專(zhuān)利名稱(chēng)：支持多個(gè)增益模式的放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路(IC)設(shè)計(jì)，且更特定來(lái)說(shuō)涉及包括低噪聲放大器(LNA)的放大器的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
用于無(wú)線(xiàn)通信的接收器通常將低噪聲放大器(LNA)并入在射頻(RF)前端中。LNA 可經(jīng)設(shè)計(jì)以在到接收器的輸入處適應(yīng)廣范圍的功率電平。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)浇邮掌鞯妮斎胩幱诟吖β孰娖綍r(shí)，LNA必須顯現(xiàn)良好的線(xiàn)性特性以避免將非線(xiàn)性失真產(chǎn)物引入到LNA輸出中。相反，當(dāng)?shù)浇邮掌鞯妮斎胩幱诘凸β孰娖綍r(shí)，LNA必須顯現(xiàn)高增益和低噪聲特性以在不產(chǎn)生過(guò)度噪聲的情況下充分放大輸入信號(hào)。在放大器設(shè)計(jì)中，良好的線(xiàn)性和低噪聲的要求通常是矛盾的。將需要提供用于設(shè)計(jì)一種可適應(yīng)廣范圍的預(yù)期輸入功率電平的LNA的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容


圖1說(shuō)明其中可實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)無(wú)線(xiàn)通信裝置的設(shè)計(jì)的框圖。圖2說(shuō)明可用于圖1的無(wú)線(xiàn)通信裝置中的LNA的示范性實(shí)施例。圖3說(shuō)明采用雙架構(gòu)的LNA的實(shí)施方案，其中組件的某些集合經(jīng)復(fù)制以適應(yīng)HL模式和LN模式兩者中的操作。圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的LNA的示范性實(shí)施例。圖4A說(shuō)明適應(yīng)第三模式的LNA的示范性實(shí)施例，在所述第三模式中第二增益路徑接通且第一增益路徑斷開(kāi)。圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的方法的示范性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式下文結(jié)合附圖闡述的具體實(shí)施方式
希望作為對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的描述，且并不希望表示其中可實(shí)踐本發(fā)明的僅有示范性實(shí)施例。貫穿此描述所使用的術(shù)語(yǔ)“示范性” 意味著“充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明”，且不必解釋為較其它示范性實(shí)施例來(lái)說(shuō)為優(yōu)選或有利的。
具體實(shí)施方式
出于提供對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的透徹理解的目的而包括特定細(xì)節(jié)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可在無(wú)這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在一些例子中，以框圖形式來(lái)展示眾所周知的結(jié)構(gòu)和裝置，以免使本文中呈現(xiàn)的示范性實(shí)施例的新穎性模糊不清。圖1說(shuō)明其中可實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)無(wú)線(xiàn)通信裝置100的設(shè)計(jì)的框圖。 請(qǐng)注意，裝置100僅出于說(shuō)明性目的而展示，且并非意圖以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在圖1中展示的設(shè)計(jì)中，無(wú)線(xiàn)裝置100包括收發(fā)器120和數(shù)據(jù)處理器110，所述數(shù)據(jù)處理器Iio具有用以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序代碼的存儲(chǔ)器112。收發(fā)器120包括支持雙向通信的發(fā)射器130和接收器150。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)裝置100可包括用于任何數(shù)目的通信系統(tǒng)和頻帶的任何數(shù)目的發(fā)射器和任何數(shù)目的接收器。