用于載波聚集的多輸入多輸出(mimo)低噪聲放大器的制造方法
【專利摘要】公開了支持載波聚集的多輸入多輸出(MIMO)低噪聲放大器(LNA)。在一示例性設(shè)計中，一種裝置(例如，無線設(shè)備、集成電路等)包括具有多個增益電路、一激勵電路以及多個負(fù)載電路的MIMO LNA。增益電路接收至少一個輸入射頻(RF)信號并提供至少一個經(jīng)放大RF信號。每個增益電路當(dāng)該增益電路被啟用時接收并且放大一個輸入RF信號并提供一個經(jīng)放大RF信號。該至少一個輸入RF信號包括在處于不同頻率的多個載波上向該無線設(shè)備發(fā)送的傳輸。激勵電路接收該至少一個經(jīng)放大RF信號并且提供至少一個激勵RF信號。負(fù)載電路接收該至少一個激勵RF信號并且提供至少一個輸出RF信號。
【專利說明】用于載波聚集的多輸入多輸出(MIMO)低噪聲放大器
[0001]1.根據(jù)35U.S.C.§ 119的優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本專利申請要求于2012年5月25日提交且被轉(zhuǎn)讓給本申請受讓人并明確通過引用納入于此的題為“LOW NOISE AMPLIFIERS FOR CARRIER AGGREGAT1N(用于載波聚集的低噪聲放大器)”的美國臨時申請S/N.61/652，064的優(yōu)先權(quán)。

【背景技術(shù)】
[0003]1.領(lǐng)域
[0004]本公開一般涉及電子器件，尤其涉及低噪聲放大器(LNA)。
[0005]I1.背景
[0006]無線通信系統(tǒng)中的無線設(shè)備(例如，蜂窩電話或智能電話)可發(fā)射和接收數(shù)據(jù)以進(jìn)行雙向通信。無線設(shè)備可包括用于數(shù)據(jù)傳送的發(fā)射機(jī)以及用于數(shù)據(jù)接收的接收機(jī)。對于數(shù)據(jù)傳送，發(fā)射機(jī)可用數(shù)據(jù)來調(diào)制射頻(RF)載波信號以獲得經(jīng)調(diào)制RF信號，放大經(jīng)調(diào)制RF信號以獲得具有恰當(dāng)輸出功率電平的經(jīng)放大的RF信號，并經(jīng)由天線將該經(jīng)放大的RF信號發(fā)射到基站。對于數(shù)據(jù)接收，接收機(jī)可經(jīng)由天線獲得收到RF信號并且可放大和處理該收到RF信號以恢復(fù)由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0007]無線設(shè)備可支持載波聚集，其是多個載波上的同時操作。載波可指被用于通信的頻率范圍并且可與某些特性相關(guān)聯(lián)。例如，載波可與描述該載波上的操作的系統(tǒng)信息相關(guān)聯(lián)。載波也可被稱為分量載波(CC)、頻道、蜂窩單元等。需要由無線設(shè)備來高效地支持載波聚集。
[0008]附圖簡述
[0009]圖1示出無線設(shè)備與無線系統(tǒng)通信。
[0010]圖2A到2D示出載波聚集(CA)的四個示例。
[0011]圖3示出圖1中的無線設(shè)備的框圖。
[0012]圖4示出了具有支持載波聚集的多輸入多輸出(MIMO)LNA的接收機(jī)。
[0013]圖5示出圖4中的MMO LNA的框圖。
[0014]圖6示出2X 2MM0 LNA的示意圖。圖7A、7B和7C分別示出了圖6中的2X 2MM0LNA在單輸出模式、帶內(nèi)CA模式以及帶間CA模式中的操作。
[0015]圖8A到8D示出了 4 X 2MIM0 LNA的四個示例性設(shè)計。
[0016]圖9A和9B示出了 NXM MIMO LNA的兩個示例性設(shè)計。
[0017]圖10示出了 MMO LNA的低增益電路的示例性設(shè)計。
[0018]圖11示出用于執(zhí)行信號放大的過程。
[0019]詳細(xì)描述
[0020]以下闡述的詳細(xì)描述旨在作為本公開的示例性設(shè)計的描述，而無意表示可在其中實踐本公開的僅有設(shè)計。術(shù)語“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何設(shè)計不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他設(shè)計。本詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以提供對本公開的示例性設(shè)計的透徹理解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可實踐本文描述的示例性設(shè)計。在一些實例中，公知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖形式示出以免湮沒本文中給出的示例性設(shè)計的新穎性。
[0021]本文公開了具有多輸入和多輸出并且支持載波聚集的MMO LNA。這些MMO LNA可被用于各種類型的電子設(shè)備，諸如無線通信設(shè)備。
[0022]圖1示出了無線設(shè)備110正與無線通信系統(tǒng)120通信。無線系統(tǒng)120可以是長期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)、碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、全球移動通信(GSM)系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)或某個其他無線系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)可實現(xiàn)寬帶CDMA (WCDMA)、cdma2000、或某個其他版本的CDMA。為簡單化，圖1示出了無線系統(tǒng)120包括兩個基站130和132以及一個系統(tǒng)控制器140。一般來說，無線系統(tǒng)可包括任何數(shù)目的基站以及任何網(wǎng)絡(luò)實體集合。
[0023]無線設(shè)備110也可被稱為用戶裝備(UE)、移動站、終端、接入終端、訂戶單元、站等。無線設(shè)備110可以是蜂窩電話、智能電話、平板計算機(jī)、無線調(diào)制解調(diào)器、個人數(shù)字助理(PDA)、手持式設(shè)備、膝上型計算機(jī)、智能本、上網(wǎng)本、無繩電話、無線本地環(huán)路(WLL)站、藍(lán)牙設(shè)備等。無線設(shè)備110可以能夠與無線系統(tǒng)120通信。無線設(shè)備110還可以能夠接收來自廣播站(例如廣播站134)的信號、來自一個或多個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)中的衛(wèi)星(例如，衛(wèi)星150)的信號、等等。無線設(shè)備110可支持用于無線通信的一種或多種無線電技術(shù)，諸如 LTE、cdma2000、WCDMA、GSM、802.11 等等。
[0024]無線設(shè)備110可以支持載波聚集，其是多個載波上的操作。載波聚集也可被稱為多載波操作。無線設(shè)備110可以能夠在從698兆赫茲(MHz)到960MHz的低頻帶、從1475MHz至Ij 2170MHz的中頻帶、和/或從2300MHz到2690MHz以及從3400MHz到3800MHz的高頻帶中操作。低頻帶、中頻帶和高頻帶指的是三組頻帶(或頻帶群)，其中每個頻帶群包括數(shù)個頻率帶(或簡稱為“帶”)。每個頻帶可以覆蓋至多200MHz并且可以包括一個或多個載波。在LTE中，每個載波可以覆蓋至多20MHz。LTE版本11支持35個頻帶，這些頻帶被稱為LTE/UMTS頻帶并且在3GPP TS 36.101中列出。在LTE版本11中，無線設(shè)備110可以被配置成具有處在一個或兩個頻帶中的至多5個載波。
[0025]一般而言，載波聚集(CA)可以被分類為兩種類型一帶內(nèi)CA和帶間CA。帶內(nèi)CA是指在同一頻帶內(nèi)的多個載波上操作。帶間CA是指在不同頻帶中的多個載波上操作。
