具有改進隔離的放大器的制造方法
【專利說明】具有改進隔離的放大器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求共同擁有的于2013年I月25日提交的美國非臨時專利申請N0.13/750,878的優(yōu)先權(quán)，該非臨時申請的內(nèi)容通過援引全部明確納入于此。
[0003]領(lǐng)域
[0004]本公開一般涉及電子器件，尤其涉及放大器。
[0005]置量
[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)可以傳送和接收數(shù)據(jù)以供雙向通信。無線設(shè)備可包括用于數(shù)據(jù)傳送的發(fā)射機以及用于數(shù)據(jù)接收的接收機。對于數(shù)據(jù)傳送，發(fā)射機可用數(shù)據(jù)來調(diào)制射頻(RF)載波信號以獲得經(jīng)調(diào)制信號，放大經(jīng)調(diào)制信號以獲得具有恰當發(fā)射功率電平的輸出RF信號，并經(jīng)由天線將該輸出RF信號發(fā)射到基站。對于數(shù)據(jù)接收，接收機可經(jīng)由天線獲得收到RF信號并且可放大和處理該收到RF信號以恢復由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0007]無線設(shè)備可包括用于不同目的的不同類型的放大器。例如，無線設(shè)備可包括接收機中的低噪聲放大器(LNA)、發(fā)射機中的驅(qū)動放大器(DA)和功率放大器(PA)以及接收機和/或發(fā)射機中的可變增益放大器(VGA)。無線設(shè)備可包括輸出耦合在一起的多個放大器，且每一個放大器被啟用以提供輸出信號或被禁用以不提供輸出信號。在放大器被禁用時提供良好隔離以緩解由于泄漏信號而導致的性能降級可以是合乎需要的。
[0008]附圖簡沐
[0009]圖1示出了無線設(shè)備與無線系統(tǒng)處于通信。
[0010]圖2示出了載波聚集(CA)的各種示例。
[0011]圖3示出了圖1中的無線設(shè)備的框圖。
[0012]圖4示出了 LNA的示例性設(shè)計。
[0013]圖5示出了具有改進隔離的LNA的示例性設(shè)計。
[0014]圖6示出了單輸入多輸出(SIMO)LNA的示例性設(shè)計。
[0015]圖7A到7C示出了具有改進隔離的SMO LNA的三個示例性設(shè)計。
[0016]圖8A和8B示出了具有改進隔離的多輸入多輸出(MIMO)LNA的兩個示例性設(shè)計。
[0017]圖9示出了用以生成偏置電壓和控制信號的電路。
[0018]圖10示出了具有改進隔離的LNA和不具有改進隔離的LNA的隔離的標繪。
[0019]圖11示出了用于執(zhí)行放大的過程。
[0020]詳細描沐
[0021]以下闡述的詳細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。本詳細描述包括具體細節(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煙沒本文中給出的示例性設(shè)計的新穎性。
[0022]本文公開了具有改進隔離的放大器。這些放大器可被用于各種電子設(shè)備，諸如無線通信設(shè)備(例如，蜂窩電話、智能電話等)、平板設(shè)備、個人數(shù)字助理(PDA)、手持式設(shè)備、無線調(diào)制解調(diào)器、膝上型計算機、智能本、上網(wǎng)本、無繩電話、無線本地環(huán)路(WLL)站、藍牙設(shè)備、消費電子設(shè)備、等等。為了清楚起見，以下描述了具有改進隔離的放大器在無線通信設(shè)備中的使用。
[0023]圖1示出了無線設(shè)備110與無線通信系統(tǒng)120處于通信。無線系統(tǒng)120可以是長期演進(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)或其他某個無線系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)可實現(xiàn)寬帶CDMA(WCDMA)、CDMA IX、時分同步CDMA(TD-SCDMA)、或其他某個版本的CDMA。為簡明起見，圖1示出了無線系統(tǒng)120包括三個基站130、132和134以及一個系統(tǒng)控制器140。一般而言，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?；具€可被稱為B節(jié)點、演進型B節(jié)點(eNB)、接入點等。
[0024]無線設(shè)備110還可以指用戶裝備(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、平板設(shè)備、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、智能本、上網(wǎng)本、無繩電話、無線本地環(huán)路(WLL)站、藍牙設(shè)備、等等。無線設(shè)備110可與無線系統(tǒng)120通信。無線設(shè)備110還可接收來自廣播站的信號、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。無線設(shè)備110可以支持用于無線通信的一種或多種無線電技術(shù)，諸如LTE、WCDMA、CDMA IX、TD-SCDMA、GSM、802.11 等等。
[0025]無線設(shè)備110可以能夠在覆蓋低于1000兆赫茲(MHz)的頻率的低頻帶(LB)、覆蓋從1000MHz到2300MHz的頻率的中頻帶(MB)和/或覆蓋高于2300MHz的頻率的高頻帶(HB)中操作。例如，低頻帶可以覆蓋698到960MHz，中頻帶可以覆蓋1475到2170MHz，并且高頻帶可以覆蓋2300到2690MHz和3400到3800MHz。低頻帶、中頻帶和高頻帶是指三群頻帶(或頻帶群)，其中每個頻帶群包括數(shù)個頻率帶(或簡稱為“頻帶”)。每個頻帶可以覆蓋至多達200MHz。LTE版本11支持35個頻帶，這些頻帶被稱為LTE/UMTS頻帶并且在公眾可獲取的3GPP TS 36.101中列出。一般而言，可以定義任何數(shù)目個頻帶群。每個頻帶群可覆蓋任何頻率范圍，這些頻率范圍可以與以上給出的頻率范圍中的任何一個相匹配或不相匹配。每個頻帶群可包括任何數(shù)目個頻帶。
