用于射頻集成電路的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于射頻集成電路的設(shè)備，其中，公開了用于射頻集成電路的設(shè)備低噪聲放大器，該射頻集成電路具有自適應(yīng)輸入和操作模式選擇。低噪聲放大器包括可在不同配置下進行操作的兩個輸入端。操作模式可以以以下方式來選擇：當使用單端配置時分別使用單個輸入端，或者對于差分配置使用兩個輸入端。此外，在單端操作中，輸入可匹配不同頻率。關(guān)于操作模式的信息從外部元件獲得。當設(shè)計使用特定射頻集成電路的裝置時可確定待使用操作模式，或者可通過使用射頻集成電路的裝置動態(tài)地確定待使用操作模式。
【專利說明】用于射頻集成電路的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于射頻集成電路的設(shè)備。本發(fā)明的一些實施方式涉及放大器，具體但不排他地，涉及低噪聲放大器和低噪聲放大器在射頻集成電路中的使用以及使用這種射頻集成電路的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低噪聲放大器(LNA)是用于放大例如由無線電通信裝置(諸如移動電話)的天線捕獲的弱信號的電子放大器。低噪聲放大器為射頻集成電路(RFIC)中必不可少的元件，其中，它通常為第一放大塊。因此，除考慮目標增益、噪聲和線性性能外，還應(yīng)當提供足夠的輸入匹配從而向前塊(如RF/雙工濾波器)提供終端阻抗。為了能夠支持足夠數(shù)量的射頻波段或極短波段，在單個RF平臺內(nèi)，需要幾個低噪聲放大器。根據(jù)操作模式，每個低噪聲放大器需要一個或兩個接收器引腳。表述的操作模式在本申請中是指關(guān)于接收引腳的操作配置，其中，可使用一個或兩個引腳，或者兩個引腳均可斷開。除上述要求外，可能有另外要求，諸如需要分集接收器，該分集接收器甚至需要更多接收器引腳。
[0003]由于幾個明顯原因，目標是將引腳數(shù)目保持為盡可能少。RFIC應(yīng)當盡可能小，然后，可以是引腳或連接焊盤數(shù)目有限的設(shè)計，即，雖然連接焊盤的間隔保持較小，但是在不影響安裝可靠性的情況下RFIC可方便支持的最大引腳數(shù)目受到限制。今后，例如，由于載波聚合可能增加所需要的RF輸入端、接口和控制引腳的數(shù)目，焊盤數(shù)目限制可能成為瓶頸。此外，當RF引腳數(shù)目較大時，印刷電路板(PWB)和重新分配層(RDL)上的布線變得麻煩。因此，可能存在其中性能與這些麻煩以及稍長信號布線路徑折衷的多個輸入端。上述情況如圖1所示。
[0004]為了減少輸入引腳數(shù)目的問題，最近趨勢已經(jīng)趨向單端接收器引腳和低噪聲放大器。單端(SE)低噪聲放大器拓撲結(jié)構(gòu)顯然比差分低噪聲放大器需要更少輸入引腳。缺點在于對干擾敏感；平衡/差分結(jié)構(gòu)在兩個分支中感測同一共模干擾，該共模干擾然后在低噪聲放大器輸出中降低，并且干擾可以容忍。在單端情況下，干擾無法與期望信號分離，并且可能發(fā)生減敏現(xiàn)象。然而，單端低噪聲放大器在相同操作條件下通常具有較佳動態(tài)范圍。因此，當選擇低噪聲放大器的配置時，在性能與所需輸入引腳數(shù)目之間進行折衷。因此，在RFIC規(guī)劃開始時，必須在單端/差分低噪聲放大器之間做出選擇。在第一工程樣品已經(jīng)制造之后，很難改變拓撲結(jié)構(gòu)。
[0005]圖2a至2f中，示出單端低噪聲放大器拓撲結(jié)構(gòu)實例。此外，任何單端低噪聲放大器拓撲結(jié)構(gòu)可進行復(fù)制，因而可變形為差分低噪聲放大器。在蜂窩式產(chǎn)品中，低噪聲放大器很少為真正的單端，而是包括無源或有源平衡至非平衡轉(zhuǎn)換器。從單端到差分的轉(zhuǎn)換也可在低噪聲放大器之后但在降頻轉(zhuǎn)換混頻器之前某級處完成。因為通常雙平衡混頻器結(jié)構(gòu)(差分RF和LO端口兩者)為蜂窩式產(chǎn)品提供足夠性能，所以接收器前端應(yīng)當包括差分信號路徑。在圖中，舉例示出以下拓撲結(jié)構(gòu)。在圖2a中，平衡至非平衡轉(zhuǎn)換器包含在低噪聲放大器輸入端。