发明名称 利用金氧半电晶体于饱和区之平方律特性之金氧半四象限乘法器和平方器
摘要 本发明”利用金氧半电晶体于饱和区之平方律特性之金氧半四象美乘法器和平方器”,乘法器系包含:直流电流源装置、输入装置、电流转移装置、输出部份等组件;任一输入装置系由多组金氧半电晶体构装。而平方器系包含:直流电流源装置、差动输入装置、电流转移装置、输出部份等组件。适合于积体电路之制作与使用,乘法器可供作调变器(modulator)、解调变器(demodulator)与和平方器。
申请公布号 TW284930 申请公布日期 1996.09.01
申请号 TW084100462 申请日期 1995.01.19
申请人 行政院国家科学委员会 台北巿和平东路二段一○六号十八楼 发明人 吴静雄;黄育肾;刘深渊
分类号 H03F21/00 主分类号 H03F21/00
代理机构 代理人 陈井星 台北巿仁爱路四段一○七号十楼
主权项 1. 一种利用金氧半电晶体于饱和区之平方律特性之金氧半四象限平方器,其系包含:直流电流源装置、差动输入装置、电流转移装置、输出部份等组件。2. 如申请专利范围第1项之金氧半四象限平方器,其直流电流源装置系包含二个以上之输出点。3. 如申请专利范围第1项之金氧半四象限平方器,其差动输入装置系包含二个以上之差动输入装置,分别由二组以上之金氧半电晶体所构成。4. 如申请专利范围第3项之金氧半四象限平方器,其第一差动输入装置内二组金氧半电晶体之闸极分别接至一差动输入信号之两端,其源极则共同接至该直流电流源装置上第一输出点。5. 如申请专利范围第3项之金氧半四象限平方器,其第二差动输入装置内二组金氧半电晶体之闸极分别接至一差动输入信号之两端,其源极则共同接至该直流电流源装置上第二输出点。6. 如申请专利范围第1项之金氧半四象限平方器,其电流转移装置,包含四个以上之电流转移部份。7. 如申请专利范围第6项之金氧半四象限平方器,其电流转移装置系将第一差动输入装置及第二差动输入输出装置之各汲极电流复制成第一、第三电流及第二、第四电流。8. 如申请专利范围第7项之金氧半四象限平方器,其电流转移装置复制电流,系于各差动电晶体对所隔离之四组金氧半电晶体汲极上进行。9. 如申请专利范围第1项之金氧半四象限平方器,其输出部份,系分别结合第一、第三电流及第二、第四电流;令所输出之电流与第一电流差、第二电流差之和成比例,而第一电流差系第一电流与第三电流间之差,第二电流差系第二电流与第四电流之间差。10. 如申请专利范围第1项之金氧半四象限平方器,其直流电流源装置系包含第一输出点及第二输出点;差动输入装置系包含二个以上之差动输入装置,分别包含二组以上之金氧半电晶体;其第一差动输入装置内二组金氧半电晶体之闸极分别接至一差动输入信号之两端,其源极则共同接至该直流电流源装置上第一输出点;其第二差动输入装置内二组金氧半电晶体之闸极分别接至一差动输入信号之两端,其源极则共同接至该直流电流源装置上第二输出点;其电流转移装置,包含四个以上之电流转移部份,而电流转移装置系将第一差动输入装置及第二差动输入输出装置之各汲极电流复制成第一、第三电流及第二、第四电流,且其电流转移装置复制电流,系于各差动电晶体对所隔离之四个金氧半电晶体汲极上进行;其输出路份,系分别结合第一、第三电流及第二、第四电流;令所输出之电流与第一电流差、第二电流差之和成比例,而第一电流差系第一电流与第三电流间之差,第二电流差系第二电流与第四电流之间差。11. 如申请专利范围第1项之平方器,必要时更包含一输出电流转移装置,用以抽取该输出电流。12. 如申请专利范围第1项之平方器,必要时更包含一负载,用以将该输出电流转成输出电压。13. 如申请专利范围第1.11或12项之平方器,其中电流转移装置系包含一Cascode电流镜。14. 如申请专利范围第1项之平方器,系用于调变器。15. 如申请专利范围第1项之平方器,系用于解调变器。16. 