[0026]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。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)信息和/或控制信息相關(guān)聯(lián)。載波也可被稱為分量載波(CC)、頻率信道、蜂窩小區(qū)等。頻帶可包括一個或多個載波。在LTE中每個載波可以覆蓋至多達20MHzο在LTE版本11中，無線設(shè)備110可以配置成具有在一個或兩個頻帶中的至多達5個載波。
[0027]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是指同一頻帶內(nèi)的多個載波上的操作。帶間CA是指不同頻帶中的多個載波上的操作。
[0028]圖2示出了無線設(shè)備110可以支持的各種CA場景。為了簡單起見，圖2示出了無線設(shè)備I1配置有一頻帶中僅一個載波用于帶間CA。一般而言，無線設(shè)備110可配置有給定頻帶內(nèi)的一個或多個載波。
[0029]場景210覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和中頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設(shè)備110的帶間CA。場景220覆蓋了其中中頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和高頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設(shè)備110的帶間CA。場景230覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和高頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設(shè)備110的帶間CA。
[0030]場景240覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和也在低頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設(shè)備110的帶間CA。場景250覆蓋了其中中頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和也在中頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設(shè)備110的帶間CA。場景260覆蓋了其中高頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和也在高頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設(shè)備110的帶間CA。
[0031]場景270覆蓋了其中低頻帶、或中頻帶、或高頻帶中的頻帶X中的兩個毗鄰載波Cl和C2被配置成用于無線設(shè)備110的毗連帶內(nèi)CA。場景280覆蓋了其中低頻帶、或中頻帶、或高頻帶中的頻帶X中的兩個非毗鄰載波Cl和C2被配置成用于無線設(shè)備110的非毗連帶內(nèi)CA。
[0032]圖2示出了載波聚集的一些示例。對于頻帶和頻帶群的其他組合也可支持載波聚集。
[0033]無線設(shè)備110可以并發(fā)地在不同的頻率接收多個所傳送的信號。這些多個所傳送的信號可以由一個或多個基站以不同頻率在多個載波上發(fā)送以供載波聚集。這些多個所傳送的信號還可由不同的基站來發(fā)送以進行協(xié)調(diào)式多點(CoMP)傳輸、切換等。這些多個所傳送的信號還可由不同無線系統(tǒng)來發(fā)送以用于并發(fā)語音/數(shù)據(jù)、或數(shù)據(jù)/數(shù)據(jù)、或語音/語音等。
[0034]圖3示出了圖1中的無線設(shè)備110的示例性設(shè)計的框圖。在這一示例性設(shè)計中，無線設(shè)備I1包括耦合至主天線310的收發(fā)機320、耦合至副天線312的收發(fā)機322、以及數(shù)據(jù)處理器/控制器380。收發(fā)機320包括天線接口電路324、多個(K個)LNA 330a到330k、接收電路340、發(fā)射電路350和K個功率放大器(PA) 360a到360k。收發(fā)機322包括天線接口電路326、多個(Mf)LNA 332a到332m、接收電路342、發(fā)射電路352和M個PA 362a到362m。收發(fā)機320和322可支持多個頻帶、載波聚集、多種無線電技術(shù)、多個無線系統(tǒng)、接收分集、從多個發(fā)射天線到多個接收天線的多輸入多輸出(MIMO)傳輸?shù)鹊取?br>[0035]對于數(shù)據(jù)接收，天線310接收來自基站和/或其他發(fā)射機站的信號并且提供收到RF信號，該收到RF信號被路由通過天線接口電路324并作為輸入RF信號被提供到所選LNA330。天線接口電路324可包括開關(guān)、雙工器、共用器、發(fā)射濾波器、接收濾波器、匹配電路等。所選LNA 330放大輸入RF信號并且向接收電路340提供一個或多個經(jīng)放大RF信號。接收電路340將每一個經(jīng)放大RF信號從RF下變頻到基帶，對經(jīng)下變頻信號進行濾波和放大，并且將輸入基帶信號提供給數(shù)據(jù)處理器380。接收電路340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。
[0036]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)，并且將一個或多個輸出基帶信號提供給發(fā)射電路350。發(fā)射電路350對各輸出基帶信號進行放大、濾波并將其從基帶上變頻至RF，以及將經(jīng)調(diào)制的信號提供給所選PA 360。接收電路350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。所選PA 360放大經(jīng)調(diào)制的信號，以及提供具有恰當發(fā)射功率電平的輸出RF信號。輸出RF信號被路由通過天線接口電路324并經(jīng)由天線310來發(fā)射。
[0037]收發(fā)機322內(nèi)的LNA 332、接收電路342、發(fā)射電路352和PA 362可用與收發(fā)機320內(nèi)的LNA 330、接收電路340、發(fā)射電路350和PA