具有多個(gè)輸出和可配置退化電感器的放大器的制造方法
【專利說明】具有多個(gè)輸出和可配置退化電感器的放大器
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求共同擁有的于2013年2月22日提交的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng) No. 13/775,036的優(yōu)先權(quán)，該非臨時(shí)申請(qǐng)的內(nèi)容通過援引全部明確納入于此。
[0003] 領(lǐng)域
[0004] 本公開一般涉及電子器件，尤其涉及放大器。
[0005] 置量
[0006] 無(wú)線通信系統(tǒng)中的無(wú)線設(shè)備（例如，蜂窩電話或智能電話）可以傳送和接收數(shù)據(jù) 以供雙向通信。無(wú)線設(shè)備可包括用于數(shù)據(jù)傳送的發(fā)射機(jī)以及用于數(shù)據(jù)接收的接收機(jī)。對(duì)于 數(shù)據(jù)傳送，發(fā)射機(jī)可用數(shù)據(jù)來調(diào)制射頻（RF)載波信號(hào)以獲得經(jīng)調(diào)制信號(hào)，放大經(jīng)調(diào)制信號(hào) 以獲得具有恰當(dāng)發(fā)射功率電平的輸出RF信號(hào)，并經(jīng)由天線將該輸出RF信號(hào)發(fā)射到基站。對(duì) 于數(shù)據(jù)接收，接收機(jī)可經(jīng)由天線獲得收到RF信號(hào)并且可放大和處理該收到RF信號(hào)以恢復(fù) 由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0007] 無(wú)線設(shè)備可支持載波聚集，其是多個(gè)載波上的同時(shí)操作。載波可指被用于通信的 頻率范圍并且可與某些特性相關(guān)聯(lián)。例如，載波可與描述該載波上的操作的系統(tǒng)信息相關(guān) 聯(lián)。載波也可被稱為分量載波（CC)、頻率信道、蜂窩小區(qū)等。期望無(wú)線設(shè)備高效地支持載波 聚集。
[0008] 附圖簡(jiǎn)沐
[0009] 圖1示出無(wú)線設(shè)備正與無(wú)線系統(tǒng)通信。
[0010] 圖2示出了載波聚集（CA)的各種示例。
[0011] 圖3示出了圖1中的無(wú)線設(shè)備的框圖。
[0012] 圖4示出了具有固定源極退化電感的單輸入多輸出（snro)低噪聲放大器（LNA) 的示意圖。
[0013] 圖5A到ro示出具有可配置源極退化電感的snroLNA的四個(gè)示例性設(shè)計(jì)的示意 圖。
[0014] 圖6示出了具有可配置源極退化電感的多輸入多輸出（M頂0)LNA的示例性設(shè)計(jì)的 示意圖。
[0015] 圖7示出了用于執(zhí)行放大的過程。
[0016] 詳細(xì)描沐
[0017] 以下闡述的詳細(xì)描述旨在作為本公開的示例性設(shè)計(jì)的描述，而無(wú)意表示可在其中 實(shí)踐本公開的僅有設(shè)計(jì)。術(shù)語(yǔ)"示例性"在本文中用于表示"用作示例、實(shí)例或解說"。本文 中描述為"示例性"的任何設(shè)計(jì)不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他設(shè)計(jì)。本詳細(xì)描述包括具體 細(xì)節(jié)以提供對(duì)本公開的示例性設(shè)計(jì)的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，沒有這 些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐本文描述的示例性設(shè)計(jì)。在一些實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖形 式示出以免湮沒本文中給出的示例性設(shè)計(jì)的新穎性。
