵極終端32，34交換。另外，依據(jù)參考圖4說(shuō)明的本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的放大器電路并不包含參考圖3說(shuō)明的放大器電路10的電阻器70。可替代是，電阻器可被連接于被說(shuō)明于圖4的第二實(shí)施例中的第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管信號(hào)輸入42及信號(hào)柵極終端32。
其它事物之間，兩實(shí)施例(圖3及圖4)之間差異導(dǎo)因于被集成于反向操作(圖3)中漏極中的nLDD具有源極反向回授電阻器效應(yīng)的事實(shí)。類似效應(yīng)可藉由安置附加電阻器R’(被虛線標(biāo)示)于圖4電路中的終端36及終端46之間來(lái)達(dá)成。
此例中，亦如同圖3，供給網(wǎng)絡(luò)可被外部或被以雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管成成方式形成。
圖5簡(jiǎn)單說(shuō)明第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電壓增益及漏極電流對(duì)被施加至控制輸入44控制電壓的依賴。被施加至控制輸入44的控制電壓Vg2被連結(jié)至橫坐標(biāo)，而電壓增益Gv(以分貝表示；連續(xù)線)及漏極電流Id(以微安培表示；虛線)是被連結(jié)至縱坐標(biāo)。
虛線80，82，84標(biāo)示參考圖2說(shuō)明的傳統(tǒng)放大器電路(曲線80)，依據(jù)參考圖3說(shuō)明的本發(fā)明第一實(shí)施例放大器電路(曲線82)，及依據(jù)參考圖4說(shuō)明的本發(fā)明第二實(shí)施例放大器電路(曲線84)的漏極電流Id對(duì)控制電壓Vg2的依賴。連續(xù)線90，92，94顯示參考圖2說(shuō)明的傳統(tǒng)放大器電路(曲線90)，依據(jù)參考圖3說(shuō)明的本發(fā)明第一實(shí)施例放大器電路(曲線92)，及依據(jù)參考圖4說(shuō)明的本發(fā)明第二實(shí)施例放大器電路(曲線94)的電壓增益Gv對(duì)控制電壓Vg2的依賴。
傳統(tǒng)放大器電路(曲線90)及依據(jù)本發(fā)明的放大器電路(曲線92，94)的電壓增益Gv分別具有電壓增益Gv于其內(nèi)非常大且與控制電壓Vg2無(wú)關(guān)Vg2＝1.6V及Vg2＝1.7V及Vg2＝2.0V以上飽和區(qū)域102。針對(duì)低控制電壓Vg2，所有三個(gè)放大器電路均包含電壓增益Gv于其內(nèi)對(duì)控制電壓Vg2具有完全單調(diào)依賴的一自動(dòng)增益控制區(qū)域104。因?yàn)榍€90(圖3)及曲線94(圖4)具有被提供于源極側(cè)或漏極側(cè)上LDD區(qū)域所造成不對(duì)稱設(shè)立，所以場(chǎng)效應(yīng)晶體管”反向”接線會(huì)導(dǎo)致其間的差異。類似結(jié)果亦可藉由如漏極或源極終端處具有一電阻器的傳統(tǒng)金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的對(duì)稱場(chǎng)效應(yīng)晶體管來(lái)達(dá)成。從漏極電流Id于Vg2＝1.4V的控制電壓處具有標(biāo)示超突出的曲線80可明顯得知。曲線90中，控制電壓Vg2＝1.6V處的傳統(tǒng)放大器電路增益特性的標(biāo)示中斷是被與漏極電流Id中的此陡峭超突出成因果關(guān)是相連。
相對(duì)地，可看到圖3所示依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的放大器電路僅具有漏極電流Id(曲線82)的最小值及非常平坦超突出，及從飽和區(qū)域102至自動(dòng)增益控制區(qū)域104非常平滑轉(zhuǎn)移(Vg2＝1.5V處)。圖4所示依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的放大器電路于漏極電流Id(曲線84)亦具有不陡峭超突出，及從飽和區(qū)域102至自動(dòng)增益控制區(qū)域104非常平滑轉(zhuǎn)移(Vg2＝2V處)(曲線94)。因此，自動(dòng)增益控制區(qū)域104中，第二實(shí)施例的電壓增益Gv亦具有平均小于傳統(tǒng)放大器電路及依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例放大器電路的電壓增益梯度。
參考圖5，可輕易得知本發(fā)明達(dá)成漏極電流Id的些許或小及規(guī)則超突出，及調(diào)節(jié)控制電壓Vg2時(shí)從飽和區(qū)域102至自動(dòng)增益控制區(qū)域104的電壓增益Gv非常平滑轉(zhuǎn)移。
本發(fā)明或發(fā)明性放大器電路內(nèi)的雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管輔助接線適用于所有雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，特別是雙柵金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其增益是藉由直流電位或直流電壓來(lái)控制或決定。此例為調(diào)諧器四極管。較佳是，特別是第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20及第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的發(fā)明性放大器電路10是被集成于一芯片上。
雖然本發(fā)明較佳實(shí)施例已參考雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管作說(shuō)明，如上述，此并不被視為限制。該實(shí)施亦適用于具有兩柵極終端的多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。例如，只要不背離本發(fā)明基本原理，兩個(gè)或更多信號(hào)柵極終端均可被提供。
