(57)【要約】      （修正有）【課題】ＵＷＢ信号送信デバイスに組み込み得る低電圧ミキサ回路を得る。【解決手段】第１の対のトランジスタＭ５、Ｍ６のソースが、トランスコンダクタンス段の第１のＭＯＳトランジスタ反転器構成Ｍ１、Ｍ３の出力に接続され、第２の対のトランジスタＭ７、Ｍ８のソースが、トランスコンダクタンス段の第２のＭＯＳトランジスタ反転器構成Ｍ２、Ｍ４の出力に接続される。上記差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ８のゲートが第１の搬送周波数信号ＬＯＰを受信し、上記差動対の第２のＮＭＯＳトランジスタＭ６、Ｍ７のゲートが第２の搬送周波数信号ＬＯＮを受信する。第１のデータ信号ＩＮ０が第１の反転器構成Ｍ１、Ｍ３の入力に供給され、第２のデータ信号ＩＮ１が第２の反転器構成Ｍ２、Ｍ４の入力に供給される。【選択図】図２
2011130443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＷＢ信号送信デバイス（１）のための、低電圧ミキサ回路（３）において、
供給電源（ＶＤＤ）の２つの端子の間でＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）とＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ３）とが直列接続されて成る反転器トランジスタ構成（Ｍ１、Ｍ３）を含み、前記ＮＭＯＳトランジスタのドレインが、前記ＰＭＯＳトランジスタのドレインに接続されてトランスコンダクタンス段出力の接続ノードを規定し、前記ＮＭＯＳトランジスタのゲートが、データ信号（ＩＮ０）を受信するように前記ＰＭＯＳトランジスタのゲートに接続される、トランスコンダクタンス段を含み、
少なくとも１つのトランジスタ（Ｍ５）を含み、第１の電流端子が前記トランスコンダクタンス段の接続ノードに接続され、第２の電流端子が、出力信号（ＲＦ０）を供給するようにインピーダンス（Ｒ０）に接続され、制御端子が、オシレータ（４）から信号（ＬＯＰ）を受信するように配置され、そして、
前記トランスコンダクタンス段の前記接続ノードに接続された前記トランジスタと、前記インピーダンスが、供給電源（ＶＤＤ）の２つの端子の間で直列接続されて成る、低電圧ミキサ回路（３）であって、
シリコン基板に集積され、前記トランスコンダクタンス段の前記ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第１の電位に設定され、前記トランスコンダクタンス段の前記ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ３）の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第２の電位に設定されている
ことを特徴とする低電圧ミキサ回路。
【請求項２】
請求項１に記載の低電圧ミキサ回路（３）であって、
２つのＭＯＳトランジスタ反転器構成（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）を備える前記トランスコンダクタンス段において、前記第１の反転器構成（Ｍ１、Ｍ３）の入力が、第１のデータ信号（ＩＮ０）を受信するように配置され、前記第１の反転器構成の出力が、前記トランスコンダクタンス段の第１の出力接続ノードであり、前記第２の反転器構成（Ｍ２、Ｍ４）の入力が、第２のデータ信号（ＩＮ１）を受信するように配置され、前記第２の反転器構成の出力が、前記トランスコンダクタンス段の第２の出力接続ノードである、前記トランスコンダクタンス段と、
第１の導電型のＭＯＳトランジスタ（Ｍ５、Ｍ６）の第１の差動対において、該トランジスタのソースが、前記トランスコンダクタンス段の前記第１の接続ノードに接続され、前記第１の差動対の第１のトランジスタ（Ｍ５）のドレインが、第１の出力信号（ＲＦ０）を供給するように第１のインピーダンス（Ｒ０）に接続され、前記第１の差動対の第２のトランジスタ（Ｍ６）のドレインが、第２の出力信号（ＲＦ１）を供給するように第２のインピーダンス（Ｒ１）に接続される、第１の差動対と、
第１の導電型のＭＯＳトランジスタ（Ｍ７、Ｍ８）の第２の差動対において、該トランジスタのソースが、前記トランスコンダクタンス段の第２の接続ノードに接続され、前記第２の差動対の第１のトランジスタ（Ｍ８）のドレインが、前記第２の出力信号（ＲＦ１）を供給するように前記第２のインピーダンス（Ｒ１）に接続され、前記第２の差動対の第２のトランジスタ（Ｍ７）のドレインが、前記第１の出力信号（ＲＦ０）を供給するように前記第１のインピーダンス（Ｒ０）に接続される、第２の差動対とを含み、