[0018] 本文中公開了具有可配置源極退化電感并且具有改善的性能的多輸出放大器。這 些放大器可以被用以接收并發(fā)地發(fā)送到無(wú)線設(shè)備（例如，用于載波聚集）的多個(gè)所傳送信 號(hào)。這些放大器也可被用于各種電子設(shè)備，諸如無(wú)線通信設(shè)備（例如，蜂窩電話、智能電話 等）、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、手持式設(shè)備、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、膝上型計(jì)算機(jī)、智能 本、上網(wǎng)本、無(wú)繩電話、無(wú)線本地環(huán)路（WLL)站、藍(lán)牙設(shè)備、消費(fèi)電子設(shè)備、等等。為了清楚起 見，下面描述具有可配置源極退化電感的放大器在無(wú)線通信設(shè)備中的使用。
[0019] 圖1示出了無(wú)線設(shè)備110正與無(wú)線通信系統(tǒng)120和122通信。每個(gè)無(wú)線系統(tǒng)可 以是長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE)系統(tǒng)、碼分多址（CDMA)系統(tǒng)、全球移動(dòng)通信（GSM)系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng) (WLAN)系統(tǒng)或其他某個(gè)無(wú)線系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)寬帶CDMA(WCDMA)、CDMAIX、時(shí)分同步 CDMA(TD-SCDMA)、或其他某個(gè)版本的CDMA。為簡(jiǎn)化起見，圖1示出了包括兩個(gè)基站130和 132以及一個(gè)系統(tǒng)控制器140的無(wú)線系統(tǒng)120以及包括一個(gè)基站134的無(wú)線系統(tǒng)122。一 般而言，無(wú)線系統(tǒng)可包括任何數(shù)目的基站以及任何網(wǎng)絡(luò)實(shí)體集合。基站還可被稱為B節(jié)點(diǎn)、 演進(jìn)型B節(jié)點(diǎn)（eNB)、接入點(diǎn)等。
[0020] 無(wú)線設(shè)備110還可以被稱為用戶裝備（UE)、移動(dòng)站、終端、接入終端、訂戶單元、站 等。無(wú)線設(shè)備110可以是蜂窩電話、智能電話、平板設(shè)備、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、手持式設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)、智能本、上網(wǎng)本、無(wú)繩電話、無(wú)線本地環(huán)路（WLL)站、藍(lán) 牙設(shè)備、等等。無(wú)線設(shè)備110可與無(wú)線系統(tǒng)120和/或122通信。無(wú)線設(shè)備110還可接收 來自廣播站的信號(hào)、來自一個(gè)或多個(gè)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)中的衛(wèi)星（例如，衛(wèi)星150) 的信號(hào)、等等。無(wú)線設(shè)備110可以支持用于無(wú)線通信的一種或多種無(wú)線電技術(shù)，諸如LTE、 WCDMA、CDMAIX、TD-SCDMA、GSM、802. 11 等等。
[0021] 無(wú)線設(shè)備110可以能夠在覆蓋低于1000兆赫茲（MHz)的頻率的低頻帶（LB)、覆蓋 從1000MHz到2300MHz的頻率的中頻帶（MB)、和/或覆蓋高于2300MHz的頻率的高頻帶 (HB)中操作。例如，低頻帶可以覆蓋698到960MHz，中頻帶可以覆蓋1475到2170MHz，并 且高頻帶可以覆蓋2300到2690MHz和3400到3800MHz。低頻帶、中頻帶和高頻帶是指三 群頻帶（或稱頻帶群），其中每個(gè)頻帶群包括數(shù)個(gè)頻帶（或簡(jiǎn)稱為"帶")。每個(gè)頻帶可以覆 蓋至多達(dá)200MHz。LTE版本11支持35個(gè)頻帶，這些頻帶被稱為L(zhǎng)TE/UMTS頻帶并且在公 眾可獲取的文檔3GPPTS36. 101中列出。一般而言，可以定義任何數(shù)目個(gè)頻帶群。每個(gè)頻 帶群可覆蓋任何頻率范圍，這些頻率范圍可以與以上給出的頻率范圍中的任何范圍相匹配 或不相匹配。每個(gè)頻帶群可包括任何數(shù)目個(gè)頻帶。
[0022] 無(wú)線設(shè)備110可以支持載波聚集，其是多個(gè)載波上的操作。載波聚集也可被稱為 多載波操作。載波可指被用于通信的頻率范圍并且可與某些特性相關(guān)聯(lián)。例如，載波可與 描述該載波上的操作的系統(tǒng)信息和/或控制信息相關(guān)聯(lián)。載波也可被稱為分量載波（CC)、 頻率信道、蜂窩小區(qū)等。頻帶可包括一個(gè)或多個(gè)載波。在LTE中每個(gè)載波可以覆蓋至多達(dá) 20MHz。在LTE版本11中，無(wú)線設(shè)備110可以配置成具有在一個(gè)或兩個(gè)頻帶中的至多達(dá)5 個(gè)載波。
