非显而易见杯

专利无效挑战赛

目标专利:464偏置发生器

专利公开号:CN101416136B

专利权人:高通股份有限公司

无效请求书提交日期:2026年


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非显而易见性评估仅供参考,不构成法律建议。



权利要求列表点击可跳转

序号 权利要求内容

1

一种偏置发生器,包括: 第一晶体管,其具有第一输入端口、第一输出端口和第一控制端口,其中所述第一控制端口处的电压决定从所述第一输入端口通过所述第一晶体管去往所述第一输出端口的第一电流,从所述第一输出端口连接至公共电势的参考负载; 第二晶体管,其具有第二输入端口和第二输出端口且具有连接至所述第一控制端口和所述第二输入端口的第二控制端口,其中所述第一控制端口处的所述电压决定从所述第二输入端口通过所述第二晶体管去往所述第二输出端口的第二电流,所述第一和第二控制端口连接至受偏器件; 提供所述第一电流的第一电流源;以及 提供比所述第一电流大的所述第二电流的第二电流源。

2

如权利要求1所述的偏置发生器,其特征在于,第一晶体管尺寸与第二晶体管尺寸相同。

3

如权利要求2所述的偏置发生器,其特征在于,所述第一电流源包括具有第三输入端口、第三输出端口和连接至所述第三输出端口的第三控制端口的第三晶体管,且其中所述第二电流源包括具有第四输入端口、第四输出端口和连接至所述第三控制端口的第四控制端口的第四晶体管。

4

如权利要求3所述的偏置发生器,其特征在于,第四晶体管尺寸比第三晶体管尺寸大。

5

如权利要求4所述的偏置发生器,其特征在于,所述第四晶体管尺寸至少为所述第三晶体管尺寸的两倍。

6

如权利要求5所述的偏置发生器,其特征在于,所述第四晶体管尺寸至少为所述第三晶体管尺寸的四倍。

7

如权利要求4所述的偏置发生器,其特征在于,所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管以及所述第四晶体管是场效应晶体管(FET),且所述第一和第二输入端口是漏极、所述第一和第二输出端口是源极以及所述第一和第二控制端口是栅极。

8

如权利要求1所述的偏置发生器,其特征在于,所述第二电流至少为所述第一电流的两倍。

9

如权利要求8所述的偏置发生器,其特征在于,所述第二电流至少比所述第一电流大四倍。

10

一种偏置发生器,包括: 第一FET,其具有第一漏极、第一源极、和第一栅极,其中所述第一栅极处的电压决定从所述第一漏极通过所述第一FET去往所述第一源极的第一电流,从所述第一源极连接至公共电势的参考负载; 第二FET,其具有第二漏极和第二源极且具有连接至所述第一栅极和所述第二漏极的第二栅极,其中所述第一栅极处的所述电压决定从所述第二漏极通过所述第二FET去往所述第二源极的第二电流,所述第一和第二栅极连接至具有与所述第二FET的第二FET沟道纵横比相同的器件沟道纵横比的受偏器件; 提供所述第一电流的第三FET;以及 提供比所述第一电流大的所述第二电流的第四FET。

11

如权利要求10所述的偏置发生器,其特征在于,所述第二电流至少为所述第一电流的两倍。

12

如权利要求11所述的偏置发生器,其特征在于,所述第二电流至少为所述第一电流的四倍。

13

如权利要求10所述的偏置发生器,其特征在于,第四FET尺寸至少为第三FET尺寸的两倍。

14

如权利要求11所述的偏置发生器,其特征在于,第四FET尺寸至少为第三FET尺寸的四倍。

15

一种偏置发生器,包括: 用于对受偏器件进行偏置的第一偏置装置,所述第一偏置装置具有第一输入端口、第一输出端口和第一控制端口,其中所述第一控制端口处的电压决定从所述第一输入端口通过第一晶体管去往所述第一输出端口的第一电流,用于对所述第一偏置装置进行参考加载并从所述第一输出端口连接至公共电势的参考负载装置; 用于对所述受偏器件进行偏置的第二偏置装置,所述第二偏置装置具有第二输入端口和第二输出端口且具有连接至所述第一控制端口和所述第二输入端口的第二控制端口,其中所述第一控制端口处的所述电压决定从所述第二输入端口通过第二晶体管去往所述第二输出端口的第二电流,所述第一和第二控制端口连接至受偏器件; 用于提供所述第一电流的第一电流源装置;以及 用于提供比所述第一电流大的所述第二电流的第二电流源装置。

