射极和差分对电路高频非线性方程组
本文导出了关于描述共射极和差分对电路高频非线性的方程组。这个方程组表明，使用电感的跨导级比使用电容和电阻的跨导级更线性，并且在有相同的偏置电流和跨导的情况下，共射跨导级比差分跨导级更线性。利用Volterra级数解出高频线性方程组，重点是方程组的解算和应用。我们要对共射极电路以及差分电路深入的理解，对三极管的模型进行深入的分析，以及非线性参数的分析。利用Volterra级数可以构建非线性电路模型。另外对共射极与差分对电路的高频状态下的非线性参数进行定量计算与研究分析。便携式无线通信系统的快速发展已经导致了对低功耗、高性能和高度集成的射频电路的需求，因此很多射频电路的模块中都需要这样的跨导极，我们就必须分析电路的非线性，来提高它们的线性度。在具有相同的偏置电流和跨导（用变性），差分对的跨导级的输入参考三阶互调的幅度至少是共发射极跨导级的两倍大。因此，在具有相同的线性跨导极，共射极跨导极可以比差分跨导极有更低的偏执电流。 M000223
关键词：放大器失真 模拟集成电路 电路分析 电路优化 非线性分析 非线性失真 非线性方程组 Volterra级数
Equations describing the high-frequency nonlinear behavior of common-emitter and differential-pair transconductance stages are derived. The equations show that transconductance stages using inductive degeneration are more linear than those using capacitive or resistive degeneration, and that the common-emitter transconductance stages are more linear than the differential-pair transconductance stages with the same bias current and transconductance. The nonlinearity equations can also be used to explain the class AB behavior of the common-emitter transconductance stage with inductive degeneration. Second, the solution of the use of high-frequency linear equations Volterra series. We need to have a depath understand for common-emitter and differential-pair circuits, and transistor model in-depth analysis, and analysis of nonlinear parameters. We can use Volterra series to build a nonlinear circuit model. In addition to analycs common-emitter and differential-pair circuits under high frequency state circuit. The rapid growth of portable wireless communication systems has led to a demand for low-power, high- performance, and highly integrated RF circuits. So they are commonly used in many radio frequency (RF) building To improve the linearity blocks, the magnitude of the input-referred third-order intermodulation of the differential-pair transconductance stage is at least twice as large as that of the common-emitter transconductance stage with the same bias current and transconductance (with degeneration). Thus, a common-emitter transconductance stage can be biased at a lower current than a differential-pair transconductance stage with the same linearity and transconductance.
Key Words: Amplifier distortion ；analog integrated circuits ；circuit analysis ；circuit optimization ；nonlinear circuits;nonlinear distortion ；nonlinear equations ；Volterra series
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1.简介 6
2.三阶互调失真 7
2.1 计算共射极跨导级的非线性方程 7
2.2计算差分跨导极的非线性方程 11
2. 3共射极跨导极和差分跨导极的非线性比较 14
3.AB类转换器 14
4.测量结果 17
5.结论 18
6.附录 19
6.1附录A 19
6.2附录B 21
结语 23
参考文献 24
致谢语 25
1.简介
近年来，随着科学技术的发展和进步，对系统性能要求的不断提高，越来越多的非线性现象引起了人们的重视，非线性问题已经成为当前研究的热点问题之一。便携式无线通信系统的快速发展已经导致了对低功耗、高性能和高度集成的射频电路的需求。双极性晶体管共射极和差分跨导级分别如图1-1和1-2所示，常用于很多射频电路的模块中，为了提高线性度，跨导级通常使用阻抗，这可以通过使用电阻、电容或电感来实现。这很容易证明，用电感和电容的跨导级比使用电阻的跨导级噪声系数低，只要这个变阻抗不引入额外的噪声源（除了它的损耗电阻）。与此同时，差分跨导比共射极跨导级有较高的噪声系数，因为前者有更多的噪声发生器。 。
在本文中，对于共射极跨导级和差分跨导级，在Volterra级数中，可以解出高频非线性方程组。重点是方程组的解算和应用。
图1-1共射极跨导级
图1-2差分跨导级
2.三阶互调失真
由于跨导级的三阶非线性，相邻信道的两个干扰信号在跨导级的输出端生成了三阶互调产物。如图2-1所示，如果这个信号的频率在所需信道内，三阶互调产物会削弱所需信号。如果两个相邻信道的频率分别是Wa和Wb，那么生成两个三阶互调产物的频率分别是（2Wa-Wb）和（2Wb-Wa）。
图2-1三阶互调产物所需信道
2.1 计算共射极跨导级的非线性方程
