CN102067443A - 具有增益扩大级的放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示用于通过将展现增益压缩的放大器与增益扩大级串接来扩展放大器的线性操作范围的技术。在示范性实施例中，增益扩大级(510)并入有B类级、AB类级，或所述两者的组合。在示范性实施例中，所述增益压缩级和增益扩大级两者均具备用以在温度、工艺和/或供应电压变化时确保稳定偏置电流的复制品电流偏置方案(520)。进一步揭示的是用以设定DC输出电压以确保最大线性操作范围的输出电压偏置方案。

Description

具有增益扩大级的放大器
技术领域
本发明涉及集成电路(IC)，且更具体来说，涉及用于IC放大器设计的增益线性化技术。
背景技术
放大器为集成电路(IC)装置(例如，通信发射器和接收器)中的重要构建块。放大器通常经设计以在预定信号范围(称为线性操作范围)内将相对恒定的增益提供给输入信号。当放大器输入信号落入线性操作范围外时，放大器增益可能显著偏离标称增益，从而导致放大器输出处的不想要的非线性和失真。
对于便携式通信装置(例如，移动电话)来说，较低电压电源的趋势已使设计具有适当线性操作范围的放大器变得越来越困难。当递送高输出功率时，这些放大器中的组成晶体管的增益可能降低，从而造成放大器的增益压缩。
将需要提供用于设计具有增强的线性操作范围的放大器的新颖技术。
附图说明
图1描绘使用数字反相器或“推挽式”架构的现有技术放大器的实施例。
图1A表征作为放大器输入功率(Pin)的函数的典型放大器增益。
图2和图2A说明本发明的示范性实施例。
图3A描绘根据本发明的增益扩大放大器220的示范性实施例。
图3B说明所绘制的B类放大器的增益对放大器输入电压IN的量值。
图3C说明由B类放大器放大以产生输出信号300.1B的输入信号300.1A的实例。
图3D和图3E分别说明AB类放大器的增益特性和输入输出信号实例。
图4描绘并入有并联耦合的B类放大器400和AB类放大器410两者的增益扩大放大器320的示范性实施例。
图5描绘用于图3A中所展示的放大器拓扑的放大器设计和电流偏置方案的示范性实施例。
图6描绘用于并入有AB类放大器610A和B类放大器610B两者的增益扩大放大器600的偏置方案的示范性实施例。
图7描绘用于增益压缩放大器710的偏置方案的示范性实施例。
图8描绘根据本发明的呈用于发射器电路的前置驱动器/驱动放大器的形式的放大器的示范性实施例。
图9描绘根据本发明的方法的示范性实施例。
具体实施方式
词“示范性”在本文中用以指“充当一实例、例子或说明”。本文中被描述为“示范性”的任何实施例未必应解释为比其它实施例优选或有利。
下文结合附图阐述的详细描述意欲作为对本发明的示范性实施例的描述，而并不意欲表示可实践本发明的仅有实施例。详细描述包括为了提供对本发明的示范性实施例的彻底理解的具体细节。所属领域的技术人员将明白，可在无这些具体细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子中，以框图形式展示众所周知的结构和装置以便避免使本文中呈现的示范性实施例的新颖性模糊不清。
图1描绘使用数字反相器或“推挽式”架构的放大器100的现有技术实施方案。放大器100基于输入信号IN的电压电平而经由晶体管MN1和MP1选择性地吸入并提供电流。具体来说，晶体管MP1和MN1的栅极AC耦合到输入信号IN，且MP1和MN1的漏极经由输出匹配110而耦合到输出信号OUT。晶体管MNE和MPE串联耦合到MN1和MP1，且任选地经提供以基于控制信号EN和互补控制信号EN′而启用或停用放大器。在一个实施方案中，放大器100可为用于放大通信发射器信号链中的信号的射频(RF)驱动器放大器(DA)。在另一实施例中，放大器100可为射频功率放大器。
在图1中，晶体管MP1经由电阻器RFB而自偏置，而晶体管MN1被电压源Vbias偏置。注意，在给定放大器设计的要求的情况下，电压Vbias通常经选择以确保放大器100的操作在充分大的输入和输出电压范围内保持于线性操作范围中。如果输入电压的量值(即，绝对振幅)超过线性操作范围，则放大器可能经历增益压缩，如图1A进一步说明。
