具有改进隔离的放大器的制造方法
【专利说明】具有改进隔离的放大器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求共同拥有的于2013年I月25日提交的美国非临时专利申请N0.13/750,878的优先权，该非临时申请的内容通过援引全部明确纳入于此。
[0003]领域
[0004]本公开一般涉及电子器件，尤其涉及放大器。
[0005]置量
[0006]无线通信系统中的无线设备(例如，蜂窝电话或智能电话)可以传送和接收数据以供双向通信。无线设备可包括用于数据传送的发射机以及用于数据接收的接收机。对于数据传送，发射机可用数据来调制射频(RF)载波信号以获得经调制信号，放大经调制信号以获得具有恰当发射功率电平的输出RF信号，并经由天线将该输出RF信号发射到基站。对于数据接收，接收机可经由天线获得收到RF信号并且可放大和处理该收到RF信号以恢复由基站发送的数据。
[0007]无线设备可包括用于不同目的的不同类型的放大器。例如，无线设备可包括接收机中的低噪声放大器(LNA)、发射机中的驱动放大器(DA)和功率放大器(PA)以及接收机和/或发射机中的可变增益放大器(VGA)。无线设备可包括输出耦合在一起的多个放大器，且每一个放大器被启用以提供输出信号或被禁用以不提供输出信号。在放大器被禁用时提供良好隔离以缓解由于泄漏信号而导致的性能降级可以是合乎需要的。
[0008]附图简沐
[0009]图1示出了无线设备与无线系统处于通信。
[0010]图2示出了载波聚集(CA)的各种示例。
[0011]图3示出了图1中的无线设备的框图。
[0012]图4示出了 LNA的示例性设计。
[0013]图5示出了具有改进隔离的LNA的示例性设计。
[0014]图6示出了单输入多输出(SIMO)LNA的示例性设计。
[0015]图7A到7C示出了具有改进隔离的SMO LNA的三个示例性设计。
[0016]图8A和8B示出了具有改进隔离的多输入多输出(MIMO)LNA的两个示例性设计。
[0017]图9示出了用以生成偏置电压和控制信号的电路。
[0018]图10示出了具有改进隔离的LNA和不具有改进隔离的LNA的隔离的标绘。
[0019]图11示出了用于执行放大的过程。
[0020]详细描沐
[0021]以下阐述的详细描述旨在作为本公开的示例性设计的描述，而无意表示可在其中实践本公开的仅有设计。术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何设计不必被解释为优于或胜过其他设计。本详细描述包括具体细节以提供对本公开的示例性设计的透彻理解。对于本领域技术人员将明显的是，没有这些具体细节也可实践本文描述的示例性设计。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中给出的示例性设计的新颖性。
[0022]本文公开了具有改进隔离的放大器。这些放大器可被用于各种电子设备，诸如无线通信设备(例如，蜂窝电话、智能电话等)、平板设备、个人数字助理(PDA)、手持式设备、无线调制解调器、膝上型计算机、智能本、上网本、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备、消费电子设备、等等。为了清楚起见，以下描述了具有改进隔离的放大器在无线通信设备中的使用。
[0023]图1示出了无线设备110与无线通信系统120处于通信。无线系统120可以是长期演进(LTE)系统、码分多址(CDMA)系统、全球移动通信(GSM)系统、无线局域网(WLAN)系统或其他某个无线系统。CDMA系统可实现宽带CDMA(WCDMA)、CDMA IX、时分同步CDMA(TD-SCDMA)、或其他某个版本的CDMA。为简明起见，图1示出了无线系统120包括三个基站130、132和134以及一个系统控制器140。一般而言，无线系统可包括任何数目的基站以及任何网络实体集合。基站还可被称为B节点、演进型B节点(eNB)、接入点等。
[0024]无线设备110还可以指用户装备(UE)、移动站、终端、接入终端、订户单元、站等。无线设备110可以是蜂窝电话、智能电话、平板设备、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持式设备、膝上型计算机、智能本、上网本、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备、等等。无线设备110可与无线系统120通信。无线设备110还可接收来自广播站的信号、来自一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)中的卫星(例如，卫星150)的信号等。无线设备110可以支持用于无线通信的一种或多种无线电技术，诸如LTE、WCDMA、CDMA IX、TD-SCDMA、GSM、802.11 等等。
