高线性度叠接放大器的制作方法

本发明涉及一种放大器，且特别涉及一种高线性度叠接放大器。

背景技术：

1、本技术领域中技术人员理解在本公开的上下文中所使用的与微电子技术相关的用语和基本概念，例如“电压(voltage)”、“电流(current)”、“信号(signal)”、“差分(differential)”、“单端(single-ended)”、“电容(capacitor)”、“电感(inductor)”、“电阻(resistor)”、“晶体管(transistor)”、“金属氧化物半导体晶体管(metal-oxidesemiconductor transistor，most)”、“”p通道金属氧化物半导体晶体管(p-channelmetal-oxide semiconductor transistor，pmost)”、“n通道金属氧化物半导体晶体管(n-channel metal-oxide semiconductor transistor，nmost)”、“交流(alternatingcurrent，ac)”、“直流(direct current，dc)”、“直流耦合(dc coupled)”、“交流耦合(accoupled)”、“源极(source)”、“栅极(gate)”、“漏极(drain)”、“节点(node)”、“接地节点(ground node)”、“电源节点(power node)”、“偏压(bias)”、“叠接(cascode)”、“共源极放大器(common-source amplifier)”、“共栅极放大器(common-gate amplifier)”、“负载(load)”、“阻抗(impedance)”和“叠接放大器(cascode amplifier)”。在本公开的上下文中类似的用语和基本概念对于本技术领域中技术人员来说是显而易见的，因此于此将不再详细解释。

2、本技术领域中技术人员可以识别出电阻符号、电容符号、电感符号以及金属氧化物半导体晶体管(metal-oxide semiconductor transistor，most)符号(对于p通道金属氧化物半导体晶体管(p-channel metal-oxide semiconductor transistor，pmost)和n通道金属氧化物半导体晶体管(n-channel metal-oxide semiconductor transistor，nmost)皆是)，且本技术领域中技术人员可以识别出most的“源极(source)”端子、“栅极(gate)”端子和“漏极(drain)”端子。为了简洁起见，在本公开中，在提及most的上下文中，将“源极端子(source terminal)”简称为“源极(source)”，将“栅极端子(gate terminal)”简称为“栅极(gate)”，并且将“漏极端子(drain terminal)”简称为“漏极(drain)”。

3、本技术领域中技术人员可以阅读包括电阻、电容、电感、nmost和pmost的电路的示意图，并且不需要关于示意图中的一个元件(如晶体管、电阻、电感或电容)如何与另一个元件连接的详细描述。

4、叠接(cascode)放大器包括由第一n通道金属氧化物半导体晶体管(nmost)实现的共源极放大器和由第二nmost实现的共栅极放大器的串接(cascade)。第一nmost的源极连接至接地节点，从而实现共源极放大器。第二nmost的栅极连接固定直流电压的偏压节点，从而实现共栅极放大器。第一nmost将(从其栅极接收的)输入电压转换为(通过其漏极输出的)内部电流，而第二nmost将(从其源极接收的)上述内部电流传输为(通过其漏极输出的)输出电流，从而产生连接至第二nmost的漏极的负载两端的输出电压。本领域技术人员所期望的是输入电压的变化能够导致输出电压成比例的变化。然而，实际上，输出电压的变化可能不与输入电压的变化成比例，特别是当输入电压的变化较大时。这是不可避免的，因为：首先，nmost遵循平方律(square law)，漏极电流近似与栅极-源极电压和阈值电压的差的平方成正比；其次，对nmost进行通道长度调制时，由漏极-源极电压来调制漏极电流。

5、本领域技术人员所期望的是一种具有改善的线性度的叠接放大器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于改善叠接放大器的线性度。

2、本发明的另一目的是在设计叠接放大器时允许更高的自由度以实现更佳的线性度。

3、在本发明的实施例中，提出一种叠接放大器包括：第一共源极放大器(common-source amplifier，csa)、第一共栅极放大器(common-gate amplifier，cga)、第一源极随耦器(source-follower，sf)及负载。第一共源极放大器包括第一类型的第一金属氧化物半导体晶体管(metal-oxide semiconductor transistor，most)以接收第一输入信号及输出第一电流至第一节点。第一共栅极放大器包括第一类型的第二most以从第一节点接收第一电流及根据第一偏压电压来输出第二电流至第二节点。第一源极随耦器包括第二类型的第三most以接收第二输入信号及输出第一电压至第一节点。负载用以回应第二电流而在第三节点处建立第三电压，第二电流通过第二节点与该第三节点之间的一直流(directcurrent，dc)路径。第二输入信号为第一输入信号的反相，第一类型的第一most的源极与第二类型的第三most的漏极皆连接至第一直流节点，且负载包括电感以提供第三节点与第二直流节点之间的直流耦合。

技术特征：

1.一种叠接放大器，包括：

2.如权利要求1所述的叠接放大器，还包括：

3.如权利要求1所述的叠接放大器，其中该直流路径包括插入在该第二节点与该第三节点之间的一短路。

4.如权利要求1所述的叠接放大器，其中该直流路径包括一第二共栅极放大器，该第二共栅极放大器包括该第一类型的一第四金属氧化物半导体晶体管，且用以根据一第二偏压电压将该第二电流传输为引导至该第三节点的一第三电流。

5.如权利要求4所述的叠接放大器，还包括：

6.如权利要求4所述的叠接放大器，还包括：

7.如权利要求1所述的叠接放大器，还包括：

8.如权利要求7所述的叠接放大器，其中该附加信号经由一交流耦合网络而交流耦合至该第一信号，其中该交流耦合网络用以允许该附加信号与该第一信号具有近似相同的交流成分但不同的直流成分。

9.如权利要求1所述的叠接放大器，还包括：

10.如权利要求9所述的叠接放大器，其中该附加信号经由一交流耦合网络而交流耦合至该第二信号，其中该交流耦合网络用以允许该附加信号与该第二信号具有近似相同的交流成分但不同的直流成分。

技术总结
本申请涉及高线性度叠接放大器。一种叠接放大器包括第一共源极放大器、第一共栅极放大器、第一源极随耦器及负载。第一共源极放大器包括第一类型的第一金属氧化物半导体晶体管以接收第一输入信号及输出第一电流至第一节点。第一共栅极放大器包括第一类型的第二金属氧化物半导体晶体管以从第一节点接收第一电流及根据第一偏压电压来输出第二电流至第二节点。第一源极随耦器包括第二类型的第三金属氧化物半导体晶体管以接收第二输入信号及输出第一电压至第一节点。负载回应第二电流而在第三节点处建立第三电压，第二电流通过第二节点与第三节点之间的直流路径。

技术研发人员：梁宝文,林嘉亮
受保护的技术使用者：瑞昱半导体股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14