發(fā)射器或接收器可用超外差式(super-heterodyne)架構(gòu)或直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來(lái)實(shí)施。在超外差式架構(gòu)中，信號(hào)在多個(gè)級(jí)中在射頻(RF)與基帶之間進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，例如，在一個(gè)級(jí)中從RF轉(zhuǎn)換到中頻(IF)，且接著針對(duì)接收器在另一級(jí)中從IF轉(zhuǎn)換到基帶。在直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)中，信號(hào)在一個(gè)級(jí)中在RF與基帶之間進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。超外差式架構(gòu)和直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)可使用不同的電路塊，和/或具有不同要求。在圖1中所展示的設(shè)計(jì)中，發(fā)射器130和接收器150用直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來(lái)實(shí)施。在發(fā)射路徑中，數(shù)據(jù)處理器110處理待發(fā)射的數(shù)據(jù)，且將I和Q模擬輸出信號(hào)提供到發(fā)射器130。在發(fā)射器130內(nèi)，低通濾波器13 和13 分別對(duì)I和Q模擬輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，以移除由先前數(shù)/模轉(zhuǎn)換引起的不當(dāng)圖像。放大器(Amp) 13 和134b分別放大來(lái)自低通濾波器13 和132b的信號(hào)，且提供I和Q基帶信號(hào)。升頻轉(zhuǎn)換器140用來(lái)自發(fā)射 (TX)本機(jī)振蕩(LO)信號(hào)產(chǎn)生器170的I和Q TX LO信號(hào)對(duì)I和Q基帶信號(hào)進(jìn)行升頻轉(zhuǎn)換， 且提供經(jīng)升頻轉(zhuǎn)換的信號(hào)。濾波器142對(duì)經(jīng)升頻轉(zhuǎn)換的信號(hào)濾波以移除由升頻轉(zhuǎn)換引起的不當(dāng)圖像以及接收頻帶中的噪聲。功率放大器(PA) 144放大來(lái)自濾波器142的信號(hào)以獲得所要輸出功率電平，且提供發(fā)射RF信號(hào)。發(fā)射RF信號(hào)經(jīng)由雙工器或開(kāi)關(guān)146投送，且經(jīng)由天線(xiàn)148進(jìn)行發(fā)射。在接收路徑中，天線(xiàn)148接收通過(guò)基站發(fā)射的信號(hào)并提供所接收的RF信號(hào)，所述所接收的RF信號(hào)經(jīng)由雙工器或開(kāi)關(guān)146投送，且提供到低噪聲放大器(LNA) 152。所述所接收的RF信號(hào)通過(guò)LNA 152放大，且通過(guò)濾波器IM進(jìn)行濾波，以獲得所要RF輸入信號(hào)。降頻轉(zhuǎn)換器160用來(lái)自接收(RX) LO信號(hào)產(chǎn)生器180的I和Q RX LO信號(hào)對(duì)RF輸入信號(hào)進(jìn)行降頻轉(zhuǎn)換，且提供I和Q基帶信號(hào)。I和Q基帶信號(hào)由放大器16 和162b放大且進(jìn)一步由低通濾波器16 和164b濾波，以獲得提供到數(shù)據(jù)處理器110的I和Q模擬輸入信號(hào)。TXLO信號(hào)產(chǎn)生器170產(chǎn)生用于升頻轉(zhuǎn)換的I和Q TX LO信號(hào)。RXLO信號(hào)產(chǎn)生器 180產(chǎn)生用于降頻轉(zhuǎn)換的I和Q RX LO信號(hào)。每一 LO信號(hào)為具有特定基本頻率的周期性信號(hào)。PLL 172從數(shù)據(jù)處理器110接收定時(shí)信息，且產(chǎn)生用以調(diào)整來(lái)自L(fǎng)O信號(hào)產(chǎn)生器170的 TX LO信號(hào)的頻率和/或相位的控制信號(hào)。類(lèi)似地，PLL 182從數(shù)據(jù)處理器110接收定時(shí)信息，且產(chǎn)生用以調(diào)整來(lái)自L(fǎng)O信號(hào)產(chǎn)生器180的RX LO信號(hào)的頻率和/或相位的控制信號(hào)。