放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种可配置低噪声放大器电路，该可配置低噪声放大器电路可在第一拓扑和第二拓扑之间进行配置，在第一拓扑中，低噪声放大器电路包括简并电感，由此低噪声放大器电路作为电感简并的低噪声放大器进行操作，在第二拓扑中，低噪声放大器电路包括反馈电阻，由此低噪声放大器电路作为电阻反馈低噪声放大器进行操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放大器
本专利技术涉及低噪声放大器。特别是但并不排它地，本专利技术涉及可配置的低噪声放大器电路。
技术介绍
射频接收器可以被配置为在许多不同的射频频带内进行操作。例如，用于移动站(或蜂窝电话设备)的接收机可以被配置为在下述频带中的任何一个频带内操作:全球移动通信系统(GSM)、850、900、1800和/或1900、宽带码分多址(WCDMA)、高速分组接入(HSPA)和/或长期演进(LTE) 1、2、3频带等。这允许包含这样的接收机的移动站在支持上述射频频带的不同子集的不同区域使用(例如，使得能够漫游)。接收机通常包含一个或多个射频集成电路(RFIC)，该一个或多个射频集成电路(RFIC)包括作为接收机中第一放大级的低噪声放大器(LNA)。例如，一个或多个LNA通常被用于放大由天线收集的射频信号，并且然后由LNA生成的放大信号被接收机中的其他部件使用。接收机通常包括一个或多个射频(RF)滤波器，该一个或多个射频(RF)滤波器被置于天线和形成接收机的第一放大级的LNA之间。图1图示了包括RF模块100和天线130的示例性接收机。RF模块10 0包括RF前端模块132，该RF前端模块132进而包括对由天线130收集的射频信号进行滤波的一个或多个(多达总数η个)RF滤波器110-112。RF模块100还包括RFIC134，该RFIC134进而包括对由滤波器110-112生成的滤波信号进行放大的一个或多个(多达总数m个)LNA120-122。从针对噪声系数的弗里斯公式可知，形成接收机的第一放大级的LNA决定了接收机的噪声因数。形成该第一级的LNA在确定接收机的输入阻抗中也具有关键作用。该LNA的输入阻抗必须与某一阻抗严格匹配，因为否则在LNA之前的RF滤波器(例如110-112)的性能将会降低。此外，LNA之前的RF滤波器通常将具有固定频率范围，这要求LNA的输入也与该频率范围匹配。作为结果，取决于LNA结构，可能有必要利用包含LNA的RFIC外部的匹配部件来适当地设定输入阻抗和频率范围匹配。然而，这些外部匹配部件可能是昂贵的，并且在一些情况下，优选地是使用具有内部匹配能力的LNA来适当地设定其输入阻抗和频率范围匹配。接收机性能的另一度量是其灵敏度(基准灵敏度水平)，其衡量在接收机输入处的最小可检测信号水平。接收信号的信号质量通常由误比特率或吞吐量来确定。灵敏度水平S通过以下等式来确定:S=-174dBm/Hz+101og (Bff) +SNRmin+NF(I)其中，-174dBm/Hz是在290K的温度时来自输入源的有效噪声功率密度，BW是信道带宽，SNRmin是所需要的信噪比，并且NF是接收机噪声因数。SNRmin取决于例如目标误比特率和所使用的调制方法。形成接收机中第一放大级的LNA之前的RF滤波器在接收机被配置成在其中操作的一些射频频带内可能具有显著的插入损耗。该插入损耗能够使得接收机更不灵敏，并且对于这些射频频带具有更高的噪声因数。由于在这些射频频带内的接收机灵敏度较差，接收机可以在其上进行操作的在发射机和接收机之间的范围被减少，从而使得蜂窝网络设计更具有挑战并且更昂贵。此外，由于诸如移动站的设备中的空间约束，连接到接收机的天线的尺寸可能受到限制，由此限制了天线的性能；这种情况在例如低于IGHz的较低频率处被恶化，在该较低频率处，由于较长的波长，天线的尺寸往往变大。因此，接收机能力可能因此降低，导致降低的链路性能。