專利名稱：具有可編程關斷電壓的放大器的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及電子器件，且更具體來說，涉及一種放大器。
背景技術：
放大器通常用于各種電子裝置中以提供信號放大。不同類型的放大器可用于不同用途。舉例來說，例如蜂窩式電話的無線通信裝置可包括用于雙向通信的發射器和接收器。 發射器可利用驅動器放大器(DA)和功率放大器(PA)，接收器可利用低噪聲放大器(LNA)， 且發射器和接收器可利用可變增益放大器(VGA)。亞微米互補金屬氧化物半導體(CMOS)制造工藝通常用于無線裝置和其它電子裝置中的射頻(RF)電路，以便降低成本和改進集成。然而，以亞微米CMOS工藝制造的晶體管通常具有小的物理尺寸，且更易受到歸因于大的信號擺幅的應力。所述應力可不利地影響用這些晶體管實施的放大器的可靠性。迫切需要具有良好性能和良好可靠性的放大器。
圖1展示無線通信裝置的方框圖。圖2展示放大器的示意圖。圖3展示具有改進的可靠性的放大器的示意圖。圖4展示氧化物壽命對漏極到柵極電壓(Vdg)的曲線圖。圖5展示可編程關斷電壓對輸出信號電平。圖6展示關斷電壓產生器的示意圖。圖7展示用于操作放大器的過程。
具體實施例方式本文中將詞“示范性”用以指“充當一實例、例子或說明”。本文中描述為“示范性” 的任何設計沒有必要解釋為比其它設計優選或有利。具有良好性能和改進的可靠性的放大器描述于本文中。放大器可用于各種電子裝置，例如，無線通信裝置、蜂窩式電話、個人數字助理(PDA)、手持式裝置、無線調制解調器、 膝上型計算機、無繩電話、廣播接收器、藍牙裝置、消費型電子裝置等。為清楚起見，在下文中描述放大器在可為蜂窩式電話或某一其它裝置的無線裝置中的使用。圖1展示無線通信裝置100的示范性設計的方框圖。在此示范性設計中，無線裝置100包括數據處理器110和收發器120。收發器120包括支持雙向無線通信的發射器130 和接收器150。一般來說，無線裝置100可包括用于任何數目個通信系統和任何數目個頻帶的任何數目個發射器和任何數目個接收器。在發射路徑中，數據處理器110處理待發射的數據且將模擬輸出信號提供到發射器130。在發射器130內，模擬輸出信號由放大器(Amp) 132放大，由低通濾波器134濾波以移除由數/模轉換造成的圖像，由VGA 136放大，且由混頻器138從基帶上變頻到RF。經上變頻的信號由濾波器140濾波以移除由上變頻造成的圖像，進一步由驅動器放大器 (DA) 142和功率放大器(PA) 144放大，經由雙工器/開關146路由，且經由天線148發射。在接收路徑中，天線148接收來自基站的信號且提供所接收的信號，所述所接收的信號經由雙工器/開關146路由且被提供給接收器150。在接收器150內，所接收的信號由LNA 152放大，由帶通濾波器154濾波，且由混頻器156從RF下變頻到基帶。經下變頻的信號由VGA 158放大，由低通濾波器160濾波且由放大器162放大以獲得被提供到數據處理器110的模擬輸入信號。圖1展示實施直接轉換架構的發射器130和接收器150，所述直接轉換架構在一個級中將信號在RF與基帶之間進行頻率轉換。發射器130和/或接收器150還可實施超外差架構，所述超外差架構在多個級中將信號在RF與基帶之間進行頻率轉換。本機振蕩器 (LO)產生器170產生發射LO信號和接收LO信號，且將其分別提供到混頻器138和156。鎖相環路(PLL) 172接收來自數據處理器110的控制信息，且將控制信號提供到LO產生器170 以產生適當頻率下的發射LO信號和接收LO信號。圖1展示示范性收發器設計。一般來說，發射器130和接收器150中的信號的調節可由放大器、濾波器、混頻器等的一個或一個以上級執行。這些電路塊可與圖1中所展示的配置不同地布置。此外，圖1中未展示的其它電路塊也可用以調節發射器和接收器中的信號。還可省略圖1中的一些電路塊。