图1A说明作为放大器输入功率(Pin)的函数的典型放大器增益(相对于标称增益，以dB为单位)的曲线。在图1A中，可看到增益在输入功率电平Pin小于电平P1时大致对应于标称增益值，而在输入功率电平Pin进一步增加超过P1时降低。放大器增益随输入功率增加的此降低被称为增益压缩，且可能是归因于(例如)晶体管MP1和MN1的随输入功率电平增加而增加的栅极电容(例如，Cgs和Cgd)和/或晶体管MP1和MN1的有限的输出电压裕度。
为了减少增益压缩并扩展放大器的线性操作范围，本发明提供一种并入有前置放大器和主放大器的二级放大器。图2说明根据本发明的示范性实施例。在图2中，将增益扩大放大器220与展现正常增益压缩特性的放大器210串联提供，以提供具有改进的线性特性的总体放大器200，如下文所描述。
为了说明放大器200的操作，在图2A中分别描绘增益扩大放大器220、放大器210和总体放大器200的增益特性220a、210a和200a。从增益特性220a，可看到增益扩大放大器220的增益随输入功率电平Pin增加而增加，直到电平P3。结合放大器210的增益特性210a，可看到总体放大器200的总体增益特性200a保持大致恒定，直到功率电平P2，P2大于如先前参看图1A所描述的与典型增益压缩放大器相关联的电平P1。
图3A描绘根据本发明的增益扩大放大器220的示范性实施例300。放大器300并入有具有互补的PMOS晶体管MP和NMOS晶体管MN的推挽式电路。视为所述放大器选择的偏压VA和VB而定，所述放大器可经配置以用于B类或AB类操作。
对于B类操作来说，晶体管MP和MN可各自在输入信号的整个循环的一半内关闭，其中当输出电压增加时MP提供电流且当输出电压降低时MN吸入电流。所属领域的技术人员将了解，可通过设定VA和VB以使得在IN的信号量值为0时穿过晶体管MP和MN的电流接近0来实现B类操作。
在本文中参看图3B描述驱动负载阻抗Z1的B类放大器的增益扩大特性。在图3B中，假设B类放大器中的晶体管的W/L比率足够小，且负载阻抗Z1足够高，使得放大器展现本文中所描述的增益扩大特性。在一示范性实施例中，B类增益扩大放大器中的有源NMOS晶体管的W/L比率可为约数千，优选为两千。此比率可选择为足够大以使得增益扩大放大器220可适当地驱动后续增益压缩放大器210，但足够小以使得增益扩大放大器220仍展现增益扩大特性。所属领域的技术人员将意识到，可基于有源NMOS晶体管的尺寸相应地选择B类增益扩大放大器中的对应有源PMOS晶体管的W/L比率。
在图3B中，绘制放大器增益对放大器输入电压IN的量值。在B类操作中，当IN的量值小于阈值V0时，晶体管MP和MN几乎均关闭且放大器增益保持相对低。阈值V0可为(例如)十分之几毫伏(mV)。当IN的量值大于V0但小于电平V1时，晶体管MP和MN均可在饱和区中操作。在所述饱和区中，可展示晶体管MP和MN两者的增益均随IN增加而增加。当IN的量值大于V1且小于V2时，放大器增益的增加达到稳定，其中所述晶体管中的一者进入三极管区且另一晶体管传导较少电流。当IN进一步增加超过V2时，所述晶体管中的一者完全关断，而另一晶体管处于三极管区中，从而导致放大器增益降低。
图3C说明由B类放大器放大以产生输出信号300.1B的输入信号300.1A的实例。在图3C中，可看到输出信号300.1B为输入信号300.1A的放大版本，其中输入信号量值的值越大，则提供到输入信号的增益越大。还可看到输出信号300.1B含有图中所指示的“零值(null)”周期，在所述“零值”周期期间MP和MN均不传导电流。在这些零值周期期间，应注意，B类放大器不将所要增益扩大提供给输入信号。这些零值周期导致偏离所要的增益扩大特性，且可能造成增益扩大-增益压缩放大器组合的总体特性中的非线性。
