混合放大器的制造方法
【专利说明】混合放大器
[0001]背景
[0002]领域
[0003]本发明一般涉及套筒式放大器。更具体而言，本发明设计用于增大套筒式放大器的增益的方法和设备。
【背景技术】
[0004]放大器通常被使用在各种电子设备中以提供信号放大。有各种类型的放大器可用，并且包括电压放大器、电流放大器等。电压放大器接收并放大输入电压信号并且提供输出电压信号。电流放大器接收并放大输入电流信号并且提供输出电流信号。放大器一般具有不同设计，并且用于不同应用中。例如，无线通信设备(诸如，蜂窝电话)可包括发射机和接收机以用于双向通信。发射机可利用激励放大器(DA)和功率放大器(PA)，接收机可利用低噪声放大器(LNA)，并且发射机和接收机可利用可变增益放大器(VGA)。
[0005]套筒式放大器(其可包括简单的架构和高带宽)是许多应用期望的选择。如本领域普通技术人员将会领会的，增大套筒式放大器的DC增益(例如，经由增益推升、对器件使用较长沟道长度、三重共源共栅等)可能要求功率和/或面积惩罚。
[0006]存在对于增大套筒式放大器的增益的需要。更具体而言，存在对于用于增大套筒式放大器的增益而不增大套筒式放大器的功耗和/或尺寸的设备和方法的需要。
[0007]附图简述
[0008]图1解说了根据本发明的一示例性实施例的无线通信设备。
[0009]图2是包括输入器件、和第一共源共栅器件、以及第二共源共栅器件的套筒式放大器。
[0010]图3解说了根据本发明的示例性实施例的放大器。
[0011]图4是解说两个放大器的增益相对于输入频率的比较的标绘。
[0012]图5是解说两个放大器的增益相对于输出电压的比较的另一标绘。
[0013]图6解说了根据本发明的示例性实施例的另一放大器。
[0014]图7是包括输入器件、第一共源共栅器件、以及第二共源共栅器件的另一套筒式放大器。
[0015]图8解说了根据本发明的示例性实施例的又一放大器。
[0016]图9是解说根据本发明的示例性实施例的方法的流程图。
[0017]图10是解说根据本发明的示例性实施例的另一方法的流程图。
[0018]详细描述
[0019]以下结合附图阐述的详细描述旨在作为本发明的示例性实施例的描述，而无意表示能在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应当一定要解释成优于或胜过其他示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和器件以框图形式示出以免煙没本文给出的示例性实施例的新颖性。
[0020]如本文中所描述的，本发明的示例性实施例涉及混合套筒式/折叠式共源共栅放大器。根据一个示例性实施例，该放大器可包括输入器件，该输入器件包括晶体管差分对。该放大器还可包括共源共栅器件，该共源共栅器件包括耦合到该差分对中的第一晶体管的第一对晶体管和耦合到该差分对中的第二晶体管的第二对晶体管。该共源共栅器件的每个晶体管可共享共栅极偏置电压。
[0021]图1解说了根据本发明的一示例性实施例的无线通信设备100。无线通信设备100可以是接入终端、移动站、用户装备(UE)等。无线通信设备100包括处理器102。处理器102可以是通用单芯片或多芯片微处理器(例如，ARM)、专用微处理器(例如，数字信号处理器(DSP))、微控制器、可编程门阵列等。处理器102可被称为中央处理单元(CPU)。尽管在图1的无线通信设备100中仅示出了单个处理器102，但在替换配置中，可以使用处理器的组合(例如，ARM和DSP) ο
[0022]无线通信设备100还包括存储器104。存储器104可以是能够存储电子信息的任何电子组件。存储器104可被实施为随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘存储介质、光学存储介质、RAM中的闪存设备、随处理器包括的板载存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器等等，包括其组合。