圖2b中，平衡至非平衡轉(zhuǎn)換器位于LNA輸出端(負載)。在圖2c中，信號取自源極，并且漏極節(jié)點具有180度相移。在圖2d中，第一共源極(CS)級(Mina)之后的電壓信號利用Minb進行感測。因為共源極級使相位翻轉(zhuǎn)了 180度，所以(粗略)實現(xiàn)平衡信號。圖2e公開了具有利用共源極和共柵極級組合創(chuàng)建的平衡信號路徑的拓撲結(jié)構(gòu)。在圖2f中，Minicg的柵極交替地連接到CS級的輸出端(Mffi的漏極)。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)的問題在于如何在所需引腳數(shù)目減少的情況下保持相同性能。大量引腳的問題包括例如空間需求增加、制造成本增加以及設(shè)計不靈活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明描述了一種用于射頻集成電路的具有自適應(yīng)輸入和操作模式選擇的低噪聲放大器。低噪聲放大器包括可操作在不同配置下的兩個輸入端。此外，在單端操作模式下，輸入端可匹配不同頻率。操作模式可從包括至少三種操作模式的操作模式集中選擇，其中，當單端配置時使用單個輸入端，或者對于差分配置使用兩個輸入端。操作模式可由例如被配置為接收控制信號、存儲器位置的引腳，例如被配置為存儲操作模式的寄存器或任何適當?shù)闹甘酒鞅硎尽．斣O(shè)計使用特定射頻集成電路的裝置時可確定待使用的操作模式，或者可通過使用射頻集成電路的裝置動態(tài)地確定待使用的操作模式。此外，當未使用低噪聲放大器時，可以將兩個輸入端都斷開。
[0008]在本發(fā)明的實施方式中，本發(fā)明實現(xiàn)為用于射頻集成電路的設(shè)備。實施方式包括:用于接收第一輸入信號的裝置、用于接收第二輸入信號的裝置和用于指示操作模式的裝置。實施方式根據(jù)操作模式來操作，使得操作模式從包括至少三個如下操作模式的操作模式集中選擇并且根據(jù)用于指示操作模式的所述裝置進行選擇:用于接收第一輸入信號的裝置在被配置為從所述第一輸入端接收第一射頻波段的單端模式下為有效(active)，用于接收第二輸入信號的裝置在被配置為從所述第二輸入端接收第二射頻波段的單端模式下為有效，或用于接收第一和第二輸入信號的裝置在被配置為從所述第一和第二輸入端接收射頻波段的差分模式下為有效。
[0009]在本發(fā)明又一實施方式中，本發(fā)明實現(xiàn)為包括第一輸入端和第二輸入端的設(shè)備，以及根據(jù)操作模式操作設(shè)備使得操作模式為以下操作模式之一:第一輸入端在被配置為從所述第一輸入端接收第一射頻波段的單端模式下為有效，第二輸入端在被配置為從所述第二輸入端接收第二射頻波段的單端模式下為有效，或第一和第二輸入端在被配置為從所述第一和第二輸入端接收射頻波段的差分模式下為有效。
[0010]在本發(fā)明又一實施方式中，本發(fā)明實現(xiàn)為方法。在該方法中，首先接收根據(jù)操作模式的用于放大的輸入信號。在單端模式下從第一輸入端接收第一射頻波段的輸入信號；或在單端模式下從第二輸入端接收第二射頻波段的輸入信號；或在差分模式下從第一和第二輸入端接收輸入信號。然后，放大所述接收信號，并將所述放大信號提供給輸出端。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于射頻集成電路的設(shè)備，該設(shè)備包括:第一輸入端；第二輸入端；其中，所述設(shè)備包括自適應(yīng)操作模式，其中，所述模式從操作模式集中選擇，其中，所述集至少包括以下各項:在被配置為從所述第一輸入端接收第一射頻波段的單端模式下，所述第一輸入端有效；在被配置為從所述第二輸入端接收第二射頻波段的單端模式下，所述第二輸入端有效；在被配置為從所述第一輸入端和所述第二輸入端接收射頻波段的差分模式下，所述第一輸入端和所述第二輸入端有效。[0012]優(yōu)選地，所述設(shè)備包括被配置為從外部裝置獲得所述操作模式的操作模式指示器。
[0013]優(yōu)選地，以控制信號的形式獲得所述操作模式。
[0014]優(yōu)選地，所述第一輸入端和所述第二輸入端包括輸入晶體管。
