具有改進隔離的放大器的制造方法
【專利說明】具有改進隔離的放大器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求共同擁有的于2013年I月25日提交的美國非臨時專利申請N0.13/750,878的優先權，該非臨時申請的內容通過援引全部明確納入于此。
[0003]領域
[0004]本公開一般涉及電子器件，尤其涉及放大器。
[0005]置量
[0006]無線通信系統中的無線設備(例如，蜂窩電話或智能電話)可以傳送和接收數據以供雙向通信。無線設備可包括用于數據傳送的發射機以及用于數據接收的接收機。對于數據傳送，發射機可用數據來調制射頻(RF)載波信號以獲得經調制信號，放大經調制信號以獲得具有恰當發射功率電平的輸出RF信號，并經由天線將該輸出RF信號發射到基站。對于數據接收，接收機可經由天線獲得收到RF信號并且可放大和處理該收到RF信號以恢復由基站發送的數據。
[0007]無線設備可包括用于不同目的的不同類型的放大器。例如，無線設備可包括接收機中的低噪聲放大器(LNA)、發射機中的驅動放大器(DA)和功率放大器(PA)以及接收機和/或發射機中的可變增益放大器(VGA)。無線設備可包括輸出耦合在一起的多個放大器，且每一個放大器被啟用以提供輸出信號或被禁用以不提供輸出信號。在放大器被禁用時提供良好隔離以緩解由于泄漏信號而導致的性能降級可以是合乎需要的。
[0008]附圖簡沐
[0009]圖1示出了無線設備與無線系統處于通信。
[0010]圖2示出了載波聚集(CA)的各種示例。
[0011]圖3示出了圖1中的無線設備的框圖。
[0012]圖4示出了 LNA的示例性設計。
[0013]圖5示出了具有改進隔離的LNA的示例性設計。
[0014]圖6示出了單輸入多輸出(SIMO)LNA的示例性設計。
[0015]圖7A到7C示出了具有改進隔離的SMO LNA的三個示例性設計。
[0016]圖8A和8B示出了具有改進隔離的多輸入多輸出(MIMO)LNA的兩個示例性設計。
[0017]圖9示出了用以生成偏置電壓和控制信號的電路。
[0018]圖10示出了具有改進隔離的LNA和不具有改進隔離的LNA的隔離的標繪。
[0019]圖11示出了用于執行放大的過程。
[0020]詳細描沐
[0021]以下闡述的詳細描述旨在作為本公開的示例性設計的描述，而無意表示可在其中實踐本公開的僅有設計。術語“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何設計不必被解釋為優于或勝過其他設計。本詳細描述包括具體細節以提供對本公開的示例性設計的透徹理解。對于本領域技術人員將明顯的是，沒有這些具體細節也可實踐本文描述的示例性設計。在一些實例中，公知的結構和器件以框圖形式示出以免煙沒本文中給出的示例性設計的新穎性。
[0022]本文公開了具有改進隔離的放大器。這些放大器可被用于各種電子設備，諸如無線通信設備(例如，蜂窩電話、智能電話等)、平板設備、個人數字助理(PDA)、手持式設備、無線調制解調器、膝上型計算機、智能本、上網本、無繩電話、無線本地環路(WLL)站、藍牙設備、消費電子設備、等等。為了清楚起見，以下描述了具有改進隔離的放大器在無線通信設備中的使用。
[0023]圖1示出了無線設備110與無線通信系統120處于通信。無線系統120可以是長期演進(LTE)系統、碼分多址(CDMA)系統、全球移動通信(GSM)系統、無線局域網(WLAN)系統或其他某個無線系統。CDMA系統可實現寬帶CDMA(WCDMA)、CDMA IX、時分同步CDMA(TD-SCDMA)、或其他某個版本的CDMA。為簡明起見，圖1示出了無線系統120包括三個基站130、132和134以及一個系統控制器140。一般而言，無線系統可包括任何數目的基站以及任何網絡實體集合。基站還可被稱為B節點、演進型B節點(eNB)、接入點等。
[0024]無線設備110還可以指用戶裝備(UE)、移動站、終端、接入終端、訂戶單元、站等。無線設備110可以是蜂窩電話、智能電話、平板設備、無線調制解調器、個人數字助理(PDA)、手持式設備、膝上型計算機、智能本、上網本、無繩電話、無線本地環路(WLL)站、藍牙設備、等等。無線設備110可與無線系統120通信。無線設備110還可接收來自廣播站的信號、來自一個或多個全球導航衛星系統(GNSS)中的衛星(例如，衛星150)的信號等。無線設備110可以支持用于無線通信的一種或多種無線電技術，諸如LTE、WCDMA、CDMA IX、TD-SCDMA、GSM、802.11 等等。
[0025]無線設備110可以能夠在覆蓋低于1000兆赫茲(MHz)的頻率的低頻帶(LB)、覆蓋從1000MHz到2300MHz的頻率的中頻帶(MB)和/或覆蓋高于2300MHz的頻率的高頻帶(HB)中操作。例如，低頻帶可以覆蓋698到960MHz，中頻帶可以覆蓋1475到2170MHz，并且高頻帶可以覆蓋2300到2690MHz和3400到3800MHz。低頻帶、中頻帶和高頻帶是指三群頻帶(或頻帶群)，其中每個頻帶群包括數個頻率帶(或簡稱為“頻帶”)。每個頻帶可以覆蓋至多達200MHz。LTE版本11支持35個頻帶，這些頻帶被稱為LTE/UMTS頻帶并且在公眾可獲取的3GPP TS 36.101中列出。一般而言，可以定義任何數目個頻帶群。每個頻帶群可覆蓋任何頻率范圍，這些頻率范圍可以與以上給出的頻率范圍中的任何一個相匹配或不相匹配。每個頻帶群可包括任何數目個頻帶。