为了确保在输入信号量值接近于0时输入信号的增益扩大，可将增益扩大放大器替代地实施为AB类放大器。在AB类操作中，晶体管MP和MN经偏置以使得其各自在多于输入信号的一半循环但小于整个循环内开启。图3D和图3E分别说明AB类放大器的增益特性和输入-输出信号实例。如在图3D中可看到，AB类放大器的增益随IN的量值增加而增加，直到值V3。类似地，在超过电压电平V4时，可看到AB类放大器的增益降低。图3E说明由AB类放大器放大以产生输出信号320.1B的输入信号320.1A的实例。
因为AB类放大器中的至少一个晶体管始终传导电流，所以AB类放大器的输出不经受早先参看B类放大器而描述的零值周期。然而，AB类放大器通常不如B类放大器功率有效，因为即使当输入信号IN的量值为0时，AB类放大器也耗散DC电流。
图4描绘并入有并联耦合的B类放大器400和AB类放大器410两者的增益扩大放大器320的示范性实施例。增益扩大放大器320可有利地组合B类放大器的功率有效性与AB类放大器的一致增益扩大特性。在示范性实施例中，可通过图3A中所展示的电路拓扑来设计B类放大器400和AB类放大器410两者，其中B类放大器400经偏置以传导2μA的电流，且AB类放大器410经偏置以传导200μA的电流。在示范性实施例中，可使B类放大器400中的晶体管的大小大于或小于AB类放大器410中的晶体管的大小，以比一种类型的放大器强调另一类型放大器的特性。举例来说，可使B类放大器400的晶体管MP和MN为AB类放大器410的对应晶体管的三倍大。
图5描绘用于图3A中所展示的放大器拓扑的放大器设计和电流偏置方案的示范性实施例。所述偏置方案设定穿过主放大器510的偏流，所述偏流在输入和输出电压、温度、工艺或供应电压变化时保持相对恒定。因为放大器增益视偏流而定，所以所述偏置方案确保主放大器510的增益扩大特性的准确性。视所选择的偏流而定，放大器可经偏置以用于B类操作或AB类操作，如下文中所描述。
在图5中，主放大器510包括有源晶体管MP2和MP3。节点A和B分别支持耦合到晶体管MP2和MP3的栅极的电压VA和VB(未图示)。通过经由电阻器RP1将MP3的栅极耦合到对应于晶体管MP3的漏极的节点C来设定电压VB。从偏流稳定电路520导出电压VA。
注意，在替代示范性实施例(未图示)中，耦合到晶体管MP2的栅极的电压VA可替代地通过耦合到节点C而被偏置，且从适当修改的替代偏流稳定电路导出电压VB。预期此些示范性实施例处于本发明的范围内。
主放大器510进一步包括用于选择性地启用或停用放大器510的晶体管MP1和MP4。放大器输入电压IN经由电容器CP1和CP2而AC耦合到MP2和MP3的栅极，而放大器输出电压OUT是经由电容器CP4从晶体管MP2和MP3的漏极而导出。
偏流稳定电路520包括经设计以复制主放大器510的电特性的复制品偏置电路520.1。通过为第一复制品电路520.1的晶体管提供与主放大器510相同的拓扑、大小比率和偏置，可在不加载主放大器510的操作的情况下通过对第一复制品电路520.1的对应参数进行取样来确定所述主放大器510的电参数。举例来说，可通过对第一复制品电路520.1中的对应节点D进行取样而确定主放大器510的节点C处的电压。可在2008年4月7日申请的标题为“具有偏置和功率控制方面的放大器设计(Amplifier design withbiasing and power control aspects)”的第12/098,936号美国专利申请案中找到复制品偏置的进一步细节，所述申请案已转让给本发明的受让人，且其内容以全文引用的方式并入本文中。
在典型放大器的操作期间，放大器的偏流可视所使用的温度、工艺和/或供应电压而改变，借此使得视DC偏流而定的增益扩大特性变得不可预测。如下文中所描述，偏置稳定电路520通过感测节点C处与偏流有关)的电压VC(的复制品)并自适应地调整晶体管MP2的偏压VA以使得主放大器510的DC偏流保持恒定来改进主放大器510的增益的可预测性。
在图5中，电压VA经由电阻器RP0而耦合到复制主放大器510中的晶体管MP2的晶体管MP2r的栅极。因为第一复制品电路520.1中的晶体管MP2r的偏压与主放大器510中的晶体管MP2的偏压匹配，且因为按照设计，复制品晶体管特性另外与主放大器的晶体管特性匹配，所以预期节点D处的DC电压VD与节点C处的电压VC匹配。