參考符號(hào)表GS1，GS2，GS3柵極結(jié)構(gòu)B1第一區(qū)域B2第二區(qū)域K 信道區(qū)域K1，K2，K3信道部件S 源極D 柵極G1第一柵極終端G2第二柵極終端R 電阻器10放大器電路20第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管22第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的信號(hào)柵極終端24第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的控制柵極終端26第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的源極終端28第一雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的漏極終端30第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管32第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的信號(hào)柵極終端34第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的控制柵極終端36第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的源極終端38第二雙柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管30的漏極終端42放大器電路10的信號(hào)輸入44大器電路10的控制輸入46放大器電路10的第一終端48大器電路10的第二終端52電阻器54供給電壓終端56電容器58輸入信號(hào)終端80曲線
82曲線84曲線90曲線92曲線94曲線
權(quán)利要求
1.一種放大器電路，包含一第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)，具有一源極終端(26)，一漏極終端(28)，可接收輸入信號(hào)的至少一信號(hào)柵極終端(22)，及可接收控制信號(hào)的至少一控制柵極終端(24)；及一第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)，具有一源極終端(36)，一漏極終端(38)，連接至該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)的該信號(hào)柵極終端(22)的至少一信號(hào)柵極終端(32)，及連接至該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)的該控制柵極終端(24)的至少一控制柵極終端(34)，該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該信號(hào)柵極終端(32)乃連接至較靠近該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該信號(hào)柵極終端(32)的該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該源極終端/漏極終端(36，38)。
2.如權(quán)利要求1所述的放大器電路，其中各多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20，30)包含連至漏極終端(28，38)或源極終端(26，36)的一第一區(qū)域(B1)，連至源極終端(26，36)或漏極終端(28，38)的一第二區(qū)域(B2)，安置于該第一區(qū)域(B1)及第二區(qū)域(B2)間的一信道區(qū)域(K)，連至該信道區(qū)域(K)的第一部分(K1)且鄰接該第一區(qū)域(B1)而安置的至少一第一柵極結(jié)構(gòu)(GS1)，及連至該信道區(qū)域(K)的第二部份(K3；K2，K3)且鄰接該第二區(qū)域(B2)而安置的至少一第二柵極結(jié)構(gòu)(GS3；GS2，GS3)。
3.如權(quán)利要求2所述的放大器電路，其中該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)中，該信號(hào)柵極終端(22)乃連接至該第一柵極結(jié)構(gòu)(GS1)，該控制柵極終端(24)乃連接至該第二柵極結(jié)構(gòu)(GS3；GS2，GS3)，該源極終端(26)乃連接至該第一區(qū)域(B1)，而該漏極終端(28)乃連接至該第二區(qū)域(B2)；及該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)中，該信號(hào)柵極終端(32)乃連接至該第一柵極結(jié)構(gòu)(GS1)，該控制柵極終端(34)乃連接至該第二柵極結(jié)構(gòu)(GS3；GS2，GS3)，該源極終端(36)系被連結(jié)至該第二區(qū)域(B2)，而該漏極終端(38)系被連結(jié)至該第一區(qū)域(B1)，該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)之該信號(hào)柵極終端(32)乃連接至該漏極終端(38)。
