放大设备、射频通信系统和电子装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了放大设备、射频通信系统和电子装置。放大设备包括放大级(TRSC)，该放大级具有跨导放大晶体管(103)和输出端子(120)。偏置电路(MC)被配置成用于：在共模下将该输出端子(120)偏置到在该放大晶体管(103)的栅极与源极之间存在的电压的基础上获得的偏置电位；并且对在该放大晶体管(103)的该栅极与该源极之间存在的该电压的寄生变化进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
放大设备、射频通信系统和电子装置
实施例和实施方式涉及对信号(特别是射频信号)的放大，并且具体地涉及对在射频通信链的接收级中接收的信号的放大。
技术介绍
图1表示了射频接收链的示例性常规放大器AMP0。输入端子122接收被跨导放大级TRSC放大的电压射频信号，该跨导放大级包括两个级联放大布置101、111并且其电流输出端120展现了受控的共模以便例如促进其与其他块的对接。第一级联放大布置101包括栅极耦合至输入端子122的P-MOS型跨导放大晶体管103，该跨导放大晶体管与漏极连接至输出端120的P-MOS型级联晶体管105串联。第二级联放大布置111包括栅极耦合至输入端子122的N-MOS型跨导放大晶体管113，该N-MOS型跨导放大晶体管113与漏极连接至输出端120的N-MOS型级联晶体管115串联。连接在电源电压端子VDD与放大晶体管103之间的电阻器109(值为R2)使得有可能执行对经过跨导放大级TRSC的级联放大布置101、111并且流向旨在连接至参考电压GND(例如，地面)的端子的静态电流的测量。由于关于低噪声和高操作频率的约束，尤其在射频信号的接收框架内使用这种受控的共模配置(特别是具有低能耗)。然而，在这种级联放大级TRSC中不可单独控制对共用输出端子120的偏置。已经产生了闭环反馈控制系统(BCLI，BCLMC)，第一个系统控制静态电流在级联放大布置101、111两者中的流动，第二个系统控制输出端子120的共模偏置电位。在这此表示中，闭环电流反馈控制BCLI包括参考电流I参考发生器131、第一电流镜布置133以及第二电流镜布置135。电流反馈控制环路BCLI使得有可能将电阻器109的端子两端的电压(该电压表示在级联放大级TRSC中流动的静态电流)与通过参考电流I在电阻器137中的流动而生成的参考电压进行比较。将分别通过借助于电阻器117来增大或减小控制放大晶体管113的电压从而对静态电流的缺少或者过量进行补偿。此外，对共模BCLMC的偏置的闭环反馈控制使得有可能补偿输出端120的偏置电压的下降或者上升。共模反馈控制环路BCLMC包括由共用输出端120上存在的电位所控制的探测晶体管141、由参考电压端子145上存在的固定参考电压控制的晶体管143，每个晶体管一方面连接至电源电压端子VDD并且另一方面通过在晶体管141和143的源极中汲取电流I参考’的电流发生器149而连接至参考电压端子GND。电流镜布置147使得有可能产生经过晶体管141和143的电流的差并且使得有可能通过借助于电阻器107来降低或者增大控制P-MOS晶体管103的电压从而对输出端120的偏置的下降或者上升进行补偿。因此，对一个环路(BCLMC或者BCLI)的反馈控制对另一个环路(BCLI或者BCLMC)的反应产生强烈影响。只有在这2个环路中的一个环路相对于另一个环路展现了非常低的截止频率时，才可以针对反馈控制系统的稳定性来控制一个环路对另一个环路的这种相互作用。这2个环路中的一个环路非常慢的必要性引入了放大器AMP0的很长且非常不令人期望的总响应时间。图2表示了现有技术解决方案，其中，使用针对共模的自偏置电路MC0来替代了对共模BCLMC的偏置的闭环反馈控制。自偏置电路MC0包括连接在放大晶体管103的栅极与输出端子120之间的电阻器142。电阻器142的值很高以便最小化输出电流的损耗以及在放大级TRSC的增益方面的损耗。尤其在放大晶体管103的源极与栅极之间存在的电压的基础上应用了对输出端子的偏置。这种解决方案展现了以下缺点：相对于温度变化而非常不稳定(放大晶体管的栅极-源极电压可能以2mV/℃变化)；以及由于不同制造批次的放大晶体管103的特性的变化而不稳定。因此，由于放大晶体管的栅极与源极之间存在的电压的寄生且不可控变化，偏置电压经历不利变化。
技术实现思路