[0015]優(yōu)選地，所述設(shè)備包括第一輔助晶體管和第二輔助晶體管，所述第一輔助晶體管和第二輔助晶體管的柵極分別連接至所述第一輸入晶體管和所述第二輸入晶體管的輸出端，并且所述第一輔助晶體管和所述第二輔助晶體管被配置為根據(jù)所述操作模式創(chuàng)建有源平衡至非平衡轉(zhuǎn)換器。
[0016]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括第一電容器和第二電容器，其中，所述第一電容器連接在所述第一輸入晶體管的輸出端與所述第一輔助晶體管的柵極之間，以及所述第二電容器連接在所述第二輸入晶體管的輸出端與所述第二輔助晶體管的柵極之間。
[0017]優(yōu)選地，所述輸入晶體管和所述輔助晶體管中的每一個連接至朝向低阻抗節(jié)點的通用阻抗。
[0018]優(yōu)選地，所述第一輸入晶體管和所述第二輔助晶體管連接至朝向低阻抗節(jié)點的第一公共阻抗，以及所述第二輸入晶體管和所述第一輔助晶體管連接至朝向低阻抗節(jié)點的第二公共阻抗。
[0019]優(yōu)選地,所述低阻抗節(jié)點包括接地或電壓供應(yīng)節(jié)點。
[0020]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括負反饋電感器，其中，所述第一輸入晶體管的輸出端和所述第二輔助晶體管的輸出端連接到所述負反饋電感器的第一輸入端，所述第二輸入晶體管的輸出端和所述第一輔助晶體管的輸出端連接到所述負反饋電感器的第二輸入端。
[0021]優(yōu)選地，其中，所述設(shè)備還包括:第一負反饋電感器，其中，所述第一輸入晶體管的輸出端和所述第二輔助晶體管的輸出端連接到所述第一負反饋電感器；以及第二負反饋電感器，其中，所述第二輸入晶體管的輸出端和所述第一輔助晶體管的輸出端連接到所述第二負反饋電感器。
[0022]優(yōu)選地，其中，所述設(shè)備包括被配置為接收用于指示所述操作模式的至少一個控制信號的至少一個引腳。
[0023]優(yōu)選地，所述設(shè)備包括被配置為存儲所述操作模式的存儲器位置。
[0024]優(yōu)選地，所述操作模式集還包括所述第一輸入端和所述第二輸入端為無效的模式。
[0025]優(yōu)選地，所述設(shè)備為低噪聲放大器。
[0026]優(yōu)選地，所述設(shè)備為低噪聲跨導(dǎo)放大器。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于射頻裝置的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括根據(jù)上述任一項所述的至少一種設(shè)備。
[0028]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括分別連接到所述第一輸入端和所述第二輸入端的外部匹配元件。
[0029]優(yōu)選地，所述外部匹配元件包括不同元件值。
[0030]優(yōu)選地，所述設(shè)備為射頻集成電路。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于無線電通信網(wǎng)絡(luò)中通信的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括根據(jù)上述任一項所述的設(shè)備。[0032]優(yōu)選地，所述設(shè)備為以下各項之一:移動電話、移動通信裝置、本地連接裝置、基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)裝置、平板計算機或計算機。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種用于射頻集成電路的設(shè)備，所述設(shè)備包括:用于接收第一輸入信號的裝置；用于接收第二輸入信號的裝置；用于指示操作模式的裝置；所述設(shè)備包括自適應(yīng)操作模式，其中，所述模式從操作模式集中選擇，其中，所述集至少包括以下各項:在被配置為從所述第一輸入端接收第一射頻波段的單端模式下，用于接收所述第一輸入信號的裝置有效；在被配置為從所述第二輸入端接收第二射頻波段的單端模式下，用于接收所述第二輸入信號的裝置有效；在被配置為從所述第一輸入端和所述第二輸入端接收射頻波段的差分模式下，用于接收所述第一輸入信號的裝置和用于接收所述第二輸入信號的裝置有效。