4.如權(quán)利要求2所述的放大器電路，其中該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)中，該信號(hào)柵極終端(22)乃連接至該第一柵極結(jié)構(gòu)(GS1)，該控制柵極終端(24)乃連接至該第二柵極結(jié)構(gòu)(GS3；GS2，GS3)，該源極終端(26)乃連接至該第一區(qū)域(B1)，而該漏極終端(28)乃連接至該第二區(qū)域(B2)；及該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)中，該信號(hào)柵極終端(32)乃連接至該第二柵極結(jié)構(gòu)(GS3；GS2，GS3)，該控制柵極終端(34)乃連接至該第一柵極結(jié)構(gòu)(GS1)，該源極終端(36)系被連結(jié)至該第一區(qū)域(B1)，而該漏極終端(38)乃連接至該第二區(qū)域(B2)，該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)之該信號(hào)柵極終端(32)乃連接至該漏極終端(38)。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的放大器電路，其中該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)之該源極終端(26)乃連接至該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)之該源極終端(36)。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的放大器電路，其中該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)之該信號(hào)柵極終端(22)經(jīng)由一電阻器(R)而連接至該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該信號(hào)柵極終端(32)。
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的放大器電路，其中該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的一基板終端乃傳導(dǎo)連接至該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)之該源極終端(36)。
8.如權(quán)利要求2至7任一項(xiàng)的放大器電路，其中經(jīng)由該對(duì)應(yīng)柵極結(jié)構(gòu)(GS3；GS2，GS3)連結(jié)至該第二柵極終端的該信道部件(K2；K2，K3)乃較經(jīng)由該第一柵極結(jié)構(gòu)(GS1)連結(jié)至該第一柵極終端的該信道部件(K1)為長(zhǎng)。
9.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的放大器電路，其中，另外有一電阻器(R’)乃連接于該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該源極終端(36)及該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)的該源極終端(26)間。
10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的放大器電路，進(jìn)一步包含提供直流電壓(vdd)至該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該漏極終端(38)的一偏壓網(wǎng)絡(luò)。
11.如權(quán)利要求10所述的放大器電路，其中該偏壓網(wǎng)絡(luò)包含一電阻器(52)及一直流信號(hào)終端(54)。
12.如權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)的放大器電路，其中該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)及該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)乃集成于一芯片上。
13.如權(quán)利要求12所述的放大器電路，其中該偏壓網(wǎng)絡(luò)的電阻器(52)與該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)及該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)一起集成于一芯片上，該直流信號(hào)終端與該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)的該漏極終端(28)一起被連接至該放大器電路之外部終端(漏極)。
全文摘要
一種放大器電路，包含一第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)，具有一源極終端(26)，一漏極終端(28)，可接收輸入信號(hào)之至少一信號(hào)柵極終端(22)，及可接收控制信號(hào)的至少一控制柵極終端(24)，及一第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)，具有一源極終端(36)，一漏極終端(38)，連接至該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)的該信號(hào)柵極終端(22)的至少一信號(hào)柵極終端(32)，及連接至該第一多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(20)的該控制柵極終端(24)的至少一控制柵極終端(34)，該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該信號(hào)柵極終端(32)乃連接至較靠近該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該信號(hào)柵極終端(32)的該第二多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(30)的該源極終端/漏極終端(36，38)。
文檔編號(hào)H03F3/00GK1732619SQ200380108101
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
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