Brevet FR2792426A1 — publié le 20001020

CIRCUIT DE REFERENCE DE TENSION A MIROIR DE COURANT INTEGRE SUR UNE PUCE AVEC UN OU PLUSIEURS CIRCUITS AMPLIFICATEURS POUR LE REGLAGE DU POINT DE FONCTIONNEMENT L'invention se rapporte à un circuit de référence de tension à miroir de courant qui est intégré à un module de circuit conjointement avec un ou plusieurs circuits amplificateurs et qui est prévu pour le réglage de son point de fonctionnement, comportant un transistor qui fonctionne dans le circuit émetteur, au collecteur duquel est raccordée par l'un de ses pôles une source de courant 0o continu et à la base duquel est raccordée par l'une de ses extrémités une résistance ohmique, à l'autre extrémité de laquelle sont raccordés d'une part le collecteur de transistor et d'autre part, par l'une de ses extrémités, une résistance ohmique supplémentaire à valeur de résistance plus petite, dont l'autre extrémité est reliée à un point de signalisation interne au module, déterminant le point de fonctionnement, d'un circuit amplificateur. Le réglage du point de fonctionnement de circuits amplificateurs intégrés par des signaux s'effectue par des circuits de référence de tension intégrés sur le même module de circuits, en combinaison avec des amplificateurs opérationnels ou miroirs de courant. Le coefficient de bruit total de ces circuits amplificateurs en est accru, ce qui signifie que l'on doit prendre des mesures supplémentaires pour supprimer le bruit. Un circuit connu, qui est intégré sur un module IC de circuit commun avec un circuit LNA amplificateur haute fréquence à faible bruit en vue du réglage de son point de fonctionnement, est représenté à la figure 1. Le circuit de référence de tension représenté à miroir de courant contient un transistor T1 qui fonctionne dans un circuit de base émetteur et au collecteur duquel se trouve une source 1 de courant. Il est raccordé à la base du transistor T1 dont l'émetteur est à la masse, par l'une des ses extrémités, une résistance R1 ohmique à l'autre extrémité de laquelle sont raccordés d'une part le collecteur du transistor T1 et d'autre part une résistance R2 supplémentaire par son autre extrémité. La valeur de résistance de la résistance R1 ohmique est égale dans le circuit connu représenté à 10 x R et la valeur de résistance de la résistance R2 ohmique en série est égale à 1 x R. Les résistances R1 et R2 ohmiques ayant les valeurs 10 x R et 1 x R servent à la compensation bêta du miroir de courant utilisé ici et sont 0o obligatoires pour des raisons des tolérances. Le module IC de circuit intégré contient de plus le circuit LNA amplificateur haute fréquence à faible bruit comportant un transistor T2. Le point de fonctionnement de ce circuit LNA amplificateur haute fréquence doit être réglé par le circuit de référence de tension à miroir de courant contenant le transistor T1 et la source I de courant. Il est prévu, sur le module IC de circuit intégré, une borne A de boîtier haute fréquence pour l'amenée d'un signal HF d'entrée haute fréquence à amplifier. On a besoin outre de cette borne A de boîtier haute fréquence d'une borne B de boîtier supplémentaire pour l'extraction de la tension de référence pour le réglage du point de fonctionnement du circuit LNA amplificateur haute fréquence car la tension de référence produite dans le module IC de circuit intégré doit être filtrée de manière externe dans un circuit filtre RC composé d'une capacité Cl et d'une inductance L1. La tension continue filtrée, ainsi obtenue à la sortie de l'inductance L1, est ensuite envoyée à la borne A de boîtier haute fréquence dans le module IC de circuit intégré en vue du réglage du point de fonctionnement du circuit LNA amplificateur à faible bruit. Une intégration du circuit filtre LC constituée de la capacité Cl et de l'inductance L1 n'est pas possible en raison des grands besoins en place de layout de l'inductance L1 à intégrer dans ce cas et en raison de sa faible aptitude à la modélisation. Un deuxième circuit connu qui est intégré sur un module IC de circuit commun avec un circuit LNA amplificateur haute fréquence à faible bruit pour le réglage de son point de fonctionnement est représenté à la figure 2. Le circuit de