[發明專利]具有增益擴大級的放大器

有效

• 申請號: 200980123385.8
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN102067443A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 秋參·那拉通;?？ㄌm·阿尼魯丹;蘇文俊
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F1/32;H03F3/24
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

技術領域

本發明涉及集成電路(IC)，且更具體來說，涉及用于IC放大器設計的增益線性化技術。

背景技術

放大器為集成電路(IC)裝置(例如，通信發射器和接收器)中的重要構建塊。放大器通常經設計以在預定信號范圍(稱為線性操作范圍)內將相對恒定的增益提供給輸入信號。當放大器輸入信號落入線性操作范圍外時，放大器增益可能顯著偏離標稱增益，從而導致放大器輸出處的不想要的非線性和失真。

對于便攜式通信裝置(例如，移動電話)來說，較低電壓電源的趨勢已使設計具有適當線性操作范圍的放大器變得越來越困難。當遞送高輸出功率時，這些放大器中的組成晶體管的增益可能降低，從而造成放大器的增益壓縮。

將需要提供用于設計具有增強的線性操作范圍的放大器的新穎技術。

附圖說明

圖1描繪使用數字反相器或“推挽式”架構的現有技術放大器的實施例。

圖1A表征作為放大器輸入功率(Pin)的函數的典型放大器增益。

圖2和圖2A說明本發明的示范性實施例。

圖3A描繪根據本發明的增益擴大放大器220的示范性實施例。

圖3B說明所繪制的B類放大器的增益對放大器輸入電壓IN的量值。

圖3C說明由B類放大器放大以產生輸出信號300.1B的輸入信號300.1A的實例。

圖3D和圖3E分別說明AB類放大器的增益特性和輸入輸出信號實例。

圖4描繪并入有并聯耦合的B類放大器400和AB類放大器410兩者的增益擴大放大器320的示范性實施例。

圖5描繪用于圖3A中所展示的放大器拓撲的放大器設計和電流偏置方案的示范性實施例。

圖6描繪用于并入有AB類放大器610A和B類放大器610B兩者的增益擴大放大器600的偏置方案的示范性實施例。

圖7描繪用于增益壓縮放大器710的偏置方案的示范性實施例。

圖8描繪根據本發明的呈用于發射器電路的前置驅動器/驅動放大器的形式的放大器的示范性實施例。

圖9描繪根據本發明的方法的示范性實施例。

具體實施方式

詞“示范性”在本文中用以指“充當一實例、例子或說明”。本文中被描述為“示范性”的任何實施例未必應解釋為比其它實施例優選或有利。

下文結合附圖闡述的詳細描述意欲作為對本發明的示范性實施例的描述，而并不意欲表示可實踐本發明的僅有實施例。詳細描述包括為了提供對本發明的示范性實施例的徹底理解的具體細節。所屬領域的技術人員將明白，可在無這些具體細節的情況下實踐本發明的示范性實施例。在一些例子中，以框圖形式展示眾所周知的結構和裝置以便避免使本文中呈現的示范性實施例的新穎性模糊不清。

圖1描繪使用數字反相器或“推挽式”架構的放大器100的現有技術實施方案。放大器100基于輸入信號IN的電壓電平而經由晶體管MN1和MP1選擇性地吸入并提供電流。具體來說，晶體管MP1和MN1的柵極AC耦合到輸入信號IN，且MP1和MN1的漏極經由輸出匹配110而耦合到輸出信號OUT。晶體管MNE和MPE串聯耦合到MN1和MP1，且任選地經提供以基于控制信號EN和互補控制信號EN′而啟用或停用放大器。在一個實施方案中，放大器100可為用于放大通信發射器信號鏈中的信號的射頻(RF)驅動器放大器(DA)。在另一實施例中，放大器100可為射頻功率放大器。

在圖1中，晶體管MP1經由電阻器RFB而自偏置，而晶體管MN1被電壓源Vbias偏置。注意，在給定放大器設計的要求的情況下，電壓Vbias通常經選擇以確保放大器100的操作在充分大的輸入和輸出電壓范圍內保持于線性操作范圍中。如果輸入電壓的量值(即，絕對振幅)超過線性操作范圍，則放大器可能經歷增益壓縮，如圖1A進一步說明。

圖1A說明作為放大器輸入功率(Pin)的函數的典型放大器增益(相對于標稱增益，以dB為單位)的曲線。在圖1A中，可看到增益在輸入功率電平Pin小于電平P1時大致對應于標稱增益值，而在輸入功率電平Pin進一步增加超過P1時降低。放大器增益隨輸入功率增加的此降低被稱為增益壓縮，且可能是歸因于(例如)晶體管MP1和MN1的隨輸入功率電平增加而增加的柵極電容(例如，C_gs和C_gd)和/或晶體管MP1和MN1的有限的輸出電壓裕度。