可在模擬集成電路(IC)、RF IC(RFIC)、復合信號IC 等上實施收發器120的全部或一部分。舉例來說，可在RFIC上實施發射器130中的放大器 132到驅動器放大器142，而可在所述RFIC外部實施功率放大器144。數據處理器110可執行無線裝置100的各種功能，例如，對所發射和所接收的數據的處理。存儲器112可存儲用于數據處理器110的程序代碼和數據。可在一個或一個以上專用集成電路(ASIC)和/或其它IC上實施數據處理器110。如圖1中所展示，發射器和接收器可包括各種放大器。可以各種方式實施每一放大器。圖2展示可用于圖1中的DA 142、PA 144、LNA 152、VGA 136和158和/或其它放大器的放大器200的示意圖。放大器200包括并聯耦合的K個放大器級210a到210k，其中K可為任何整數值。還可將放大器級稱作分支等。在每一放大器級210內，N溝道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管212的源極耦合到電路接地，且其柵極接收輸入信號Vin。常常可互換地使用術語“晶體管”和“裝置”。NMOS晶體管214的源極耦合到NMOS晶體管212 的漏極，且其漏極耦合到提供輸出信號Vout的節點X。NMOS晶體管212為在其柵極處接收 Vin信號、放大所述Vin信號且在其漏極處提供經放大的信號的增益晶體管。NMOS晶體管 214為其柵極耦合到AC接地的共源共柵晶體管。NMOS晶體管214在其源極處接收經放大的信號，且在其漏極處提供Vout信號。反相器220的輸入接收Bk控制信號，且其輸出提供用于NMOS晶體管214的控制電壓，其中ke {1，...，K}。可使用P溝道MOS (PMOS)晶體管和NMOS晶體管來實施反相器 220，所述晶體管的柵極耦合在一起并形成反相器輸入，且其漏極耦合在一起并形成反相器輸出。PMOS晶體管的源極可耦合到電源Vdd，且NMOS晶體管的源極可耦合到電路接地，如圖2中所展示。電阻器222耦合于反相器220的輸出與NMOS晶體管214的柵極之間。電感器230耦合于節點X與Vdd供應電壓之間。電感器230提供用于所有經啟用的放大器級中的NMOS晶體管212和214的偏置電流。電感器230還可用于輸出阻抗匹配。可經由相應Bk控制信號個別地啟用或停用K個放大器級210a到210k中的每一者。對于第k個放大器級來說，當Bk控制信號處于邏輯低時，反相器220在其輸出處提供 Vdd, NMOS晶體管214開啟，且所述放大器級經啟用。相反地，當Bk控制信號處于邏輯高時， 反相器220在其輸出處提供0伏(V)，NM0S晶體管214關閉，且所述放大器級被停用。每一放大器級在經啟用時提供信號增益。K個放大器級210a到210k可提供相等量的增益(例如，在所有K個放大器級具有相同晶體管大小的情況下)或可提供不同量的增益(例如，在所述K個放大器級具有不同晶體管大小的情況下)。舉例來說，放大器級1中的NMOS晶體管212和214的大小(和增益)可為放大器級2中的NMOS晶體管212和214的兩倍，放大器級2中的NMOS晶體管212和214的大小可為下一放大器級中的NMOS晶體管212和214 的兩倍，等等。可通過啟用適當放大器級來獲得放大器200的所要總增益。輸出信號電平可視放大器200的總增益而定(例如，可與放大器200的總增益成比例)。放大器200如下操作。對于經啟用的每一放大器級，NMOS晶體管212放大Vin信號且提供經放大的信號。NMOS晶體管212還執行電壓到電流轉換。NMOS晶體管214緩沖經放大的信號，提供為一的電流增益，且為Vout信號提供信號驅動。電阻器222為RF阻斷電阻器，其在NMOS晶體管214的柵極處阻斷Vout信號中的RF信號分量。使用通常用于無線發射器中的驅動器放大器的開放漏極架構來實施放大器200。 放大器200使用耦合于Vdd供應電壓與所有K個放大器級210a到210k中的共源共柵晶體管214之間的電感器230。