圖1展示實(shí)例收發(fā)器設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)射器和接收器中的信號(hào)的調(diào)節(jié)可通過(guò)放大器、濾波器、升頻轉(zhuǎn)換器、降頻轉(zhuǎn)換器等的一個(gè)或一個(gè)以上級(jí)來(lái)執(zhí)行。這些電路塊可不同于圖1中展示的配置而進(jìn)行布置。此外，還可使用在圖1中未展示的其它電路塊來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射器和接收器中的信號(hào)。也可省略圖1中的一些電路塊。可在一個(gè)或一個(gè)以上模擬集成電路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信號(hào)IC等上實(shí)施收發(fā)器120的全部或一部分。
圖2說(shuō)明可用于圖1的無(wú)線(xiàn)通信裝置100中的LNA的示范性實(shí)施例200。LNA 200 可用作(例如)圖1中的裝置100的LNA 152。請(qǐng)注意，雖然在LNA的情形下描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，但將了解，本發(fā)明的技術(shù)可易于應(yīng)用于其它類(lèi)型的放大器的設(shè)計(jì)。此類(lèi)替代示范性實(shí)施例預(yù)期在本發(fā)明的范圍內(nèi)。LNA 200放大輸入信號(hào)IN以產(chǎn)生輸出信號(hào)OUT，其中LNA 200的操作模式由模式控制信號(hào)210a來(lái)控制。在示范性實(shí)施例中，模式控制信號(hào)210a可配置LNA 200從而以低噪聲(LN)模式或高線(xiàn)性(HL)模式操作。在LN模式中，LNA 200可經(jīng)設(shè)計(jì)以向輸入信號(hào)IN 提供相對(duì)高的增益，同時(shí)使噪聲指數(shù)最小化。在HL模式中，LNA 200可針對(duì)最大線(xiàn)性而設(shè)計(jì)，以免將過(guò)度失真引入到輸出信號(hào)OUT中。在示范性實(shí)施例中，模式控制信號(hào)210a可依據(jù)(例如)檢測(cè)器(未圖示)的輸出來(lái)設(shè)定，所述檢測(cè)器檢測(cè)輸入信號(hào)IN中干擾信號(hào)(jammer)的存在。圖3說(shuō)明采用雙架構(gòu)的LNA的實(shí)施方案300，其中組件的某些集合經(jīng)復(fù)制以適應(yīng)兩個(gè)增益模式(例如，HL模式和LN模式)中的操作。LNA 300的更多細(xì)節(jié)揭示于安納普沙烏拉(Anup Savla)和羅杰布羅肯伯勒(Roger Brockenbrough)的題目為“支持多個(gè)增益模式的放大器(Amplifier Supporting Multiple Gain Modes) ”的共同待決美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案(檔案號(hào)0 ^948Ρ1)中，所述專(zhuān)利申請(qǐng)案轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)案的受讓人且與本申請(qǐng)案同時(shí)申請(qǐng)，所述專(zhuān)利申請(qǐng)案的內(nèi)容全文以引用的方式并入本文中。在LNA 300中，RF輸入信號(hào)RF IN耦合到匹配網(wǎng)絡(luò)370，所述匹配網(wǎng)絡(luò)370使RF 輸入信號(hào)的阻抗與LNA輸入匹配以實(shí)現(xiàn)最佳功率遞送。匹配網(wǎng)絡(luò)370的差動(dòng)輸出耦合到第一輸入晶體管331、332且還耦合到第二輸入晶體管333、334。第一輸入晶體管331、332分別經(jīng)由第一級(jí)聯(lián)晶體管321、322耦合到負(fù)載310、311。 第二輸入晶體管333、334也分別經(jīng)由第二級(jí)聯(lián)晶體管323、3Μ耦合到負(fù)載310、311。輸入晶體管331、333共享具有電感Ll的共源極電感器341，而輸入晶體管332、334共享具有電感L2的共源極電感器342。請(qǐng)注意，第一增益路徑301由第一輸入晶體管331、332和第一級(jí)聯(lián)晶體管321、322形成，而第二增益路徑302由第二輸入晶體管333、334和第二級(jí)聯(lián)晶體管323,324形成。在LNA 300中，由開(kāi)關(guān)SW3 355來(lái)控制施加到輸入晶體管331到334的柵極偏置電壓。