電路、集成電路、接收器、收發器和放大輸入信號的方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種電路、集成電路、接收器、收發器和放大輸入信號的方法。
【背景技術】
[0002]在許多接收器或收發器的應用中，放大器放大在處理放大信號之前接收的信號，進一步例如通過下混頻信號并且進一步放大或以其他方式處理在中間頻率或低頻域中的信號。在現今的單級接收拓撲中，放大器RF輸出信號(RF=射頻)通常直接經由混合器向一個跨阻抗放大器(TIA)饋送。在這種情況下，放大器輸出阻抗成為許多參數之一，其可確定這樣拓撲的系統總體性能。
[0003]然而，同樣在其它拓撲結構中，放大器用于在進一步處理它們之前例如通過下混頻、放大、濾波等放大接收的信號。此外，在這些應用中，匹配組件、電路或電路部件的阻抗可能成為重要的設計目標。
[0004]由于例如采用不止一種傳輸技術來使用在單個應用中兼容的越來越多的放大器電路的傾向存在，所以用于實現放大器的可用空間變得稀缺。
[0005]為了抵消所采用的放大器數量，存在實現具有寬頻帶輸入的放大器的傾向，這可以增加其可配置性并具有降低輸入數量的可能。當然，在移動應用中，能量耗散或能量消耗也是特別重要的關鍵因素。
【發明內容】
[0006]因此，存在用以提高性能相關的參數諸如增益、帶寬、噪聲和線性度、放大器和包括放大器的系統的能量消耗、放大器和包括放大器的系統所使用的空間，以及系統總體實施方式的靈活性和可配置性的需求。
[0007]該需求可由電路、集成電路、接收器、收發器，用于放大輸入信號的方法或根據獨立權利要求所述的計算機或處理器相關的實施方式來滿足。
【附圖說明】
[0008]電路、設備和/或方法的一些示例將在下面僅通過示例的方式來描述。在這種情況下，將參考附圖。
[0009]圖1示出導抗轉換器放大器的示意圖；
[0010]圖2示出示例電路的電路圖；
[0011]圖3示出根據示例的集成電路的簡化方塊圖；
[0012]圖4示出根據示例的接收器或收發器的簡化方框圖；以及
[0013]圖5示出了根據示例用于放大輸入信號的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0014]參照在其中一些實施例示出的附圖，各種實施例現在將更加全面地描述。在圖中，線的厚度、層和/或區域可以放大以便于清晰。
[0015]因此，雖然實例能夠是各種修改和備選形式，但是在附圖中的示例性例子將在本文進行詳細描述。然而，應該理解，沒有意圖將示例限于公開的特定形式，而是相反，實例是覆蓋落入本公開范圍之內的所有修改、等同物和替代物。相同的數字指代貫穿附圖描述的相同或類似的元件。此外，總結附圖標記將被用于指一個以上的結構、元件或對象，或來同時描述多于一個的結構、元件或對象。由相同、類似或總結參考標記所指的目的、結構和元件用可以相同地實現。然而，一個、一些或所有的屬性、特征和尺寸也可以從元件到元件變化。
[0016]應當理解，當元件被稱為“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到另一元件，或中間元件可以存在。相反，當元件被稱為被“直接連接”或“直接耦接”到另一元件時，不存在中間元件。用于描述元件之間的關系的其它詞語應該被以類似的方式(例如，“之間”與“直接之間”，“相鄰”與“直接相鄰”等)解釋。
[0017]這里使用的術語僅用于描述特定實施例的目的，而不意圖是限制性的例子。如本文所用，單數形式“一”、“一個”和“該”意在也包括復數形式，除非上下文清楚地另外指明。將進一步理解，術語“包括”、“包含”、“包括有”和/或“包含有”在此使用時，指定所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
[0018]除非另有定義，否則這里使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與示例所屬的普通技術人員通常理解的相同含義。將進一步理解，術語例如那些在常用字典中定義的應被解釋為具有以下含義，其與在相關領域上下文中它們的含義一致，并且不會以理想化或過于正式的意義解釋，除非這里明確地如此定義。
[0019]如上所述，在現代接收器或收發器的應用和拓撲中，具有部分矛盾影響的許多不同設計目標必須被平衡用于在具體應用的考慮。這些有競爭的設計目標通常會導致許多參數之間的折衷，其中一些將在下面更詳細地概述。
[0020]例如，在現代應用中的接收器或收發器通常必須提供上升數量的輸入。輸入數量可以是高達16個主要的和16個多元的接收器輸入，并且可以仍然在未來應用中上升。因此，使用的集成電路大小和成形因子以及它們的包裝由它們的接觸結構來確定，諸如連接它們的輸入和/或輸出到收發器或接收器另外基礎設施所需的接觸球、銷等。為了減少輸入數量，從差別到單端輸入的變化正在成為趨勢。