電感器230允許Vout信號擺動高于Vdd電壓，這可有益于為放大器200獲得較高的1分貝(dB)壓縮點以及較好的鄰近溝道泄漏抑制(ACLR)和鄰近溝道功率抑制(ACPR)性能。然而，較大的Vout信號擺幅也可能給共源共柵晶體管214的可靠性帶來風險。當Vout信號高于Vdd時，所有K個放大器級210中的共源共柵晶體管214可觀察到可對這些共源共柵晶體管施加應力的大電壓。對于經啟用的每一放大器級210，可通過將Vdd施加到每一經啟用的共源共柵晶體管的柵極而跨共源共柵晶體管214和增益晶體管212分攤Vout信號的電壓擺幅。然而， 當(例如)在需要較小輸出信號電平的情況下由自動增益控制(AGC)關閉共源共柵晶體管 214時，歸因于較大Vout信號擺幅而引起的應力的大部分會出現。即使當共源共柵晶體管 214關閉，所述共源共柵晶體管214仍連接到輸出節點X且將接著在其漏極處觀察到Vout 信號。在關斷狀態下，共源共柵晶體管214的柵極經由反相器220而被拉到接地，且共源共柵晶體管214的源極還經由操作為開關的增益晶體管212而被拉到接地。在關斷狀態下， 共源共柵晶體管214的漏極到源極電壓Vds以及漏極到柵極電壓Vdg可大于Vdd (例如，達 Vdd的兩倍)，且可超過額定裝置電壓。大的Vds和Vdg電壓可對共源共柵晶體管214施加應力，且可不利地影響所述晶體管的可靠性和壽命。當放大器200正以高增益/高輸出功率操作且一放大器級經停用以降低增益時，應力可尤其嚴重。此經停用的放大器級中的共源共柵晶體管可觀察到可遠高于Vdd的大的Vds和Vdg電壓。圖3展示放大器300的示范性設計的示意圖，放大器300具有可編程關斷電壓以實現改進的可靠性。放大器300可用于圖1中的DA 142,PA 144,LNA 152,VGA 136和158， 和/或其它放大器。放大器300包括并聯耦合的K個放大器級310a到310k。在每一放大器級310內，NMOS晶體管312的源極耦合到電路接地，且其柵極接收Vin信號。NMOS晶體管314的源極耦合到NMOS晶體管312的漏極，其柵極耦合到節點Ak，(其中k e {1，...， K})，且其漏極耦合到節點X。反相器320的輸入接收Bk控制信號，其上部供應節點耦合到節點Y，且其下部供應節點耦合到節點Z。電阻器322耦合于反相器320的輸出與節點Ak之間。電容器324耦合于節點Ak與電路接地之間。還可用由級聯耦合的多個(例如，兩個) 反相器組成的緩沖器來代替反相器320。Bk控制信號可視是反相器還是緩沖器用于放大器級310中而具有不同極性。電感器330耦合于Vdd電源與提供Vout信號的節點X之間。Von電壓產生器340 將接通電壓Von提供到節點Y，且可用電阻器、電容器、晶體管等來實施。Von電壓可等于 Vdd或Vdd的分數。當啟用放大器級時，可選擇Von電壓以提供跨共源共柵晶體管314和增益晶體管312的所要電壓降。還可省略Von電壓產生器340，且節點Y可直接耦合到Vdd電源。Voff電壓產生器350將關斷電壓Voff提供到節點Z，且可如下文所描述來實施。圖3 中未展示的另一電壓產生器可產生用于所有K個放大器級310中的NMOS晶體管312的柵極的偏置電壓。K個放大器級310a到310k中的每一者可經由用于那個級的Bk控制信號而經個別地啟用或停用。可通過對Bk控制信號提供邏輯低而啟用第k個放大器級，這導致反相器 320經由電阻器322將Von電壓提供到NMOS晶體管314的柵極且開啟所述NMOS晶體管。 相反地，可通過對Bk控制信號提供邏輯高而停用第k個放大器級，這導致反相器320經由電阻器322將Voff電壓提供到NMOS晶體管314的柵極且關閉所述NMOS晶體管。共源共柵放大器300操作如下。對于經啟用的每一放大器級310，NM0S晶體管312 作為放大Vin信號的增益晶體管而操作。