在示范性实施例中，电压VD经取样且被提供到运算放大器，所述运算放大器驱动偏流电路中的晶体管的栅极偏压以在所述偏流电路中的对应节点处具有大致相同的电压VD。所述偏流电路经设计以支持从稳定电流源导出的恒定偏流。根据本发明，主放大器510可通过从偏流电路导出的电压而被偏置，所述电压又可由来自稳定电流源的电流设定。
具体来说，在图5中，将电压VD提供到运算放大器(op-amp)AP的负端子。将AP的正端子耦合到偏流电路520.2中的节点F。运算放大器AP放大在正输入端子与负输入端子之间所检测到的电压差，并输出经由电阻器RP2和RP0而反馈到晶体管MP2r和MP2的栅极的电压。还将AP的输出电压提供到偏流电路520.2中的晶体管MP2B的栅极。还在op-amp AP的输出处提供充电电容器CP3。
所述偏流电路520.2经设计以镜射由参考电流模块530提供的偏流Ibias1。可由偏流电路520.2中的晶体管MP3B和MP4B镜射流过晶体管MP3A和MP4A的电流Ibias1。所属领域的技术人员将了解，通过调整晶体管MP3B与MP4B以及MP3A与MP4A之间的大小比率，电流源中的电流Ibias1可对应地增加固定乘法倍数。在示范性实施例中，可使用不同的大小比率来实现B类操作(低偏流)对AB类操作(较高偏流)的不同电流电平。
在示范性实施例中，可从带隙电流源导出电流Ibias1，所述带隙电流源的输出电流在温度、工艺和供应电压变化时保持稳定。对于所属领域的技术人员来说，带隙电流源的设计是众所周知的且将不在本文中进行进一步描述。
在下文中描述图5中的电路的操作。平衡时，主放大器510中的节点C处于电压电平VC1。出于说明目的，假设条件(例如，温度、供应电压或另一机制)的改变导致节点C处的电压下降到小于VC1的电平VC2。假设第一复制品电路520.1中的晶体管MP1r到MP4r与主放大器510中的晶体管MP1到MP4良好匹配，则复制VC的电压VD也将下降。由运算放大器AP在其负(-)输入端子处感测电压VD的下降。
响应于在其负输入端子处的电压减小，运算放大器AP通过(例如)将瞬变电流供应到电容器CP3而升高其输出电压VE。电压VE的升高使偏流电路520.2中的晶体管MP2B的栅极过驱动降低，此又使节点F或到AP的正(+)输入端子处的电压VF降低。当电压VF降低到VD电平时，电路再次处于平衡。
注意，平衡时，主放大器510中的电压VA和VC与偏流电路520.2中的电压VE和VF匹配。因为偏流电路520.2经设计以支持稳定的DC电流Ibias1或其倍数，所以主放大器510还将镜射相同的DC电流。通过动态地调整并稳定主放大器510的DC偏流，所描述的偏置电路增强主放大器510的增益扩大特性的可预测性。
所属领域的技术人员将了解，仅出于说明目的而提供图5中所展示的增益扩大放大器示范性实施例的偏置电路，且还可使用替代电路(未图示)来实施所描述的功能性。预期此些示范性实施例处于本发明的范围内。
图6描绘用于并入有AB类放大器610A和B类放大器610B两者的增益扩大放大器600的偏置方案的示范性实施例。在图6中，偏置稳定电路620A包括用于AB类放大器610A的第一复制品电路620.1A和偏流电路620.2A，而偏置稳定电路620B包括用于B类放大器610B的第一复制品电路620.1B和偏流电路620.2B。在图6中所展示的示范性实施例中，偏流模块630可产生电流Ibias1，偏流电路620.2A可以比率5镜射所述电流，且偏流电路620.2B可以比率0.1镜射所述电流。
已在上文中描述了用于设计图2中的具有可预测增益扩大特性的增益扩大放大器220的技术。下文中进一步描述将正常增益压缩放大器210设计成具有类似可预测增益压缩特性以使得放大器220和210的串联组合可在操作范围中一致地产生所要增益(如先前参看图2A所描述)的技术。