[0026]圖2A示出紙連帶內(nèi)CA的示例。在圖2A所示的示例中，無線設(shè)備110被配置成具有處在同一頻帶(其為處在低頻帶中的頻帶)中的四個毗連載波。無線設(shè)備110可以接收此同一頻帶中的多個毗連載波上的傳輸。
[0027]圖2B示出非Btt連帶內(nèi)CA的示例。在圖2B所示的示例中，無線設(shè)備110被配置成具有處在同一頻帶(其為處在低頻帶中的頻帶)中的四個非毗連載波。這些載波可以分隔5MHzUOMHz或者其他某個量。無線設(shè)備110可以接收同一頻帶內(nèi)的多個非毗連載波上的傳輸。
[0028]圖2C示出了在同一頻帶群中的帶間CA的示例。在圖2C所示的示例中，無線設(shè)備110被配置成具有處在同一頻帶群(其為低頻帶)中的兩個頻帶中的四個載波。無線設(shè)備110可以接收在同一頻帶群(例如，圖2C中的低頻帶)中的不同頻帶中的多個載波上的傳輸。
[0029]圖2D示出了在不同頻帶群中的帶間CA的示例。在圖2D中所示的示例中，無線設(shè)備110被配置成具有在處于不同頻帶群中的兩個頻帶中的四個載波，其包括在處于低頻帶中的一個頻帶中的兩個載波和在處于中頻帶中的另一頻帶中的兩個額外的載波。無線設(shè)備110可以接收在處于不同頻帶群(例如，圖2D中的低頻帶和中頻帶)中的不同頻帶中的多個載波上的傳輸。
[0030]圖2A到2D示出載波聚集的四個示例。也可以支持其他頻帶組合和頻帶群組合的載波聚集。例如，可以支持低頻帶和高頻帶、中頻帶和高頻帶、高頻帶和高頻帶等的載波聚集。
[0031]圖3示出圖1中的無線設(shè)備110的示例性設(shè)計的框圖。在該示例性設(shè)計中，無線設(shè)備I1包括耦合至主天線310的收發(fā)機(jī)320、耦合至副天線312的接收機(jī)322、以及數(shù)據(jù)處理器/控制器380。收發(fā)機(jī)320包括多個(K個)接收機(jī)330aa至330ak和多個(K個)發(fā)射機(jī)360a至360k以支持多個頻帶、載波聚集、多種無線電技術(shù)等。接收機(jī)322包括多個(M個)接收機(jī)330ba到330bm以支持多個頻帶、載波聚集、多種無線電技術(shù)、接收分集、從多個發(fā)射天線到多個接收天線的MIMO傳輸?shù)取?br> [0032]在圖3中示出的示例性設(shè)計中，每個接收機(jī)330包括輸入電路332、LNA340、以及接收電路342。對于數(shù)據(jù)接收，天線310接收來自基站和/或其他發(fā)射機(jī)站的信號并且提供收到RF信號，該收到RF信號通過天線接口電路324路由并被提供給所選接收機(jī)。天線接口電路324可以包括開關(guān)、雙工器、發(fā)射濾波器、接收濾波器等。以下描述假定接收機(jī)330aa是所選接收機(jī)。在接收機(jī)330aa內(nèi)，收到RF信號被傳遞通過輸入電路332aa，其將輸入RF信號提供給LNA 340aa。輸入電路332aa可以包括匹配電路、接收濾波器等。LNA 340aa將輸入RF信號放大并且提供輸出RF信號。接收電路342aa對輸出RF信號進(jìn)行放大、濾波并將其從RF下變頻到基帶，并且將模擬輸入信號提供給數(shù)據(jù)處理器380。接收電路332aa可包括混頻器、濾波器、放大器、匹配電路、振蕩器、本地振蕩器(LO)發(fā)生器、鎖相環(huán)(PLL)等。收發(fā)機(jī)320中的每個其余接收機(jī)330以及接收機(jī)322中的每個接收機(jī)330可按與收發(fā)機(jī)320中的接收機(jī)330aa類似的方式操作。
[0033]在圖3中示出的示例性設(shè)計中，每個發(fā)射機(jī)360包括發(fā)射電路362、功率放大器(PA) 364、以及輸出電路366。對于數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)處理器380處理(例如，編碼和調(diào)制)要發(fā)射的數(shù)據(jù)，并且將模擬輸出信號提供給所選發(fā)射機(jī)。以下描述假定發(fā)射機(jī)360a是所選發(fā)射機(jī)。在發(fā)射機(jī)360a內(nèi)，發(fā)射電路362a對該模擬輸出信號進(jìn)行放大、濾波并將其從基帶上變頻到RF，并且提供經(jīng)調(diào)制RF信號。發(fā)射電路362a可包括放大器、濾波器、混頻器、匹配電路、振蕩器、LO發(fā)生器、PLL等等。PA 364a接收并且放大經(jīng)調(diào)制RF信號，并且提供具有恰當(dāng)輸出功率電平的發(fā)射RF信號。發(fā)射RF信號傳遞經(jīng)過輸出電路366a，通過天線接口電路324被路由，并且經(jīng)由天線310被發(fā)射。輸出電路366a可包括匹配電路、發(fā)射濾波器、定向規(guī)A翌坐不內(nèi)口寸ο
[0034]圖3示出了接收機(jī)330和發(fā)射機(jī)360的示例性設(shè)計。接收機(jī)和發(fā)射機(jī)也可包括圖3中未示出的其他電路，諸如濾波器、匹配電路等。收發(fā)機(jī)320和接收機(jī)322的全部或部分可實現(xiàn)在一個或多個模擬集成電路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信號IC等上。例如，LNA 340、接收電路342、以及發(fā)射電路362可實現(xiàn)在一個模塊上，該模塊可以是RFIC等等。天線接口電路324和326、輸入電路332、輸出電路366、以及PA 364可實現(xiàn)在另一模塊上，該另一模塊可以是混合模塊等。接收機(jī)330和發(fā)射機(jī)360中的這些電路也可按其他方式來實現(xiàn)。
[0035]數(shù)據(jù)處理器/控制器380可為無線設(shè)備110執(zhí)行各種功能。例如，數(shù)據(jù)處理器380可對經(jīng)由接收機(jī)330接收到的數(shù)據(jù)以及經(jīng)由發(fā)射機(jī)360發(fā)射的數(shù)據(jù)執(zhí)行處理?？刂破?80可控制天線接口電路324和326、輸入電路332、LNA 340、接收電路342、發(fā)射電路362、PA364、輸出電路366或其組合的操作。存儲器382可存儲供數(shù)據(jù)處理器/控制器380使用的程序代碼和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理器/控制器380可實現(xiàn)在一個或多個專用集成電路(ASIC)和/或其他IC上。
[0036]無線設(shè)備110可以在處于不同頻率的多個載波上接收來自一個或多個基站/蜂窩小區(qū)的傳輸來進(jìn)行載波聚集。對于帶內(nèi)CA，這些傳輸是在同一頻帶中的不同載波上發(fā)送的。對于帶間CA，這些傳輸是在不同頻帶中的多個載波上發(fā)送的。
[0037]圖4示出了具有支持非CA、帶內(nèi)CA以及帶間CA的MMO LNA 440的接收機(jī)400的示例性設(shè)計的框圖。MMO LNA 440可以被用于圖3中的一個或多個LNA 340。MIMO LNA440包括多個(N個)輸入和多個(M個)輸出，并且可被稱為NXM MIMO LNA，其中N> I且 M > I。
[0038]在接收機(jī)400處，天線410接收包括在同一頻帶或不同頻帶中的多個載波上發(fā)送的傳輸?shù)南滦墟溌沸盘?。天線410向天線接口電路424提供收到RF信號。天線接口電路424對收到RF信號進(jìn)行濾波和路由，并且將至多N個接收機(jī)輸入信號(RXinl到RXinN)分別提供給至多N個輸入匹配電路432a到432η。匹配電路432a到432η分別向MMO LNA440提供至多N個輸入RF信號RFinl到RFinN。匹配電路432a到432η可以是圖3中的一個或多個輸入電路332的一部分。每一匹配電路432執(zhí)行針對一個或多個感興趣頻帶的在MIMO LNA440與天線接口電路424或天線410之間的阻抗和/或功率匹配。這N個匹配電路432a到432η可以被設(shè)計成用于不同頻帶。