NMOS晶體管314通過其柵極處的Von電壓而啟用，作為緩沖來自NMOS晶體管312的經放大的信號的共源共柵晶體管而操作，且為Vout信號提供信號驅動。電阻器322為RF阻斷電阻器，其在NMOS晶體管314的柵極處阻斷Von 電壓中的RF信號分量。電容器324穩定NMOS晶體管314的柵極電壓以改進NMOS晶體管 314的增益。對于經停用的每一放大器級，NMOS晶體管314在其柵極處接收Voff電壓且被關閉。可使用具有薄柵極氧化物的薄氧化物NMOS晶體管來實施NMOS晶體管312和314， 以便獲得良好的RF性能。薄氧化物NMOS晶體管的柵極氧化物的可靠性取決于所述NMOS 晶體管在其關閉時的Vdg電壓。薄氧化物NMOS晶體管的壽命在柵極氧化物洞穿之前可由時間相依電介質擊穿(TDDB)函數給出。TDDB函數可用等式經模型化或可經由計算機仿真來確定。圖4展示氧化物壽命對Vdg電壓的曲線圖。水平軸表示Vdg電壓且以線性標度給出。垂直軸線表示氧化物壽命且以對數標度給出。曲線410展示薄氧化物NMOS晶體管的氧化物壽命對Vdg電壓。曲線420展示薄氧化物PMOS晶體管的氧化物壽命對Vdg電壓。虛線430表示目標氧化物壽命，其可為如圖4中所展示的10年或某一其它持續時間。如圖4中所展示，可通過確保NMOS晶體管的Vdg電壓低于Vmaxl電壓而獲得所述 NMOS晶體管的目標氧化物壽命。可通過確保PMOS晶體管的Vdg電壓低于VmaX2電壓而獲得所述PMOS晶體管的目標氧化物壽命。曲線410和420以及Vmaxl電壓和Vmax2電壓可依賴于各種因素，例如，IC制造工藝、柵極氧化物厚度、柵極氧化物面積、溫度等。對于圖3中所展示的示范性設計，可將經停用的NMOS晶體管314的Vdg電壓給出為Vdg = Vout-Voff0等式(1)Vdg電壓應小于Vmaxl，以獲得NMOS晶體管314的所要氧化物壽命。如等式(1)中所展示，可通過增加Voff電壓來減小Vdg電壓。較高的Voff電壓可改進氧化物壽命，這可為合意的。然而，由于VofT電壓在NMOS晶體管314被停用時施加到所述NMOS晶體管314 的柵極，因此所述Voff電壓應如下受到限制Voff < Vth,等式(2)其中Vth為匪OS晶體管314的閾值電壓。較高的Voff電壓可在匪OS晶體管314 關閉時增加穿過所述NMOS晶體管314的泄漏電流，這可為不合意的。可基于氧化物可靠性與泄漏電流之間的折衷來選擇Voff電壓。可將Vdg電壓分解為直流(DC)部分和交流(AC)部分。Vdg電壓的DC部分可視 Voff電壓以及可與(例如，等于)Von相關的Vout信號的DC部分而定。Vdg電壓的AC部分可視Vout信號的AC部分而定。NMOS晶體管314的寄生漏極到柵極電容Cdg可有助于維持Vdg電壓且減少Vout信號的AC部分的耦合的量。在一個示范性設計中，Voff電壓可為可視輸出信號電平而定的可編程值。較大的 Voff電壓可用于較大的輸出信號電平，且反過來也一樣。較大的Voff電壓可導致較多的泄漏電流。然而，可消耗較多電流以便提供較大的輸出信號電平。較高的泄漏電流可因此為較大的輸出信號電平下的總電流的小百分比。可針對低輸出信號電平將Voff電壓設定到 OV，且泄漏電流在此狀況下將不出現。圖5展示可編程Voff電壓的示范性設計。水平軸表示可以相對于一毫瓦的分貝 (dBm)為單位給出的輸出信號電平。垂直軸表示可以伏為單位給出的Voff電壓。曲線510 展示Voff電壓對輸出信號電平。在圖5中所展示的示范性設計中，可基于輸出信號電平的四個范圍將Voff電壓設定到四個可能值中的一者。具體來說，可針對Poutl或小于Poutl的輸出信號電平將VofT 電壓設定到Voffl，針對Poutl與Pout2之間的輸出信號電平將Voff電壓設定到Voff2， 針對Pout2與Pout3之間的輸出信號電平將Voff電壓設定到Voff3，或針對Pout3或大于 Pout3的輸出信號電平將Voff電壓設定到Voff4。