信号放大器、电子装置及其形成方法
【专利说明】
[0001]相关申请的香叉引用
[0002] 本申请要求于2014年2月4日提交的美国临时专利申请No. 61/935,592W及2014 年2月12日提交的美国临时专利申请No. 61/938, 991的权益，其全部公开内容通过引用被 合并于此。
技术领域
[0003] 本公开总体设及放大器，更具体而言，设及高线性低功耗的信号放大器。
【背景技术】
[0004]随着更多功能被集成入无线集成电路（1C)，电流损耗变得更加关键。通常瓶颈在 于在驱动器/功率放大器中的电流损耗。另一方面，对于信号放大器而言，信号放大的线性 度尤为重要。
[0005]T.Sowlati等人在IE邸JournalofSolid-StateCirctuis，Vol.38,No. 8， pp.1318-1324 中公开的"A2. 4_GHz0.18-mCMOSSelf-BiasedCascodePower Amplifier"中示出了一种浮置栅极偏置共源共栅放大器，该放大器的电路在图1中示出， 其通常用于功率放大器中W提高输出功率，但该放大器线性度交差并且容易失真，同时功 耗较大。
[0006]T.W.Kim等人在IE邸JournalofSolid-StateCirctuis，Vol.39，No. 1， pp. 223-229 中公开的"Hi曲lyLinearReceiverRront-EndAdoptingMOS阳T"中示出了 一种使用MGTR进行跨导级抵消的放大器电路，该放大器的电路在图2中示出，该放大器电 路使用工作在同区域中的晶体管W通过抵消=阶非线性来提高线性度，但该放大器电路效 率较低，功耗较大。
[0007] 因此，有必要对现有技术中的上述缺陷进行改进W至少克服现有技术中的至少一 些技术问题。
【发明内容】
[0008] 本文的目的在于解决放大器中的功率损耗问题。为此，本文的实施例提供了一种 新型放大器结构。
[0009] 根据本公开的一个方面，提供了一种信号放大器，包括共源共栅级，所述共源共栅 级包括跨导级和与所述跨导级串联连接的第一晶体管，所述第一晶体管的栅极与第一电容 器相连接，其中所述第一电容器的电容被配置成与第一晶体管的栅极-漏极寄生电容适 配，使得所述第一晶体管W浮置栅极偏置电压工作。
[0010] 根据本公开的另一方面，提供一种电子装置，其包括上述的信号放大器。
[0011] 根据本公开的又一方面，提供一种用于形成信号放大器的方法，包括：提供共源共 栅极，所述共源共栅级包括跨导级和与所述跨导级串联连接的第一晶体管；提供第一电容 器，所述第一晶体管的栅极与第一电容器相连接；W及将所述第一电容器的电容配置成与 所述第一晶体管的栅极-漏极寄生电容适配，使得所述第一晶体管w浮置栅极偏置电压工 作。
[0012] 根据本公开的又一方面，提供一种用于形成电子装置的方法，包括；在所述电子装 置中提供上述的信号放大器。
[0013] 通过使用根据本公开的信号放大器，可W减小功耗。
【附图说明】
[0014] 参考如下附图和描述可W更好地理解本公开。图中的部件并不必须按比例，相反， 重点放在了图示本公开的原理上。此外，在图中，相同的参考号指代对应的部分。在附图 中：
[0015] 图1示出了现有技术中的放大器电路的一个示例；
[0016] 图2示出了现有技术中的放大器电路的另一示例；
[0017] 图3示出了共源共栅放大器电路的一个示例；
[0018] 图4示出了根据本公开的一个实施例的共源共栅放大器电路的一个示例；
[0019] 图5示出了图4中的放大器的跨导晶体管的栅极和漏极上的电压信号的示意图；