[0023] -般而言，載波聚集（CA)可以被分類為兩種類型一一帶內(nèi)CA和帶間CA。帶內(nèi)CA 是指同一頻帶內(nèi)的多個(gè)載波上的操作。帶間CA是指不同頻帶中的多個(gè)載波上的操作。
[0024] 圖2示出了無(wú)線設(shè)備110可以支持的各種CA情景。為了簡(jiǎn)單起見，圖2示出了無(wú) 線設(shè)備110配置成在一頻帶中僅有一個(gè)載波以用于帶間CA。一般而言，無(wú)線設(shè)備110可配 置成在給定頻帶內(nèi)有一個(gè)或多個(gè)載波。
[0025] 場(chǎng)景210覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個(gè)載波C1和中頻帶中的頻帶Y中 的一個(gè)載波C2被配置成用于無(wú)線設(shè)備110的帶間CA。場(chǎng)景220覆蓋了其中中頻帶中的頻 帶X中的一個(gè)載波C1和高頻帶中的頻帶Y中的一個(gè)載波C2被配置成用于無(wú)線設(shè)備110的 帶間CA。場(chǎng)景230覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個(gè)載波C1和高頻帶中的頻帶Y中 的一個(gè)載波C2被配置成用于無(wú)線設(shè)備110的帶間CA。
[0026] 場(chǎng)景240覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個(gè)載波C1和也在低頻帶中的頻帶 Y中的一個(gè)載波C2被配置成用于無(wú)線設(shè)備110的帶間CA。場(chǎng)景250覆蓋了其中中頻帶中 的頻帶X中的一個(gè)載波C1和也在中頻帶中的頻帶Y中的一個(gè)載波C2被配置成用于無(wú)線設(shè) 備110的帶間CA。場(chǎng)景260覆蓋了其中高頻帶中的頻帶X中的一個(gè)載波C1和也在高頻帶 中的頻帶Y中的一個(gè)載波C2被配置成用于無(wú)線設(shè)備110的帶間CA。
[0027] 場(chǎng)景270覆蓋了其中低頻帶、或中頻帶、或高頻帶中的頻帶X中的兩個(gè)毗鄰載波C1 和C2被配置成用于無(wú)線設(shè)備110的毗連帶內(nèi)CA。場(chǎng)景280覆蓋了其中低頻帶、或中頻帶、 或高頻帶中的頻帶X中的兩個(gè)非毗鄰載波C1和C2被配置成用于無(wú)線設(shè)備110的非毗連帶 內(nèi)CA〇
[0028] 圖2示出了載波聚集的一些示例。對(duì)于頻帶和頻帶群的其他組合也可支持載波聚 集。
[0029] 無(wú)線設(shè)備110可以并發(fā)地在不同的頻率接收多個(gè)所傳送信號(hào)。這些多個(gè)所傳送的 信號(hào)可以由一個(gè)或多個(gè)基站以不同頻率在多個(gè)載波上發(fā)送以供載波聚集。這些多個(gè)所傳送 的信號(hào)還可由不同的基站來發(fā)送以進(jìn)行協(xié)調(diào)式多點(diǎn)（CoMP)傳輸、切換等。這些多個(gè)所傳送 的信號(hào)還可由不同無(wú)線系統(tǒng)中的基站來發(fā)送以用于并發(fā)服務(wù)，諸如語(yǔ)音/數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)/數(shù) 據(jù)或語(yǔ)音/語(yǔ)音等。例如，無(wú)線設(shè)備110可支持雙S頂/雙待（DSDS)和/或雙S頂/雙通 (DSDA)，并且能夠并發(fā)地與多個(gè)無(wú)線系統(tǒng)（諸如TD-SCDMA和GSM系統(tǒng)、或LTE和GSM系統(tǒng)、 或CDMA和GSM系統(tǒng)等）進(jìn)行通信。