可基于各種因素(例如，所要氧化物可靠性、NMOS晶體管的Vmax、輸出信號電平的所需總范圍等)來選擇Voffl到Voff4和Poutl 到Pout3。在一個示范性設計中，Voffl可等于OV，Voff2可等于100毫伏(mV)，Voff3可等于200mV，且Voff4可等于300mV。在一個示范性設計中，Poutl可等于4dBm，Pout2可等于8dBm，且Pout3可等于12dBm。還可將Voffl到Voff4和Poutl到Pout3設定到其它值。圖5展示針對輸出信號電平的不同范圍將Voff電壓設定到離散值的示范性設計。 一般來說，任何數目個Voff值可用于輸出信號電平的任何數目個范圍。任何Voff值可用于輸出信號電平的每一范圍。在另一示范性設計中，可基于輸出信號電平來連續地調整Voff 電壓。對于兩種示范性設計，可基于用于K個放大器級310的Bl到BK控制信號來確定輸出信號電平。Bl到BK控制信號可因此用以產生Voff電壓。圖6展示圖3中的Voff電壓產生器350的示范性設計的示意圖。在Voff電壓產生器350內，PMOS晶體管610的源極耦合到參考電壓Vref，且其柵極接收啟用信號Enb。可將Enb信號設定到邏輯高以停用Voff電壓產生器350，或設定到邏輯低以啟用Voff電壓產生器350。電阻器612、614、616和618串聯耦合且耦合于PMOS晶體管610的漏極與電路接地之間。電阻器612,614和616的底端分別提供Voff4、Voff3和Voff2。開關622,624和 626的一端耦合到節點Z且其另一端分別接收Voff4、Voff3和Voff2。開關6 耦合于節點Z與電路接地之間。開關622,624,626和628分別通過S1、S2、S3和S4控制信號來斷開和閉合。解碼器630可接收圖3中的K個放大器級310的Bl到BK控制信號。解碼器630 可基于可指示輸出信號電平的Bl到BK控制信號而產生Sl到S4控制信號。圖6展示將Voff電壓設定到四個可能值中的一者的Voff電壓產生器350的示范性設計。電阻器612、614、616和618可具有適當選擇的值以獲得四個所要Voff值。還可使用其它示范性設計來實施VofT電壓產生器350。一般來說，一種設備可包含多個放大器級以放大輸入信號且提供輸出信號，例如， 如圖3中所展示。所述多個放大器級可并聯耦合且可包含至少一個可切換放大器級。每一可切換放大器級可在接通狀態或關斷狀態下操作且可包含耦合到共源共柵晶體管的增益晶體管。增益晶體管可在接通狀態下放大輸入信號并提供經放大的信號，且可在關斷狀態下不放大所述輸入信號。共源共柵晶體管可在接通狀態下緩沖經放大的信號并提供輸出信號，且可在關斷狀態下基于關斷電壓而被停用。關斷電壓可大于零伏或可具有多個可能值中的一者。關斷電壓還可小于共源共柵晶體管的閾值電壓。每當所述設備正發射時，可啟用至少一個放大器級。可啟用或停用所述至少一個可切換放大器級以獲得目標輸出信號電平。電感器可耦合于所有放大器級的輸出與供應電壓之間。輸出信號可接著具有低于和高于所述供應電壓的電壓擺幅。在一個示范性設計中，第一電壓產生器可基于輸出信號電平而產生關斷電壓。關斷電壓的所述多個可能值(其可包括零伏)可與輸出信號電平的多個范圍相關聯。可將關斷電壓設定到基于覆蓋當前輸出信號電平的范圍所確定的值。在一個示范性設計中，第一電壓產生器可接收用于所述至少一個可切換放大器級的至少一個控制信號，且可基于所述至少一個控制信號而產生關斷電壓。每一控制信號可將對應的可切換放大器級設定到接通狀態或關斷狀態。在一個示范性設計中，第一電壓產生器可包含多個電阻器，所述多個電阻器串聯耦合且提供關斷電壓的所述多個可能值，例如，如圖6中所展示。在一個示范性設計中，每一可切換放大器級可進一步包含反相器(如圖3中所展示)或緩沖器(其可由兩個反相器的級聯構成)以接收用于可切換放大器級的控制信號且提供用于共源共柵晶體管的控制電壓。反相器/緩沖器可耦合于用以啟用共源共柵晶體管的接通電壓(例如，Vdd或Von)與關斷電壓之間。