为了减轻上述影响，LNA噪声因数应当尽可能的好。然而，在LNA之前不使用外部匹配部件并且在低电流消耗的情况下获得良好的噪声性能是挑战性的任务。此外，除了昂贵的并且耗尺寸的外部部件之外，还应当考虑包含LNA的RFIC的成本。为了使RFIC的半导体模片区域(die area)保持得小，片上电感器的数目应当被保持为最少，因为高质量的电感器需要大的模片区域，并且其尺寸不会随着集成电路的特征宽度的减小而缩小。从以上可以看到，在设计LNA时，需要考虑很多不同的设计因素，并且同时考虑这些因素中的一些或全部可能被证明是困难的。因此，需要通过提供考虑各种设计因素的改进的方式来增强LNA的设计。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种可配置的低噪声放大器电路，所述低噪声放大器电路可在第一拓扑和第二拓扑中之间的一个进行配置，在第一拓扑中，所述低噪声放大器电路包括简并电感(degeneration inductance),由此所述低噪声放大器电路作为电感简并的低噪声放大器进行操作，在第二拓扑中，所述低噪声放大器电路包括反馈电阻，由此所述低噪声放大器电路作为电阻反馈低噪声放大器进行操作。因此，本专利技术允许经由单个低噪声放大器电路来提供电感简并的低噪声放大器功能或者电阻反馈低噪声放大器功能。仅需要对于两个拓扑共同的部件的单个实例，并且这样的部件重用有助于减少成本和模片区域。在本专利技术的实施例中，该电路包括开关布置，并且经由该开关布置可在第一拓扑和第二拓扑之间进行配置。因此，根据该电路的期望性能，该电路可以被配置在电感简并的拓扑或电阻反馈拓扑中。在本专利技术的第一实施例中，低噪声放大器包括第一输入晶体管，并且简并电感包括连接在该第一输入晶体管的第一输出端子和地之间的简并电感器。因此，本专利技术提供了具有相关的良好噪声因数和灵敏度性能的低噪声放大器拓扑。经由该简并电感以及一个或多个外部匹配部件来提供阻抗匹配。在本专利技术的另一实施例中，低噪声放大器包括第一输入晶体管，并且反馈电阻包括连接在该第一输入晶体管的输入端子和电路的第一输出之间的反馈电阻器。在该拓扑中，经由内部反馈电阻来提供阻抗匹配，而不需要使用外部匹配部件的电感匹配。在本专利技术的一些实施例中，开关布置包括第一拓扑开关装置(或功能)以及第二拓扑开关装置(或功能)，第一拓扑开关装置连接在第一输入晶体管的第一输出端子和地之间，第二拓扑开关装置连接在第一输入晶体管的输入端子和反馈电阻器之间。通过将第一拓扑开关装置和第二拓扑开关装置配置在打开状态，该电路可配置在第一拓扑中，并且通过将第一拓扑开关装置和第二拓扑开关装置配置在关闭状态，该电路可配置在第二拓扑中。在本专利技术的布置中，第一和/或第二拓扑开关装置包括开关晶体管，开关晶体管中的每一个开关晶体管可经由对相应的开关晶体管的输入端子输入打开状态控制信号而配置在打开状态，而开关晶体管中的每一个开关晶体管可经由对相应的开关晶体管的输入端子输入关闭状态控制信号而配置在关闭状态。因此，通过对电路内的多个开关晶体管应用例如数字控制信号的适当的控制信号可以方便地配置该电路的拓扑。在本专利技术的实施例中，该电路包括第一共源共栅晶体管，该第一共源共栅晶体管连接到第一输入晶体管的第二输出端子和电路的第一输出。因此，减小了第一输入晶体管的输入电容对放大器的输出的不期望的放大。在本专利技术的实施例中，该电路包括连接在第一输入晶体管的输入端子和第二拓扑开关装置之间的去耦合电容器。因此，提供了对第一输入晶体管和第二拓扑开关装置的交流电流的去耦合。在本专利技术的一些布置中，该电路包括连接在反馈电阻器和电路的输出之间的去耦合电容器。因此，提供了对第二拓扑开关装置的交流电流的进一步去耦合。