開(kāi)關(guān)SW3 355可由模式選擇控制電壓(例如，圖2中的信號(hào)210a)來(lái)配置，所述模式選擇控制電壓可在由低噪聲偏壓產(chǎn)生器350產(chǎn)生的低噪聲偏置電壓VBLN與由高線(xiàn)性偏壓產(chǎn)生器360產(chǎn)生的高線(xiàn)性偏置電壓VBHL之間進(jìn)行選擇。將了解，偏置電壓VBLN可對(duì)晶體管331到334施加偏壓以實(shí)現(xiàn)LN模式中的最佳操作，而偏置電壓VBHL可對(duì)晶體管331到 334施加偏壓以實(shí)現(xiàn)HL模式中的最佳操作。以此方式，可有利地避免與LN和HL模式的時(shí)常矛盾的要求相關(guān)聯(lián)的性能折衷。如圖3中進(jìn)一步展示，可通過(guò)開(kāi)關(guān)SWl 335選擇性地啟用或停用第一級(jí)聯(lián)晶體管 321、322，所述開(kāi)關(guān)SWl 335將晶體管321、322的柵極牽拉到高電壓或低電壓。類(lèi)似地，可通過(guò)開(kāi)關(guān)SW2 325選擇性地啟用或停用第二級(jí)聯(lián)晶體管323、324，所述開(kāi)關(guān)SW2325將晶體管323、324的柵極牽拉到高電壓或低電壓。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)LNA 300在LN模式中操作時(shí)，經(jīng)由開(kāi)關(guān)SWl 335和SW2 325 接通第一和第二級(jí)聯(lián)晶體管321到324，借此同時(shí)啟用第一增益路徑301和第二增益路徑302?；蛘?，當(dāng)LNA 300在HL模式中操作時(shí)，接通第一級(jí)聯(lián)晶體管321、322或第二級(jí)聯(lián)晶體管323、324，借此啟用第一增益路徑301或第二增益路徑302。將了解，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定開(kāi)關(guān)SWl 335和SW2 325，可通過(guò)選擇性地啟用或停用第一和/或第二增益路徑而有利地調(diào)整提供到輸入信號(hào)RF IN的總增益而不影響LNA的呈現(xiàn)給匹配網(wǎng)絡(luò)370的阻抗。圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的LNA的示范性實(shí)施例400。在圖4中，第一輸入晶體管331 使具有電感L3的電感器411耦合到其源極，而第一輸入晶體管332使具有電感L4的電感器412耦合到其源極。在示范性實(shí)施例中，L3可經(jīng)設(shè)計(jì)以等于L4。如圖4中進(jìn)一步展示， 第二輸入晶體管333、334在其源極處均直接耦合到RF接地。請(qǐng)注意，第一增益路徑401由第一輸入晶體管331、332和第一級(jí)聯(lián)晶體管321、322形成，而第二增益路徑402由第二輸入晶體管333、334和第二級(jí)聯(lián)晶體管323、3M形成。在示范性實(shí)施例中，當(dāng)LNA 400在HL模式中操作時(shí)，開(kāi)關(guān)SW3 355將偏置電壓 VBHL耦合到第一和第二輸入晶體管331到334的柵極。通過(guò)開(kāi)關(guān)SWl 335接通第一級(jí)聯(lián)晶體管321、322，而通過(guò)開(kāi)關(guān)SW2 325接通第二級(jí)聯(lián)晶體管323、324。以此方式，啟用第一增益路徑401，而停用第二增益路徑402。因此，在HL模式中，LNA 400可受益于第一增益路徑401的由源極退化電感器341、342提供的較好線(xiàn)性。在一示范性實(shí)施例中，當(dāng)LNA 400在LN模式中操作時(shí)，開(kāi)關(guān)SW3 355將偏置電壓 VBLN耦合到第一和第二輸入晶體管331到334的柵極。此外，在LN模式中，通過(guò)開(kāi)關(guān)SWl 335和SW2 325接通第一和第二級(jí)聯(lián)晶體管321到324。以此方式，同時(shí)啟用第一增益路徑 401和第二增益路徑402。將了解，在LN模式中，LNA 400可受益于由第一增益路徑401提供的增益與由第二增益路徑402提供的增益的組合，第二增益路徑402與第一增益路徑401 相比歸因于不存在耦合到第二增益路徑402的電感器源極退化而可自身提供更高增益。在替代示范性實(shí)施例中，由于在LN和HL模式兩者中接通晶體管321、322，因此可省略開(kāi)關(guān)SWl 335，且晶體管321、322的柵極耦合到固定高偏置電壓。仍將了解，在示范性實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)SWl 335連同SW2 325的提供可有利地允許在需要時(shí)使整個(gè)LNA 400通電或斷電。