[發明專利]低電壓多級放大器

有效

• 申請號: 201380039220.9
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN104488192B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: V·翰納瑟卡蘭
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/21;H03F3/30;H03F3/345
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 亓云

根據35U.S.C.§119的優先權要求

本專利申請要求2012年7月26日提交的題為“LOW VOLTAGE CLASS-AB OPAMP(低電壓AB類運算放大器)”的臨時申請No.61/676,083的優先權，該申請被轉讓給本受讓人并由此通過援引明確納入于此。

技術領域

本公開一般涉及用于電子通信。具體而言，本公開涉及用于低電壓多級放大器的系統和方法。

背景

無線通信系統被廣泛部署以提供諸如語音、視頻、數據等各種類型的通信內容。這些系統可以是能夠支持多個無線通信設備與一個或多個基站的同時通信的多址系統。

無線通信設備通常由電池供電。因為無線通信設備的功能性變得更為復雜，所以對無線通信設備最大化電池壽命具有期望。通過減少無線通信設備的功耗，電池壽命可得以增加。減少功耗的一種方式是在無線通信設備內使用更為高效的放大器。例如，使用較低電源電壓的放大器可以比使用較高電源電壓的放大器更為高效。可通過使用較低電源電壓的放大器來實現各種益處同時仍然提供必要的增益。

概述

描述了低電壓多級放大器。該低電壓多級放大器包括多個先前級。該低電壓多級放大器還包括電源級。低電壓多級放大器進一步包括輸出級，其以與輸出級中的第一晶體管的閾值電壓和電源級的第二晶體管的飽和電壓之和一樣低的電源電壓來操作。電源級對輸出級供電。

電源級還可作為阻尼級來操作。該低電壓多級放大器還可包括偏置電路系統，其經由電源級來設置用于輸出級的適合操作的靜態電流。該偏置電路系統可包括復制電流級、最小值選擇器和誤差放大器。復制電流級可向最小值選擇器提供第一偏置電壓和第二偏置電壓。最小值選擇器可向誤差放大器提供經確定電壓。誤差放大器可以控制設置輸出級的靜態電流的電源級。

如果第一偏置電壓和第二偏置電壓在彼此的最小值選擇器晶體管飽和電壓內，則經確定電壓可以是第一偏置電壓和第二偏置電壓的平均。如果第一偏置電壓和第二偏置電壓不在彼此的最小值選擇器晶體管飽和電壓內，則經確定電壓可以是第一偏置電壓和第二偏置電壓的較小者。誤差放大器可以向電源級輸出第一控制電壓和第二控制電壓。

第一晶體管可以是p溝道晶體管而第二晶體管可以是n溝道晶體管。第一晶體管的源極可以耦合至可變正電源電壓。第一晶體管的柵極可以耦合至第二晶體管的漏極。第二晶體管的源極可以耦合至可變負電源電壓。

多個先前級可包括第一級和第二級。第一級可以接收輸入信號。第一級的輸出端可被耦合至第二級。第二級的輸出端可被耦合至輸出級。輸出級可以輸出輸出信號。可能不需要附加偏置電流來支持電源電壓，因為第二級中的電流被回收。低電壓多級放大器可以是G類放大器或H類放大器。低電壓多級放大器可被配置成將輸出級的電源電壓與輸出級的輸出信號匹配。輸出級可以±0.45V的電源電壓來操作。

還描述了一種用于放大的方法。獲得輸入信號。使用低電壓多級放大器來放大輸入信號。該低電壓多級放大器包括多個先前級。該低電壓多級放大器還包括電源級。低電壓多級放大器進一步包括輸出級，其以與輸出級中的第一晶體管的閾值電壓和電源級的第二晶體管的飽和電壓之和一樣低的電源電壓來操作。電源級對輸出級供電。

描述了一種設備。該設備包括用于獲得輸入信號的裝置。該設備還包括用于放大輸入信號的裝置，其包括多個先前級、電源級和輸出級，該輸出級以與輸出級中的第一晶體管的閾值電壓和電源級的第二晶體管的飽和電壓之和一樣低的電源電壓來操作。電源級對輸出級供電。

還描述了一種配置用于放大輸入信號的計算機程序產品。該計算機程序產品包括其上具有指令的非瞬態計算機可讀介質。該指令包括用于使低電壓多級放大器獲得輸入信號的代碼。該指令還包括用于使低電壓多級放大器放大輸入信號的代碼。低電壓多級放大器包括多個先前級、電源級和輸出級，該輸出級以與輸出級中的第一晶體管的閾值電壓和電源級的第二晶體管的飽和電壓之和一樣低的電源電壓來操作。電源級對輸出級供電。

附圖簡述

圖1是解說低電壓多級放大器的框圖；

圖2是解說用在本系統和方法中的低電壓多級放大器的框圖；

圖3是解說用在本系統和方法中的低電壓多級放大器的電路圖；

圖4是用在本系統和方法中的偏置電路系統的電路圖；

圖5是誤差放大器的電路圖；

圖6是最小值選擇器的電路圖；