[0034]優(yōu)選地，用于指示所述操作模式的所述裝置被配置為從外部裝置獲得指示所述操作模式的值。
[0035]優(yōu)選地，以控制信號的形式獲得所述值。
[0036]優(yōu)選地，用于接收所述第一輸入信號的所述裝置和用于接收所述第二輸入信號的所述裝置包括輸入晶體管。
[0037]優(yōu)選地，所述設(shè)備包括用于分別激活到用于接收所述第一輸入信號的所述裝置和用于接收所述第二輸入信號的所述裝置的連接的第一裝置和第二裝置，以及所述第一裝置和所述第二裝置被配置為根據(jù)用于指示所述操作模式的所述裝置創(chuàng)建有源平衡至非平衡轉(zhuǎn)換器。
[0038]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括:第一電容器和第二電容器，其中，所述第一電容器連接在用于接收所述輸入信號的所述第一裝置與用于激活連接的所述第一裝置之間，以及所述第二電容器連接在用于接收所述輸入信號的所述第二裝置與用于激活連接的所述第二裝置之間。
[0039]優(yōu)選地，用于接收所述輸入信號的所述裝置和用于激活連接的所述裝置中的每個裝置均連接至用于朝向低阻抗節(jié)點的匹配阻抗的裝置。
[0040]優(yōu)選地,所述低阻抗節(jié)點包括接地或供應(yīng)電壓。
[0041 ] 優(yōu)選地，用于接收所述輸入信號的所述第一裝置和用于激活的所述第二裝置連接到用于匹配阻抗的第一公共裝置，以及用于接收所述輸入信號的所述第二裝置和用于激活的所述第一裝置連接到用于匹配阻抗的第二公共裝置。
[0042]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括用于負反饋的裝置，其中，用于接收所述輸入信號的所述第一裝置和用于激活的所述第二裝置連接到用于負反饋的所述裝置的第一輸入端，以及用于接收所述輸入信號的所述第二裝置和用于激活的所述第一裝置連接到用于負反饋的所述裝置。
[0043]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括用于負反饋的第一裝置和第二裝置，其中，用于接收所述輸入信號的所述第一裝置和用于激活的所述第二裝置連接到用于負反饋的所述第一裝置，以及用于接收所述輸入信號的所述第二裝置和用于激活的所述第一裝置連接到用于負反饋的所述第二裝置。
[0044]優(yōu)選地，所述操作模式集還包括用于接收所述輸入信號的所述第一裝置和用于接收所述輸入信號的所述第二裝置無效的模式。[0045]優(yōu)選地，所述設(shè)備為低噪聲放大器。
[0046]優(yōu)選地，所述設(shè)備為低噪聲跨導(dǎo)放大器。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于射頻裝置的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括根據(jù)上述任一項所述的設(shè)備。
[0048]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括分別用于匹配連接到用于接收所述輸入信號的所述第一裝置和用于接收所述輸入信號的所述第二裝置的裝置。
[0049]優(yōu)選地，所述設(shè)備為射頻集成電路。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于無線電通信網(wǎng)絡(luò)中通信的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括根據(jù)上述任一項所述的設(shè)備。
[0051]優(yōu)選地，所述設(shè)備為以下各種之一:移動電話、移動通信裝置、本地連接裝置、基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)裝置、平板計算機或計算機。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于在放大器中進行放大的方法，所述方法包括:根據(jù)操作模式接收用于放大的輸入信號，其中，所述操作模式為操作模式集中的一種操作模式，其中，所述集至少包括以下各項:在單端模式下從第一輸入端接收第一射頻波段的輸入信號；或者在單端模式下從第二輸入端接收第二射頻波段的輸入信號；或者在差分模式下從第一輸入端和第二輸入端接收所述輸入信號，放大接收的所述信號；以及將放大的所述信號提供給輸出端。