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解，上文中所描述的技術(shù)可容易應(yīng)用于設(shè)計(jì)具有兩個(gè)以上增益模式的放大器。舉例來(lái)說(shuō)，具有逐漸改進(jìn)的增益或線(xiàn)性特性的多個(gè)操作模式可通過(guò)并行提供兩個(gè)以上增益路徑(例如，401和40 來(lái)設(shè)計(jì)，每一增益路徑具有可選擇性地啟用或停用的級(jí)聯(lián)晶體管。此類(lèi)替代示范性實(shí)施例預(yù)期在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖4A說(shuō)明適應(yīng)第三模式的LNA的示范性實(shí)施例400A，在所述第三模式中接通經(jīng)修改的第二增益路徑402A且斷開(kāi)第一增益路徑401。在圖4A中，在第三模式期間使兩個(gè)開(kāi)關(guān)SW4 420A和SW5 421A閉合，借此經(jīng)由反饋?zhàn)杩筞FB 431A和ZFB 432A將第二增益路徑 402A的輸入耦合到級(jí)聯(lián)輸出。在示范性實(shí)施例中，反饋?zhàn)杩?31A和431B可為經(jīng)設(shè)計(jì)以在第三操作模式期間確保LNA 400的穩(wěn)定性的電阻器。進(jìn)一步如圖4A中所展示，偏壓產(chǎn)生器 410A經(jīng)配置以依據(jù)操作模式(例如，LN模式、HL模式或第三模式)而為輸入晶體管331到 334輸出適當(dāng)?shù)钠秒妷篤BG。圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的方法的示范性實(shí)施例500。請(qǐng)注意，方法500僅出于說(shuō)明性目的而展示，且并非意圖將本發(fā)明的范圍限于所展示的任何特定方法。
在圖5中，在框510處，使用第一增益路徑來(lái)放大輸入信號(hào)。第一增益路徑包含耦合到第一級(jí)聯(lián)晶體管的第一輸入晶體管，且第一輸入晶體管的源極耦合到退化電感器。在框520處，在高線(xiàn)性增益模式中，使用低電壓對(duì)第二增益路徑的第二級(jí)聯(lián)晶體管施加偏壓。第二增益路徑進(jìn)一步包含耦合到第二級(jí)聯(lián)晶體管的第二輸入晶體管，且第二輸入晶體管的源極耦合到射頻(RF)接地。在框530處，在低噪聲增益模式中，使用高電壓對(duì)第二級(jí)聯(lián)晶體管施加偏壓，且使用第二增益路徑放大輸入信號(hào)。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解，雖然已參考MOS晶體管(MOSFET)描述了本發(fā)明的示范性實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)不需要限于基于MOSFET的設(shè)計(jì)，且可容易應(yīng)用于使用雙極結(jié)晶體管(或BJT)和/或其它三端子跨導(dǎo)裝置的替代示范性實(shí)施例(未圖示)。舉例來(lái)說(shuō)，在示范性實(shí)施例(未圖示)中，所展示的比較器中的任一者可利用BJT而非M0SFET，其中BJT的集極、基極和發(fā)射極分別如針對(duì)MOSFET的漏極、柵極和源極所示而耦合?；蛘撸?BiCMOS工藝中，CMOS和雙極結(jié)構(gòu)/裝置兩者的組合可用以使電路性能最大化。此外，除非另外注釋?zhuān)駝t在本說(shuō)明書(shū)中且在權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“漏極”、“柵極”和“源極”可涵蓋那些術(shù)語(yǔ)的與MOSFET相關(guān)聯(lián)的常規(guī)含義以及例如BJT等其它三端子跨導(dǎo)裝置的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)兩者，其對(duì)應(yīng)性將是電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的。在本說(shuō)明書(shū)中且在權(quán)利要求書(shū)中，將理解，當(dāng)一元件被稱(chēng)為“連接到”或“耦合到” 另一元件時(shí)，所述元件可直接連接或耦合到另一元件，或可存在介入元件。相反，當(dāng)一元件被稱(chēng)為“直接連接到”或“直接耦合到”另一元件時(shí)，不存在介入元件。