[0021]但是，外部組件需要匹配接收器或收發器輸入的影響區域、價格和用于進一步處理接收信號而可到RF引擎(RF=射頻)的可路由性。提供自匹配輸入的接收器或收發器可允許擺脫目前至少一些用于阻抗匹配的外部組件。這可能有助于降低放大器的總價格和面積，該系統包括放大器和(可能的話)它的RF引擎。例如，在目前的單級接收器拓撲中，放大器RF輸出信號電流經由無源混合器直接饋入到跨阻抗放大器(TIA)，其可以被實施為25%的占空比混合器。這說明為什么對于實施方式中的放大器輸出阻抗有如此多的關注。
[0022]對于數量龐大的接收器輸入的重要原因是，在目前的實施方式中，每個端口通常僅能夠支持特定范圍的帶寬。提供自匹配寬帶輸入的接收器或收發器可能不僅能夠增加這種系統的可配置性，而且它也可以具有減少的輸入數量的可能性。包括低噪聲放大器(LNA)的電流放大器大量使用片上電感器和變壓器。這可能會導致不可接受的高數量的輸入和芯片面積，這可能使它們在未來接收器和收發器中使用不合格。例如，當輸入數量仍如先前討論的在增加時，由電感器和/或變壓器消耗的芯片面積隨著輸入數量成倍增加，這可能導致巨大數量的芯片面積。因此，使用無線圈電路可以是在未來放大器和電路中面對的顯著設計挑戰。
[0023]無線圈低噪聲放大器可導致顯著改善上述討論的權衡。當然，取決于意圖應用，它可能有助于找到符合各自技術的放大器。例如，在下面的描述中，電路的實施方式將進行說明，其可以符合所有已知的3GPP版本。
[0024]改善先前描述折衷的方法是使用基于導抗轉換器的放大器電路。在下面的描述中，基于場效應晶體管，或者更精確地基于金屬氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)，實例將被更詳細地描述與解釋。然而，實例目前并不限于基于場效應晶體管來實現。他們同樣可以很好地基于雙極晶體管或提供或允許設備的任何跨導來實現。
[0025]因此，為了簡化說明，根據一般晶體管將描述以下實例，省略用于場效應晶體管(FET)或雙極晶體管的特殊術語。其結果是，場效應晶體管的源極或源極端(其可以通過相應雙極實施方式的發射極端取代)將被稱為“流入”或“流入端”，因為源極和發射極被用于提供相應的電荷載流子給晶體管。與此相對應，而不是使用術語“漏極”或“漏終端”和“集電極”或“集電極端”用于雙極晶體管實施方式，更普通的術語“宿信”或“宿端”將被使用。場效應晶體管的術語“柵極”或“柵極端”和雙極晶體管的“基極”或“基極端”由術語“控制”或“控制端”廣義化和概括。
[0026]因此，在以下的說明中，來自特定場效應晶體管相關的實現方式或雙極晶體管相關的實現方式的術語將通過使用術語“流入”而不是“源極”和“發射極”，使用“宿信”而不是“漏極”和“集電極”，使用“控制“而不是“柵極”和“基極”用于場效應晶體管相關的實現方式和雙極型晶體管相關的實現方式。
[0027]當然，雖然在下文中導抗轉換器將根據η溝道場效應晶體管加以說明，但是不僅ηρη雙極晶體管可以使用，而且基于ρ溝道場效應晶體管或者ρηρ的雙極晶體管的互補實施方式也可被使用。這可以例如導致例子的稍微修改，例如相對于電位例如供電電位的一種“反轉”電路。
[0028]其結果是，代替描述例如η溝道場效應晶體管，這種晶體管可以例如被稱為第一導電類型的晶體管。相應地，Ρ溝道晶體管可以被稱為與第一類型互補的第二導電類型的晶體管。當然，代替參照η溝道晶體管的第一導電類型，第一導電型也可以是ρ溝道晶體管的其他例子。相應地，在這樣的實施方式中，第二導電類型的晶體管可以是Ρ溝道晶體管。同樣也適用于雙極型晶體管。例如，在一個實例中ηρη晶體管可以是第一導電類型的晶體管，而在相同的例子中ρηρ晶體管是第二導電型的晶體管。如前所述，第一和第二導電類型的角色可以交換。因此，在另一個例子中，ρηρ晶體管可以是第一導電類型晶體管，而ηρη晶體管可以是第二導電類型的晶體管。
[0029]在能夠處理自匹配、無線圈和單端的寬帶信號的上下文中描述的傳統解決方案，可以被細分采用三個基本原則或布局。首先，對應的放大器可基于共同的控制放大器，如共柵極放大器(CG)或共基極放大器。第二，可以使用共同的流入放大器，例如，共源極放大器(CS)或共發射極放大器，每個伴隨有相應的反饋跟蹤。作為第三設計，可以使用兩個先前提到的放大器技術的加權組合，如共柵極放大器和共源極放大器(CS+CG)的組合。
[0030]然而，盡管大量使用各種智能噪聲和/或失真技術，但是這些實施方式還無法突破與傳統的共源放大器和共柵放大器相關聯的的基礎帶寬與增益與噪聲與線性難題，其構成上面列出需求的解決方案的基礎。
[0031]然而，基于導抗轉換器的放大器電路已經顯示出具有突破所述難題的潛力。為了說明基于M0S導抗轉換器(MIC)的導抗轉換器放大器的基本布局，圖1示出導抗轉換器放大器100的簡化電路圖。為了稍微更準確地，導抗轉換器放大器100能夠被操作為低噪聲放大器，并包括共用流入放大器電路110以及共用控制放大器電路120。共用流入放大器電路110以及共用控制放大器電路120兩者是基于共同的導電類型的晶體管，其在以下被稱為