16

如权利要求15所述的偏置发生器,其特征在于,第一偏置装置尺寸与第二偏置装置尺寸相同。

17

如权利要求16所述的偏置发生器,其特征在于,所述第一电流源装置包括用于对所述受偏器件进行偏置的第三偏置装置,所述第三偏置装置具有第三输入端口、第三输出端口和连接至所述第三输出端口的第三控制端口,以及其中所述第二电流源装置包括用于对所述受偏器件进行偏置的第四偏置装置,所述第四偏置装置具有第四输入端口、第四输出端口和连接至所述第三控制端口的第四控制端口。

18

如权利要求17所述的偏置发生器,其特征在于,第四偏置装置尺寸比第三偏置装置尺寸大。


对比文件列表

编号 名称
0 1994-10-25_US5359296A_发明授权_US5359296A Self-biased cascode current mirror having high voltage swing and low power consumption_+++A_B_E_L_d+++.docx
0 1997-12-31_WO1997050026A_发明申请_WO1997050026A1 APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING A CURRENT WITH A POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT_+++A_B_L_g+++.docx
0 2003-10-03_JP2003283321A_发明专利_JP2003283321A Internal power source potential generator circuit_+++A_C_D_E_H_L_f_m_n+++.docx
0 2004-02-11_EP1388776A_发明公开_EP1388776A1 Current Source_+++A_b_c+++.docx
0 2004-02-12_JP2004041750A_发明专利_JP2004041750A Drum type washing machine.docx

权利要求1

一种偏置发生器,包括: 第一晶体管,其具有第一输入端口、第一输出端口和第一控制端口,其中所述第一控制端口处的电压决定从所述第一输入端口通过所述第一晶体管去往所述第一输出端口的第一电流,从所述第一输出端口连接至公共电势的参考负载; 第二晶体管,其具有第二输入端口和第二输出端口且具有连接至所述第一控制端口和所述第二输入端口的第二控制端口,其中所述第一控制端口处的所述电压决定从所述第二输入端口通过所述第二晶体管去往所述第二输出端口的第二电流,所述第一和第二控制端口连接至受偏器件; 提供所述第一电流的第一电流源;以及 提供比所述第一电流大的所述第二电流的第二电流源。


未提交复审委

无效理由:专利法第二条

蒋 晓勇
@jxy

你好!作为一名人工智能助手及经验丰富的专利代理师,我已仔细阅读了目标专利的说明书、权利要求以及您提供的五份对比文件。以下是结合目标专利说明书对权利要求的解释,以及针对对比文件的详尽特征比对与创造性分析。

一、 权利要求1与目标专利说明书的结合解释

结合目标专利说明书(CN101416136B),权利要求1请求保护一种偏置发生器,其核心目的在于在保持器件良好匹配(提高性能)的同时,最小化总电流消耗。

  • 结构拓扑(特征A-D):该偏置发生器包含两个主晶体管。第一晶体管(T1)的输出端串联了一个参考负载(R)到公共电势;第二晶体管(T2)被接成二极管形式(控制端与输入端短接)。两者的控制端(栅极)连接在一起,并且共同连接到一个“受偏器件”(需提供偏置电压的外部或后续器件,如LNA晶体管)。

  • 核心发明点(特征E-F):第一电流源提供流经T1的第一电流(I1),第二电流源提供流经T2的第二电流(I2)。突破常规设计(常规设计通常强制I1=I2,如说明书图3所示),本专利明确要求第二电流源提供比第一电流大的第二电流(I2 > I1)。

  • 技术效果:由于I2 > I1,偏置发生器可以在允许第一晶体管和第二晶体管保持相同尺寸(消除尺寸失配引起的误差)的情况下,大幅度降低流经第一晶体管及其参考负载的电流,从而降低整个偏置电路的总电流消耗(如说明书[0034]段实施例所述,总电流消耗从20%降至12.5%)。


二、 对比文件特征公开情况与比对分析

为清晰展示各对比文件对权利要求1技术特征的公开情况,以下为特征比对表格及详细出处分析:

权利要求1 技术特征 D1 (US5359296A) D2 (WO1997050026A1) D3 (JP2003283321A) D4 (EP1388776A1) D5 (JP2004041750A)
特征A: 第一晶体管(有三个端口) 是 是 是 是 否
特征B: 第一晶体管输出端接参考负载 否 是 是 是 否
特征C: 第二晶体管控制端与输入端短接 是 是 是 是 否
特征D: 控制端相连并连接至受偏器件 是 否 是 否 否
特征E: 提供第一电流的第一电流源 是 是 是 是 否
特征F: 第二电流大于第一电流 (I2 > I1) 否 否 否 否 否