[0039]MIMO LNA 440接收至多N個輸入RF信號并且⑴針對非CA或者帶內(nèi)CA放大一個輸入RF信號或者(i)針對帶間CA放大多個輸入RF信號。MMOLNA 440 (i)針對非CA經(jīng)由一個LNA輸出提供一個輸出RF信號，或者(ii)針對帶內(nèi)CA或者帶間CA經(jīng)由至多M個LNA輸出提供至多M個輸出RF信號RFoutl到RFoutM。M個下變頻器電路490a到490m耦合到這M個LNA輸出。每一下變頻器電路490在被啟用時將相關(guān)聯(lián)的輸出RF信號下變頻，以使得在一個或多個感興趣的載波上的一個或多個傳輸從RF被下變頻到基帶。
[0040]MIMO LNA(諸如圖4中的MMO LNA 440)可以被用來接收處在不同頻率的多個載波上的傳輸。MIMO LNA可以包括提供感興趣的不同載波或者感興趣的不同載波組的多個輸出RF信號的多個輸出。MMO LNA與用于接收從多個發(fā)射天線發(fā)送到多個接收天線的MMO傳輸?shù)腖NA不同。用于MIMO傳輸?shù)腖NA —般具有(i)從一個接收天線接收一個輸入RF信號的一個輸入，以及(ii)提供一個輸出RF信號的一個輸出。MMO LNA的多個輸出由此覆蓋頻率維，而用于MMO傳輸?shù)腖NA的輸出則覆蓋空間維。
[0041]圖5示出了支持非CA、帶內(nèi)CA以及帶間CA的MMO LNA 540的示例性設(shè)計的示意圖。MMO LNA 540可以支持在一個或多個頻帶中的多組載波上的CA。每一組載波可以包括一個頻帶中的一個或多個載波。MMO LNA 540是圖4中的MMO LNA 440的一種示例性設(shè)計。
[0042]N個輸入匹配電路532a到532η接收N個接收機(jī)輸入信號RXinl到RXinN，并且提供N個輸入RF信號RFinl到RFinN。匹配電路532a到532η可以接收⑴來自一個天線的同一接收機(jī)輸入信號，或者(ii)來自一個或多個天線的不同接收機(jī)輸入信號。這樣，RXinl到RXinN信號可以是相同信號或不同信號。每一匹配電路532為一個或多個感興趣的頻帶執(zhí)行輸入匹配。例如，RXinl到RXinN信號可以是來自一個天線的同一信號，并且匹配電路532a到532η可以為不同頻帶執(zhí)行輸入匹配。作為另一個示例，RXinl到RXinN信號可以是來自不同天線的不同信號，并且匹配電路532a到532η可以為同一頻帶或不同頻帶執(zhí)行輸入匹配。
[0043]在圖5中所示的示例性設(shè)計中，MIMO LNA 540包括用于N個LNA輸入的N個增益電路(Ckt) 550a到550η、激勵電路560以及用于M個LNA輸出的M個負(fù)載電路570a到570m。這N個輸入RF信號RFinl到RFinN被分別提供給這N個增益電路550a到550n。L個增益電路550可以被啟用以接收在K組載波上的傳輸，其中KLSN并且KKS Μ。N-L個剩余的增益電路550可以被禁用。每一啟用的增益電路550接收并且放大其輸入RF信號并且提供相應(yīng)的經(jīng)放大RF信號。激勵電路560從L個啟用的增益電路550接收L個經(jīng)放大的RF信號，并且將K個激勵RF信號提供給選自這M個負(fù)載電路570之中的K個負(fù)載電路。這K個所選的負(fù)載電路570將K個輸出RF信號提供給耦合至這K個負(fù)載電路的K個下變頻器電路590。
[0044]在圖5中所示的示例性設(shè)計中，每一下變頻器電路590包括分別耦合到兩個基帶濾波器596和598的兩個混頻器592以及594。在下變頻器電路590a內(nèi)，混頻器592a接收來自LNA 540內(nèi)的負(fù)載電路570a的第一輸出RF信號RFoutl、以及處在用于第一組載波的第一混頻用頻率的同相LO信號ILOl?；祛l器592a用ILOl信號將第一輸出RF信號下變頻，并且提供同相(I)經(jīng)下變頻信號?；祛l器594a接收來自負(fù)載電路570a的第一輸出RF信號、以及處在第一混頻用頻率的正交LO信號QLOl?；祛l器594a用QLOl信號將第一輸出RF信號下變頻，并且提供正交(Q)經(jīng)下變頻信號。濾波器596a和598a分別接收來自混頻器592a和594a的I和Q經(jīng)下變頻信號并對其進(jìn)行濾波，并且為第一組載波提供I和Q基帶信號VoutI。
[0045]K個下變頻器590可以被選擇以接收K組載波上的傳輸。每一下變頻器590可以處理并且下變頻其來自LNA 540的輸出RF信號，并且為不同的載波組提供I和Q基帶信號。
[0046]MIMO LNA 540可以用各種電路架構(gòu)來實現(xiàn)。在以下描述MMO LNA 540的一些示例性設(shè)計。MIMO LNA 540也可以用各種類型的晶體管來實現(xiàn)。以下描述用N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管實現(xiàn)的MMO LNA 540的一些示例性設(shè)計。
[0047]圖6示出了基于分路式共源共柵架構(gòu)的2 X 2MIM0 LNA 640的示例性設(shè)計的示意圖。MMO LNA 640是圖5中的MMO LNA 540的一個示例性設(shè)計。MMO LNA 640包括用于兩個LNA輸入的兩個增益電路650a和650b、激勵電路660以及用于兩個LNA輸出的兩個負(fù)載電路670a和670b。
[0048]在圖6所示的示例性設(shè)計中，每一增益電路650包括源極負(fù)反饋電感器652以及增益晶體管654。在增益電路650a內(nèi)，增益晶體管654a的柵極接收第一輸入RF信號RFinl，并且其源極耦合到電感器652a的一端。電感器652a的另一端耦合至電路接地。增益電路650b包括源極負(fù)反饋電感器652b以及增益晶體管654b，其以和增益電路650a中的電感器652a和晶體管654a相類似的方式I禹合。增益晶體管654a和654b可以用如圖6所不的NMOS晶體管來實現(xiàn)，或者可以用其他類型的晶體管實現(xiàn)。
[0049]增益電路650也可用其他方式來實現(xiàn)。在另一示例性設(shè)計中，增益電路可以包括源極直接耦合到電路接地(而不是耦合到源極負(fù)反饋電感器)的增益晶體管。在另一示例性設(shè)計中，增益電路可以包括兩個并聯(lián)耦合的增益晶體管，并且它們的柵極接收輸入RF信號。如圖6所示，第一增益晶體管的源極可耦合到源極負(fù)反饋電感器。第二增益晶體管的源極可直接耦合到電路接地?？梢栽诘谝辉鲆婢w管或第二增益晶體管中擇一。
[0050]在圖6所示的示例性設(shè)計中，激勵電路660包括四個共源共柵晶體管664a到664d，它們分別在其柵極處接收四個控制信號Vctrll到Vctrl4。共源共柵晶體管664a和664c的源極耦合到增益晶體管654a的漏極，并且其漏極分別耦合到負(fù)載電路670a和670b。共源共柵晶體管664b和664d的源極耦合到增益晶體管654b的漏極，并且其漏極分別耦合到負(fù)載電路670a和670b。共源共柵晶體管664可以如圖6所示用NMOS晶體管實現(xiàn)，或者可以用其他類型的晶體管實現(xiàn)。激勵電路660還可以如以下所描述地用其它方式來實現(xiàn)。
[0051]在圖6中所示的示例性設(shè)計中，每一負(fù)載電路670包括包含初級線圈674和次級線圈676的變壓器672。在負(fù)載電路670a中，變壓器672a包括(i)耦合在共源共柵晶體管664a和664b的漏極與電源VDD之間的初級線圈674a，以及(ii)提供差分第一輸出RF信號的次級線圈676a。負(fù)載電路670b包括變壓器672b，該變壓器672b具有(i)耦合在共源共柵晶體管664c和664d的漏極與VDD電源之間的初級線圈674b，以及(ii)提供差分第二輸出RF信號的次級線圈676b。