[0053]優(yōu)選地，所述方法還包括從外部裝置獲得所述操作模式。
[0054]優(yōu)選地，獲得所述操作模式包括接收控制信號。
[0055]優(yōu)選地，所述放大器為低噪聲放大器。
[0056]利用單端模式與差分模式之間的自適應(yīng)模式選擇，性能和支持引腳的數(shù)目可根據(jù)客戶需求來優(yōu)化。此外，引腳自適應(yīng)可利用印刷電路板布線和前端模塊產(chǎn)生另外優(yōu)化。此夕卜，由于靈活支持各種產(chǎn)品，所以可延長射頻集成電路的產(chǎn)品壽命。因為靈活，所以無需設(shè)計新集成電路。由于改變集成電路的成本昂貴，所以當集成電路可用于多個產(chǎn)品中時，可實現(xiàn)成本的極大節(jié)省。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0057]包括以提供對本發(fā)明的進一步理解且構(gòu)成本說明書一部分的附圖示出本發(fā)明的實施方式，并與【具體實施方式】一起有助于說明本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0058]圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖示，
[0059]圖2a至2f示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多個單端低噪聲放大器拓撲結(jié)構(gòu)，
[0060]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的不同操作模式的圖示，
[0061]圖4a至4b示出根據(jù)本發(fā)明的示例實施方式，
[0062]圖5a至5c示出圖4a的實施方式的不同操作模式配置，
[0063]圖6a至6b示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式，
[0064]圖7a至7b示出本發(fā)明的又一實施方式及其根據(jù)本發(fā)明的實施方式的使用，
[0065]圖8a至8c示出本發(fā)明的又一實施方式，以及
[0066]圖9示出在RF平臺中的根據(jù)本發(fā)明的低噪聲放大器的示例性使用?！揪唧w實施方式】
[0067]現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明實施方式，其實例在附圖中示出。在圖中，保持參考標號，這樣使得不同圖中的具有相同參考標號的元件是指相似元件并且不再對其進行說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，元件無需完全相同，而是可以改變參數(shù)。
[0068]在圖3中，示出本發(fā)明的一般原理。本發(fā)明將要實現(xiàn)可以自適應(yīng)支持單端和差分輸入端配置的這種LNA。然后，根據(jù)所需使用情況，LNA可被配置為支持單端RF濾波器/前端模塊(FEM)，或者，當期望抗干擾的最佳可能性能時，LNA輸入可為全差分。可根據(jù)客戶需求進行選擇，并且自適應(yīng)RFIC能夠支持多種使用情況。此外，在單端配置下，任一輸入引腳可被選擇為有效輸入引腳。例如，在分集接收器(其可能較少受到來自其自身發(fā)射器的干擾)中，輸入端可用于單端操作模式下，從而節(jié)省數(shù)個引腳。當適當選擇頻帶組合時，每個LNA在單端模式下可用于兩個不同波段；因此，仍有較少或沒有未使用引腳，這進一步允許“節(jié)省引腳”，或者高效地使用現(xiàn)有引腳?？蛇M行頻帶組合選擇，使得對于每個LNA，從不同時需要兩個這種頻帶。
[0069]圖3中，示出示例性使用情況。在最上部的情況中，LNA被配置為差分模式，并且在該實例中，目標是支持射頻波段A。當適當?shù)卦O(shè)計RF板、匹配元件等時，LNA也可支持射頻波段B。然后，在單端配置下，LNA可被配置為支持射頻波段A和B，但是每次只有這些射頻波段之一為有效。在本實例中，另一引腳的目標是支持射頻波段A，并且另一個引腳的目標是支持射頻波段B。