[0023]数据106a和指令108a可被存储在存储器104中。指令108a可由处理器102执行以实现本文中所公开的方法。执行指令108a可涉及使用存储在存储器104中的数据106a。当处理器102执行指令108时，指令108b的各部分可被加载到处理器102上，并且数据106b的各片段可被加载到处理器102上。
[0024]无线通信设备100还可包括发射机110和接收机112，以允许经由第一天线115a和第二天线115b向和从无线通信设备100传送和接收信号。发射机110和接收机112可被合称为收发机114。无线通信设备100还可包括(未示出)多个发射机、附加天线、多个接收机、和/或多个收发机。
[0025]无线通信设备100可包括数字信号处理器(DSP) 116。无线通信设备100还可包括通信接口 118。通信接口 118可允许用户与无线通信设备100交互。
[0026]无线通信设备100的各种组件可由一条或更多条总线耦合在一起，总线可包括电源总线、控制信号总线、状态信号总线、数据总线等。为清楚起见，各种总线在图1中被解说为总线系统120。
[0027]应当注意，无线通信设备100可包括一个或多个如以下参考图3所描述的放大器300、一个或多个如以下参考图6所描述的放大器500、一个或多个如以下参考图8所描述的放大器700、或其任何组合。应进一步注意，无线通信设备100仅是无线通信设备的示例性实现，并且本发明可包括其他无线通信设备配置。进一步，根据本发明的一个示例性实施例，本文中所描述的一个或多个放大器可实现在设备(例如，无线通信设备100)的模数转换器(ADC)、电子滤波器、以及功率管理电路中的一者或多者内。
[0028]图2解说了包括电流源Ibl和多个晶体管M1-M8的套筒式放大器200。更具体而言，放大器100包括差分输入，该差分输入包括晶体管Ml和M2。晶体管Ml配置成在其栅极接收输入电压Vn，并且晶体管M2配置成在其栅极接收输入电压Vi2。晶体管Ml和M2的每一者可以被称为输入器件。此外，放大器200包括晶体管M3和M4，其每一者可被称为第一共源共栅器件或上共源共栅器件。此外，放大器200包括晶体管M5和M6，其每一者可被称为第二共源共栅器件或下共源共栅器件。放大器200还包括晶体管M7和M8，其每一者可被称为有源负载器件。晶体管M7和M8(其各自耦合到晶体管M5和M6)被耦合到接地电压
G觀D ο
[0029]偏置电压Vbl可以被施加到晶体管M3和M4的栅极，偏置电压Vb2可以被施加到晶体管M5和M6的栅极，并且偏置电压Vb3可以被施加到晶体管M7和M8的栅极。输出电压Vtjl可被親合在晶体管M4的漏极和晶体管M6的漏极之间，并且输出电压V。2可被親合在晶体管M3的漏极和晶体管M5的漏极之间。相应地，放大器100包括用于生成输出电压Vt52的路径201，其包括电流源IbJP晶体管Ml、M3、M5和M7。此外，放大器200包括用于生成输出电压Vtjl的另一路径203，其包括电流源I 晶体管M2、M4、M6和M8。
[0030]如以上所注意到的，套筒式放大器(诸如套筒式放大器200)包括简单架构和高带宽，并且由此广泛地用于中等增益应用。然而，增大套筒式放大器的DC增益(例如，经由增益推升、增加沟道长度、或三重共源共栅)一般要求功率和/或面积惩罚。
[0031]如本领域技术人员将会领会的，放大器200的增益可以由下式给出:
[0032]G = Gm* (Rup*Rdown/ (Rup+Rdown)) ； (I)其中，G 是放大器 200 的增益，Gm 是放大器200的跨导，Rup是上共源共栅组合(即，晶体管M4和晶体管M2的组合)的输出阻抗，而Rdown是下共源共栅组合(即，晶体管M6和晶体管M8的组合)的输出阻抗。
[0033]进一步，式(I)的Rup和Rdown可进行如下定义:
[0034]Rup = Gmx*rox*roz ； (2)
[0035]Rdown = Gmy*roy*rozn ； (3)其中Gmx是上共源共栅器件(例如，晶体管M4)的跨导，rox是上共源共栅器件(例如，晶体管M4)的输出阻抗，roz是输入器件(例如，晶体管M2)的输出阻抗，Gmy是下共源共栅器件(例如，晶体管M6)的跨导，roy是下共源共栅器件(例如，晶体管M6)的输出阻抗，并且rozn是外围器件(例如，晶体管M8)的输出阻抗。
[0036]如本领域普通技术人员所将领会的，为了增大放