具有可配置的相互耦合的源極退化電感器的放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)內(nèi)容總體設(shè)及電子產(chǎn)品，并且更具體地，設(shè)及放大器。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線通信系統(tǒng)中的無(wú)線設(shè)備（例如蜂窩電話或者智能電話）可W傳輸和接收數(shù)據(jù) W供兩路通信。無(wú)線設(shè)備可W包括用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射器和用于數(shù)據(jù)接收的接收器。對(duì)于 數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)射器可W用數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)制本地振蕩器化0)信號(hào)W獲得調(diào)制信號(hào)，放大調(diào)制信號(hào) W獲得具有恰當(dāng)發(fā)射功率水平的輸出射頻（R巧信號(hào)，并且經(jīng)由天線將輸出RF信號(hào)發(fā)射給 基站。對(duì)于數(shù)據(jù)接收，接收器可W經(jīng)由天線獲得所接收的RF信號(hào)，并且可W放大和處理接 收到的RF信號(hào)W恢復(fù)由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0003] 無(wú)線設(shè)備可W包括用于不同目的的不同類(lèi)型的放大器。例如，無(wú)線設(shè)備可W包括 接收器中的低噪聲放大器（LNA)、發(fā)射器中的功率放大器（PA)、W及接收器和/或發(fā)射器中 的可變?cè)鲆娣糯笃鳎╒GA)。放大器可能需要滿足與增益、線性度等有關(guān)的各種要求。
【附圖說(shuō)明】
[0004] 圖1示出了與無(wú)線系統(tǒng)通信的無(wú)線設(shè)備。
[0005] 圖2示出了圖1中的無(wú)線設(shè)備的框圖。
[0006] 圖3示出了具有固定的源極退化（sourcedegeneration)電感器的LNA。
[0007] 圖4示出了具有可配置的相互禪合的源極退化電感器的LNA。
[0008] 圖5A和5B示出了具有分別有正禪合系數(shù)和負(fù)禪合系數(shù)的相互禪合的源極退化電 感器的放大器。
[0009] 圖6示出了具有小的相互禪合的兩個(gè)源極退化電感器。
[0010] 圖7A和7B示出了分別有正禪合系數(shù)和負(fù)禪合系數(shù)的兩個(gè)相互禪合的源極退化電 感器。
[0011] 圖8示出了支持載波聚合的接收器的一部分。
[0012] 圖9A至9D示出了具有多個(gè)輸出和可配置的相互禪合的源極退化電感器的LNA。
[0013] 圖10示出了用于支持放大的過(guò)程。
【具體實(shí)施方式】
[0014]W下闡述的【具體實(shí)施方式】旨在于作為本公開(kāi)內(nèi)容的示例性設(shè)計(jì)的描述而不是旨 在于表示能夠?qū)嵺`本公開(kāi)內(nèi)容的唯一設(shè)計(jì)。本文中使用的術(shù)語(yǔ)"示例性"意思是"用作示例、 實(shí)例或者解釋說(shuō)明"。本文中被描述為"示例性"的任何設(shè)計(jì)不必要被認(rèn)為相對(duì)于其他設(shè)計(jì) 而言是優(yōu)選的或者有利的?！揪唧w實(shí)施方式】包括具體細(xì)節(jié)W便提供本公開(kāi)內(nèi)容的示例性設(shè)計(jì) 的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將清楚的是，本文中所描述的示例性設(shè)計(jì)可W在 沒(méi)有運(yùn)些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在一些實(shí)例中，已知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備W框圖的形式被示 出，W便避免模糊本文中給出的示例性設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。
[0015]本文中公開(kāi)了具有可配置的相互禪合的源極退化電感器的放大器。運(yùn)樣的放大 器包括多個(gè)相互禪合的電感器，運(yùn)些電感器可W被配置為給放大器獲得不同的源極退化電 感?？膳渲玫脑礃O退化電感可W提高放大器的性能并且提供其他優(yōu)點(diǎn)。具有可配置的相互 禪合的源極退化電感器的放大器可W用于各種電子設(shè)備、諸如無(wú)線通信設(shè)備。
