[发明专利]一种宽动态范围的自偏置差分驱动整流器电路

说明书

本发明公开了一种宽动态范围的自偏置差分驱动整流器电路。所述差分驱动整流器电路由第一NMOS管(M1)、第二NMOS管(M2)、第一PMOS管(M3)、第二PMOS管(M4)组成差分驱动整流器、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)组成的特殊结构的二极管构成；输入信号为RF+和RF‑通过第一电容(C1)、第二电容(C2)接差分驱动整流器的输入端，差分驱动整流器的输出端接并联的第一二极管(D1)、第二二极管(D2)，第一二极管(D1)、第二二极管(D2)的输出端为输出信号V_out。通过二极管从输出端口引入反馈，以此来给差分驱动整流器的输出PMOS的栅极提供偏置，控制其栅级电压。在高输入功率的情况下，有效降低差分驱动整流器的反向电流，拓宽差分驱动整流器电路高效率输出的动态范围。

技术领域

本发明属于整流器电路领域，特别涉及一种能够实现宽动态范围的自偏置差分驱动整流器电路。

背景技术

无线功率传输技术在射频识别、植入式生物医学设备、无线传感器等领域应用广泛，它的核心模块为射频-直流功率转换电路，该电路能够将从天线端采集的射频能量转换成稳定的直流功率，为后续的电路模块提供一个稳定的电压。

在射频能量采集领域，主要有两种整流器结构：Dickson型和交叉耦合差分驱动型。Dickson型整流器通过二极管实现交直流的转换，但是二极管的导通压降限制了整流器在低输入功率下的转换效率。在低射频能量环境下，为了保证在低输入功率下也有较高的转换效率较低的灵敏度，一般采用交叉耦合差分驱动整流器以下简称差分驱动整流器。差分驱动整流器利用MOS管开关实现交直流转换，大大降低了导通压降，优化了灵敏度参数；但是，由于MOS管开关的双向导通特性，在较高的输入功率下，一部分采集的电荷会通过MOS管开关反向流回射频输入端，降低了差分驱动整流器的效率。所以本发明提出了一种宽动态范围的自偏置差分驱动整流器电路，保证了整流器在低输入功率和较高的输入功率下，都有较高的转换效率。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提出一种宽动态范围的自偏置差分驱动整流器电路，保证作为射频能量采集核心电路模块的整流器，在较大的输入功率范围内，以较高的转换效率工作。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

所述差分驱动整流器电路由第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管组成差分驱动整流器、第一二极管、第二二极管组成的特殊结构的二极管构成；输入信号为RF+和RF-通过第一电容、第二电容接差分驱动整流器的输入端，差分驱动整流器的输出端接并联的第一二极管、第二二极管，第一二极管、第二二极管的输出端为输出信号V_out。

所述第一二极管由第三NMOS管、第三PMOS管组成，第二二极管由第四NMOS管、第四PMOS管组成；

所述第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管为中等阈值的NMOS管，第一PMOS管、第二PMOS管为中等阈值的PMOS管，第三PMOS管、第四PMOS管为高阈值的PMOS管。

所述输入信号RF+与第一电容、第二电容的上极板相连，RF-与电容第三电容、第四电容的下极板相连；

所述第一NMOS管的漏极与第二NMOS管的漏极和地相连，第一NMOS管的源极与第一电容的下极板、第二NMOS管的栅极、第一PMOS管的源极相连，构成X节点。

所述第一NMOS管的栅极与第二NMOS管的源极、第二PMOS管的源极、第三电容的上极板相连；第二NMOS管的漏极与地相连，第二NMOS管的栅极与第一电容的下极板、第一PMOS管的源极相连，第二NMOS管的源极与第三电容的上极板、第二PMOS管的源极相连，构成Y节点。

所述第一PMOS管的源极与第一电容的下极板相连，第一PMOS管的栅极与第四电容的上极板、第三NMOS管的源极、第三PMOS管的栅极相连，构成Z节点。