在本专利技术的其他布置中，该电路包括连接在反馈电阻器和电路的输出之间的反馈放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可配置低噪声放大器电路，所述低噪声放大器电路可在下述项之间进行配置：第一拓扑，在所述第一拓扑中，所述低噪声放大器电路包括简并电感，从而所述低噪声放大器电路作为电感简并的低噪声放大器进行操作；以及第二拓扑，在所述第二拓扑中，所述低噪声放大器电路包括反馈电阻，从而所述低噪声放大器电路作为电阻反馈低噪声放大器进行操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.19 GB 1108444.9;2011.05.19 US 13/111,423;1.一种可配置低噪声放大器电路，所述低噪声放大器电路可在下述项之间进行配置: 第一拓扑，在所述第一拓扑中，所述低噪声放大器电路包括简并电感，从而所述低噪声放大器电路作为电感简并的低噪声放大器进行操作；以及 第二拓扑，在所述第二拓扑中，所述低噪声放大器电路包括反馈电阻，从而所述低噪声放大器电路作为电阻反馈低噪声放大器进行操作。2.根据权利要求1所述的可配置低噪声放大器电路，所述电路包括开关布置，所述电路可经由所述开关布置在所述第一拓扑和所述第二拓扑之间进行配置。3.根据权利要求1或2所述的可配置低噪声放大器电路，其中，所述低噪声放大器包括第一输入晶体管，并且所述简并电感包括连接在所述第一输入晶体管的第一输出端子和接地之间的简并电感器。4.根据权利要求1或2所述的可配置低噪声放大器电路，其中，所述低噪声放大器包括第一输入晶体管，并且所述反馈电阻包括连接在所述第一输入晶体管的输入端子和所述电路的第一输出之间的反馈电阻器。5.根据权利要求3或4所述的可配置低噪声放大器电路，其中，所述开关布置包括: 第一拓扑开关装置，所述第一拓扑开关装置连接在所述第一输入晶体管的第一输出端子和接地之间；以及 第二拓扑开关装置，所述第二拓扑开关装置连接在所述第一输入晶体管的所述输入端子和所述反馈电阻器之间， 其中，通过将所述第一拓扑开关装置和所述第二拓扑开关装置配置在打开状态，所述电路可配置在所述第一拓扑中，并且` 其中，通过将所述第一拓扑开关装置和所述第二拓扑开关装置配置在关闭状态，所述电路可配置在所述第二拓扑中。6.根据权利要求5所述的可配置低噪声放大器电路，其中，所述第一拓扑开关装置和/或所述第二拓扑开关装置包括开关晶体管， 其中，所述开关晶体管中的每一个开关晶体管可经由向相应的开关晶体管的所述输入端子输入打开状态配置控制信号而被配置在所述打开状态，并且 其中，所述开关晶体管中的每一个开关晶体管可经由向相应的开关晶体管的所述输入端子输入关闭状态配置控制信号而被配置在所述关闭状态。7.根据权利要求3至6中的任一权利要求所述的可配置低噪声放大器电路，所述电路包括第一共源共栅晶体管，所述第一共源共栅晶体管连接到所述第一输入晶体管的第二输出端子和所述电路的第一输出。8.根据权利要求5和6或7所述的可配置低噪声放大器电路，所述电路包括去耦合电容器，所述去耦合电容器连接在所述第一输入晶体管的所述输入端子和所述第二拓扑开关装置之间。9.根据权利要求4至8中的任一权利要求所述的可配置低噪声放大器电路，所述电路包括连接在所述反馈电阻器和所述电路的输出之间的去耦合电容器。10.根据权利要求4至9中的任一权利要求所述的可配置低噪声放大器电路，所述电路包括连接在所述反馈电阻器和所述电路的输出之间的反馈放大器。11.根据权利要求3至10中的任一权利要求所述的可配置低噪声放大器电路，其中，所述第一拓扑包括连接在所述第一输入晶体管的第一输出端子和接地之间的电容器。12.根据任一前述权利要求所述的可配置低噪声放大器电路，所述电路包括连接到所述电路的第一输出的可配置的负载。13.根据任一前述权利要求所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·埃基南，J·J·瑞基，J·K·考科武里，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：
国别省市：