[0016] 圖1示出了與無(wú)線通信系統(tǒng)120和122通信的無(wú)線設(shè)備110。每個(gè)無(wú)線系統(tǒng)可W是 長(zhǎng)期演進(jìn)化T巧系統(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)、或者某個(gè)其他無(wú)線系統(tǒng)。CDM系統(tǒng)可W實(shí)施寬帶CDM(WCDM)、CDMIX、時(shí)分同步 CDMOD-SCDM)、或者某個(gè)其他版本的CDM。為了簡(jiǎn)潔，圖1示出了包括兩個(gè)基站130和 132W及一個(gè)系統(tǒng)控制器140的系統(tǒng)120,并且包括一個(gè)基站134的無(wú)線系統(tǒng)122。一般而 言，無(wú)線系統(tǒng)可W包括任何數(shù)目的基站和任何集合的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體?；疽部蒞被稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)B、 演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B(eNB)、接入點(diǎn)等等。
[0017]無(wú)線設(shè)備110也可W被稱(chēng)為用戶設(shè)備扣巧、移動(dòng)站、終端、接入終端、訂戶單元、站 點(diǎn)等等。無(wú)線設(shè)備110可W是蜂窩電話、智能電話、平板電腦、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人數(shù)字 助理（PDA)、手持設(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（wireless localloop,WLL)站、藍(lán)牙設(shè)備等等。無(wú)線設(shè)備110可W與無(wú)線系統(tǒng)120和/或122進(jìn)行 通信。無(wú)線設(shè)備110還可W接收來(lái)自廣播站的信號(hào)、來(lái)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W支持用于無(wú)線通信的一 種或多種無(wú)線電技術(shù)、諸如1；16、￥〔0嫩、〔0嫩、〔0嫩1乂、10-5〔0嫩、65]\1、802.11等。
[001引圖2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。在運(yùn)個(gè)示例性設(shè)計(jì)中， 無(wú)線設(shè)備110包括被禪合至主天線210的收發(fā)器220、被禪合至次天線212的收發(fā)器222、 W及數(shù)據(jù)處理器/控制器280。收發(fā)器220包括天線接口電路224、K個(gè)LNA230a至230k、 接收電路240、發(fā)射電路250、W及K個(gè)功率放大器（PA) 260a至260k，其中K可W是任何整 數(shù)值。收發(fā)器222包括天線接口電路226、M個(gè)LNA232a至232m、接收電路242、發(fā)射電路 252、W及M個(gè)PA262a至262m，其中M可W是任何整數(shù)值。收發(fā)器220和222可W支持多個(gè) 頻率帶、載波聚合、多個(gè)無(wú)線電技術(shù)、多個(gè)無(wú)線系統(tǒng)、接收分集、發(fā)射分集、從多個(gè)發(fā)射天線 到多個(gè)接收天線的多輸入多輸出（MIMO)傳輸?shù)鹊?、或者前述的任何組合。
[0019] 對(duì)于數(shù)據(jù)接收，天線210從基站和/或其他發(fā)射器站接收信號(hào)，并且向天線接口 電路224提供接收到的RF信號(hào)。天線接口電路224向所選擇的一個(gè)或多個(gè)LNA230提供 一個(gè)或多個(gè)輸入RF信號(hào)。天線接口電路224可W包括開(kāi)關(guān)、雙工器（化plexer)、雙信器 (diplexer)、發(fā)射濾波器、接收濾波器、匹配電路、定向禪合器等等。所選擇的每個(gè)LNA230 放大它的輸入RF信號(hào)并且向接收電路240提供一個(gè)或多個(gè)經(jīng)放大的RF信號(hào)。接收電路 240將每個(gè)放大的RF信號(hào)從RF下變頻至基帶，濾波和放大經(jīng)下變頻的信號(hào)，并且將輸入基 帶信號(hào)提供至數(shù)據(jù)處理器280。接收電路240可W包括混頻器、濾波器、放大器、匹配電路、 振蕩器、LO生成器、鎖相環(huán)（PLL)等等。
[0020] 對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理器280處理（例如，編碼和調(diào)制）待發(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250。發(fā)射電路250將每個(gè)輸出基帶信號(hào)放大、濾 波并且從基帶上變頻至RF,并且將得到的調(diào)制信號(hào)提供給所選擇的PA260。發(fā)射電路250 可W包括放大器、濾波器、混頻器、匹配電路、振蕩器、LO生成器、P化等等。所選擇的每個(gè) PA260放大它的調(diào)制信號(hào)并且提供具有恰當(dāng)發(fā)射功率水平的輸出RF信號(hào)。來(lái)自所選擇的 每個(gè)PA260的輸出RF信號(hào)通過(guò)天線接口電路224路由并且經(jīng)由天線210發(fā)射。