[0025]无线设备110可以能够在覆盖低于1000兆赫兹(MHz)的频率的低频带(LB)、覆盖从1000MHz到2300MHz的频率的中频带(MB)和/或覆盖高于2300MHz的频率的高频带(HB)中操作。例如，低频带可以覆盖698到960MHz，中频带可以覆盖1475到2170MHz，并且高频带可以覆盖2300到2690MHz和3400到3800MHz。低频带、中频带和高频带是指三群频带(或频带群)，其中每个频带群包括数个频率带(或简称为“频带”)。每个频带可以覆盖至多达200MHz。LTE版本11支持35个频带，这些频带被称为LTE/UMTS频带并且在公众可获取的3GPP TS 36.101中列出。一般而言，可以定义任何数目个频带群。每个频带群可覆盖任何频率范围，这些频率范围可以与以上给出的频率范围中的任何一个相匹配或不相匹配。每个频带群可包括任何数目个频带。
[0026]无线设备110可以支持载波聚集，其是多个载波上的操作。载波聚集也可被称为多载波操作。载波可指被用于通信的频率范围并且可与某些特性相关联。例如，载波可与描述该载波上的操作的系统信息和/或控制信息相关联。载波也可被称为分量载波(CC)、频率信道、蜂窝小区等。频带可包括一个或多个载波。在LTE中每个载波可以覆盖至多达20MHzο在LTE版本11中，无线设备110可以配置成具有在一个或两个频带中的至多达5个载波。
[0027]一般而言，载波聚集(CA)可以被分类为两种类型一带内CA和带间CA。带内CA是指同一频带内的多个载波上的操作。带间CA是指不同频带中的多个载波上的操作。
[0028]图2示出了无线设备110可以支持的各种CA场景。为了简单起见，图2示出了无线设备I1配置有一频带中仅一个载波用于带间CA。一般而言，无线设备110可配置有给定频带内的一个或多个载波。
[0029]场景210覆盖了其中低频带中的频带X中的一个载波Cl和中频带中的频带Y中的一个载波C2被配置成用于无线设备110的带间CA。场景220覆盖了其中中频带中的频带X中的一个载波Cl和高频带中的频带Y中的一个载波C2被配置成用于无线设备110的带间CA。场景230覆盖了其中低频带中的频带X中的一个载波Cl和高频带中的频带Y中的一个载波C2被配置成用于无线设备110的带间CA。
[0030]场景240覆盖了其中低频带中的频带X中的一个载波Cl和也在低频带中的频带Y中的一个载波C2被配置成用于无线设备110的带间CA。场景250覆盖了其中中频带中的频带X中的一个载波Cl和也在中频带中的频带Y中的一个载波C2被配置成用于无线设备110的带间CA。场景260覆盖了其中高频带中的频带X中的一个载波Cl和也在高频带中的频带Y中的一个载波C2被配置成用于无线设备110的带间CA。
[0031]场景270覆盖了其中低频带、或中频带、或高频带中的频带X中的两个毗邻载波Cl和C2被配置成用于无线设备110的毗连带内CA。场景280覆盖了其中低频带、或中频带、或高频带中的频带X中的两个非毗邻载波Cl和C2被配置成用于无线设备110的非毗连带内CA。
[0032]图2示出了载波聚集的一些示例。对于频带和频带群的其他组合也可支持载波聚集。
[0033]无线设备110可以并发地在不同的频率接收多个所传送的信号。这些多个所传送的信号可以由一个或多个基站以不同频率在多个载波上发送以供载波聚集。这些多个所传送的信号还可由不同的基站来发送以进行协调式多点(CoMP)传输、切换等。这些多个所传送的信号还可由不同无线系统来发送以用于并发语音/数据、或数据/数据、或语音/语音等。
[0034]图3示出了图1中的无线设备110的示例性设计的框图。在这一示例性设计中，无线设备I1包括耦合至主天线310的收发机320、耦合至副天线312的收发机322、以及数据处理器/控制器380。收发机320包括天线接口电路324、多个(K个)LNA 330a到330k、接收电路340、发射电路350和K个功率放大器(PA) 360a到360k。收发机322包括天线接口电路326、多个(Mf)LNA 332a到332m、接收电路342、发射电路352和M个PA 362a到362m。收发机320和322可支持多个频带、载波聚集、多种无线电技术、多个无线系统、接收分集、从多个发射天线到多个接收天线的多输入多输出(MIMO)传输等等。
[0035]对于数据接收，天线310接收来自基站和/或其他发射机站的信号并且提供收到RF信号，该收到RF信号被路由通过天线接口电路324并作为输入RF信号被提供到所选LNA330。天线接口电路324可包括开关、双工器、共用器、发射滤波器、接收滤波器、匹配电路等。所选LNA 330放大输入RF信号并且向接收电路340提供一个或多个经放大RF信号。接收电路340将每一个经放大RF信号从RF下变频到基带，对经下变频信号进行滤波和放大，并且将输入基带信号提供给数据处理器380。接收电路340可包括混频器、滤波器、放大器、匹配电路、振荡器、本地振荡器(LO)发生器、锁相环(PLL)等。
[0036]对于数据传送，数据处理器380处理(例如，编码和调制)要发射的数据，并且将一个或多个输出基带信号提供给发射电路350。发射电路350对各输出基带信号进行放大、滤波并将其从基带上变频至RF，以及将经调制的信号提供给所选PA 360。接收电路350可包括放大器、滤波器、混频器、匹配电路、振荡器、LO发生器、PLL等等。所选PA 360放大经调制的信号，以及提供具有恰当发射功率电平的输出RF信号。输出RF信号被路由通过天线接口电路324并经由天线310来发射。
[0037]收发机322内的LNA 332、接收电路342、发射电路352和PA 362可用与收发机320内的LNA 330、接收电路340、发射电路350和PA