图7描绘用于增益压缩放大器710的偏置方案的示范性实施例。在图7中，假设B类放大器中的晶体管的W/L比率大得足以驱动相对低的负载阻抗Z2，其中所述阻抗Z2可低于本文中先前参看图3B而描述的阻抗Z1。在示范性实施例中，阻抗Z2可与芯片外SAW滤波器和/或功率放大器相关联。因为其较大晶体管大小，所以增益压缩放大器710还具有较大相关联的输入电容，包括栅极到源极电容Cgs与栅极到漏极电容Cgd。归因于其较大的输入电容和较低的负载阻抗，放大器710可经历处于比(例如)增益扩大放大器510低得多的输入量值电平的增益压缩。
在示范性实施例中，B类增益压缩放大器中的有源NMOS晶体管的W/L比率可比本文中早先描述的B类增益扩大放大器中的有源NMOS晶体管的W/L比率大约四到十倍。在示范性实施例中，B类增益压缩放大器中的有源NMOS晶体管的W/L比率大于五千。
如关于图5中描绘的示范性实施例所描述，在图7中，(例如)使用复制品电路720.1、偏流电路720.2和参考电流模块730经由晶体管MP2而建立穿过主放大器710的偏流。在示范性实施例中，根据本文中先前参看图5而描述的电流偏置技术，增益压缩放大器还可经偏置以用于AB类操作。在示范性实施例中，偏置AB类增益压缩放大器的电流可为约800μA。
主放大器710进一步针对有源晶体管MP3利用独立偏置方案，所述有源晶体管MP3的栅极偏压经由电阻器RP3耦合到op amp AP2的输出。op amp AP2感测第一复制品电路720.1的节点D处的电压VD，并调整MP3的偏置以将节点D处的VD驱动到接近于电压Vref。在示范性实施例中，可将Vref设计为供应电压的一半或VDD/2。因为电压VC经设计以复制电压VD，所以在工艺、供应电压和温度变化时，图7的偏置方案将主放大器710的输出电压有效地设定为Vref。此使主放大器710的增益压缩特性稳定。
在示范性实施例(未图示)中，电流Ibias2可在带隙(补偿的温度)电流源与和绝对温度成比例(PTAT)的电流源之间切换。可内建并提供温度传感器以自动测量电路的温度，并基于所述所测量温度在电流源之间切换。在此示范性实施例中，当所测量的温度高于室温时，Ibias2可从PTAT电流源导出，以在较高温度下补偿减小的MOS跨导(gm)。当所测量的温度为室温或低于室温时，Ibias2可从带隙电流源导出，以减少主放大器710的增益压缩上的变化。
图8描绘根据本发明的呈用于发射器电路的前置驱动器放大器/驱动器放大器的形式的放大器的示范性实施例。在图8中，将基带输入信号BB_I(同相)和BB_Q(正交相)提供到低通滤波器803.1和803.2。将所述低通滤波器的输出信号提供到混频器804.1和804.2，混频器804.1和804.2通过将经滤波的基带信号分别乘以本机振荡器信号LO_I和LO_Q而将其调制到较高频率。混频器804.1和804.2的差动输出经组合并提供到增益被动态控制的可变增益放大器(VGA)804.5。接着将VGA 804.5的差动输出耦合到平衡-不平衡转换器801的平衡-不平衡转换器主元件801.1。平衡-不平衡转换器801还包括电磁耦合到平衡-不平衡转换器主元件801.1的平衡-不平衡转换器次元件801.2。平衡-不平衡转换器801用以将跨越平衡-不平衡转换器主元件801.1的差动信号转换成在平衡-不平衡转换器次元件801.2的节点801.2a处的单端信号，其中平衡-不平衡转换器次元件801.2的另一节点801.2b耦合到接地电压。在图8中，将平衡-不平衡转换器主元件和次元件展示为相互耦合的电感器，但本发明并不限于将平衡-不平衡转换器实施为相互耦合的电感器。在图8中，平衡-不平衡转换器主电感801.1经分接到DC供应电压VDD，且在平衡-不平衡转换器主电感801.1的任一节点处的AC信号通常可超过VDD。
在图8中，平衡-不平衡转换器次元件801.2的节点801.2a耦合到前置驱动器放大器(pDA)802，随后耦合到驱动器放大器(DA)803。在示范性实施例中，可使用DA 803的输出来驱动功率放大器(PA)和/或其它芯片外电路。在替代性示范性实施例(未图示)中，DA 803的输出可在无额外放大级的情况下直接驱动芯片外天线以用于进行无线信号发射。根据本发明，pDA 802可为增益扩大放大器，且DA 803可为正常增益扩大放大器。在示范性实施例中，可使用上文中所描述的稳定技术来偏置pDA 802和DA 803。