[0052]負(fù)載電路670也可按其他方式來實現(xiàn)。在另一示例性設(shè)計中，負(fù)載電路可以包括耦合在VDD電源與一個或多個共源共柵晶體管的漏極之間的電感器以及可能還有電容器。這些共源共柵晶體管可以在其漏極處提供輸出RF信號。在另一示例性設(shè)計中，負(fù)載電路可以包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管，該P(yáng)MOS晶體管的源極耦合到VDD電源，并且其漏極耦合到一個或多個共源共柵晶體管的漏極。該P(yáng)MOS晶體管可以為這一個或多個共源共柵晶體管提供有功負(fù)載。
[0053]在一示例性設(shè)計中，增益電路650a和650b可以各自被啟用(即，被導(dǎo)通)或者被禁用(即，被關(guān)斷)。每一個增益電路650可以(i)通過向該增益電路650中的增益晶體管654的柵極施加低壓而被禁用，或者(ii)通過向增益晶體管654的柵極施加合適的偏壓而被啟用。在一個示例性設(shè)計中，輸入RF信號可以如圖6所示被直接施加于增益晶體管654的柵極，并且可以被拉至低壓來禁用增益電路650。在另一示例性設(shè)計中，輸入RF信號可以經(jīng)由AC耦合/DC阻斷電容器(未在圖6中示出)被施加于增益晶體管654的柵極。偏壓可以隨之經(jīng)由電阻器被施加于增益晶體管654的柵極并且可被設(shè)置為低壓以禁用增益電路 650。
[0054]在一示例性設(shè)計中，激勵電路660中的共源共柵晶體管664a到664d可以各自被啟用(即，被導(dǎo)通)或者被禁用(即，被關(guān)斷)。每一共源共柵晶體管664可以(i)通過向共源共柵晶體管664的柵極施加低壓而被禁用，或者(ii)通過向共源共柵晶體管664的柵極施加合適的偏壓而被啟用。施加于每一共源共柵晶體管664的柵極的Vctrl信號可以因此禁用該共源共柵晶體管，或者提供恰適的偏壓來啟用該共源共柵晶體管。
[0055]MIMO LNA 640可以支持單輸出模式、帶內(nèi)CA模式以及帶間CA模式。在單輸出模式中，單個輸入RF信號被施加于單個增益電路650。由單個負(fù)載電路670提供一組載波的單個輸出RF信號。單輸出模式可以被用來接收在不進(jìn)行載波聚集的情況下在單個載波上發(fā)送的傳輸。單輸出模式也可以被用來接收在使用載波聚集的情況下在多個載波(例如，毗連的載波)上發(fā)送的傳輸。在這種情形中，在所有載波上的傳輸可以用處在單個頻率上的單個LO信號來被下變頻。在帶內(nèi)CA模式中，單個輸入RF信號被施加于單個增益電路650。由兩個負(fù)載電路670提供兩組載波的兩個輸出RF信號。在帶間CA模式中，兩個頻帶的兩個輸入RF信號被施加于兩個增益電路650。由兩個負(fù)載電路670提供兩組載波的兩個輸出RF信號。
[0056]圖7A示出了圖6中的MMO LNA 640在單輸出模式中的操作。在此模式中，MIMOLNA 640以具有一個LNA輸入和一個LNA輸出的IX I配置來操作。增益電路650a或者650b中的一者可以被啟用以放大感興趣頻帶的單個輸入RF信號。負(fù)載電路670a或者670b中的一者可以被選擇以提供感興趣的載波組的單個輸出RF信號。激勵電路660中的一個共源共柵晶體管664可以被導(dǎo)通以緩沖來自所選增益電路650的經(jīng)放大RF信號，并且激勵所選負(fù)載電路670。在圖7A所示的示例中，增益電路650a被選擇以放大RFinl信號，并且共源共柵晶體管664a被導(dǎo)通以緩沖來自增益電路650a的經(jīng)放大RF信號并且激勵所選負(fù)載電路670a。增益電路650b、以及共源共柵晶體管664b到664d都被關(guān)斷。被啟用的增益電路650a以施加于其柵極的輸入RF信號和由共源共柵晶體管664a提供的偏置電流來工作在飽和區(qū)。被禁用的增益晶體管650b以施加于其柵極的輸入RF信號但在沒有由任何共源共柵晶體管提供的偏置電流的情況下工作在線性區(qū)。
[0057]圖7B示出了 MMO LNA 640在帶內(nèi)CA模式中的操作。在此模式中，MMO LNA 640以具有一個LNA輸入和兩個LNA輸出的1X2配置來操作。增益電路650a或者650b中的一者可以被啟用以放大感興趣頻帶的單個輸入RF信號。負(fù)載電路670a和670b兩者可以被選擇以提供感興趣的兩組載波的兩個輸出RF信號。激勵電路660內(nèi)的兩個共源共柵晶體管664可以被導(dǎo)通以緩沖來自所選增益電路650的經(jīng)放大RF信號，并且激勵這兩個負(fù)載電路670。在圖7B所示的示例中，增益電路650a被選擇以放大RFinl信號，并且共源共柵晶體管664a和664c被導(dǎo)通以緩沖來自增益電路650a的經(jīng)放大RF信號并且激勵負(fù)載電路670a和670b。增益電路650b、以及共源共柵晶體管664b和664d被關(guān)斷。
[0058]圖7C示出了 MMO LNA 640在帶間CA模式中的操作。在這一模式中，MMO LNA640以具有兩個LNA輸入和兩個LNA輸出的2X2配置來操作。增益電路650a或650b兩者可被啟用以放大一個或兩個感興趣頻帶的兩個輸入RF信號。負(fù)載電路670a和670b兩者可以被選擇以提供感興趣的兩組載波的兩個輸出RF信號。激勵電路660中的兩個共源共柵晶體管664可以被導(dǎo)通以緩沖來自這兩個增益電路650的這兩個經(jīng)放大RF信號，并且激勵這兩個負(fù)載電路670。在圖7C所示的示例中，共源共柵晶體管664a和664d被導(dǎo)通以緩沖分別來自增益電路650a和650b的經(jīng)放大RF信號，并且分別激勵負(fù)載電路670a和670b。共源共柵晶體管664b和664c被關(guān)斷。
[0059]如圖6到7C所示，在分路式共源共柵架構(gòu)中，輸入RF信號可以由增益晶體管來放大，并且可以通過將來自增益晶體管的經(jīng)放大RF信號提供給多個共源共柵晶體管的方式來在共源共柵級被分路。當(dāng)如圖6所示兩個共源共柵晶體管被耦合到一個增益晶體管時，分路式共源共柵架構(gòu)在CA模式中對于給定量的偏置電流而言可以具有降低了大約6分貝(dB)的增益。此降低了的增益可以在后續(xù)電路中被計及。
[0060]圖8A示出了基于分路式共源共柵架構(gòu)的4X 2MM0 LNA 642的示例性設(shè)計的示意圖。MMO LNA 642是圖5中的MMO LNA 540的另一示例性設(shè)計。MMO LNA 642包括用于四個LNA輸入的四個增益電路650a到650d、激勵電路660以及用于兩個LNA輸出的兩個負(fù)載電路670a和670b。增益電路650a和650b、激勵電路660以及負(fù)載電路670a和670b如上針對圖6所描述地被耦合。在增益電路650c內(nèi)，增益晶體管654c的柵極接收第三輸入RF信號RFin3，其源極耦合到電感器652c的一端，并且其漏極耦合到共源共柵晶體管664c的源極。電感器652c的另一端耦合至電路接地。增益電路650d包括源極負(fù)反饋電感器652d以及增益晶體管654d，它們以與增益電路650c中的電感器652c和晶體管654c相類似的方式被耦合。增益晶體管654d的漏極耦合到共源共柵晶體管664d的源極。
[0061]MIMO LNA 642可以支持單輸出模式、帶內(nèi)CA模式以及帶間CA模式。在單輸出模式中，單個輸入RF信號可以經(jīng)由這四個LNA輸入中的一個來被接收，并且被施加于單個增益電路650?？梢杂蓡蝹€負(fù)載電路670將一組載波的單個輸出RF信號提供給這兩個LNA輸出中的一個。MMO LNA 642可以支持單輸出模式，其中輸入RF信號被施加于這四個增益電路650中的任何一個。
[0062]在帶內(nèi)CA模式中，單個輸入RF信號可以經(jīng)由這四個LNA輸入中的一個被接收，并且被施加于單個增益電路650。可以由兩個負(fù)載電路670將兩組載波的兩個輸出RF信號提供給這兩個LNA輸出。MMO LNA 642可以允許將輸入RF信號施加于任何增益電路650并將其路由到任何負(fù)載電路670。