每一可切換放大器級可進一步包含(i) 電阻器，其耦合于反相器/緩沖器的輸出與共源共柵晶體管的柵極之間；以及(ii)電容器， 其耦合于共源共柵晶體管的柵極與電路接地之間。第二電壓產生器可接收輸出信號且產生用于每一可切換放大器級中的反相器/緩沖器的接通電壓。可使用NMOS晶體管(如圖3中所展示)、PM0S晶體管或其它類型的晶體管來實施每一可切換放大器級的增益晶體管和共源共柵晶體管。可針對不同類型的晶體管將關斷電壓和接通電壓設定到不同值。圖7展示用于操作放大器的過程700的示范性設計。可在接通狀態下使用增益晶體管放大輸入信號以獲得經放大的信號(方框71 。可在接通狀態下使用共源共柵晶體管緩沖經放大的信號以獲得輸出信號(方框714)。可在關斷狀態下使用關斷電壓停用共源共柵晶體管，其中關斷電壓大于零伏或具有多個可能值中的一者(方框716)。在一個示范性設計中，可基于輸出信號電平而產生關斷電壓(方框718)。可在輸出信號電平低于閾值的情況下將關斷電壓設定到零伏，或在輸出信號電平大于閾值的情況下設定到大于零伏的值。可在關斷狀態下將共源共柵晶體管的控制電壓設定到關斷電壓， 或在接通狀態下設定到接通電壓。接通電壓可基于輸出信號而產生，或可被設定到預定值 (例如，Vdd)。在一個示范性設計中，可啟用并聯耦合的多個放大器級中的至少一者，且可停用剩余放大器級。每一放大器級可包含增益晶體管和共源共柵晶體管。可使用關斷電壓停用每一經停用的放大器級中的共源共柵晶體管。可基于在多個放大器級中啟用哪至少一個放大器級而產生關斷電壓。本文中所描述的放大器可改進經停用的晶體管的可靠性，所述經停用的晶體管可耦合到與經啟用的晶體管所耦合到的輸出節點相同的輸出節點。具體來說，每一經停用的晶體管的柵極可在不需要由那個晶體管進行RF放大時耦合到低Voff電壓(而非電路接地)。Voff電壓可為可編程的(例如，經由串行總線接口)，使得較大的Voff值可用于較大的輸出信號電平，且反過來也一樣，例如，如圖5中所展示。針對圖3中所展示的示范性放大器設計而執行計算機仿真。計算機仿真展示在Voff電壓大于OV的情況下在較高的輸出信號范圍中RF性能降級可忽略(在增益、功率、線性度和噪聲方面)。放大器可因此在不犧牲RF性能和泄漏電流的情況下改進經停用的晶體管的可靠性。可在IC、模擬IC、RFIC、復合信號IC、ASIC、印刷電路板(PCB)、電子裝置等上實施本文中所描述的放大器。放大器還可用例如CM0S、NM0S、PM0S、雙極結晶體管(BJT)、雙極 CMOS (BiCMOS)、硅鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)等各種IC工藝技術來制造。實施本文中所描述的放大器的設備可為獨立裝置或可為較大裝置的部分。裝置可為(i)獨立IC ； (ii)可包括用于存儲數據和/或指令的存儲器IC的一個或一個以上IC的集合；(iii)例如RF接收器(RFR)或RF發射器/接收器(RTR)的RFIC ； (iv)例如移動臺調制解調器(MSM)的ASIC;(v)可嵌入其它裝置內的模塊；(vi)接收器、蜂窩式電話、無線裝置、手持機或移動單元；(vii)等。在一個或一個以上示范性設平計中，所描述的功能可以硬件、軟件、固件或其任何組合來實施。如果以軟件實施，則所述功能可作為一個或一個以上指令或代碼存儲在計算機可讀媒體上或經由計算機可讀媒體進行傳輸。計算機可讀媒體包括計算機存儲媒體和通信媒體兩者，通信媒體包括促進將計算機程序從一處傳遞到另一處的任何媒體。存儲媒體可為可由計算機存取的任何可用媒體。以實例而非限制的方式，所述計算機可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置，或可用于以指令或數據結構的形式載運或存儲所要程序代碼且可由計算機存取的任何其它媒體。而且，可適當地將任何連接稱為計算機可讀媒體。