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可使用多種不同技藝和技術(shù)中的任一者來(lái)表示信息和信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁粒子、光場(chǎng)或光粒子或其任何組合來(lái)表示可能貫穿以上描述所提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)和碼片。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，結(jié)合本文中所揭示的示范性實(shí)施例而描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。 為了清楚地說(shuō)明硬件與軟件的此可互換性，各種說(shuō)明性組件、塊、模塊、電路和步驟已在上文大體按其功能性予以描述。將此功能性實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用和強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。熟練的技術(shù)人員可對(duì)于每一特定應(yīng)用以不同的方式實(shí)施所描述的功能性，但此類(lèi)實(shí)施決策不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致偏離本發(fā)明的示范性實(shí)施例的范圍?？捎赏ㄓ锰幚砥鳌?shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門(mén)或晶體管邏輯、離散硬件組件或經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的其任何組合來(lái)實(shí)施或執(zhí)行結(jié)合本文中所揭示的示范性實(shí)施例而描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器也可實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如， DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器的組合、結(jié)合DSP核心的一個(gè)或一個(gè)以上微處理器， 或任何其它此類(lèi)配置。結(jié)合本文中所揭示的示范性實(shí)施例而描述的方法或算法的步驟可直接以硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者的組合來(lái)體現(xiàn)。軟件模塊可駐留于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、 快閃存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤(pán)、可裝卸盤(pán)、CD-ROM，或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。將示范性存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，以使得所述處理器可從所述存儲(chǔ)媒體讀取信息和將信息寫(xiě)入到所述存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可與處理器成一體式。處理器和存儲(chǔ)媒體可駐留于 ASIC中。ASIC可駐留于用戶(hù)終端中。在替代方案中，處理器和存儲(chǔ)媒體可作為離散組件駐留于用戶(hù)終端中。在一個(gè)或一個(gè)以上示范性實(shí)施例中，所描述的功能可以硬件、軟件、固件或其任何組合來(lái)實(shí)施。如果以軟件來(lái)實(shí)施，那么所述功能可作為一個(gè)或一個(gè)以上指令或代碼而存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由計(jì)算機(jī)可讀媒體來(lái)發(fā)射。計(jì)算機(jī)可讀媒體包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體和通信媒體兩者，通信媒體包括促進(jìn)將計(jì)算機(jī)程序從一處傳送到另一處的任何媒體。存儲(chǔ)媒體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。借助實(shí)例且并非限制，此計(jì)算機(jī)可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤(pán)存儲(chǔ)裝置、磁盤(pán)存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ)裝置，或可用以載運(yùn)或存儲(chǔ)呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的所要程序代碼并可通過(guò)計(jì)算機(jī)存取的任何其它媒體。