前記第１および第２の差動対の各第１のトランジスタ（Ｍ５、Ｍ８）のゲートが、オシレータ（４）から第１の信号（ＬＯＰ）を受信するように配置され、前記第１および第２の差動対の各第２のトランジスタ（Ｍ６、Ｍ７）のゲートが、オシレータ（４）から第２の信号（ＬＯＮ）を受信するように配置され、
前記トランスコンダクタンス段の接続ノードに接続されたトランジスタの前記差動対と、前記インピーダンスが、供給電源（ＶＤＤ）の２つの端子の間で直列接続される、
ことを特徴とするミキサ回路。
【請求項３】
前記２組の差動対のＭＯＳトランジスタが、ＮＭＯＳトランジスタであることを特徴とする、請求項２に記載の低電圧ミキサ回路。
【請求項４】
前記第１のインピーダンスが第１の抵抗器（Ｒ０）であり、前記第２のインピーダンスが第２の抵抗器（Ｒ１）であることを特徴とする、請求項２に記載の低電圧ミキサ回路。
【請求項５】
前記第１のインピーダンスが第１のインダクタンスであり、前記第２のインピーダンスが第２のインダクタンスであることを特徴とする、請求項２に記載の低電圧ミキサ回路。
【請求項６】
前記第１の反転器構成が、供給電源の前記２つの端子の間で第１のＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ３）と直列接続された第１のＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）を含み、前記第１のＮＭＯＳトランジスタのドレインが、前記第１のＰＭＯＳトランジスタのドレインに接続されて、前記第１のトランジスタ差動対に接続される前記第１の接続ノードを規定し、前記第１のＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のゲートが、前記第１のデータ信号（ＩＮ０）を受信するように前記第１のＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ３）のゲートに接続され、前記第２の反転器構成が、供給電源の前記２つの端子の間で第２のＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ４）と直列接続された第２のＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）を含み、前記第２のＮＭＯＳトランジスタのドレインが、前記第２のＰＭＯＳトランジスタのドレインに接続されて、前記第２のトランジスタ差動対に接続される前記第２の接続ノードを規定し、前記第２のＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のゲートが、前記第２のデータ信号（ＩＮ１）を受信するように前記第２のＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ４）のゲートに接続されることを特徴とする、請求項２に記載の低電圧ミキサ回路。
【請求項７】
前記トランスコンダクタンス段の両方のＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間で適合された前記第１の電位に設定され、前記トランスコンダクタンス段の両方のＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間で適合された前記第２の電位に設定されていることを特徴とする、請求項６に記載の低電圧ミキサ回路。
【請求項８】
Ｐ型ドープされたシリコン基板に集積され、両方のＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位に設定され、両方のＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間の中間のレベルにあることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の低電圧ミキサ回路。
【請求項９】
０．１８μｍＣＭＯＳ技術のＰ型ドープされたシリコン基板に集積されることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の低電圧ミキサ回路。
【請求項１０】
データ・パルスまたはパルス・バーストの位置変調／位相偏移変調ユニット（６）と結合されたパルス発生回路（１０）と、デジタル制御信号を前記パルス発生回路および前記データ・パルスまたはパルス・バーストの位置変調／位相偏移変調ユニットに供給するためのデータ生成器（２）と、局部オシレータ（４）と、ＵＷＢ信号を送信するためのアンテナ（５）に少なくとも１つの出力信号（ＲＦ０）を直接供給するために、前記局部オシレータからの少なくとも１つの搬送周波数信号（ＬＯＰ）と混合される少なくとも１つのデータ信号（ＩＮ０）を、前記パルス発生回路から受信するための、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のミキサ回路（３）とを含む、ＵＷＢ信号送信デバイス。