图2-2表明的是用于计算图1所示的共射极跨导级的非线性方程组的大信号模型。这个模型忽略了三极管基极—集电极电容的影响。在特殊的情况，可以使得分析简单化[2]。是电压源电压，是三极管的阻抗，其中包括源电阻、三极管的基极电阻、偏置电路的并联阻抗以及阻抗匹配网络的阻抗。是三极管发射极的阻抗，包括三极管寄生发射极电阻和变性元素的阻抗（电阻、电容或电感）。是基极充电电容，和集电极电流以及正向传输时间成线性比例，是基极和发射极的结电容，在这一模型中假设是恒定的。是基极电流，并且等于，是小信号低频电流增益。不能被忽略，由于高频的非线性也依赖于低频特性（将会越来越明显）[5]。如图2-2中的模型，由基尔霍夫电压定律可得 查看完整请+Q:351916072获取
关键词：放大器失真 模拟集成电路 电路分析 电路优化 非线性分析 非线性失真 非线性方程组 Volterra级数
Equations describing the high-frequency nonlinear behavior of common-emitter and differential-pair transconductance stages are derived. The equations show that transconductance stages using inductive degeneration are more linear than those using capacitive or resistive degeneration, and that the common-emitter transconductance stages are more linear than the differential-pair transconductance stages with the same bias current and transconductance. The nonlinearity equations can also be used to explain the class AB behavior of the common-emitter transconductance stage with inductive degeneration. Second, the solution of the use of high-frequency linear equations Volterra series. We need to have a depath understand for common-emitter and differential-pair circuits, and transistor model in-depth analysis, and analysis of nonlinear parameters. We can use Volterra series to build a nonlinear circuit model. In addition to analycs common-emitter and differential-pair circuits under high frequency state circuit. The rapid growth of portable wireless communication systems has led to a demand for low-power, high- performance, and highly integrated RF circuits. So they are commonly used in many radio frequency (RF) building To improve the linearity blocks, the magnitude of the input-referred third-order intermodulation of the differential-pair transconductance stage is at least twice as large as that of the common-emitter transconductance stage with the same bias current and transconductance (with degeneration). Thus, a common-emitter transconductance stage can be biased at a lower current than a differential-pair transconductance stage with the same linearity and transconductance.
Key Words: Amplifier distortion ；analog integrated circuits ；circuit analysis ；circuit optimization ；nonlinear circuits;nonlinear distortion ；nonlinear equations ；Volterra series
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1.简介 6
2.三阶互调失真 7
2.1 计算共射极跨导级的非线性方程 7
2.2计算差分跨导极的非线性方程 11
2. 3共射极跨导极和差分跨导极的非线性比较 14
3.AB类转换器 14
4.测量结果 17
5.结论 18
6.附录 19
6.1附录A 19
6.2附录B 21
结语 23
参考文献 24
致谢语 25
1.简介
近年来，随着科学技术的发展和进步，对系统性能要求的不断提高，越来越多的非线性现象引起了人们的重视，非线性问题已经成为当前研究的热点问题之一。便携式无线通信系统的快速发展已经导致了对低功耗、高性能和高度集成的射频电路的需求。双极性晶体管共射极和差分跨导级分别如图1-1和1-2所示，常用于很多射频电路的模块中，为了提高线性度，跨导级通常使用阻抗，这可以通过使用电阻、电容或电感来实现。这很容易证明，用电感和电容的跨导级比使用电阻的跨导级噪声系数低，只要这个变阻抗不引入额外的噪声源（除了它的损耗电阻）。与此同时，差分跨导比共射极跨导级有较高的噪声系数，因为前者有更多的噪声发生器。 。
在本文中，对于共射极跨导级和差分跨导级，在Volterra级数中，可以解出高频非线性方程组。重点是方程组的解算和应用。
图1-1共射极跨导级
图1-2差分跨导级
2.三阶互调失真
由于跨导级的三阶非线性，相邻信道的两个干扰信号在跨导级的输出端生成了三阶互调产物。如图2-1所示，如果这个信号的频率在所需信道内，三阶互调产物会削弱所需信号。如果两个相邻信道的频率分别是Wa和Wb，那么生成两个三阶互调产物的频率分别是（2Wa-Wb）和（2Wb-Wa）。
图2-1三阶互调产物所需信道
2.1 计算共射极跨导级的非线性方程
图2-2表明的是用于计算图1所示的共射极跨导级的非线性方程组的大信号模型。这个模型忽略了三极管基极—集电极电容的影响。在特殊的情况，可以使得分析简单化[2]。是电压源电压，是三极管的阻抗，其中包括源电阻、三极管的基极电阻、偏置电路的并联阻抗以及阻抗匹配网络的阻抗。是三极管发射极的阻抗，包括三极管寄生发射极电阻和变性元素的阻抗（电阻、电容或电感）。是基极充电电容，和集电极电流以及正向传输时间成线性比例，是基极和发射极的结电容，在这一模型中假设是恒定的。是基极电流，并且等于，是小信号低频电流增益。不能被忽略，由于高频的非线性也依赖于低频特性（将会越来越明显）[5]。如图2-2中的模型，由基尔霍夫电压定律可得 查看完整请+Q:351916072获取
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