[0020] 图6示出了 28nm沟道工艺制造的图4中的跨导级晶体管Ml的k值比对跨导gm3 的不意图。
[002。 图7示出了 60nm沟道工艺制造的图4中的跨导级晶体管Ml的k值比对跨导gm3 的不意图。
[0022] 图8示出了 0. 18ym沟道工艺制造的图4中的跨导级晶体管Ml的k值比对跨导 gm3的不意图；W及
[0023] 图9示出了根据本公开的另一实施例的共源共栅放大器电路的一个示例。
【具体实施方式】
[0024] 现在下文描述中阐述某些具体细节W便提供对本公开的主题内容的各种方面的 透彻理解。然而在不具有该些具体细节的情形下仍然可W实现本公开的主题内容。
[00巧]除非上下文另有要求，否则在说明书和所附权利要求书全文中，词语"包括"将解 释成开放式包含意义，也就是说，解释为"包括但不限于"。
[0026] 在本说明书全文中引用"一个实施例"或者"实施例"意味着结合该实施例描述的 特定特征、结构或者特性包含于至少一个实施例中。因此，在本说明书全文中各处出现表达 "在一个实施例中"或者"在实施例中"未必都是指相同方面。另外，可W在本公开内容的一 个或者多个方面中W任何适当方式组合特定特征、结构或者特性。
[0027] 现在将详细地参照其一个或多个示例被图示在图中的各种实施例。每个示例通过 说明的方式提供，并且不意在作为本发明的限制。例如，图示或描述为一个实施例的一部分 的特征可W关于或连同其它实施例使用W产生又一实施例。旨在本发明包括该样的修改和 变化。使用特定语言描述了示例，该不应被解释为限制所附权利要求的范围。附图不是按 比例的，并且仅为了说明性目的。为了清楚起见，如果不另外声明，在不同附图中相同的单 元或制造步骤已经由相同的附图标记指定。
[0028] 例如，在发射器中使用的放大器设计中，通常使用具有共源共栅级的跨导级放大 器。通常，跨导级采用A类或AB类偏置电压W获得良好的线性，共源共栅级通常被偏置在 固定的栅极电压，而该通常导致较大的电流消耗。
[0029] 例如，在图3所示的示例中，示出了该样一种信号放大器，其包括跨导级晶体管Ml W及与其形成共源共栅级的晶体管M2。跨导级包括电容器Cl、电阻器RUNM0S(N型金属氧 化物半导体）器件M2、电感器L1和深n阱值NW)寄生二极管D2,其中电容器C1的一端和 电阻器R1的一端分别禪合至输入端计in和电压Vcs，电容器C1的另一端、W及电阻器R1 的一端均禪合至醒0S器件Ml的栅极，NM0S器件Ml的源极和电感器L1的一端禪合在一起， 电感器L1的另一端接地，NM0S器件Ml的体电极连接至DNW寄生二极管D2的正电极，并且 DNW寄生二极管的负电极连接至电压V孤1P8V。
[0030] 在图3中，共源共栅级包括电阻器R2、电容器C2、NM0S器件M2、寄生电阻R3、DNW 寄生二极管D1、电感器L2、电容器C3和电容器C4,其中NM0S器件M2的源极禪合至跨导级 的NM0S器件Ml的漏极，电阻器R2的一端禪合至电压Vcas，电容器C2的一端禪合至DNW寄 生二极管D2的正电极，电阻器R2的另一端、W及电容器C2的另一端禪合至NM0S器件M2 的栅极，NM0S器件M2的体电极连接至DNW寄生二极管D1的正极，DNW寄生二极管D1的负 电极连接至电压V孤1P8V，电感器L2的一端和电容器C4的一端禪合在一起并且连接至电 压VDD1P8V，电容器C3的一端禪合至输出端子计out,电感器L2的另一端、电容器C4的另 一端和电容器C3的另一端禪合至NM0S器件M2的漏极。
[0031] 在图3所示的配置中，NM0S器件M2被提供固定栅极偏置电压，并且NM0S器件Ml 在A类偏置电压下工作。晶体管Ml通过电容器Cl和电阻