【請求項１１】
前記局部オシレータ（４）が、前記ミキサ回路（３）で前記パルス発生回路（１０）からの第１のデータ信号（ＩＮ０）および第２のデータ信号（ＩＮ１）とそれぞれ混合するために、互いに対して１８０°位相偏移された２つの搬送周波数信号（ＬＯＰ、ＬＯＮ）を供給し、前記第１のデータ信号が３進コーディングで変調された第１のパルス出力信号（ＩＮ０）であり、前記第２のデータ信号が３進コーディングで変調された第２のパルス出力信号（ＩＮ１）であり、該第２のパルス出力信号が前記第１のパルス出力信号と相補的であることを特徴とする、請求項１０に記載のＵＷＢ信号送信デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナから送信される信号を高周波に変換するための低電圧ミキサ回路に関し、詳細には、超広帯域（ＵＷＢ）信号送信デバイスのための低電圧ミキサ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
超広帯域（ＵＷＢ）技術を使用するシステムでは、データ送信は、搬送周波数使用の有無に関わらず一連の非常に短いパルスを含んだＵＷＢデータ信号を介して行われる。「データ」は一般に、１つまたは複数の連続する記号を含んだテキスト情報、同期情報、またはその他の情報を含むと理解されたい。このパルスは、例えば２ｎｓ以下の間隔など非常に短いことから、周波数領域に超広帯域スペクトルを作り出す。ＵＷＢ技術では、ＵＷＢ信号の規定周波数スペクトルは３．１〜１０．６ＧＨｚの間にある必要がある。このスペクトルはまた、１２個の４９９．２ＭＨｚ前後の周波数帯を含む各種伝送路を規定する複数の周波数帯に分割することができる。
【０００３】
ＵＷＢ送信器デバイスが近接するＵＷＢ受信器デバイスによって認識されるように、送信されるデータ信号のパルス・シーケンス・コーディングは、理論的に、送信器デバイスに対して個別設定されている。ＵＷＢ信号によるデータの送信には、様々なタイプのコーディングを使用することができる。パルス位置変調（ＰＰＭ）、パルス振幅変調（ＰＡＭ）、２進位相または位相偏移変調（ＢＰＳＫ）、パルス位置変調と位相偏移変調の組合せ、２進オンオフ変調（ＯＯＫ）コーディング、または別のタイプの変調を使用することができる。超広帯域技術によるデータ送信は通常、低出力で送信されたパルスを用いて短い距離で行われる。
【０００４】
データ・パルスは、ＵＷＢ信号送信デバイスのデータ生成器によって制御されて、少なくとも１つのデータ・パルス信号を供給するためのパルス生成回路で生成される。このＵＷＢ信号のパルス信号は、ミキサを介してさらに周波数変換することができる。したがって、上記パルス信号は、局部オシレータからの少なくとも１つの搬送周波数信号とミキサで混合される。ミキサ出力における送信ダイナミックレンジはしばしば不十分であるので、ミキサによってもたらされる信号は一般に、追加の増幅器で増幅する必要がある。この増幅器によって増幅された信号が、送信デバイスアンテナから送信されるＵＷＢ信号を規定する。このことが、このタイプの従来技術デバイスの欠点をもたらす。というのはつまり、このデバイスの構成部品数も電力消費も低減できないからである。
【０００５】
ＵＷＢ信号送信デバイスで使用されるミキサ回路の一実施形態が、特許文献１に定義されている。このミキサ回路は、ＵＷＢ信号を送信するための高周波数でデータ信号を変換する。このミキサ回路は、例えば２Ｖ未満の電圧などの低電圧で動作することができるように製造される。これを実現するために、この回路は、供給電源の端子の間で別のＭＯＳトランジスタおよび抵抗器とそれぞれ直列接続された、ＭＯＳトランジスタの２組の差動対を含む。これにより、上記の供給電圧のレベルを低減することが可能になる。ただし、このミキサ回路は、十分なダイナミックレンジを有する出力信号を供給しない。したがって、このことから、ＵＷＢ信号送信用の出力信号を増幅するためにミキサ回路出力のところでの増幅器を使用する必要があり、それが欠点をもたらす。
【０００６】
上述の文書のミキサ回路に対する１つの改良が、特許文献２に開示されている。この文書のミキサ回路もやはり、供給電源の端子の間で別のＮＭＯＳトランジスタおよび抵抗器とそれぞれ直列接続された、ＮＭＯＳトランジスタの２組の差動対を含む。対応するＮＭＯＳトランジスタの差動対に接続された各ＮＭＯＳトランジスタは、より線形のミキサ回路を得るために３次のトランスコンダクタンスを除去するように適合される。ミキサ回路を低電圧で動作するよう構成できても、ＵＷＢ信号送信用の出力信号を増幅するためにミキサ回路出力で増幅器をやはり使用する必要があり、それが欠点をもたらす。