[0063]在帶間CA模式中，兩個頻帶的兩個輸入RF信號可以經(jīng)由這四個LNA輸入中的兩個來被接收，并且被施加于兩個增益電路650。可以由兩個負(fù)載電路670將兩組載波的兩個輸出RF信號提供給這兩個LNA輸出。在圖8A所示的示例性設(shè)計中，MMO LNA 642在帶間CA模式中能支持輸入RF信號的四種組合。具體地，可以支持以下的輸入RF信號組合:(RFinl, RFin2)、(RFinl, RFin4)、(RFin2, RFin3)、以及(RFin3, RFin4)。組合(RFinl, RFin3)不被支持，因為RFinl和RFin3信號被提供給了漏極被耦合在一起的增益晶體管654a和654c。類似地，組合(RFin2，RFin4)不被支持，因為RFin2和RFin4信號被提供給了漏極耦合在一起的增益晶體管654b和654d。
[0064]圖SB示出了基于分路式共源共柵架構(gòu)的4X 2MM0 LNA 644的示例性設(shè)計的示意圖。MMO LNA 644是圖5中的MMO LNA 540的另一示例性設(shè)計。MMO LNA 644包括用于四個LNA輸入的四個增益電路651a到651d、激勵電路660以及用于兩個LNA輸出的兩個負(fù)載電路670a和670b。每一增益電路651包括耦合到源極負(fù)反饋電感器652的增益晶體管654。增益晶體管654a和654b共享同一源極負(fù)反饋電感器652a。類似地，增益晶體管654c和654d共享同一源極負(fù)反饋電感器652c。圖8B中的MMO LNA 644包括圖8A中的MIMO LNA 642的一半的源極負(fù)反饋電感器，這可以提供一些優(yōu)勢，諸如更小的電路面積、更低的成本等。
[0065]如上對于圖8A中的MMO LNA 642所描述的，MMO LNA 644可以支持單輸出模式和帶內(nèi)CA模式。MMO LNA 644也可以支持帶間CA模式。然而，增益晶體管654a和654b中只有一個可以被選中，因為它們共享同一源極負(fù)反饋電感器652a。類似地，增益晶體管654c和654d中只有一個可以被選中，因為它們共享同一源極負(fù)反饋電感器652c。進(jìn)一步，增益晶體管654a和654c中只有一個可以被選中，因為它們的漏極被耦合到一起，并且增益晶體管654b和654d中只有一個可以被選中，因為它們的漏極也被耦合到一起。因此，LNA644在帶間CA模式中可以支持輸入RF信號的兩種組合，即(RFinl，RFin4)以及(RFin2，RFin3)。
[0066]圖8C示出了基于分路式共源共柵架構(gòu)的4X 2MM0 LNA 646的示例性設(shè)計的示意圖。MMO LNA 646是圖5中的MMO LNA 540的另一示例性設(shè)計。MMO LNA 646包括用于四個LNA輸入的四個增益電路650a到650d、激勵電路662以及用于兩個LNA輸出的兩個負(fù)載電路670a和670b。激勵電路662包括共源共柵晶體管664a到664d，它們的源極分別耦合到增益電路650a到650d，并且它們的漏極耦合到負(fù)載電路670a。激勵電路662進(jìn)一步包括共源共柵晶體管666a到666d，它們的源極分別耦合到增益電路650a到650d，并且它們的漏極耦合到負(fù)載電路670b。
[0067]如上對于圖8A中MMO LNA 642所描述的，MMO LNA 646可以支持單輸出模式和帶內(nèi)CA模式。MMO LNA 646也可以支持帶間CA模式。在該模式中，兩個輸入RF信號可以被施加于任何兩個增益電路650，因為每一增益電路650均經(jīng)由兩個共源共柵晶體管664和666被耦合到負(fù)載電路670a和670b兩者。因此，在帶間CA模式中，LNA 646可以支持輸入RF信號的所有六種可能的組合，即(RFinl, RFin2)、(RFinl, RFin3)、(RFinl, RFin4)、(RFin2, RFin3)、(RFin2, RFin4)和(RFin3, RFin4)。
[0068]圖8D示出了基于分路式共源共柵架構(gòu)的4X 2MM0 LNA 648的示例性設(shè)計的示意圖。MMO LNA 648是圖5中的MMO LNA 540的另一示例性設(shè)計。MMO LNA 648包括用于四個LNA輸入的四個增益電路651a到65Id、兩個源極負(fù)反饋電感器652a和652c、激勵電路662以及用于兩個LNA輸出的兩個負(fù)載電路670a和670b。增益電路651a到651d包括增益晶體管654a到654d，其如上針對圖SB所描述地被耦合。激勵電路662包括共源共柵晶體管664a到664d以及共源共柵晶體管666a到666d，其如上針對圖8C所描述地被耦合。
[0069]如上對于圖8A*MM0 LNA 642所描述的，MMO LNA 648可以支持單輸出模式和帶內(nèi)CA模式。MMO LNA 648也可以支持帶間CA模式。在該模式中，兩個輸入RF信號可以被施加于任何兩個不共享同一源極負(fù)反饋電感器652的增益電路651。因此，LNA 648在帶間CA模式中可以支持輸入RF信號的四種組合，S卩(RFinl, RFin3)、(RFinl, RFin4)、(RFin2, RFin3)和(RFin2, RFin4)。
[0070]圖8A到8D示出了基于分路式共源共柵架構(gòu)的4X 2MIM0 LNA的四種示例性設(shè)計。一般而言，MIMO LNA可以包括任意數(shù)目的輸入和任意數(shù)目的輸出。
[0071]圖9A示出了 NXM MIMO LNA 940的示例性設(shè)計的示意圖，其中N和M可以各自是大于一的任何整數(shù)值。MMO LNA 940是圖5中的MMO LNA540的另一示例性設(shè)計。MMOLNA 940包括用于N個LNA輸入的N個增益電路950a到950η、激勵電路960以及用于M個LNA輸出的M個負(fù)載電路970a到970m。在一個示例性設(shè)計中，每一增益電路950可以用源極耦合到電感器(例如圖6中的增益電路650a所示)的增益晶體管來實現(xiàn)。在另一示例性設(shè)計中，每一增益電路950可以用源極耦合到電路接地的增益晶體管來實現(xiàn)。在另一示例性設(shè)計中，多個增益電路950可以用源極耦合到共享電感器(例如，如圖SB所示)的增益晶體管來實現(xiàn)。
[0072]激勵電路960可以包括耦合在增益電路950a到950η與負(fù)載電路970a到970m之間的共源共柵晶體管。共源共柵晶體管的數(shù)量可以取決于這N個增益電路950與這M個負(fù)載電路970之間所需的互連。在一個示例性設(shè)計(其可被稱為“全”互連)中，每個增益電路950可以經(jīng)由共源共柵晶體管被耦合到每個負(fù)載電路97CLM個共源共柵晶體管可以由此被耦合在每個增益電路950與M個負(fù)載電路970a到970m之間(例如，如圖8C所示)?？偣睳*M個共源共柵晶體管可以被用來實現(xiàn)全互連。為了實現(xiàn)全互連，至多M個輸入RF信號可以被施加于至多M個增益電路以在至多M個負(fù)載電路處生成至多M個輸出RF信號。在另一示例性設(shè)計中，每一增益電路950可以經(jīng)由共源共柵晶體管耦合到一個負(fù)載電路970 (例如，如圖8A所示)。在另一示例性設(shè)計中，每一增益電路950可以經(jīng)由至少兩個共源共柵晶體管耦合到至少兩個負(fù)載電路970 (例如，如圖8C所示)。
[0073]MIMO LNA 940可以支持單輸出模式、帶內(nèi)CA模式以及帶間CA模式。在單輸出模式中，單個輸入RF信號可以經(jīng)由N個LNA輸入中的一個來被接收，并且被施加于單個增益電路950?？梢杂蓡蝹€負(fù)載電路970將一組載波的單個輸出RF信號提供給M個LNA輸出中的一個。在帶內(nèi)CA模式中，單個輸入RF信號可以經(jīng)由N個LNA輸入中的一個來被接收，并且被施加于單個增益電路950。可以由多個負(fù)載電路970將多組載波的多個輸出RF信號提供給多個LNA輸出。在帶間CA模式中，多個頻帶的多個輸入RF信號可以經(jīng)由多個LNA輸入來被接收，并且被施加于多個增益電路950。可以由多個負(fù)載電路970將多組載波的多個輸出RF信號提供給多個LNA輸出。
