[發明專利]最佳電流控制CMOS級聯放大器

有效

• 申請號: 201610962927.2
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN107026619B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: W.巴卡爾斯基
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03F1/22
• 分類號: H03F1/22;H03F1/26;H03F1/56;H03F3/19;H03F3/45
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;杜荔南

本發明涉及最佳電流控制CMOS級聯放大器。一種CMOS級聯放大器包括級聯電路，所述級聯電路包括多個并聯支路，每個支路包括形成級聯對的串聯連接的第一晶體管和第二可切換晶體管，其中所述級聯電路被配置為放大輸入信號。CMOS級聯放大器還包括：偏置電路，被配置為通過將偏置信號提供給級聯電路中的多個支路中的每個支路中的第一晶體管來偏置級聯電路。另外，CMOS級聯放大器包括開關控制電路，所述開關控制電路被配置為基于通過提供接通一個或多個激活的支路中的第二可切換晶體管的開關控制信號來選擇性地激活所述多個支路而控制級聯電路中的靜態電流。

技術領域

本公開涉及CMOS級聯放大器，并且具體地涉及用于調整在CMOS級聯放大器中的靜態電流的架構和方法。

背景技術

級聯放大器是由跨導放大器組成的兩級放大器，跨導放大器后面有電流緩沖器，所述兩級放大器具有高輸入輸出隔離、高輸入阻抗、高輸出阻抗、高增益等。CMOS級聯放大器通常被用作RF前端裝置的一部分，例如CMOS RF低噪聲放大器（LNA）。

附圖說明

將在下面僅作為示例描述電路、設備和/或方法的一些示例。在該上下文中，將對附圖進行參照。

圖1示出根據本公開的一個實施例的CMOS級聯放大器100的簡化方框圖。

圖2示出根據本公開的一個實施例的CMOS級聯放大器200的示例性實現方式。

圖3示出根據本公開的一個實施例的包括第一晶體管322和第二可切換晶體管320的CMOS級聯放大器300的示例性實現方式。

圖4示出根據本公開的一個實施例的晶體管開關400的示例性實現方式。

圖5示出根據本公開的一個實施例的包括多個級聯對的CMOS級聯放大器500的示例性實現方式。

圖6示出根據本公開的一個實施例的針對多個頻帶優化的CMOS級聯放大器600的示例性實現方式。

圖7示出根據本公開的另一實施例的針對多個頻帶優化的CMOS級聯放大器700的示例性實現方式。

圖8示出根據本公開的另一實施例的針對多個頻帶優化的CMOS級聯放大器800的示例性實現方式。

圖9示出根據本公開的一個實施例的用于實現CMOS級聯放大器中的最佳靜態電流控制的方法900的流程圖。

具體實施方式

級聯放大器具有與其關聯的靜態電流，所述靜態電流是當沒有輸入信號被施加于級聯放大器的輸入端子時的級聯放大器中的駐流。靜態電流對級聯放大器的輸出功率、增益、最佳輸出阻抗匹配等具有直接影響。在一些實例中，級聯放大器的靜態電流被調整以便調整增益、功率耗散等。例如通過使用電流鏡偏置電路，能夠按照參考電流調整靜態電流。電流鏡偏置電路允許基于可調整參考電流調整靜態電流。然而，靜態電流直接與晶體管的尺寸相關，并且對于給定晶體管尺寸，靜態電流具有最佳范圍。在靜態電流的最佳范圍之外操作級聯放大器能夠導致不合期望的輸出。例如，對于給定晶體管尺寸的太低的靜態電流能夠引起強非線性、噪聲增加和高溫度相關性。因此，通常僅在針對給定晶體管尺寸的最佳范圍內調整靜態電流，這大大限制了調整靜態電流以便調整級聯放大器中的增益、功率耗散等的可能性。

在本公開的一個實施例中，一種CMOS級聯放大器包括級聯電路，所述級聯電路包括多個并聯支路，每個支路包括形成級聯對的串聯連接的第一可切換晶體管和第二晶體管，其中所述級聯電路被配置為放大輸入信號。級聯放大器還包括：偏置電路，被配置為通過將偏置電壓提供給級聯電路中的多個支路中的每個支路中的第二晶體管來偏置級聯電路。另外，級聯放大器包括：開關控制電路，被配置為基于通過提供接通一個或多個激活的支路中的第一可切換晶體管的開關控制信號來選擇性地激活多個支路而控制級聯電路中的靜態電流。