【０００７】
特許文献３にやはり、特許文献１および特許文献２と同じ構造を有するが、トランスコンダクタンス段に２つの反転器構成を有するミキサ回路が開示されている。ただし、このミキサ回路は２つの出力信号の供給に能動負荷を使用し、それが欠点をもたらす。というのはつまり、ミキサ回路出力で良好なダイナミックレンジを保証することができないからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国特許第２００５−１８４１４１号
【特許文献２】米国特許第２００９０１７４４６０号
【特許文献３】米国特許第２００６０１３５１０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、低電圧ミキサ回路出力で最大のダイナミックレンジを確保する、特にＵＷＢ信号送信デバイスのための低電圧ミキサ回路を設けることによって、上述の欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、ＵＷＢ信号送信デバイスのために、
供給電源の２つの端子の間でＮＭＯＳトランジスタとＰＭＯＳトランジスタとが直列接続されて成る反転器トランジスタ構成を含み、前記ＮＭＯＳトランジスタのドレインが、前記ＰＭＯＳトランジスタのドレインに接続されてトランスコンダクタンス段出力の接続ノードを規定し、前記ＮＭＯＳトランジスタのゲートが、データ信号を受信するように前記ＰＭＯＳトランジスタのゲートに接続される、トランスコンダクタンス段を含み、
少なくとも１つのトランジスタを含み、第１の電流端子が前記トランスコンダクタンス段の接続ノードに接続され、第２の電流端子が、出力信号を供給するようにインピーダンスに接続され、制御端子が、オシレータから信号を受信するように配置され、そして、
前記トランスコンダクタンス段の前記接続ノードに接続された前記トランジスタと、前記インピーダンスが、供給電源の２つの端子の間で直列接続されて成る、低電圧ミキサ回路であって、
シリコン基板に集積され、前記トランスコンダクタンス段の前記ＮＭＯＳトランジスタの基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第１の電位に設定され、前記トランスコンダクタンス段の前記ＰＭＯＳトランジスタの基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第２の電位に設定されている、
ことを特徴とする、低電圧ミキサ回路が提供される。
【００１１】
上記ミキサ回路の特定の実施形態が、請求項２以下に定義される。
【００１２】
上記低電圧ミキサ回路の１つの利点は、トランスコンダクタンス段の低い供給電圧から、ミキサ回路の１つまたは複数の出力信号の電圧振幅が増大することにある。これによって、１Ｖ未満の供給電圧でも、上記ミキサ回路出力で最大のダイナミックレンジを実現することができる。これを実現するには、トランスコンダクタンス段用と、そのトランスコンダクタンス段とトランジスタの差動対の間の構成用の、２つのトランジスタだけを、供給電源の２つの端子の間に直列接続する。
【００１３】
したがって、本発明はまた、請求項１０で定義される特徴を含んだ低電圧ミキサ回路を備える、ＵＷＢ信号送信デバイスに関する。
【００１４】
上記ＵＷＢ送信デバイスの特定の実施形態が、従属請求項１１で定義される。
【００１５】
ＵＷＢ信号送信デバイスにおける上記低電圧ミキサ回路の目的、利点および特徴は、図面で示されている少なくとも１つの非限定的な実施形態についての以下の説明で、より明確に示されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による低電圧ミキサ回路を含んだＵＷＢ信号送信デバイスが簡略化された形で示された図である。
【図２】ＵＷＢ信号送信デバイスのための本発明による低電圧ミキサ回路の一実施形態の図である。
【図３】本発明による低電圧ミキサ回路のトランスコンダクタンス段の特定の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明では、低電圧ミキサ回路の特定の素子が全て定義される。ただし、前記ミキサ回路の各素子を製造する方法は、当分野の技術者には周知であり、簡略化された形でのみ説明する。前記低電圧ミキサ回路は、ＵＷＢ信号送信デバイスで使用できると好ましいが、例えばその他任意の無線周波数信号送信または受信デバイスで使用することもできる。
【００１８】