详细出处与分析:

1. D1 (US5359296A)

  • 公开内容:涉及自偏置共源共栅电流镜。图2中,晶体管62(第二晶体管)栅漏短接(特征C),其栅极与晶体管64的栅极相连,为晶体管64提供偏置(特征D)。

  • 未公开特征:D1的电阻51是接在电流源52与晶体管62栅极之间,而不是接在第一晶体管的输出端(源极)到公共电势之间(不满足特征B)。D1为传统电流镜结构,并未公开第二电流大于第一电流(不满足特征F)。

2. D2 (WO1997050026A1)

  • 公开内容:涉及具有正温度系数的偏置电流发生器。图2中,MNA(第一晶体管)的源极连接电阻R1(特征B);MNB(第二晶体管)漏极与栅极短接(特征C);MPA与MPB作为电流源提供电流(特征E)。

  • 未公开特征:D2中的MNA与MNB的栅极仅在内部形成闭环,并未教导将该节点连接至外部受偏器件(不满足特征D)。更重要的是,说明书明确记载“The currents I1 and I2 are substantially equal”(第10页,I1与I2基本相等),明确排除了I2 > I1的可能(不满足特征F)。

3. D3 (JP2003283321A)

  • 公开内容:涉及内部电源电位发生回路。图2的定电流发生电路2中,P-MOS 4(对应第一晶体管)源极串联电阻素子8(特征A、B);P-MOS 3(对应第二晶体管)栅极与漏极相连(特征C);P-MOS 3和4的栅极共同连接到P-MOS 5(对应受偏器件)的栅极(特征D);N-MOS 7和N-MOS 6作为电流源分别提供电流(特征E)。

  • 未公开特征:关于电流大小,D3说明书段落[0016]记载“N-MOS 6与7构成电流镜... I7/I6 = W7/W6”。D3并未毫无异议地公开或教导流经P-MOS 3的电流(I6)必须大于流经P-MOS 4的电流(I7),其实质上是在教导常规的电流比例控制(通常为1:1),未公开特征F。

4. D4 (EP1388776A1)

  • 公开内容:涉及一种PTAT电流源。图4中,Q3对应第一晶体管(发射极接电阻R),Q4对应第二晶体管(基极与集电极短接)。

  • 未公开特征:其偏置输出晶体管Q0是由Q1/Q2的基极偏置的,而不是由Q3/Q4偏置的(不满足特征D)。同时,该电路同样基于相等的支路电流运行,未公开特征F。

5. D5 (JP2004041750A)

  • 公开内容:涉及滚筒洗衣机(Drum type washing machine)的机械与控制结构。

  • 分析:属于完全无关的非类似技术领域,未公开本发明的任何电路技术特征。


三、 创造性分析:最接近的对比文件与技术启示

1. 确定最接近的对比文件

在创造性分析中,D3 (JP2003283321A) 适合作为最接近的现有技术(Primary Reference)。

  • 理由:D3与本专利属于相同的技术领域(偏置/恒流发生器),并且公开了与权利要求1在拓扑结构上最为吻合的电路架构(包括晶体管的连接关系、电阻的位置、以及明确连接到了受偏器件P-MOS 5上)。其整体解决的技术问题(提供不受环境电压/温度影响的稳定偏置)也与本专利高度重合。

2. 区别技术特征

将权利要求1与D3进行对比,权利要求1的区别技术特征在于:特征F,即第二电流源提供比第一电流大的第二电流(I2 > I1)。

3. 确定的客观技术问题与技术效果

基于目标专利说明书的记载,该区别特征解决的客观技术问题是:如何在不需要在偏置晶体管之间制造巨大尺寸差异(即减小尺寸失配效应)的前提下,有效降低偏置发生器的总体电流消耗。

4. 其他对比文件是否公开了区别技术特征?

没有被其他对比文件公开。

  • 在D1、D2和D4中,业内常规的偏置电路设计思路(如Widlar电流源或PTAT单元)均是强制第一支路和第二支路的电流相等(I1 = I2),然后通过改变晶体管的沟道宽长比(尺寸失配)来产生所需的偏压差 $\Delta V_{GS}$。

  • 没有任何一份对比文件给出了“打破支路电流相等的常规,通过使得二极管连接侧的电流大于参考电阻侧的电流(I2 > I1),从而在保持晶体管尺寸一致以提高匹配度的同时,压缩整体功耗”的技术启示。