舉例來說，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數字訂戶線(DSL)，或例如紅外線、無線電和微波的無線技術從網站、服務器或其它遠程源發射軟件，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL，或例如紅外線、無線電和微波的無線技術包括在媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤和光盤包括壓縮光盤(CD)、激光光盤、光學光盤、數字多功能光盤(DVD)、軟盤和藍光光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現數據，而光盤用激光以光學方式再現數據。上述各者的組合也應包括在計算機可讀媒體的范圍內。 提供對本發明的先前描述以使所屬領域的任何技術人員能夠制作或使用本發明。 所屬領域的技術人員將容易明白對本發明的各種修改，且在不脫離本發明的范圍的情況下，本文中所界定的一般原理可應用于其它變化形式。因此，本發明無意限于本文中所描述的實例和設計，而是將賦予本發明與本文中所揭示的原理和新穎特征相一致的最廣范圍。
權利要求
1.一種設備，其包含多個放大器級，其用以放大輸入信號且提供輸出信號，所述多個放大器級并聯耦合且包含至少一個可切換放大器級，每一可切換放大器級在接通狀態或關斷狀態下操作且包含增益晶體管，其用以在所述接通狀態下放大所述輸入信號并提供經放大的信號，且用以在所述關斷狀態下不放大所述輸入信號，和共源共柵晶體管，其耦合到所述增益晶體管且用以在所述接通狀態下緩沖所述經放大的信號并提供所述輸出信號，所述共源共柵晶體管在所述關斷狀態下基于關斷電壓而被停用，所述關斷電壓大于零伏或具有多個可能值中的一者。
2.根據權利要求1所述的設備，其進一步包含電壓產生器，其用以基于輸出信號電平而產生所述關斷電壓。
3.根據權利要求2所述的設備，所述關斷電壓的所述多個可能值與輸出信號電平的多個范圍相關聯，且所述關斷電壓被設定到基于覆蓋所述輸出信號電平的范圍所確定的值。
4.根據權利要求1所述的設備，其進一步包含電壓產生器，其用以接收用于所述至少一個可切換放大器級的至少一個控制信號，且用以基于所述至少一個控制信號而產生所述關斷電壓，每一控制信號將對應的可切換放大器級設定到所述接通狀態或所述關斷狀態。
5.根據權利要求1所述的設備，其進一步包含電壓產生器，其包含多個電阻器，所述多個電阻器串聯耦合且提供所述關斷電壓的所述多個可能值。
6.根據權利要求1所述的設備，所述關斷電壓的所述多個可能值包含零伏。
7.根據權利要求1所述的設備，所述關斷電壓小于所述共源共柵晶體管的閾值電壓。
8.根據權利要求1所述的設備，每一可切換放大器級進一步包含反相器或緩沖器，其用以接收用于所述可切換放大器級的控制信號且用以提供用于所述共源共柵晶體管的控制電壓，所述反相器或緩沖器耦合于用以啟用所述共源共柵晶體管的接通電壓與用以停用所述共源共柵晶體管的所述關斷電壓之間。
9.根據權利要求8所述的設備，每一可切換放大器級進一步包含電阻器，其耦合于所述反相器或緩沖器的輸出與所述共源共柵晶體管的柵極之間，和電容器，其耦合于所述共源共柵晶體管的所述柵極與電路接地之間。
10.根據權利要求8所述的設備，其進一步包含電壓產生器，其用以接收所述輸出信號且產生用于每一可切換放大器級中的所述反相器或緩沖器的所述接通電壓。
11.根據權利要求1所述的設備，其進一步包含電感器，其耦合于所述多個放大器級的輸出與供應電壓之間，所述輸出信號具有低于和高于所述供應電壓的電壓擺幅。
12.根據權利要求1所述的設備，當所述設備正發射時，所述多個放大器級中的至少一者被啟用。
13.根據權利要求1所述的設備，所述至少一個可切換放大器級被啟用或停用以獲得目標輸出信號電平。