ＵＷＢ信号送信デバイス１は、本発明によるによる低電圧ミキサ回路３を含み、図１に簡略化された形で示されている。この送信デバイスは、データ生成器２と、パルス発生回路１０と、このパルス発生回路と結合されたＢＰＭ／ＢＰＳＫ変調ユニット６と、局部オシレータ４と、本発明によるミキサ回路３と、ＵＷＢ信号を送信するためのアンテナ５とで形成することができる。
【００１９】
ＵＷＢ搬送周波数信号は、アンテナから送信され、同期プリアンブルとそのプリアンブルの後にある一連のデータ・シンボルとで形成することができる。送信されるデータ・シンボルごとに、ＵＷＢ信号は位置変調かつ位相偏移されたパルス（２ｎｓ未満）またはパルス・バーストを含む。このパルスまたはパルス・バーストは２ビットを規定し、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚの搬送周波数に周波数変換されている。ＵＷＢ信号の搬送周波数は、データ送信の場合、例えばＵＷＢスペクトルの３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ帯域幅の範囲内にある１２個の４９９．２ＭＨｚ周波数帯の中から決定することができる。例えば、７．９８７２ＧＨｚの搬送周波数を選択することができる。
【００２０】
ＵＷＢ信号の送信段階では、データ生成器２が、デジタルデータ信号を、位置変調（ＢＰＭ）／２進位相偏移変調（ＢＰＳＫ）ユニット６およびパルス発生回路１０を備える構成に供給する。これによって、パルス発生回路から、ミキサ回路３のための少なくとも１つのパルス出力信号ＩＮ０を供給することが可能になる。このパルス発生器出力信号と局部オシレータ４からの少なくとも１つの搬送周波数信号ＬＯＰが、ミキサ回路３で混合される。これによって、パルス発生器出力信号を、搬送周波数に周波数変換することが可能になる。したがって、ミキサ回路３は、少なくとも１つの出力信号ＲＦ０を、近接する少なくとも１つの受信器デバイスに送信されるパルスデータＵＷＢ信号として、送信アンテナ５に直に供給する。
【００２１】
図２および３を参照して下記に説明するように、ミキサ回路３は、パルス発生回路１０から２つのパルスデータ出力信号ＩＮ０およびＩＮ１を受信するよう構成できると好ましいことに留意されたい。第１の出力信号ＩＮ０のパルスは、第２の出力信号ＩＮ１のパルスと相関して反転される。ミキサ回路３では、第１のパルス出力信号ＩＮ０が、局部オシレータ４からの第１の搬送周波数信号ＬＯＰと混合され、パルス発生回路からの第２のパルス出力信号ＩＮ１が、第２の搬送周波数信号ＬＯＮと混合される。局部オシレータ４からのこの第２の搬送周波数信号は、第１の搬送周波数信号に対して１８０°位相偏移されている。したがって、このことから、この２つの差動出力を組み合わせるとアンテナ５から送信されるパルスＵＷＢデータ信号が強化される。これを実現するために、ミキサ回路出力信号用の加算器をミキサ出力に設けることができる。
【００２２】
次に、図２を参照して、本発明の低電圧ミキサ回路の一実施形態についてより詳細に説明する。この低電圧ミキサ回路は、上記で説明したＵＷＢ信号送信デバイスの一部分を形成するためのものであると好ましい。この回路は例えば約０．９Ｖなど、１Ｖ未満にすることができる低電圧電源から電力供給される。これにより、ミキサ回路の電力消費が現況技術のものに対してかなり低減される。このミキサ回路は、例えば０．１８μｍＣＭＯＳ技術のＰ型ドープされたシリコン基板などに集積された形で製造することができ、送信デバイスのデータ生成器、ＢＰＭ／ＢＰＳＫ変調ユニットおよびパルス発生回路、ならびに局部オシレータの大部分と同じ集積回路に製造することができる。
【００２３】
この低電圧ミキサ回路は、抵抗器Ｒ０、Ｒ１である２つのインピーダンスと、同じ大きさの整合されたＮＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６、Ｍ７およびＭ８の、２組の差動対（第１の導電型）と、整合されたＮＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２と整合されたＰＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４（第２の導電型）という２つの分岐で形成されたトランスコンダクタンス段とを含む。トランスコンダクタンス段の第１の分岐は、第１のＮＭＯＳトランジスタＭ１を含み、このトランジスタは、供給電源ＶＤＤ（図示せず）の２つの端子の間で第１のＰＭＯＳトランジスタＭ３と反転器(reverser)の形で直列接続される。トランスコンダクタンス段の第２の分岐は、第２のＮＭＯＳトランジスタＭ２を含み、このトランジスタは、供給電源の２つの端子の間で第２のＰＭＯＳトランジスタＭ４と反転器の形で直列接続される。各ＭＯＳトランジスタは、ソースを規定する第１の電流端子と、ドレインを規定する第２の電流端子と、ゲートを規定する制御端子と、ウェルまたは基板の接点を規定する端子を含む。