[0070]在圖4a至圖4b中，公開了自適應(yīng)單端/差分低噪聲放大器的實例。其示出具有共發(fā)共基級的典型共源極放大器。在該實例中，用于接收輸入信號的裝置為器件Mina和Minb，其用作輸入晶體管。有源平衡至非平衡轉(zhuǎn)換器可利用在圖4a至圖4b的實例中的用于激活的連接到相應(yīng)電容器Cxa和Cxb的輔助晶體管Mxa和Mxb來創(chuàng)建。圖4a示出了用于輸出的典型LC諧振器結(jié)構(gòu)。在圖4b中，輸出從變壓器Tkes的次級繞組獲取。利用該配置，例如，可針對最佳混頻器性能設(shè)置輸出DC電平。在以下實例中，描述無變壓器設(shè)計的LNA結(jié)構(gòu)。激活輸入端的決定基于所期望的操作。操作模式可以通過利用控制引腳、存儲器位置、寄存器、印刷電路板中的配置信息、安裝于裝置中的某個其它元件的控制信號或通過可用于切換所需操作模式的任何其它適當?shù)难b置來確定。操作模式可以靜態(tài)確定，或者操作模式可例如通過使用用于將控制操作模式的晶體管設(shè)置為斷開或閉合狀態(tài)的控制信號來動態(tài)改變，斷開或閉合狀態(tài)在功能上對應(yīng)于通過使用開關(guān)裝置將開關(guān)設(shè)置為關(guān)或開。在本發(fā)明的配置中，第一和/或第二開關(guān)裝置包括開關(guān)晶體管，每個開關(guān)晶體管可被配置為經(jīng)由將斷開狀態(tài)控制信號輸入到相應(yīng)開關(guān)晶體管的輸入端子而處于斷開狀態(tài)(對應(yīng)于開關(guān)關(guān)斷)，并且每個開關(guān)晶體管可被配置為經(jīng)由將閉合狀態(tài)控制信號輸入到相應(yīng)開關(guān)晶體管的輸入端子而處于閉合狀態(tài)(對應(yīng)于開關(guān)為導(dǎo)通)。因此，電路拓撲結(jié)構(gòu)可方便地通過將適當?shù)目刂菩盘?例如，數(shù)字控制信號)施加于電路內(nèi)的多個開關(guān)晶體管來配置。實際控制信號或控制信號的邏輯和電參數(shù)值取決于所使用的晶體管技術(shù)。操作模式指示器并未在圖4a至圖4b中示出；然而，下文參考圖8a至圖Sc公開其實例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員理解它可為例如至少兩位的存儲器或寄存器或者用于設(shè)置所需晶體管的任何其它適當?shù)难b置。然后，可基于該信息設(shè)置晶體管。在該實例中，使用NMOS晶體管。可替代地,可使用PMOS晶體管。然后,輸入和輔助晶體管可連接至正極電源，并且諧振器負載將連接到接地節(jié)點。[0071]圖5a至5c示出圖4a的低噪聲放大器的不同操作模式的配置。雖然操作模式僅就圖4a的實施方式進行討論，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，這些原理可適用于例如圖4b的實施方式。在圖5a至5c中，示出單端或差分配置。電路的非有效部分利用虛線繪出。例如，當LNA被配置為圖5c中的差分放大器時，Mina和Minb均被激活，并且Mxa或Mxb關(guān)閉。如果LNA被配置為支持單端輸入，那么可使用任一輸入A或B。例如，當在圖5a中使用輸入A時，Mina和Mxa為有效，Minb和Mxb為非有效。相應(yīng)地，當使用輸入B時，Mina和Mxa為非有效，Minb和Mxb為有效。共發(fā)共基裝置MeAseP和Mcascm在單端和差分兩者情況下均為有效。這些圖僅示出示例性情況，而不涉及下文進行更詳細說明的任何匹配拓撲結(jié)構(gòu)。
[0072]圖6a示出晶體管Mina和Mxa的源極分別配備有用于匹配朝向低阻抗節(jié)點的阻抗(諸如通用阻抗ZIN，S和Zx，s)的裝置的實例。根據(jù)使用的所選擇的晶體管技術(shù)，該低阻抗節(jié)點可為地或者高工作電壓或低工作電壓。同樣地，晶體管Minb和Mxb的源極配備有用于匹配阻抗(諸如通用阻抗ZINiS和Z5ts)的裝置。這些阻抗無需相同，而是可根據(jù)需要進行選擇。源極節(jié)點也可連接在一起，如圖6b所示。然后，源極阻抗Zs共用于Min和Mx。根據(jù)輸入匹配拓撲結(jié)構(gòu)，所期望的使用情況、性能優(yōu)化及其它期望特性，源阻抗ZIN，S，Zx,s和Zs可包括電阻、電感、互感或零阻抗。