[0074]圖9B示出了 NXM MIMO LNA 942的示例性設(shè)計的示意圖，其中N和M可以各自是大于一的任何整數(shù)值。MMO LNA 942是圖5中的MMO LNA 540的另一示例性設(shè)計。MMOLNA 942包括用于N個LNA輸入的N個低增益電路952a到952η和N個高增益電路954a到954η、激勵電路962以及用于M個LNA輸出的M個負(fù)載電路970a到970m。在一個示例性設(shè)計中，每個高增益電路954可以用源極耦合到電感器的增益晶體管來實現(xiàn)(例如，如圖6中的增益電路650a所示)。在另一示例性設(shè)計中，多個高增益電路954可以用源極耦合到共享電感器的增益晶體管來實現(xiàn)(例如，如圖8B所示)。每個低增益電路952可如下面描述的那樣來實現(xiàn)。激勵電路962可以包括耦合在低增益電路952a到952η和高增益電路954a到954η與負(fù)載電路970a到970m之間的共源共柵晶體管。共源共柵晶體管的數(shù)量可以取決于增益電路952及954與負(fù)載電路970之間所需的互連。
[0075]MIMO LNA 942可以支持單輸出模式、帶內(nèi)CA模式和帶間CA模式，例如，如上對于圖9A中MMO LNA 940所描述的，。MIMO LNA 942也可以支持高增益模式和低增益模式。在高增益模式中，一個或多個高增益電路954可以被選擇以放大一個或多個輸入RF信號并且提供一個或多個經(jīng)放大RF信號。在低增益模式中，一個或多個低增益電路952可以被選擇以放大一個或多個輸入RF信號并且提供一個或多個經(jīng)放大RF信號。激勵電路962可以從一個或多個高增益電路954和/或一個或多個低增益電路952接收一個或多個經(jīng)放大RF信號，并且可以為一個或多個負(fù)載電路970提供一個或多個激勵信號。
[0076]圖10示出了低增益電路952x的示例性設(shè)計的示意圖。低增益電路952x可以被用于圖9B中的低增益電路952a到952η的任一者。在低增益電路952χ中，NMOS晶體管1058的源極耦合到低增益電路952χ的輸入，其柵極接收控制信號Enb，并且其漏極耦合到衰減電路1060的輸入。衰減電路1060包括⑴耦合在衰減電路1060的輸入與輸出之間的電阻器1062以及(ii)耦合在衰減電路1060的輸出與電路接地之間的可變電阻器1064。AC耦合電容器1068耦合在衰減電路1060的輸出與NMOS晶體管1054的柵極之間。NOMS晶體管1054的源極耦合到電路接地并且其漏極在低增益電路952x被啟用時提供經(jīng)放大RF信號。
[0077]NMOS晶體管1058作為開關(guān)來操作，該開關(guān)在NMOS晶體管1058被Enb信號啟用時能夠?qū)⑤斎隦F信號傳遞到NOMS晶體管1054。衰減電路1060能夠基于可變電阻器1064的設(shè)置來將輸入RF信號衰減一可變量。NMOS晶體管1054是能放大來自衰減電路1060的RF信號的增益晶體管。
[0078]高增益電路可以用源極耦合到負(fù)反饋電感器(例如，如圖6所示)的增益晶體管來實現(xiàn)。高增益電路也可以用(i)源極耦合到電路接地的增益晶體管以及(ii)耦合在共源共柵晶體管的漏極與增益晶體管的柵極之間的反饋電路來實現(xiàn)。反饋電路可以包括與電容器串聯(lián)耦合的電阻器。開關(guān)也可以與電阻器和電容器串聯(lián)耦合，并且可以被用來連接或斷開反饋電路。反饋電路可以幫助實現(xiàn)輸入匹配和線性。
[0079]本文所描述的MMO LNA可以包括各種期望的特征，包括:
[0080]1.單端LNA輸入以及差分LNA輸出，
[0081]2.用于MMO LNA的變壓器/電感性負(fù)載，以及
[0082]3.在LNA輸入處的用于實現(xiàn)高增益的電感性負(fù)反饋，并且為實現(xiàn)低增益可將其旁路。
[0083]單端LNA輸入可以減少輸入端口的數(shù)目、以及包含MMO LNA的印刷電路板(PCB)上的輸入匹配電路的電路組件的數(shù)目。替換地，對于給定數(shù)量的輸入端口，MMO LNA可以用單端LNA輸入來支持兩倍數(shù)量的接收路徑。差分LNA輸出可以通過對下變頻器電路中的信號進(jìn)行平衡來降低LO泄漏以及二階效應(yīng)。一般而言，可以用差分LNA輸出來獲得差分電路相較單端電路而言的所有優(yōu)勢。
[0084]變壓器/電感性負(fù)載可以允許MMO LNA以低電源電壓來操作，因為這些電路組件不會浪費(fèi)任何電壓凈空。其他類型的負(fù)載(例如，有功/晶體管負(fù)載)則會使MIMO LNA的增益、噪聲系數(shù)和線性降級。
[0085]電感性負(fù)反饋可以被用來增進(jìn)高增益LNA中的線性以及輔助針對目標(biāo)阻抗(例如50歐姆)的輸入匹配。在沒有負(fù)反饋電感器的情況下，接收機(jī)性能(例如，用來實現(xiàn)輸入匹配和線性)可能不會滿足規(guī)范需求。
[0086]在一示例性設(shè)計中，一種裝置(例如，無線設(shè)備、集成電路、電路模塊等)可以包括多個增益電路、一激勵電路以及多個負(fù)載電路。這多個增益電路(例如，圖6或8A中的增益電路650)可以接收至少一個輸入RF信號并提供至少一個經(jīng)放大RF信號。每個增益電路在該增益電路被啟用時可以接收并且放大一個輸入RF信號并提供一個經(jīng)放大RF信號。該至少一個輸入RF信號可以包括在處于不同頻率的多個載波上向該無線設(shè)備發(fā)送的傳輸。激勵電路(例如，圖6或圖8A中的激勵電路660)可以耦合到這多個增益電路和這多個負(fù)載電路。激勵電路可以接收該至少一個經(jīng)放大RF信號并且提供至少一個激勵RF信號。這多個負(fù)載電路(例如，圖6或8A中的負(fù)載電路670)可以接收該至少一個激勵RF信號并提供至少一個輸出RF信號。
[0087]在一個示例性設(shè)計中，每個增益電路可以包括在該增益電路被啟用時接收輸入RF信號并提供經(jīng)放大RF信號的增益晶體管(例如，圖6或8A中的NMOS晶體管654)。在一示例性設(shè)計中，增益電路(例如圖6A或8A中的增益電路650a)可以進(jìn)一步包括耦合在增益晶體管的源極與電路接地之間的電感器(例如，圖6或8A中的電感器652a)。在另一示例性設(shè)計中，增益晶體管(例如，圖10中的增益晶體管1054)的源極可耦合到電路接地。在另一示例性設(shè)計中，這多個增益電路可以包括至少兩組增益電路，每一組包括兩個或更多個增益電路。每組增益電路可以包括共享耦合到電路接地(例如,如在8B中所示)的電感器的一組增益晶體管(例如，兩個增益晶體管)。
[0088]該多個增益電路也可以包括多個高增益電路和多個低增益電路，例如，如圖9B所示。低增益電路或者高增益電路中的任一個可以被選擇用于輸入RF信號，例如取決于輸入RF信號的收到功率電平來做出此選擇。高增益電路可以包括源極電感性負(fù)反饋來增進(jìn)高增益處的線性。低增益電路可以不包括源極電感性負(fù)反饋。
[0089]在一示例性設(shè)計中，激勵電路可以包括多個共源共柵晶體管(例如，如圖6或8A的共源共柵晶體管664)。每個共源共柵晶體管可以被耦合在這多個增益電路之一與這多個負(fù)載電路之一之間。在一示例性設(shè)計中，為了實現(xiàn)全互連，每個增益電路可以經(jīng)由相應(yīng)的共源共柵晶體管被耦合到這多個負(fù)載電路中的每一個。在另一示例性設(shè)計中，為了實現(xiàn)部分互連，每個增益電路可以經(jīng)由兩個共源共柵晶體管被耦合到兩個負(fù)載電路(其可以是這多個負(fù)載電路的子集)。給定的共源共柵晶體管也可以由多個增益電路共享。例如，圖8A中的共源共柵晶體管664a由增益電路650a和650c共享。
[0090]在一示例性設(shè)計中，每個負(fù)載電路可以包括具有初級線圈和次級線圈的變壓器(例如圖6中的變壓器672)。初級線圈可以耦合在激勵電路與電源之間。次級線圈可以在激勵RF信號被施加于初級線圈時提供差分輸出RF信號。在另一示例性設(shè)計中，每一負(fù)載電路可以包括耦合在激勵電路與電源之間的電感器。負(fù)載電路也可以包括晶體管和/或其他電路。