【００２４】
２つのＮＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２のソースは、アース端子に接続され、２つのＰＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４のソースは、供給電源の高電位端子ＶＤＤに接続される。第１のＮＭＯＳトランジスタＭ１のドレインが、第１の分岐における第１のＰＭＯＳトランジスタＭ３のドレインに接続されて第１の接続ノードを規定する。第２のＮＭＯＳトランジスタＭ２のドレインが、第２の分岐における第２のＰＭＯＳトランジスタＭ４のドレインに接続されて第２の接続ノードを規定する。第１のＮＭＯＳトランジスタＭ１のゲートが、パルス発生回路から第１のパルス出力信号ＩＮ０を受信するように、第１のＰＭＯＳトランジスタＭ３のゲートに反転器構成で接続される。最後に、第２のＮＭＯＳトランジスタＭ２のゲートが、パルス発生回路から第２のパルス出力信号ＩＮ１を受信するように、第２のＰＭＯＳトランジスタＭ４のゲートに反転器構成で接続される。
【００２５】
第１の差動対の各ＮＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６のソースが、トランスコンダクタンス段の第１の分岐の第１のＮＭＯＳトランジスタＭ１とＰＭＯＳトランジスタＭ３との第１の接続ノードに接続される。第２の差動対の各ＮＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８のソースが、トランスコンダクタンス段の第２の分岐の第２のＮＭＯＳトランジスタＭ２とＰＭＯＳトランジスタＭ４との第２の接続ノードに接続される。第１の差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタＭ５のドレインが第１の抵抗器Ｒ０に接続され、第１の抵抗器Ｒ０は、供給電源（図示せず）の高電位端子ＶＤＤにも接続される。第１の差動対の第２のＮＭＯＳトランジスタＭ６のドレインが第２の抵抗器Ｒ１に接続され、第２の抵抗器Ｒ１は、供給電源（図示せず）の高電位端子ＶＤＤにも接続される。第２の差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタＭ８のドレインが、第２の抵抗器Ｒ１に接続される。第２の差動対の第２のＮＭＯＳトランジスタＭ７のドレインが、第１の抵抗器Ｒ０に接続される。
【００２６】
２組の差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタＭ５とＭ８のゲートが、局部オシレータから第１の搬送周波数信号ＬＯＰを受信するように接続される。２組の差動対の第２のＮＭＯＳトランジスタＭ６とＭ７のゲートが、局部オシレータから第２の搬送周波数信号ＬＯＮを受信するように接続される。第２の正弦搬送周波数信号ＬＯＮは、第１の正弦搬送周波数信号ＬＯＰに対して１８０°位相偏移されている。したがって、第１の搬送周波数信号ＬＯＰが第２の搬送周波数信号ＬＯＮより高い電圧レベルになると、第１のＮＭＯＳトランジスタＭ５およびＭ８が導通状態になり、第２のＮＭＯＳトランジスタＭ６およびＭ７は非導通状態になる。逆に、第２の搬送周波数信号ＬＯＮが第１の搬送周波数信号ＬＯＰより高い電圧レベルになると、第２のＮＭＯＳトランジスタＭ６およびＭ７が導通状態になり、第１のＮＭＯＳトランジスタＭ５およびＭ８は非導通状態になる。搬送周波数信号は正弦波であるので、差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタと第２のＮＭＯＳトランジスタの間における導通状態への移行は、当然ながら急激に行われることはない。
【００２７】
ＵＷＢ信号を形成する第１の出力信号ＲＦ０が、第１の差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタＭ５および第２の差動対の第２のＮＭＯＳトランジスタＭ７によって、第１の抵抗器Ｒ０の接続ノードに供給される。ＵＷＢ信号を形成する第２の出力信号ＲＦ１が、第２の差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタＭ８および第１の差動対の第２のＮＭＯＳトランジスタＭ６によって、第２の抵抗器Ｒ１の接続ノードに供給される。
【００２８】