[0073]圖7a公開了自適應(yīng)低噪聲放大器，該自適應(yīng)低噪聲放大器包括具有用于負反饋差分源的裝置Ldk輸入匹配拓撲結(jié)構(gòu)。差分源極負反饋電感器Ldk連接到輸入裝置，使得Mina和Mxb共享一個Ldk輸入端，Minb和Mxa共享另一個Ldk輸入端。另一方面，Ldk連接到低阻抗節(jié)點，根據(jù)選定晶體管技術(shù)，該低阻抗節(jié)點可包括地或者高工作電壓或低工作電壓。圖7b公開了圖7a的實施方式的變形例。在圖7b中，匹配拓撲結(jié)構(gòu)分成LDEe，a和LDEe，B。
[0074]在單端配置下，如上參考圖5所述，輸入裝置設(shè)置為有效。Lkes的互感有助于生成具有更多差分性質(zhì)的輸出電流。請注意，Min和Mx可進行不同偏置；動態(tài)范圍與電流消耗可通過將Min偏置為具有比Mx大的電流進行優(yōu)化。雖然通過輸入裝置完成的粗平衡并不完美，但是Lkes的互感促使輸出模式處的電壓具有良好平衡和精確相位差。
[0075]外部匹配元件Lina和Cina的值被選擇為使得實現(xiàn)輸入A處輸入匹配條件。除LC型電路外，幾個其它設(shè)計替代方案可用于實現(xiàn)外部匹配。同樣地，外部匹配元件Linb和Cinb的值被選擇為使得實現(xiàn)輸入B處輸入匹配條件。如前所述，輸入A和B可匹配不同射頻波段。然后，Lina和Linb可具有不同值，Cina和Cinb亦可如此。此外，源極負反饋線圈可為中心抽頭設(shè)計，即，具有變化電感值。因此，輸入A和B的匹配條件可進行相當獨立設(shè)置。從隔離角度出發(fā)，選擇所支持射頻波段是安全的，這樣使得“非有效”LNA輸入的上行鏈路(發(fā)射器)頻率與有效LNA的接收頻率并不重疊。
[0076]圖8a至8c示出包括偏置和操作模式選擇的示例性實現(xiàn)方式的實施方式。在圖8a中，示出圖3的變形例。在圖中，CTRL引腳用作操作模式指示器的實例。CTRL引腳用于接收控制信號。在圖8b中，示出示例配置表。例如，在根據(jù)圖Sc的配置中使用該表。圖Sc涉及用于提供偏置電壓的輸入端Vbias和Vbias aux和用于指示操作模式的輸入端CTRL1至CTRL4。如上參考圖4所述，控制信號使能能夠設(shè)置晶體管導(dǎo)通或斷開的操作模式的開關(guān)。
[0077]在射頻平臺水平，可以按照許多不同方式使用新的低噪聲放大器。實例如圖9所示，其中，射頻波段A、B和C需要分集接收器，而D不需要分集接收器。裝置的設(shè)計者想要實現(xiàn)對于射頻波段A的最佳可能靈敏度。因此，利用在主和分集接收器分支中都差分配置的低噪聲放大器支持射頻波段A。然而，為了節(jié)省一些引腳，射頻波段B和C可在主和分集接收器側(cè)“合并”至同一低噪聲放大器。此外，射頻波段D視為重要射頻波段，并且需要良好基準靈敏度以滿足客戶需求。雖然射頻波段D接收器輸入未經(jīng)由雙工器與其自身的發(fā)射器耦接，但是在驗證試驗期間，它被視為對片上生成的其它干擾似乎敏感。因此，差分低噪聲放大器配置提供較佳靈敏度性能并且可在最終產(chǎn)品中進行選擇。
[0078]應(yīng)當注意，術(shù)語“連接到”可能表示兩個部分之間的直接連接，或者任何數(shù)目個中間元件可連接在該部分之間。
[0079]在以上【具體實施方式】中，已經(jīng)討論了具有兩個輸入的低噪聲放大器。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，相同原理可適用于具有更多個輸入的低噪聲放大器，諸如三個或四個輸入引腳。這種低噪聲放大器可支持更多種操作模式，其中，操作模式根據(jù)當前需求進行選擇。
[0080]通常，本發(fā)明用于移動電話、移動通信裝置、數(shù)據(jù)通信裝置、基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)裝置、平板計算機、便攜式計算機及連接到無線電通信網(wǎng)絡(luò)的類似裝置中。