[0091]該裝置可以進(jìn)一步包括耦合到這多個增益電路的多個輸入匹配電路(例如，圖5中的輸入匹配電路532)。每一輸入匹配電路可以為不同頻帶或不同頻帶組執(zhí)行功率匹配和/或阻抗匹配。
[0092]該裝置可以進(jìn)一步包括耦合到這多個負(fù)載電路的多個下變頻器電路(例如，圖5中的下變頻器電路590)。這些下變頻器電路可以基于至少一個LO信號執(zhí)行對該至少一個輸出RF信號的下變頻。每個LO信號可以處在不同的頻率，該頻率可以基于正由相關(guān)聯(lián)的下變頻器電路下變頻的一個或多個載波來確定。
[0093]在一示例性設(shè)計中，每個輸入RF信號可以包括單端信號，并且每個輸出RF信號可以包括差分信號，例如，如圖6所示。在另一示例性設(shè)計中，每個輸入RF信號可以包括單端信號，并且每個輸出RF信號可以包括單端信號。在另一示例性設(shè)計中，每個輸入RF信號可以包括差分信號，并且每個輸出RF信號可以包括差分信號。
[0094]該裝置可以在多個模式之一中操作。在一示例性設(shè)計中，在單輸出模式中，一個增益電路可以被啟用以接收并放大一個輸入RF信號并且提供一個經(jīng)放大RF信號。激勵電路可接收此經(jīng)放大RF信號并且提供一個激勵RF信號。一個負(fù)載電路可接收該激勵RF信號并且提供一個輸出RF信號。
[0095]在一示例性設(shè)計中，在帶內(nèi)CA模式中，一個增益電路可以被啟用以接收并放大一個輸入RF信號并且提供一個經(jīng)放大RF信號。激勵電路可接收此經(jīng)放大RF信號并且提供至少兩個激勵RF信號。至少兩個負(fù)載電路可以接收該至少兩個激勵RF信號并且提供至少兩個輸出RF信號。在單輸出模式和帶內(nèi)CA模式兩者中,這一個輸入RF信號可以包括在單個頻帶中的多個載波上發(fā)送的傳輸。
[0096]在一示例性設(shè)計中，在帶間CA模式中，至少兩個增益電路可以被啟用以接收并放大至少兩個輸入RF信號并且提供至少兩個經(jīng)放大RF信號。激勵電路可以接收該至少兩個經(jīng)放大RF信號并且提供至少兩個激勵RF信號。至少兩個負(fù)載電路可以接收該至少兩個激勵RF信號并且提供至少兩個輸出RF信號。該至少兩個輸入RF信號可以包括在至少兩個頻帶中的多個載波上發(fā)送的傳輸。
[0097]圖11示出了用于在無線系統(tǒng)中執(zhí)行信號放大的過程1100的示例性設(shè)計。過程1100可由無線設(shè)備或由其他某個實體來執(zhí)行。包括在處于不同頻率的多個載波上發(fā)送給無線設(shè)備的傳輸?shù)闹辽僖粋€輸入RF信號可以被放大(例如，用多個增益電路中的至少一個來放大)以獲得至少一個經(jīng)放大RF信號(框1112)?？梢曰谠撝辽僖粋€經(jīng)放大RF信號生成至少一個激勵RF信號，例如，用耦合到這多個增益電路的激勵電路來生成(框1114)。可以基于該至少一個激勵RF信號提供至少一個輸出RF信號，例如，用耦合到激勵電路的多個負(fù)載電路中的至少一個來提供(框1116)。在一示例性設(shè)計中，每個輸入RF信號可以包括單端信號，并且每個輸出RF信號可以包括差分信號。
[0098]在一示例性設(shè)計中，在單輸出模式中，一個輸入RF信號可以被放大(例如，用一個增益電路來放大)以獲得一個經(jīng)放大RF信號?？梢曰诖私?jīng)放大RF信號來生成(例如，由激勵電路來生成)一個激勵RF信號?？梢曰谠摷頡F信號來提供(例如，由一個負(fù)載電路來提供)一個輸出RF信號。
[0099]在另一示例性設(shè)計中，在帶內(nèi)CA模式中，一個輸入RF信號可以被放大(例如，用一個增益電路來放大)以獲得一個經(jīng)放大RF信號。可以基于此經(jīng)放大RF信號來生成(例如，由激勵電路來生成)至少兩個激勵RF信號?？梢曰谠撝辽賰蓚€激勵RF信號來提供(例如，由至少兩個負(fù)載電路來提供)至少兩個輸出RF信號。
[0100]在另一示例性設(shè)計中，在帶間CA模式中，至少兩個輸入RF信號可以被放大(例如，用至少兩個增益電路來放大)以獲得至少兩個經(jīng)放大RF信號?？梢曰谠撝辽賰蓚€經(jīng)放大RF信號來生成(例如，由激勵電路來生成)至少兩個激勵RF信號?？梢曰谠撝辽賰蓚€激勵RF信號來提供(例如，由至少兩個負(fù)載電路來提供)至少兩個輸出RF信號。
[0101]本文中描述的MMO LNA可在1C、模擬IC、RFIC、混合信號IC、ASIC、PCB、電子設(shè)備等上實現(xiàn)。MMO LNA也可用各種IC工藝技術(shù)來制造，諸如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)、NMOS、PM0S、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、雙極-CMOS (BiCMOS)、硅鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)、高電子遷移率晶體管(HEMT)、絕緣體上覆硅(SOI)等。
[0102]實現(xiàn)本文中所描述的MMO LNA的裝置可以是自立設(shè)備或者可以是較大設(shè)備的一部分。設(shè)備可以是(i)自立的IC，(ii)具有一個或多個IC的集合，其可包括用于存儲數(shù)據(jù)和/或指令的存儲器ic, (iii)RFIC，諸如RF接收機(jī)(RFR)或RF發(fā)射機(jī)/接收機(jī)(RTR)，(iv)ASIC，諸如移動站調(diào)制解調(diào)器(MSM)，(V)可嵌入在其他設(shè)備內(nèi)的模塊，(vi)接收機(jī)、蜂窩電話、無線設(shè)備、手持機(jī)、或者移動單元，(vii)其他等等。
[0103]在一個或多個示例性設(shè)計中，所描述的功能可以在硬件、軟件、固件、或其任何組合中實現(xiàn)。如果在軟件中實現(xiàn)，則各功能可以作為一條或多條指令或代碼存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)上或藉其進(jìn)行傳送。計算機(jī)可讀介質(zhì)包括計算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者，包括促成計算機(jī)程序從一地向另一地轉(zhuǎn)移的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是能被計算機(jī)訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，這樣的計算機(jī)可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設(shè)備、或能被用來攜帶或存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且能被計算機(jī)訪問的任何其它介質(zhì)。任何連接也被正當(dāng)?shù)胤Q為計算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)從web網(wǎng)站、服務(wù)器、或其它遠(yuǎn)程源傳送而來，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)就被包括在介質(zhì)的定義之中。如本文中所使用的，盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(CD)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光碟，其中盤(disk)往往以磁的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟(disc)用激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述組合應(yīng)當(dāng)也被包括在計算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。