[0021] 收發(fā)器222內(nèi)的LNA232、接收電路242、發(fā)射電路252W及PA262可WW與收發(fā) 器220內(nèi)的LNA230、接收電路240、發(fā)射電路250W及PA260類(lèi)似的方式進(jìn)行操作。收發(fā) 器220和222可W包括未在圖2中示出的其他電路。收發(fā)器220和222的全部或者一部分 可W被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)模擬集成電路（1C)、RFIC(RFIC)、混合信號(hào)IC等等。例如，LNA 230和接收電路240可W被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)模塊上，該模塊可W是RFIC等。收發(fā)器220和222 中的電路還可WW其他方式實(shí)現(xiàn)。
[0022] 數(shù)據(jù)處理器/控制器280可W執(zhí)行無(wú)線設(shè)備110的各種功能。例如，數(shù)據(jù)處理器 280可W執(zhí)行對(duì)經(jīng)由接收器電路240和242接收到的數(shù)據(jù)和經(jīng)由發(fā)射電路250和252發(fā)射 的數(shù)據(jù)的處理。控制器280可W控制收發(fā)器220和222內(nèi)的各種電路的操作。存儲(chǔ)器282 可W存儲(chǔ)用于數(shù)據(jù)處理器/控制器280的程序代碼和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理器/控制器280可W 被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)用集成電路（ASIC)和/或其他IC上。
[0023] 圖2示出了具有被禪合至兩個(gè)天線210和212的兩個(gè)收發(fā)器220和222的無(wú)線設(shè) 備110的示例性設(shè)計(jì)。一般而言，無(wú)線設(shè)備可W包括用于任何數(shù)目的天線的任何數(shù)目的收 發(fā)器。每個(gè)收發(fā)器可W包括任何數(shù)目的LNA和任何數(shù)目的PA,用W支持任何數(shù)目的頻率帶、 用于載波聚合的任何數(shù)目的載波、任何數(shù)目的無(wú)線系統(tǒng)、任何數(shù)目的無(wú)線電技術(shù)等等。
[0024] 圖2中的LNA230和232可W利用各種電路設(shè)計(jì)并且利用各種類(lèi)型的晶體管來(lái)實(shí) 現(xiàn)。W下描述利用N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體（NM0巧晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)的LNA的一些示例性電 路設(shè)計(jì)。
[0025] 圖3示出了具有固定的源極退化電感器的LNA330的示意圖。LNA330包括源極 退化電感器332、增益晶體管334和共源共柵（cascode)晶體管336。輸入匹配電路312具 有一端接收輸入RF信號(hào)（RFin)并且另一端禪合至增益晶體管334的柵極。增益晶體管 334具有它的源極禪合至電感器332的一端并且它的漏極禪合至共源共柵晶體管336的源 極。電感器332的另一端被禪合至電路接地。共源共柵晶體管336具有它的柵極接收控制 信號(hào)（Vb)并且它的漏極禪合至負(fù)載電路380。增益晶體管334和共源共柵晶體管336可W 如圖3所示的那樣由NMOS晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)、或者由其他類(lèi)型的晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0026] 在LNA330內(nèi)，增加晶體管334放大RFin信號(hào)并且提供放大信號(hào)。共源共柵晶體 管336緩沖放大信號(hào)并且向負(fù)載電路380提供輸出RF信號(hào)（RFout)。源極退化電感器332 執(zhí)行若干功能。首先，電感器332啟用LNA330W獲得良好的動(dòng)態(tài)范圍（例如，低噪聲系數(shù) (lownoisefigure))并且為具有低功耗的接收器實(shí)現(xiàn)高敏感度。其次，電感器332有助于 LNA330的輸入匹配。
[0027]LNA可W包括固定的源極退化電感器，該電感器具有被選擇W獲得良好性能、例如 高動(dòng)態(tài)范圍、良好線性度和良好輸入匹配的電感。LNA可W具有可配置的增益和/或其他可 配置的特性。固定的源極退化電感器可能不能夠?yàn)長(zhǎng)NA的可能的不同設(shè)置而提供良好的性 能。
[0028] 在本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面，放大器包括可編程的源極退化電感器，該可編程的源 極退化電感器由多個(gè)相互禪合的電感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。相互禪合的電感器可W被配置為為放大器 獲得不同的源極退化電感。放大器可W支持多個(gè)操作模式。放大器可W由針對(duì)每個(gè)操作模 式的適當(dāng)源極退化電感來(lái)配置，W便獲得針對(duì)放大器