并且，適當(dāng)?shù)貙⑷魏芜B接稱(chēng)為計(jì)算機(jī)可讀媒體。舉例來(lái)說(shuō)，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線(xiàn)、數(shù)字訂戶(hù)線(xiàn)(DSL)，或例如紅外線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電和微波等無(wú)線(xiàn)技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源發(fā)射軟件，那么同軸電纜、光纖電纜、雙絞線(xiàn)、DSL，或例如紅外線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電和微波等無(wú)線(xiàn)技術(shù)包括于媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤(pán)(Disk)和光盤(pán)(disc)包括緊密光盤(pán)(CD)、激光光盤(pán)、光學(xué)光盤(pán)、數(shù)字通用光盤(pán)(DVD)、軟性磁盤(pán)和藍(lán)光光盤(pán)，其中磁盤(pán)通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤(pán)通過(guò)激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述各者的組合也應(yīng)包括于計(jì)算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。提供對(duì)所揭示的示范性實(shí)施的先前描述以使得所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制造或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解對(duì)這些示范性實(shí)施例的各種修改，且本文中所定義的一般原理可適用于其它示范性實(shí)施例而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。因此， 本發(fā)明并不希望限于本文中所展示的示范性實(shí)施例，而是應(yīng)被賦予與本文中所揭示的原理和新穎特征一致的最廣范圍。
權(quán)利要求
1.一種支持多個(gè)增益模式的用于放大信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包含第一增益路徑，其包含耦合到第一級(jí)聯(lián)晶體管的第一輸入晶體管，所述第一輸入晶體管的源極耦合到退化電感器；以及第二增益路徑，其包含耦合到第二級(jí)聯(lián)晶體管的第二輸入晶體管，所述第二輸入晶體管的源極耦合到射頻RF接地，所述第二級(jí)聯(lián)晶體管的柵極在高線(xiàn)性增益模式中選擇性地耦合到低偏置電壓且在低噪聲增益模式中選擇性地耦合到高偏置電壓，所述第一級(jí)聯(lián)晶體管的輸出耦合到所述第二級(jí)聯(lián)晶體管的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一輸入晶體管的柵極在所述低噪聲增益模式中選擇性地耦合到低噪聲偏壓，且在所述高線(xiàn)性增益模式中選擇性地耦合到高線(xiàn)性偏壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第二輸入晶體管的柵極在所述低噪聲增益模式中選擇性地耦合到所述低噪聲偏壓，且在所述高線(xiàn)性增益模式中選擇性地耦合到所述高線(xiàn)性偏壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第二輸入晶體管的所述柵極在所述低噪聲增益模式中選擇性地耦合到第二低噪聲偏壓，所述第二低噪聲偏壓不同于所述低噪聲偏壓； 且在所述高線(xiàn)性增益模式中選擇性地耦合到第二高線(xiàn)性偏壓，所述第二高線(xiàn)性偏壓不同于所述高線(xiàn)性偏壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一級(jí)聯(lián)晶體管的柵極在斷電模式中選擇性地耦合到低偏置電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述第一級(jí)聯(lián)晶體管的所述柵極在所述低噪聲增益模式和所述高線(xiàn)性增益模式兩者中耦合到高偏置電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含第三增益路徑，其包含耦合到第三級(jí)聯(lián)晶體管的第三輸入晶體管，所述第三輸入晶體管的源極耦合到第二退化電感器，所述第二退化電感器與耦合到所述第一輸入晶體管的所述退化電感器相比具有更低的電感，所述第三級(jí)聯(lián)晶體管的柵極在所述低噪聲增益模式中選擇性地耦合到低偏置電壓，且在中間增益模式中選擇性地耦合到高偏置電壓，所述第三級(jí)聯(lián)晶體管的輸出耦合到所述第一和第二級(jí)聯(lián)晶體管的所述輸出。