第１のパルス出力信号ＩＮ０が例えばＶＤＤの近傍などの高電圧レベルになると、第１のＮＭＯＳトランジスタＭ１が導通状態になり、この反転器構成の第１のＰＭＯＳトランジスタＭ３は非導通状態になる。この場合、第２のパルス出力信号ＩＮ１は例えばアースの近傍などの低電圧レベルになる。したがって、第２のＮＭＯＳトランジスタＭ２は非導通状態になり、この反転器構成の第２のＰＭＯＳトランジスタＭ４は導通状態になる。電流Ｉ0 が、第１のＮＭＯＳトランジスタＭ１を通り、第１の差動対のＮＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６のうちの一方を通って流れる。この電流Ｉ0 はまた、第１の抵抗器Ｒ０、または第１の抵抗と同じ抵抗値を有する第２の抵抗器Ｒ１を通って流れる。この電流Ｉ0 の値は、各抵抗器Ｒ０、Ｒ１の値によって決まり、アンテナのインピーダンスに適合するように５０オーム前後にすることができる。ただし、電流Ｉ1は、ＮＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８からなる第２の差動対には流れない。
【００２９】
逆に、第２の出力信号ＩＮ１が例えばＶＤＤの近傍などの高電圧レベルになると、第２のＮＭＯＳトランジスタＭ２が導通状態になり、第２のＰＭＯＳトランジスタＭ４は非導通状態になる。この場合、第１のパルス出力信号ＩＮ０は例えばアースの近傍などの低電圧レベルになる。つまり、第１のＮＭＯＳトランジスタＭ１は非導通状態になり、第１のＰＭＯＳトランジスタＭ３は導通状態になる。したがって、電流Ｉ1が、第２のＮＭＯＳトランジスタＭ２を通り、第２の差動対のＮＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８のうちの一方を通って流れる。この電流Ｉ1はまた、第１の抵抗器Ｒ０、または第２の抵抗器Ｒ１を通って流れる。この電流Ｉ1の値は、各抵抗器Ｒ０、Ｒ１の値によって決まる。ただし、電流Ｉ0は、ＮＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６からなる第１の差動対には流れない。
【００３０】
パルス発生回路から供給されるパルス出力信号ＩＮ０およびＩＮ１は、３進データ・コーディングによって変調することができる。この場合、パルス出力信号の一方が高い状態にあるときに「１」状態が規定され、アース近傍の低い状態にあるときに「−１」状態が規定される。パルス出力信号の電圧レベルがＶＤＤ／２にあるときは「０」状態が規定される。この後者の場合、各ＭＯＳトランジスタにかかるゲート電圧が導通閾値未満ならば、トランスコンダクタンス段のＭＯＳトランジスタはいずれも導通状態にならない。したがって、ミキサ回路出力信号ＲＦ０およびＲＦ１は、供給電源の高電位ＶＤＤの近傍になる。
【００３１】
図２に示されているミキサ回路のこの第１の実施形態では、トランスコンダクタンス段のＰＭＯＳトランジスタＭ３およびＭ４のウェルまたは基板の電位は、供給電源の高電位ＶＤＤに設定される。トランスコンダクタンス段のＮＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２の基板またはウェルの電位は、供給電源のアース電位に設定される。このことは、図２に示されている差動対のＮＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６、Ｍ７およびＭ８の基板またはウェルの電位にも当てはまる。したがって、ミキサの集積回路をＰ型のシリコン基板に製造できるので、高電位に設定されるのは、ＰＭＯＳトランジスタのウェル電位であり、低電位に設定されるのは、ＮＭＯＳトランジスタの基板電位である。
【００３２】
トランスコンダクタンス段の２つの分岐にＮＭＯＳおよびＰＭＯＳトランジスタの反転器構成を用いることで、ミキサ回路出力信号ＲＦ０およびＲＦ１の良好な増幅が保証される。したがって、このことから、低い供給電圧で大きな送信ダイナミックレンジが確保される。こういった条件では、送信デバイスのアンテナを介してＵＷＢ信号を送信するのに、別の増幅器をミキサ回路出力に配置する必要がない。
【００３３】
ミキサ回路の増幅は、図３に示されているようにトランスコンダクタンス段のＭＯＳトランジスタの基板およびウェルの電位に影響を与えることにより、トランスコンダクタンス段を介して変更することもできる。図３のトランジスタは、図２のものと同じであり、同一の参照記号を有することに留意されたい。したがって、説明を簡略化するために、トランジスタおよびその差動対への接続についての、電流Ｉ0およびＩ1の説明は繰り返さない。
【００３４】
