4的柵極連接本振信號(hào)負(fù)輸入端LO，漏極連接射頻信號(hào)正 輸入端RF+，源極連接中頻信號(hào)正輸出端IF+。
[00巧]W下將結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)來說明本發(fā)明的有益效果。請(qǐng)參考圖2,第一石墨締場(chǎng)效應(yīng) 管T1、第二石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T2、第=石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T3和第四石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T4的參數(shù) 如下表：
[0027] 其中，W代表溝道寬度，ro_0代表溝道殘余載流子濃度，1代表柵長(zhǎng)，Tox代表柵氧 化層厚度，Mu代表載流子遷移率，VgsO代表背柵狄拉克點(diǎn)電壓，RcO代表源漏接觸電阻。
[0028] 本實(shí)施例選用四個(gè)參數(shù)完全相同的石墨締場(chǎng)效應(yīng)管對(duì)線性度進(jìn)行檢測(cè)。
[0029] 請(qǐng)參考圖3, W下將按照?qǐng)D中的方向說明基于石墨締場(chǎng)效應(yīng)管的雙平衡混頻器及 外圍電路?；谑唸?chǎng)效應(yīng)管的雙平衡混頻器的左側(cè)為射頻信號(hào)輸入電路、上側(cè)為差分 信號(hào)輸入電路、右側(cè)為混頻信號(hào)輸出電路。需要注意的是，本領(lǐng)域人員可W理解在實(shí)際應(yīng)用 中的連接關(guān)系并不限于圖中所述的"左側(cè)"、"右側(cè)"和"上側(cè)"的位置關(guān)系。
[0030] 射頻信號(hào)輸入電路包括射頻信號(hào)輸入源PORTl和第一己倫RF,用于提供射頻信 號(hào)。
[0031] 本振信號(hào)輸入電路包括本振輸入端P0RT2、第二己倫CMP2, W及同時(shí)連接在第一 石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T1、第二石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T2、第=石墨締場(chǎng)效應(yīng)管的柵極T3和第四石墨締 場(chǎng)效應(yīng)管T4的柵極直流偏置信號(hào)SRC2。本振信號(hào)輸入電路用于提供本振頻率。
[0032] 中頻信號(hào)輸出電路包括混合己倫CMP3、同時(shí)連接在第一石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T 1、第 二石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T2、第=石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T3和第四石墨締場(chǎng)效應(yīng)管T4漏端的直流偏置 信號(hào)SRC1，W及混頻信號(hào)輸出端TERM。中頻信號(hào)輸出電路用于輸出混頻信號(hào)。
[0033] 外圍電路參數(shù)和計(jì)算公式為：IF化eq = RF化eq-LO化eq，其中IF化eq代表中頻信 號(hào)，RF化eq代表射頻信號(hào)，LO化eq代表本振信號(hào)。Pout (地m) = Pin (地m)+G (地），化Ut代表 輸出功率，Pin 代表輸入功率，G 代表增益。0IP3 = ip3_out (Vout，{-1，1，0}，{-1，2,-1})， 其中，0IP3為S階交調(diào)輸出點(diǎn)。S階交調(diào)輸出點(diǎn)，公式為仿真軟件ADS內(nèi)置的計(jì)算公式。S 階交調(diào)輸入點(diǎn)IIP3的計(jì)算公式為：IIP3(地m) = 0IP3(地m)-G(地）。
[0034] 請(qǐng)參考圖4,在本發(fā)明的一個(gè)示例中，基于石墨締場(chǎng)效應(yīng)管的雙平衡混頻器在1地 壓縮點(diǎn)（實(shí)線與理論值直線相差1地的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的RFpower)，越大表示線性度越好，對(duì)應(yīng)約 為-3地m的位置；S階交調(diào)點(diǎn)inputim3的值，越大表示高階信號(hào)越弱，線性度越好。結(jié)果如 下所示：
[0035]
[0036] 請(qǐng)參考圖5,在本發(fā)明的一個(gè)示例中，基于石墨篩場(chǎng)效應(yīng)管的雙平衡混頻器在1地 壓縮點(diǎn)（實(shí)線與理論值直線相差1地的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的RFpower)，越大表示線性度越好，對(duì)應(yīng)約 為-3地m的位置；S階交調(diào)點(diǎn)inputim3的值，越大表示高階信號(hào)越弱，線性度越好。結(jié)果如 下所示：
[0037]
[0038] 由此可知，本發(fā)明實(shí)施例的基于石墨締場(chǎng)效應(yīng)管的雙平衡混頻器較大帶寬內(nèi)具有 非常高的線性度。
[0039] 另外，本發(fā)明實(shí)施例的基于石墨締場(chǎng)效應(yīng)管的雙平衡混頻器的其它構(gòu)成W及作用 對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做寶述。
[0040] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不 一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可W在任何 的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中W合適的方式結(jié)合。
[0041] 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可W理解：在不 脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可W對(duì)運(yùn)些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本 發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的雙平衡混頻器，其特征在于，包括： 第一石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接本振信號(hào)正輸入端，所述 第一石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接射頻信號(hào)負(fù)輸入端，所述第一石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接 中頻信號(hào)正輸出端； 第二石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管，所述第二石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接所述本振信號(hào)正輸入端， 所述第二石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接射頻信號(hào)正輸入端，所述第一石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的源極 連接中頻信號(hào)負(fù)輸出端； 第三石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管，所述第三石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接本振信號(hào)負(fù)輸入端，所述 第三石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接所述射頻信號(hào)負(fù)輸入端，所述第三石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的源極 連接所述中頻信號(hào)負(fù)輸出端；和 第四石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管，所述第四石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接所述本振信號(hào)負(fù)輸入端， 所述第四石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接所述射頻信號(hào)正輸入端，所述第四石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的 源極連接所述中頻信號(hào)正輸出端。
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的雙平衡混頻器，四個(gè)石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極、漏極交叉連接在一起，通過外部電路連接到差分輸入、輸出端口。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：四個(gè)石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極、漏極交叉連接在一起，通過外部電路連接到差分輸入、輸出端口，通過這種交叉耦合的方式，有效抑制電路的高頻分量，提高了線性度，抑制了穿通，減小了噪聲。
【IPC分類】H03D7/16, H03D7/14
【公開號(hào)】CN105391404
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510924414
【發(fā)明人】呂宏鳴, 盧琪, 伍曉明, 吳華強(qiáng), 張進(jìn)宇, 錢鶴, 余志平
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日