8.一種支持多個(gè)增益模式的用于放大信號(hào)的方法，所述方法包含使用第一增益路徑放大輸入信號(hào)，所述第一增益路徑包含耦合到第一級(jí)聯(lián)晶體管的第一輸入晶體管，所述第一輸入晶體管的源極耦合到退化電感器；在高線(xiàn)性增益模式中，使用低電壓對(duì)第二增益路徑的第二級(jí)聯(lián)晶體管施加偏壓，所述第二增益路徑進(jìn)一步包含耦合到所述第二級(jí)聯(lián)晶體管的第二輸入晶體管，所述第二輸入晶體管的源極耦合到射頻RF接地；以及在低噪聲增益模式中，使用高電壓對(duì)所述第二級(jí)聯(lián)晶體管施加偏壓，并使用所述第二增益路徑放大所述輸入信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述低噪聲增益模式中，使用低噪聲偏壓對(duì)所述第一輸入晶體管施加偏壓；以及在所述高線(xiàn)性增益模式中，使用高線(xiàn)性偏壓對(duì)所述第一輸入晶體管施加偏壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述低噪聲增益模式中，使用低噪聲偏壓對(duì)所述第二輸入晶體管施加偏壓；以及在所述高線(xiàn)性增益模式中，使用高線(xiàn)性偏壓對(duì)所述第二輸入晶體管施加偏壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述低噪聲增益模式中，使用不同于所述低噪聲偏壓的第二低噪聲偏壓對(duì)所述第二輸入晶體管施加偏壓；以及在所述高線(xiàn)性增益模式中，使用不同于所述高線(xiàn)性偏壓的第二高線(xiàn)性偏壓對(duì)所述第二輸入晶體管施加偏壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述低噪聲增益模式中，使用低偏置電壓對(duì)所述第一級(jí)聯(lián)晶體管施加偏壓；以及在所述高線(xiàn)性增益模式中，使用高偏置電壓對(duì)所述第一級(jí)聯(lián)晶體管施加偏壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述低噪聲增益模式和所述高線(xiàn)性增益模式兩者中使用高偏置電壓對(duì)所述第一級(jí)聯(lián)晶體管施加偏壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含在中間增益模式中，使用高偏置電壓對(duì)第三增益路徑的第三級(jí)聯(lián)晶體管施加偏壓，所述第三增益路徑進(jìn)一步包含耦合到所述第三級(jí)聯(lián)晶體管的第三輸入晶體管，所述第三輸入晶體管的源極耦合到第二退化電感器，所述第二退化電感器與耦合到所述第一輸入晶體管的所述退化電感器相比具有更低的電感，所述第三級(jí)聯(lián)晶體管的輸出耦合到所述第一和第二級(jí)聯(lián)晶體管的輸出。
15.一種支持多個(gè)增益模式的用于放大信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包含用于在高線(xiàn)性模式中使用第一增益路徑放大輸入信號(hào)的裝置；以及用于在低噪聲模式中使用所述第一增益路徑和第二增益路徑放大所述輸入信號(hào)的裝
全文摘要
本發(fā)明提供用于設(shè)計(jì)一種用于在廣范圍的輸入功率電平上操作的低噪聲放大器LNA的技術(shù)。在一示范性實(shí)施例中，并行地提供第一增益路徑與第二增益路徑。所述第一增益路徑包括具有電感器源極退化的差動(dòng)級(jí)聯(lián)放大器。所述第二增益路徑包括不具有電感器源極退化的差動(dòng)級(jí)聯(lián)放大器?？上蛩鲈鲆媛窂降募?jí)聯(lián)晶體管選擇性地施加偏壓以啟用或停用所述第一和/或第二增益路徑。通過(guò)向所述級(jí)聯(lián)晶體管和輸入晶體管選擇性地施加偏壓，可選擇所述第一和第二增益路徑的各種組合以為任何輸入功率電平提供優(yōu)化的增益配置。
文檔編號(hào)H03F3/45GK102362429SQ201080013681
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者哈里什·S·穆薩利, 熊志杰 申請(qǐng)人:高通股份有限公司