[0081]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，隨著技術(shù)的進步，本發(fā)明的基本思想可以以各種方式來實現(xiàn)。本發(fā)明及其實施方式因此并不限于上述實例；相反，它們可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于射頻集成電路的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 第一輸入端； 第二輸入端； 其中，所述設(shè)備包括自適應(yīng)操作模式，其中，所述模式從操作模式集中選擇，其中，所述集至少包括以下各項: 在被配置為從所述第一輸入端接收第一射頻波段的單端模式下，所述第一輸入端有效； 在被配置為從所述第二輸入端接收第二射頻波段的單端模式下，所述第二輸入端有效； 在被配置為從所述第一輸入端和所述第二輸入端接收射頻波段的差分模式下，所述第一輸入端和所述第二輸入端有效。
2.根據(jù)權(quán)利 指示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，以控制信號的形式獲得所述操作模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的設(shè)備，其中，所述第一輸入端和所述第二輸入端包括輸入晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括第一輔助晶體管和第二輔助晶體管，所述第一輔助晶體管和第二輔助晶體管的柵極分別連接至所述第一輸入晶體管和所述第二輸入晶體管的輸出端，并且所述第一輔助晶體管和所述第二輔助晶體管被配置為根據(jù)所述操作模式創(chuàng)建有源平衡至非平衡轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括第一電容器和第二電容器，其中，所述第一電容器連接在所述第一輸入晶體管的輸出端與所述第一輔助晶體管的柵極之間，以及所述第二電容器連接在所述第二輸入晶體管的輸出端與所述第二輔助晶體管的柵極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其中，所述輸入晶體管和所述輔助晶體管中的每一個連接至朝向低阻抗節(jié)點的通用阻抗。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其中，所述第一輸入晶體管和所述第二輔助晶體管連接至朝向低阻抗節(jié)點的第一公共阻抗，以及所述第二輸入晶體管和所述第一輔助晶體管連接至朝向低阻抗節(jié)點的第二公共阻抗。
9.一種用于射頻集成電路的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 用于接收第一輸入信號的裝置； 用于接收第二輸入信號的裝置； 用于指示操作模式的裝置； 所述設(shè)備包括自適應(yīng)操作模式，其中，所述模式從操作模式集中選擇，其中，所述集至少包括以下各項: 在被配置為從所述第一輸入端接收第一射頻波段的單端模式下，用于接收所述第一輸入信號的裝置有效； 在被配置為從所述第二輸入端接收第二射頻波段的單端模式下，用于接收所述第二輸入信號的裝置有效；在被配置為從所述第一輸入端和所述第二輸入端接收射頻波段的差分模式下，用于接收所述第一輸入信號的裝置和用于接收所述第二輸入信號的裝置有效。
10.一種用于在放大器中進行放大的方法，所述方法包括: 根據(jù)操作模式接收用于放大的輸入信號，其中，所述操作模式為操作模式集中的一種操作模式，其中，所述集至少包括以下各項: 在單端模式下從第一輸入端接收第一射頻波段的輸入信號；或者 在單端模式下從第二輸入端接收第二射頻波段的輸入信號；或者 在差分模式下從第一輸入端和第二輸入端接收所述輸入信號， 放大接收的所述信號；以及 將放大的 所述信號提供給輸出端。
【文檔編號】H03F1/26GK103973232SQ201410017974
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月15日
【發(fā)明者】約尼·克里斯蒂安·考科沃里, 若納·尤哈尼·雷基, 亞里·約翰內(nèi)斯·?；鶎? 申請人:美國博通公司