référence de tension à miroir de courant y est constitué sensiblement exactement comme à la figure 1, c'est à dire qu'il contient également la source I de courant, le transistor T1 et les deux résistances R1 et R2 ohmiques, la valeur de résistance de la résistance R1 ohmique étant égale à 10 x R et la valeur de résistance de la résistance R2 ohmique étant égale à 1 x R. A la différence du circuit de la figure 1, il est raccordé à un point K2 nodal de circuit se trouvant entre les résistances R1 et R2 et servant d'élément transversal, par l'une de ses extrémités, une capacité intégrée se trouvant à la masse par son autre extrémité. Il est envoyé au circuit LNA amplificateur à faible bruit, tout comme à la figure 1, par l'intermédiaire d'une borne A de boîtier haute fréquence du module IC de circuit intégré, un signal HF externe d'entrée haute fréquence pour l'amplification. La tension continue interne de référence est cependant envoyée d'une manière différente de celle de la figure 1, à l'intérieur du module IC de circuit intégré directement par l'intermédiaire de la résistance R2 ohmique, en vue du réglage du point de fonctionnement du circuit LNA amplificateur à faible bruit, par l'intermédiaire d'un point S de signalisation auquel se trouve le signal HF d'entrée haute fréquence dans le circuit représenté, à la base du transistor T2 de ce circuit LNA amplificateur. On se dispense certes ainsi de la borne B de boîtier supplémentaire qui est encore nécessaire dans le module de circuit intégré suivant la figure 1. Mais cette économie d'une borne dans la réalisation représentée à la figure 2 conduit à une augmentation du coefficient de bruit minimum car la qualité du filtrage n'est pas atteinte. L'invention vise à réaliser, à l'intérieur d'un module de circuit intégré, une possibilité de réglage du point de fonctionnement de circuit amplificateur à faible bruit sans devoir s'accommoder d'une borne de boîtier supplémentaire pour le raccordement de composants filtres externes. Suivant l'invention, on y parvient sur un circuit de référence de tension à miroir de courant du genre mentionné au début du présent mémoire par le fait que la résistance ohmique supplémentaire est subdivisée en deux sous-résistances en série et qu'il est raccordé entre les deux résistances partielles, en tant qu'élément transversal d'un filtre RC, par l'une de ses extrémités, une capacité se trouvant à la masse par son autre extrémité. Une subdivision de cette résistance ohmique peut être réalisée de manière très simple dans le module de circuit intégré. La solution suivant l'invention ne nécessite également que de très petits besoins en layout. Il s'est avéré que le coefficient de bruit minimum pour une topologie de circuit analogue à celle de la figure 2 est à peu près la même et que la stabilité de l'alimentation DC est améliorée. Les autres paramètres Rn de bruit (résistance de bruit équivalente) et Gopt (impédance pour coefficient de bruit minimum) ne sont pas 0o influencés ou ne le sont que très faiblement par le circuit suivant l'invention, si bien qu'une adaptation de puissance à faible bruit peut s'effectuer tout comme jusqu'ici. Un perfectionnement de l'invention est caractérisé en ce que la résistance des deux sous-résistances qui est reliée par l'une de ses extrémités au point de signalisation déterminant le point de fonctionnement du circuit LNA amplificateur a une valeur de résistance plus grande que l'autre sousrésistance. Un perfectionnement avantageux de l'invention est caractérisé en ce que le rapport des deux sous-résistances est d'environ 1:4. Un perfectionnement avantageux de l'invention est caractérisé en ce que la résistance ohmique raccordée par l'une de ses extrémités à la base du transistor et par son autre extrémité à la fois au collecteur de ce transistor et à l'une des deux sous-résistances a une valeur de résistance à peu près dix fois plus grande que la somme des valeurs de résistance des deux sous-résistances montées en série. Un perfectionnement avantageux de l'invention est caractérisé par un raccordement à un point de signalisation haute fréquence interne au module, déterminant le point de fonctionnement, d'un circuit amplificateur haute