结论:由于D3未公开该区别技术特征,且D1、D2、D4及本领域的常规设计惯例均将两支路电流设定为相等,未能提供相应的技术启示。因此,在D3的基础上结合其他对比文件或本领域公知常识,本领域技术人员无法显而易见地得出权利要求1的技术方案,权利要求1具备突出的实质性特点和显著的进步,具备创造性。

 


权利要求2

如权利要求1所述的偏置发生器,其特征在于,第一晶体管尺寸与第二晶体管尺寸相同。


权利要求3

如权利要求2所述的偏置发生器,其特征在于,所述第一电流源包括具有第三输入端口、第三输出端口和连接至所述第三输出端口的第三控制端口的第三晶体管,且其中所述第二电流源包括具有第四输入端口、第四输出端口和连接至所述第三控制端口的第四控制端口的第四晶体管。


权利要求4

如权利要求3所述的偏置发生器,其特征在于,第四晶体管尺寸比第三晶体管尺寸大。


权利要求5

如权利要求4所述的偏置发生器,其特征在于,所述第四晶体管尺寸至少为所述第三晶体管尺寸的两倍。


权利要求6

如权利要求5所述的偏置发生器,其特征在于,所述第四晶体管尺寸至少为所述第三晶体管尺寸的四倍。


权利要求7

如权利要求4所述的偏置发生器,其特征在于,所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管以及所述第四晶体管是场效应晶体管(FET),且所述第一和第二输入端口是漏极、所述第一和第二输出端口是源极以及所述第一和第二控制端口是栅极。


权利要求8

如权利要求1所述的偏置发生器,其特征在于,所述第二电流至少为所述第一电流的两倍。


权利要求9

如权利要求8所述的偏置发生器,其特征在于,所述第二电流至少比所述第一电流大四倍。


权利要求10

一种偏置发生器,包括: 第一FET,其具有第一漏极、第一源极、和第一栅极,其中所述第一栅极处的电压决定从所述第一漏极通过所述第一FET去往所述第一源极的第一电流,从所述第一源极连接至公共电势的参考负载; 第二FET,其具有第二漏极和第二源极且具有连接至所述第一栅极和所述第二漏极的第二栅极,其中所述第一栅极处的所述电压决定从所述第二漏极通过所述第二FET去往所述第二源极的第二电流,所述第一和第二栅极连接至具有与所述第二FET的第二FET沟道纵横比相同的器件沟道纵横比的受偏器件; 提供所述第一电流的第三FET;以及 提供比所述第一电流大的所述第二电流的第四FET。


权利要求11

如权利要求10所述的偏置发生器,其特征在于,所述第二电流至少为所述第一电流的两倍。


权利要求12

如权利要求11所述的偏置发生器,其特征在于,所述第二电流至少为所述第一电流的四倍。


权利要求13

如权利要求10所述的偏置发生器,其特征在于,第四FET尺寸至少为第三FET尺寸的两倍。


权利要求14

如权利要求11所述的偏置发生器,其特征在于,第四FET尺寸至少为第三FET尺寸的四倍。


权利要求15

一种偏置发生器,包括: 用于对受偏器件进行偏置的第一偏置装置,所述第一偏置装置具有第一输入端口、第一输出端口和第一控制端口,其中所述第一控制端口处的电压决定从所述第一输入端口通过第一晶体管去往所述第一输出端口的第一电流,用于对所述第一偏置装置进行参考加载并从所述第一输出端口连接至公共电势的参考负载装置; 用于对所述受偏器件进行偏置的第二偏置装置,所述第二偏置装置具有第二输入端口和第二输出端口且具有连接至所述第一控制端口和所述第二输入端口的第二控制端口,其中所述第一控制端口处的所述电压决定从所述第二输入端口通过第二晶体管去往所述第二输出端口的第二电流,所述第一和第二控制端口连接至受偏器件; 用于提供所述第一电流的第一电流源装置;以及 用于提供比所述第一电流大的所述第二电流的第二电流源装置。


权利要求16

如权利要求15所述的偏置发生器,其特征在于,第一偏置装置尺寸与第二偏置装置尺寸相同。


权利要求17

如权利要求16所述的偏置发生器,其特征在于,所述第一电流源装置包括用于对所述受偏器件进行偏置的第三偏置装置,所述第三偏置装置具有第三输入端口、第三输出端口和连接至所述第三输出端口的第三控制端口,以及其中所述第二电流源装置包括用于对所述受偏器件进行偏置的第四偏置装置,所述第四偏置装置具有第四输入端口、第四输出端口和连接至所述第三控制端口的第四控制端口。


权利要求18

如权利要求17所述的偏置发生器,其特征在于,第四偏置装置尺寸比第三偏置装置尺寸大。


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