ＰＭＯＳトランジスタＭ３およびＭ４の基板またはウェルの電位Ｖｐ、ならびに／またはＮＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２の基板またはウェルの電位Ｖｎを変更することによって、ミキサ回路出力信号ＲＦ０、ＲＦ１の増幅を変更することが可能である。出力信号ＲＦ０、ＲＦ１に対してこういった増幅利得を追加すると、送信するＵＷＢ信号を供給するためにミキサ回路出力に信号増幅器を配置する必要性が回避される。このトランスコンダクタンス段におけるＭＯＳトランジスタの電位Ｖｐ、Ｖｎの影響を示すために、下表にいくつかの電圧値が示されている。ミキサ回路の供給電圧ＶＤＤは、例えば０．９Ｖなどの１Ｖ未満に設定されている。この表は、ＮＭＯＳトランジスタの基板またはウェルの電位ＶｎとＰＭＯＳトランジスタの基板またはウェルの電位Ｖｐの関数として、出力電圧Ｖｏｕｔ（ＲＦ０、ＲＦ１）の最大変動振幅を示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
例として、ＮＭＯＳトランジスタの基板電位Ｖｎを、供給電源の低電位すなわち０Ｖに設定することができる。この場合、ミキサ回路出力信号ＲＦの振幅を、ＰＭＯＳトランジスタのウェル電位Ｖｐが０．５Ｖでは、０．９Ｖのウェル電位に比べて１．５倍とすることができる。この０．９Ｖという電位は供給電源の高電位ＶＤＤである。当然ながら、ＰＭＯＳトランジスタＭ３とＭ４に同じウェル電位を適用しなければならない。これは、ＮＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２の基板電位にも当てはまる。
【００３７】
上述のミキサ回路は明らかに線形構造を有することにも留意されたい。したがって、この回路は幅広い周波数範囲にわたって非常に有用であり、それが、この回路をＵＷＢ信号送信デバイスで使用すると好ましい理由である。さらに、供給電源の２つの端子間に２つのＭＯＳトランジスタのセットのみを直列接続することから、例えば０．９Ｖなどの１Ｖ未満の非常に低い電圧で、ミキサ回路に電力供給することができる。
【００３８】
当然ながら、図２に示されている構成部品を全て反転して接続することを想定することが可能である。しかしながら、図２のＮＭＯＳトランジスタを全て、ＰＭＯＳトランジスタと置き換えなければならず、図２のＰＭＯＳトランジスタを全て、ＮＭＯＳトランジスタと置き換えなければならない。ただし、抵抗器は供給電源の低電位端子に接続される。
【００３９】
単なる抵抗器以外のインピーダンスの使用を想定することも可能である。第１のインダクタンスを第１の抵抗器と置き換えることができ、第２のインダクタンスを第２の抵抗器と置き換えることができる。インダクタンスとそれに並列または直列の抵抗器の組み合わせを想定することもできる。
【００４０】
示した説明から、当分野の技術者は、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、低電圧ミキサ回路の複数の派生形態を、特にＵＷＢ信号送信デバイスにおいて考案することができる。ＭＯＳトランジスタの代わりにバイポーラトランジスタを使用してもよい。そういった条件では、第１の導電型または第２の導電型の各ＰＭＯＳトランジスタをＰＮＰトランジスタと置き換え、第２の導電型または第１の導電型の各ＮＭＯＳトランジスタをＮＰＮトランジスタと置き換える。第１の電流端子はそのバイポーラトランジスタのエミッタ、第２の電流端子はそのコレクタ、制御端子はそのベースになる。パルス発生回路からの単一のパルス信号が、オシレータからの単一の搬送周波数信号と混合される場合は、搬送周波数信号によって制御される単一のＭＯＳトランジスタに接続された単一の反転器が設けられる。単一のミキサ回路出力信号を供給するように、ＭＯＳトランジスタおよび反転器と直列になった単一の抵抗器を設けてもよい。上記のミキサ回路の構造を、無線周波数またはＵＷＢ信号受信器デバイスに使用することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１  ＵＷＢ信号送信デバイス、２  データ生成器、３  低電圧ミキサ回路、４  局部オシレータ、５  送信アンテナ、６  位置変調（ＢＰＭ）／２進位相偏移変調（ＢＰＳＫ）ユニット、１０  パルス発生回路、Ｒ０  第１の抵抗器、Ｒ１  第２の抵抗器、Ｍ１  第１のＮＭＯＳトランジスタ、Ｍ２  第２のＮＭＯＳトランジスタ、Ｍ３  第１のＰＭＯＳトランジスタ、Ｍ４  第２のＰＭＯＳトランジスタ、Ｍ５  第１の差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタ、Ｍ６  第１の差動対の第２のＮＭＯＳトランジスタ、Ｍ７  第２の差動対の第２のＮＭＯＳトランジスタ、Ｍ８  第２の差動対の第１のＮＭＯＳトランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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