[0030] 圖3示出了圖1中的無(wú)線設(shè)備110的示例性設(shè)計(jì)的框圖。在這一示例性設(shè)計(jì)中， 無(wú)線設(shè)備110包括耦合至主天線310的收發(fā)機(jī)320、耦合至副天線312的收發(fā)機(jī)322、以及 數(shù)據(jù)處理器/控制器380。收發(fā)機(jī)320包括天線接口電路324、多（K)個(gè)LNA330a到330k、 接收電路340、發(fā)射電路350、和K個(gè)功率放大器（PA) 360a到360k。收發(fā)機(jī)322包括天線 接口電路326、多（M)個(gè)LNA332a到332m、接收電路342、發(fā)射電路352、和M個(gè)PA362a到 362m。收發(fā)機(jī)320和322可支持多個(gè)頻帶、載波聚集、多種無(wú)線電技術(shù)、多個(gè)無(wú)線系統(tǒng)、接收 分集、從多個(gè)發(fā)射天線到多個(gè)接收天線的MMO傳輸?shù)鹊?，或者其任何組合。
[0031] 對(duì)于數(shù)據(jù)接收，天線310接收來自基站和/或其他發(fā)射機(jī)站的信號(hào)并且向天線接 口電路324提供收到RF信號(hào)，該天線接口電路向一個(gè)或多個(gè)所選LNA330提供一個(gè)或多個(gè) 輸入RF信號(hào)。例如，天線接口電路324可（i)向用于帶內(nèi)CA的一個(gè)所選LNA提供一個(gè)輸入 RF信號(hào)，該輸入RF信號(hào)包括同一頻帶中的多個(gè)載波上的多個(gè)所傳送信號(hào)，或者（ii)向用于 帶間CA的兩個(gè)LNA提供兩個(gè)頻帶的兩個(gè)輸入RF信號(hào)。天線接口電路324可包括開關(guān)、雙 工器、共用器、發(fā)射濾波器、接收濾波器、匹配電路等。每個(gè)所選LNA330放大其輸入RF信 號(hào)并且向接收電路340提供一個(gè)或多個(gè)經(jīng)放大RF信號(hào)。接收電路340將每一個(gè)經(jīng)放大RF 信號(hào)從RF下變頻到基帶，對(duì)經(jīng)下變頻信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，并且將輸入基帶信號(hào)提供給數(shù) 據(jù)處理器380。接收電路340可包括混頻器、濾波器、放大器、匹配電路、振蕩器、本地振蕩器 (L0)發(fā)生器、鎖相環(huán)（PLL)等。
[0032] 對(duì)于數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)處理器380處理（例如，編碼和調(diào)制）要發(fā)射的數(shù)據(jù)，并且將 一個(gè)或多個(gè)輸出基帶信號(hào)提供給發(fā)射電路350。發(fā)射電路350對(duì)各輸出基帶信號(hào)進(jìn)行放大、 濾波并將其從基帶上變頻至RF，以及將經(jīng)調(diào)制的信號(hào)提供給所選PA360。發(fā)射電路350可 以將一個(gè)經(jīng)調(diào)制信號(hào)提供給一個(gè)所選PA用于帶內(nèi)CA，或者將多個(gè)經(jīng)調(diào)制信號(hào)提供給多個(gè) 所選PA用于帶間CA。發(fā)射電路350可包括放大器、濾波器、混頻器、匹配電路、振蕩器、L0 發(fā)生器、PLL等等。每個(gè)所選PA360放大其經(jīng)調(diào)制信號(hào)，并且提供具有恰當(dāng)發(fā)射功率電平 的輸出RF信號(hào)。輸出RF信號(hào)被路由通過天線接口電路324并經(jīng)由天線310來發(fā)射。
[0033] 收發(fā)機(jī)322內(nèi)的LNA332、接收電路342、發(fā)射電路352和PA362可以按與收發(fā)機(jī) 320內(nèi)的LNA330、接收電路340、發(fā)射電路350和PA360相類似的方式操作。收發(fā)機(jī)320 和322還可包括圖3中未示出的其他電路。收發(fā)機(jī)320和322的全部或部分可被實(shí)現(xiàn)在一 個(gè)或多個(gè)模擬集成電路（IC)、RFIC(RFIC)、混合信號(hào)1C等上。例如，LNA330和接收電路 340可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)模塊上，該模塊可以是RFIC等。收發(fā)機(jī)320和322中的這些電路也可按 其他方式來實(shí)現(xiàn)。
[0034] 數(shù)據(jù)處理器/控制器380可為無(wú)線設(shè)備110執(zhí)行各種功能。例如，數(shù)據(jù)處理器380 可對(duì)經(jīng)由接收機(jī)電路340和342接收到的數(shù)據(jù)以及經(jīng)由發(fā)射電路350和352傳送的數(shù)據(jù)執(zhí) 行處理。控