fréquence à faible bruit. Un perfectionnement avantageux de l'invention est caractérisé en ce que le point de signalisation interne au module, déterminant le point de fonctionnement, est la borne de base d'un transistor prévue dans le circuit amplificateur. Un perfectionnement avantageux de l'invention est caractérisé en ce qu'il est amené un signal HF d'entrée haute fréquence au point de signalisation interne au module, déterminant le point de fonctionnement, du circuit amplificateur à faible bruit et donc à la base du transistor prévu dans ce circuit amplificateur, conjointement avec la tension de référence déterminant le point de fonctionnement de ce transistor, filtré dans les deux sous-résistances et dont la capacité est branchée comme élément transversal. Les figures annexées servent à l'explication de l'invention. Aux dessins: La figure 1 représente un circuit de référence de tension à miroir de courant connu, déjà décrit, qui est intégré pour le réglage du point de fonctionnement d'un circuit amplificateur haute fréquence conjointement avec celui-ci en partie dans un module de circuit, la figure 2 représente un autre circuit de référence de tension à miroir de courant connu, déjà décrit, qui est intégré pour le réglage du point de fonctionnement d'un circuit amplificateur haute fréquence avec celui-ci totalement dans un module de circuit, et la figure 3 représente un circuit de référence de tension à miroir de courant réalisé suivant l'invention, qui est intégré pour le réglage du point de fonctionnement d'un circuit amplificateur haute fréquence conjointement avec celui-ci totalement dans un module de circuit. Un circuit réalisé suivant l'invention, pour le réglage du point de fonctionnement, qui est intégré sur un module IC de circuit commun avec un circuit LNA amplificateur haute fréquence à faible bruit, est représenté à la figure 3. Le circuit de référence de tension à miroir de courant qui est représenté contient un transistor T1 qui fonctionne dans un circuit de base émetteur et au collecteur duquel se trouve une source 1 de courant. Il est raccordé à la base du transistor T1 dont l'émetteur est à la masse, par l'une de ses extrémités, une résistance R1 ohmique à l'autre extrémité de laquelle sont raccordés d'une part le collecteur du transistor T1, et d'autre part, par l'une de ses extrémités, une résistance R2 ohmique divisée en deux en série. La valeur de résistance de la résistance R1 ohmique est dans le circuit connu représenté égale à 10 x R et la valeur de résistance de la résistance R2 ohmique divisée en deux en série et en série avec la précédente est égale à 1 x R. La résistance R2 ohmique divisée en deux est subdivisée sur un point K nodal de circuit en deux sous- résistances R3 et R4. Il est raccordé entre les deux sous-résistances R3 et R4, au point K nodal de circuit, comme élément transversal, une capacité C intégrée se trouvant à la masse par son autre extrémité. Les sous-résistances R3 et R4 ainsi que la capacité C branchée de manière transversale forment un filtre RC. Le module IC de circuit intégré contient de plus le circuit LNA amplificateur haute fréquence à faible bruit comportant un transistor T2. Le point de fonctionnement de ce circuit LNA amplificateur haute fréquence doit être réglé par le circuit de référence de tension à miroir de courant contenant le transistor T1 et la source I de courant. Il est prévu sur le module IC de circuit intégré une 1s borne A de boîtier haute fréquence pour l'amenée d'un signal HF d'entrée haute fréquence à amplifier. De manière similaire au circuit de la figure 2, dans lequel il est raccordé au point K2 de circuit la capacité C2 comme élément transversal, une rétroaction du signal d'entrée haute fréquence s'appliquant au point S de signalisation est supprimée par la capacité C et la résistance R3 au point K nodal de circuit entre les deux sous- résistances R1 et R2. On obtient aussi une réduction des effet parasitaires par les résistances R3, R4 et la capacité C. La tension de référence filtrée par l'intermédiaire du filtre RC intégré conjointement pour le réglage du point de fonctionnement du circuit LNA amplificateur haute fréquence est envoyée à l'intérieur du module IC intégre, à un point S de signalisation interne au module qui détermine le point de fonctionnement et auquel s'applique dans l'exemple de réalisation représenté le signal HF d'entrée haute fréquence, directement à la base du transistor T2 dans le circuit LNA amplificateur à faible bruit. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 3, les valeurs de résistance des deux sous-résistances R3 et R4 en série ont un rapport de 1 à 4. La subdivision de la résistance R2 en les deux sous-résistances R3 et R4 peut être réalisée sans difficulté sous la forme intégrée, seuls de petits besoins en layout étant nécessaires. Liste des signes de référence A Borne de boîtier haute fréquence B Borne de boîtier supplémentaire C, Cl, C2 Capacités LNA Circuit amplificateur à faible bruit HF Signal d'entrée haute fréquence I Source de courant IC Module de circuit intégré K1, K2 Points nodaux de circuit L1 Inductance R1, R2 Résistances R3, R4 Sous-résistances S Point de signalisation T1, T2 Transistors REVENDICATIONS 1. Circuit de référence de tension à miroir de courant qui est intégré à un module de circuit conjointement avec un ou plusieurs circuits amplificateurs et qui est prévu pour le réglage de son point de fonctionnement, comportant un transistor qui fonctionne dans le circuit émetteur, au collecteur duquel est raccordée par l'un de ses pôles une source de courant continu et à la base duquel est raccordée par l'une de ses extrémités une résistance ohmique, à l'autre extrémité de laquelle sont raccordés d'une part le collecteur de transistor et d'autre part, par l'une de ses extrémités, une résistance ohmique io supplémentaire à valeur de résistance plus petite, dont l'autre extrémité est reliée à un point de signalisation interne au module, déterminant le point de fonctionnement, d'un circuit amplificateur, caractérisé en ce que la résistance (R2) ohmique supplémentaire est subdivisée en deux sous-résistances (R3, R4) en série et en ce qu'il est raccordé entre les deux résistances partielles, en tant qu'élément transversal d'un filtre RC, par l'une de ses extrémités, une capacité (C) se trouvant à la masse par son autre extrémité. 2. Circuit de référence de tension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance (R4) des deux sous-résistances (R3, R4) qui est reliée par l'une de ses extrémités au point (S) de signalisation déterminant le point de fonctionnement du circuit (LNA) amplificateur a une valeur de résistance plus grande que l'autre sous-résistance (R3). 3. Circuit de référence de tension suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport des deux sous-résistances (R3, R4) est d'environ 1:4. 4. Circuit de référence de tension suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résistance (R1) ohmique raccordée par l'une de ses extrémités à la base du transistor (T1) et par son autre extrémité à la fois au collecteur de ce transistor et à l'une (R3) des deux sous-résistances a une valeur de résistance à peu près dix fois plus grande que la somme des valeurs de résistance des deux sous-résistances (R3, R4) montées en série. 5. Circuit de référence de tension suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par un raccordement à un point (S) de signalisation haute fréquence interne au module, déterminant le point de fonctionnement, d'un circuit (LNA) amplificateur haute fréquence à faible bruit. 6. Circuit de référence de tension suivant l'une des revendications 0o précédentes, caractérisé en ce que le point (S) de signalisation interne au module, déterminant le point de fonctionnement, est la borne de base d'un transistor (T2) prévue dans le circuit (LNA) amplificateur. 7. Circuit de référence de tension suivant la revendication 5 et 6, caractérisé en ce qu'il est amené un signal HF d'entrée haute fréquence au point (S) de signalisation interne au module, déterminant le point de fonctionnement, du circuit (LNA) amplificateur à faible bruit et donc à la base du transistor (T2) prévu dans ce circuit amplificateur, conjointement avec la tension de référence déterminant le point de fonctionnement de ce transistor, filtré dans les deux sous-résistances (R3, R4) et dont la capacité (C) est branchée comme élément transversal.