14.一種集成電路，其包含多個放大器級，其用以放大輸入信號且提供輸出信號，所述多個放大器級并聯耦合且包含至少一個可切換放大器級，每一可切換放大器級在接通狀態或關斷狀態下操作且包含增益晶體管，其用以在所述接通狀態下放大所述輸入信號并提供經放大的信號，且用以在所述關斷狀態下不放大所述輸入信號，和共源共柵晶體管，其耦合到所述增益晶體管，且用以在所述接通狀態下緩沖所述經放大的信號并提供所述輸出信號，所述共源共柵晶體管在所述關斷狀態下基于關斷電壓而被停用，所述關斷電壓大于零伏或具有多個可能值中的一者。
15.根據權利要求14所述的集成電路，其進一步包含 電壓產生器，其用以基于輸出信號電平而產生所述關斷電壓。
16.根據權利要求14所述的集成電路，所述增益晶體管和所述共源共柵晶體管包含N 溝道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管或P溝道金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管。
17.一種方法，其包含在接通狀態下使用增益晶體管放大輸入信號以獲得經放大的信號； 在所述接通狀態下使用共源共柵晶體管緩沖所述經放大的信號并提供輸出信號；以及在關斷狀態下使用關斷電壓停用所述共源共柵晶體管，所述關斷電壓大于零伏或具有多個可能值中的一者。
18.根據權利要求17所述的方法，其進一步包含 基于輸出信號電平而產生所述關斷電壓。
19.根據權利要求18所述的方法，所述產生所述關斷電壓包含在所述輸出信號電平低于閾值的情況下將所述關斷電壓設定到零伏，和在所述輸出信號電平大于所述閾值的情況下將所述關斷電壓設定到大于零伏的值。
20.根據權利要求17所述的方法，其進一步包含 基于所述輸出信號而產生接通電壓；以及在所述關斷狀態下將所述共源共柵晶體管的控制電壓設定到所述關斷電壓，或在所述接通狀態下設定到所述接通電壓。
21.根據權利要求17所述的方法，其進一步包含啟用并聯耦合的多個放大器級中的至少一者，每一放大器級包含所述增益晶體管和所述共源共柵晶體管；以及使用所述關斷電壓停用每一經停用的放大器級中的所述共源共柵晶體管。
22.根據權利要求21所述的方法，其進一步包含基于在所述多個放大器級中啟用哪至少一個放大器級而產生所述關斷電壓。
23.一種設備，其包含用于在接通狀態下放大輸入信號以獲得經放大的信號的裝置； 用于在所述接通狀態下緩沖所述經放大的信號并提供輸出信號的裝置；以及用于在關斷狀態下使用關斷電壓停用所述用于緩沖的裝置的裝置，所述關斷電壓大于零伏或具有多個可能值中的一者。
24.根據權利要求23所述的設備，其進一步包含 用于基于輸出信號電平而產生所述關斷電壓的裝置。
25.根據權利要求24所述的設備，所述用于產生所述關斷電壓的裝置包含用于在所述輸出信號電平低于閾值的情況下將所述關斷電壓設定到零伏的裝置，和用于在所述輸出信號電平大于所述閾值的情況下將所述關斷電壓設定到大于零伏的值的裝置。
全文摘要
本發明描述一種具有多個級且具有改進的可靠性的放大器(300)。所述多個放大器級并聯耦合且包括至少一個可切換放大器級。每一可切換放大器級可在接通狀態或關斷狀態下操作且包括增益晶體管(312)和共源共柵晶體管(314)。所述增益晶體管(312)在所述接通狀態下放大輸入信號(Vin)并提供經放大的信號，且在所述關斷狀態下被停用。所述共源共柵晶體管(314)在所述接通狀態下緩沖所述經放大的信號并提供輸出信號，且在所述關斷狀態下基于關斷電壓(Voff)而被停用。所述關斷電壓(Voff)可大于零伏或可具有多個可能值中的一者。所述關斷電壓(Voff)可基于輸出信號電平而產生，例如，可針對輸出信號電平的不同范圍而被設定到不同值。
文檔編號H03F3/21GK102246412SQ200980149926
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月10日 優先權日2008年12月10日
發明者陳明輝 申請人:高通股份有限公司