一种利用金氧半电晶体于饱和区之平方律特性之金氧半四象限乘法器,其系包含:直流电流源装置、输入装置、电流转移装置、输出部份等组件;任一输入装置系由多组金氧半电晶体构装。17. 如申请专利范围第16项之乘法器,其直流电流源装置系包含二个以上之输出点。18. 如申请专利范围第16项之乘法器,其第一输入装置,包含第一组金氧半电晶体、第二组金氧半电晶体及第三组金氧半电晶体;其中该第一组、第二组金氧半电晶体之闸极分别接至第一差动输入信号之两端,第三组金氧半电晶体之闸极接至第二差动输入信号之一端,此三组金氧半电晶体之源极则共同接至该直流电流源装置之第一输出点;且第一组金氧半电晶体、第二组、第三组金氧半电晶体体均工作于饱和区。19. 如申请专利范围第16项之乘法器,其第二输出装置,包含第四组金氧半电晶体、第五组及第六组等三组金氧半电晶体;该第四组金氧半电晶体、第五组金氧半电晶体之闸极分别接至第一差动输入信号之两端,第六组金氧半电晶体之闸极接源极接至该第二差动输入信号之另一端,三组金氧半电晶体电晶体之源极则共同接至该直流电流源装置之第二输出点;且三组电晶体均工作于饱和区。20. 如申请专利范围第16项之乘法器,其电流转移装置,包含四个电流转移部份;分别用以将该第一组金氧半电晶体、第二组、第四组及第五组金氧半电晶体之汲极电流于四个金氧半电晶体汲极上复制成第一、第三电流及第二、第四电流。21. 如申请专利范围第16项之乘法器,其输出部份,分别结合第一、第三电流及第二、第四电流;令所输出之电流与第一电流差、第二电流差之和成比例,而第一电流差系第一电流与第三电流间之差,第二电流差系第二电流与第四电流之间差。22. 如申请专利范围第16项之乘法器,必要时更包含一输出电流转移装置,用以抽取该输出电流。23. 如申请专利范围第16项之乘法器,必要时更包含一负载,用以将该输出电流转成输出电压。24. 如申请专利范围第16.21.22项之乘法器,必要时电流转移装置系包含Cascode电流镜。25. 如申请专利范围第16项之乘法器,系用于调变器。26. 如申请专利范围第16项之乘法器,系用于解调变器。27. 如申请专利范围第16项之乘法器,其直流电流源装置,包含第一输出点及第二输出点;该第一输入装置,系以第一组金氧半电晶体、第二组金氧半电晶体及第三组金氧半电晶体所构成;其中该第一组、第二组金氧半电晶体之闸极分别接至第一差动输入信号之两端,第三组金氧半电晶体之闸极接至第二差动输入信号之一端,此三组金氧半电晶体之源极则共同接至该直流电流源装置之第一输出点;该第二输出装置,系以第四组金氧半电晶体、第五组及第六组等三组金氧半电晶体所构成;该第四组金氧半电晶体、第五组金氧半电晶体之闸极分别接至一差动输入信号之两端,第六组金氧半电晶体之闸极接源极接至该第二差动输入信号另一端此六组金氧半电晶体以三组为单位分别隶属于二个输入装置,惟均工作于饱和区内;该电流转移装置,包含四个电流转移部份;分别将该第一组金氧半电晶体、第二组、第四组及第五组金氧半电晶体之汲极电流于四个金氧半电晶体汲极上复制成第一、第三电流及第二、第四电流;该输出部份,分别结合第一、第三电流及第二、第四电流;令所输出之电流与第一电流差、第二电流差之和成比例,而第一电流差系第一电流与第三电流间之差,第二电流差系第二电流与第四电流之间差。图示简单说明:图一利用金氧半电晶体于饱和区之平方律特所设计四象限金氧半平方器。图二四象限金氧半乘法器线路图。图三转换曲线。1...平方器的模拟转曲线。2...理想的平方曲线。图四直流电压(dc)转换曲线。1...输出信号(频率200khz)。2...输入信号(频率100khz)。图五乘法器输出端之频谱(spectrum)。1..v@ss3=-2v2..v@ss3=1v3..v@ss3=+1v4..v@ss3=+2v图六乘法器输出之波形1..总失真。2..二次失真。
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