[0104]提供對本公開的先前描述是為了使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開。對本公開的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且本文中定義的普適原理可被應(yīng)用于其他變形而不會脫離本公開的范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設(shè)計，而是應(yīng)被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 多個增益電路，配置成接收包括在處于不同頻率的多個載波上發(fā)送給無線設(shè)備的傳輸?shù)闹辽僖粋€輸入射頻(RF)信號并提供至少一個經(jīng)放大RF信號；以及 激勵電路，其耦合到所述多個增益電路并配置成接收所述至少一個經(jīng)放大RF信號并且提供至少一個激勵RF信號。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括: 多個負(fù)載電路，其耦合到所述激勵電路并配置成接收所述至少一個激勵RF信號并且提供至少一個輸出RF信號。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個增益電路中的每一個增益電路包括增益晶體管，所述增益晶體管配置成在該增益電路被啟用時接收并放大所述至少一個輸入RF信號中的一個輸入RF信號并提供所述至少一個經(jīng)放大RF信號中的一個經(jīng)放大RF信號。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，每個增益電路進(jìn)一步包括耦合在所述增益晶體管的源極與電路接地之間的電感器。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個增益電路包括至少兩組增益電路，每組增益電路包括共享耦合到電路接地的電感器的一組增益晶體管。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個增益電路包括: 第一增益電路，其包括源極耦合到電感器的第一增益晶體管；以及 第二增益電路，其包括源極耦合到電路接地的第二增益晶體管。
7.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述激勵電路包括多個共源共柵晶體管，每個共源共柵晶體管耦合在所述多個增益電路中的一個增益電路與所述多個負(fù)載電路中的一個負(fù)載電路之間。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述多個負(fù)載電路中的每個負(fù)載電路包括具有初級線圈和次級線圈的變壓器，所述初級線圈耦合在所述激勵電路與電源之間，且所述次級線圈在激勵RF信號被施加于所述初級線圈時提供差分輸出RF信號。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個輸入RF信號中的每個輸入RF信號包括單端信號，并且所述至少一個輸出RF信號中的每個輸出RF信號包括差分信號。
10.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述多個增益電路中的一個增益電路被啟用以接收并放大一個輸入RF信號并且提供一個經(jīng)放大RF信號，所述激勵電路接收所述一個經(jīng)放大RF信號并提供一個激勵RF信號，并且所述多個負(fù)載電路中的一個負(fù)載電路接收所述激勵RF信號并提供一個輸出RF信號。
11.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述多個增益電路中的一個增益電路被啟用以接收并放大一個輸入RF信號并提供一個經(jīng)放大RF信號，所述激勵電路接收所述一個經(jīng)放大RF信號并提供至少兩個激勵RF信號，并且所述多個負(fù)載電路中的至少兩個負(fù)載電路接收所述至少兩個激勵RF信號并提供至少兩個輸出RF信號。
12.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述多個增益電路中的至少兩個增益電路被啟用以接收并放大至少兩個輸入RF信號并提供至少兩個經(jīng)放大RF信號，所述激勵電路接收所述至少兩個經(jīng)放大RF信號并提供至少兩個激勵RF信號，并且所述多個負(fù)載電路中的至少兩個負(fù)載電路接收所述至少兩個激勵RF信號并提供至少兩個輸出RF信號。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括: 耦合到所述多個增益電路的多個輸入匹配電路。
14.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括: 多個下變頻器電路，其耦合到所述多個負(fù)載電路并配置成基于至少一個本地振蕩器(LO)信號來執(zhí)行所述至少一個輸出RF信號的下變頻，其中每個LO信號處在不同頻率。
15.一種方法，包括: 放大包括在處于不同頻率的多個載波上發(fā)送給無線設(shè)備的傳輸?shù)闹辽僖粋€輸入射頻(RF)信號以獲得至少一個經(jīng)放大RF信號； 基于所述至少一個經(jīng)放大RF信號生成至少一個激勵RF信號；以及 基于所述至少一個激勵RF信號生成至少一個輸出RF信號。
16.如權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于,所述放大至少一個輸入RF信號包括放大一個輸入RF信號以獲得一個經(jīng)放大RF信號，所述生成至少一個激勵RF信號包括基于所述一個經(jīng)放大RF信號來生成至少兩個激勵RF信號，并且所述提供至少一個輸出RF信號包括基于所述至少兩個激勵RF信號來提供至少兩個輸出RF信號。
17.如權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于,所述放大至少一個輸入RF信號包括放大至少兩個輸入RF信號以獲得至少兩個經(jīng)放大RF信號，所述生成至少一個激勵RF信號包括基于所述至少兩個經(jīng)放大RF信號來生成至少兩個激勵RF信號，并且所述提供至少一個輸出RF信號包括基于所述至少兩個激勵RF信號來提供至少兩個輸出RF信號。
18.—種設(shè)備,包括: 用于放大包括在處于不同頻率的多個載波上發(fā)送給無線設(shè)備的傳輸?shù)闹辽僖粋€輸入射頻(RF)信號以獲得至少一個經(jīng)放大RF信號的裝置； 用于基于所述至少一個經(jīng)放大RF信號來生成至少一個激勵RF信號的裝置；以及 用于基于所述至少一個激勵RF信號來提供至少一個輸出RF信號的裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于放大至少一個輸入RF信號的裝置包括用于放大一個輸入RF信號以獲得一個經(jīng)放大RF信號的裝置，所述用于生成至少一個激勵RF信號的裝置包括用于基于所述一個經(jīng)放大RF信號來生成至少兩個激勵RF信號的裝置，并且所述用于提供至少一個輸出RF信號的裝置包括用于基于所述至少兩個激勵RF信號來提供至少兩個輸出RF信號的裝置。
20.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于放大至少一個輸入RF信號的裝置包括用于放大至少兩個輸入RF信號以獲得至少兩個經(jīng)放大RF信號的裝置，所述用于生成至少一個激勵RF信號的裝置包括用于基于所述至少兩個經(jīng)放大RF信號來生成至少兩個激勵RF信號的裝置，并且所述用于提供至少一個輸出RF信號的裝置包括用于基于所述至少兩個激勵RF信號來提供至少兩個輸出RF信號的裝置。
【文檔編號】H03F1/22GK104335483SQ201380026660
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】A·M·塔希奇, A·B·戴維瓦拉, B·瑟蒂諾納里, J·金, C·納拉斯隆, K·范扎臨居, G·S·薩霍塔, J·I·加菲 申請人:高通股份有限公司