根据本技术的实施例的技术方案所要解决的技术问题是提供一种放大设备，其包括级联放大级、电流反馈控制闭环以及共模偏置开环，借助于该开环关于寄生变化而对共模进行自偏置和进一步自调节。根据本技术的一个方面，一种放大设备包括放大级，所述放大级具有跨导放大晶体管和输出端子，所述放大设备包括偏置电路，所述偏置电路被配置成用于：在共模下将所述输出端子偏置到在所述放大晶体管的栅极与源极之间存在的栅极-源极电压的基础上获得的偏置电位；并且对所述栅极-源极电压的寄生变化进行补偿。所述偏置电路被配置成用于使补偿电流经过连接在所述放大晶体管的所述栅极与所述输出端子之间的第一电阻器，在所述第一电阻器的端子两端生成的电压旨在对所述寄生变化进行补偿。所述偏置电路包括与所述放大晶体管配对的补偿晶体管，所述补偿晶体管的栅极连接至旨在接收固定控制电压的端子，并且所述补偿晶体管被配置成用于在其漏极上生成所述补偿电流。所述偏置电路包括连接在所述补偿晶体管的所述源极与所述放大晶体管的源极之间的第二电阻器。所述放大级包括连接在旨在接收电源电压的电源端子与所述放大晶体管的所述源极之间的第三电阻器。所述偏置电路包括电流发生器，所述电流发生器连接在所述补偿晶体管的所述漏极与旨在接收参考电压的端子两端并且被配置成用于从所述补偿电流中减去调整电流。所述放大级包括第一输入端，所述第一输入端在所述放大晶体管的所述栅极上并且通过滤波电容器耦合至输入端子，所述滤波电容器被配置成在所述放大级的操作频率下表现为短路电路并且在所述偏置电路的操作频率下表现为断路器。所述放大设备进一步包括电流反馈控制环路，所述电流反馈控制环路被配置成用于调节在级联放大器装置中流动的电流。根据本技术的另一方面，一种射频通信系统包括连接至天线的接收级，所述接收级包括：至少一个被配置成用于对接收信号进行放大的如上所述的放大设备；以及被配置成用于处理所述放大信号的信号处理装置。根据本技术的另一方面，一种电子装置包括如上所述的射频通信系统，所述电子装置为个人计算机或者移动电话。级联放大布置意指包括串联的跨导放大晶体管和所谓的级联晶体管的布置/装置。级联晶体管的作用是例如提供良好的输入输出隔离、高输出阻抗、增益或者更大带宽。根据一方面，对放大级的输出端子进行共模偏置，该放大级包括跨导放大晶体管，将该输出端子偏置到在该放大晶体管的栅极与源极之间存在的栅极-源极电压的基础上获得的偏置电位；以及对该栅极-源极电压的寄生变化进行补偿。寄生变化尤其意指放大晶体管的行为根据温度的变化，或者由于制造方法的随机不确定性而造成的放大级的部件的两个技术实施例之间的变化。在不要求修改放大级中流动的静态电流的情况下，根据此方面的实施方式尤其使得有可能通过将偏置电压直接施加到输出端子上来偏置共模。对寄生变化进行补偿的实施方式使得有可能从调节的优点中受益，而不会经历先前所提及的反馈控制环路问题。根据一种实施方式，该补偿包括使补偿电流经过连接在该放大晶体管的该栅极与该输出端子之间的第一电阻器，该补偿电流在该第一电阻器的端子两端生成对这些寄生变化进行补偿的补偿电压。根据一种实施方式，该放大级包括串联并且共享具有受控共模的该输出端子的第一级联放大布置和第二级联放大布置，该第一级联放大布置包括该放大晶体管，该第二级联放大布置具有属于与该第一级联放大布置的这些晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大设备，其特征在于，包括放大级，所述放大级具有跨导放大晶体管和输出端子，所述放大设备包括偏置电路，所述偏置电路被配置成用于：在共模下将所述输出端子偏置到在所述放大晶体管的栅极与源极之间存在的栅极‑源极电压的基础上获得的偏置电位；并且对所述栅极‑源极电压的寄生变化进行补偿。

【技术特征摘要】
2016.11.29 FR 16616401.一种放大设备，其特征在于，包括放大级，所述放大级具有跨导放大晶体管和输出端子，所述放大设备包括偏置电路，所述偏置电路被配置成用于：在共模下将所述输出端子偏置到在所述放大晶体管的栅极与源极之间存在的栅极-源极电压的基础上获得的偏置电位；并且对所述栅极-源极电压的寄生变化进行补偿。2.根据权利要求1所述的放大设备，其特征在于，所述偏置电路被配置成用于使补偿电流经过连接在所述放大晶体管的所述栅极与所述输出端子之间的第一电阻器，在所述第一电阻器的端子两端生成的电压旨在对所述寄生变化进行补偿。3.根据权利要求2所述的放大设备，其特征在于，所述偏置电路包括与所述放大晶体管配对的补偿晶体管，所述补偿晶体管的栅极连接至旨在接收固定控制电压的端子，并且所述补偿晶体管被配置成用于在其漏极上生成所述补偿电流。4.根据权利要求1至3中任一项所述的放大设备，其特征在于，所述偏置电路包括连接在所述补偿晶体管的所述源极与所述放大晶体管的源极之间的第二电阻器。5.根据权利要求1至3中任一项所述的放大设备，其特征在于，所述放大级包括连...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·艾罗，S·尼古拉斯，
申请(专利权)人：意法半导体格勒诺布尔二公司，
类型：新型
国别省市：法国,FR