[0026]無線設備110可以支持載波聚集，其是多個載波上的操作。載波聚集也可被稱為多載波操作。載波可指被用于通信的頻率范圍并且可與某些特性相關聯。例如，載波可與描述該載波上的操作的系統信息和/或控制信息相關聯。載波也可被稱為分量載波(CC)、頻率信道、蜂窩小區等。頻帶可包括一個或多個載波。在LTE中每個載波可以覆蓋至多達20MHzο在LTE版本11中，無線設備110可以配置成具有在一個或兩個頻帶中的至多達5個載波。
[0027]一般而言，載波聚集(CA)可以被分類為兩種類型一帶內CA和帶間CA。帶內CA是指同一頻帶內的多個載波上的操作。帶間CA是指不同頻帶中的多個載波上的操作。
[0028]圖2示出了無線設備110可以支持的各種CA場景。為了簡單起見，圖2示出了無線設備I1配置有一頻帶中僅一個載波用于帶間CA。一般而言，無線設備110可配置有給定頻帶內的一個或多個載波。
[0029]場景210覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和中頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設備110的帶間CA。場景220覆蓋了其中中頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和高頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設備110的帶間CA。場景230覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和高頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設備110的帶間CA。
[0030]場景240覆蓋了其中低頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和也在低頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設備110的帶間CA。場景250覆蓋了其中中頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和也在中頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設備110的帶間CA。場景260覆蓋了其中高頻帶中的頻帶X中的一個載波Cl和也在高頻帶中的頻帶Y中的一個載波C2被配置成用于無線設備110的帶間CA。
[0031]場景270覆蓋了其中低頻帶、或中頻帶、或高頻帶中的頻帶X中的兩個毗鄰載波Cl和C2被配置成用于無線設備110的毗連帶內CA。場景280覆蓋了其中低頻帶、或中頻帶、或高頻帶中的頻帶X中的兩個非毗鄰載波Cl和C2被配置成用于無線設備110的非毗連帶內CA。
[0032]圖2示出了載波聚集的一些示例。對于頻帶和頻帶群的其他組合也可支持載波聚集。
[0033]無線設備110可以并發地在不同的頻率接收多個所傳送的信號。這些多個所傳送的信號可以由一個或多個基站以不同頻率在多個載波上發送以供載波聚集。這些多個所傳送的信號還可由不同的基站來發送以進行協調式多點(CoMP)傳輸、切換等。這些多個所傳送的信號還可由不同無線系統來發送以用于并發語音/數據、或數據/數據、或語音/語音等。
[0034]圖3示出了圖1中的無線設備110的示例性設計的框圖。在這一示例性設計中，無線設備I1包括耦合至主天線310的收發機320、耦合至副天線312的收發機322、以及數據處理器/控制器380。收發機320包括天線接口電路324、多個(K個)LNA 330a到330k、接收電路340、發射電路350和K個功率放大器(PA) 360a到360k。收發機322包括天線接口電路326、多個(Mf)LNA 332a到332m、接收電路342、發射電路352和M個PA 362a到362m。收發機320和322可支持多個頻帶、載波聚集、多種無線電技術、多個無線系統、接收分集、從多個發射天線到多個接收天線的多輸入多輸出(MIMO)傳輸等等。
[0035]對于數據接收，天線310接收來自基站和/或其他發射機站的信號并且提供收到RF信號，該收到RF信號被路由通過天線接口電路324并作為輸入RF信號被提供到所選LNA330。天線接口電路324可包括開關、雙工器、共用器、發射濾波器、接收濾波器、匹配電路等。所選LNA 330放大輸入RF信號并且向接收電路340提供一個或多個經放大RF信號。接收電路340將每一個經放大RF信號從RF下變頻到基帶，對經下變頻信號進行濾波和放大，并且將輸入基帶信號提供給數據處理器380。接收電路340可包括混頻器、濾波器、放大器、匹配電路、振蕩器、本地振蕩器(LO)發生器、鎖相環(PLL)等。
[0036]對于數據傳送，數據處理器380處理(例如，編碼和調制)要發射的數據，并且將一個或多個輸出基帶信號提供給發射電路350。發射電路350對各輸出基帶信號進行放大、濾波并將其從基帶上變頻至RF，以及將經調制的信號提供給所選PA 360。接收電路350可包括放大器、濾波器、混頻器、匹配電路、振蕩器、LO發生器、PLL等等。所選PA 360放大經調制的信號，以及提供具有恰當發射功率電平的輸出RF信號。輸出RF信號被路由通過天線接口電路324并經由天線310來發射。
[0037]收發機322內的LNA 332、接收電路342、發射電路352和PA 362可用與收發機320內的LNA 330、接收電路340、發射電路350和PA