图9描绘根据本发明的方法的示范性实施例。在步骤900中，将放大器输入信号提供到具有如先前在上文中描述的特性的增益扩大放大器。在步骤910处，将增益扩大放大器输出耦合到增益压缩放大器输入。在步骤920处，将增益压缩放大器输出耦合到放大器输出信号。
注意，仅出于说明目的而展示图8中所描绘的发射器架构。所属领域的技术人员将意识到，替代性发射器架构可省略所展示的一些元件或并入有未展示的其它元件。预期本发明的技术适用于此类替代性发射器架构。
所属领域的技术人员应理解，可使用多种不同技艺和技术中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子，或其任何组合来表示在整个以上描述中所参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，已在上文大体上就其功能性描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。将此功能性实施为硬件还是软件视特定应用和强加于整个系统的设计约束而定。熟练的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但此类实施方案决策不应被解释为会导致脱离本发明的示范性实施例的范围。
可使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其经设计以执行本文中所描述的功能的任何组合来实施或执行结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。还可将处理器实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、联合DSP核心的一个或一个以上微处理器，或任何其它此类配置。
结合本文中所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以两者的组合来体现。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。将一示范性存储媒体耦合到处理器，使得所述处理器可从所述存储媒体读取信息和将信息写入到所述存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体。处理器和存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端中。
在一个或一个以上示范性实施例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件实施，则可将功能作为一个或一个以上指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体和通信媒体(包括促进将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体)两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。以实例而非限制的方式，此些计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于以指令或数据结构的形式载运或存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。而且，可适当地将任何连接称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外、无线电和微波第无线技术从网站、服务器或其它远程源发射软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外、无线电和微波第无线技术包括于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘用激光以光学方式再现数据。以上各物的组合也应包括于计算机可读媒体的范围内。
在本说明书和权利要求书中，应理解，当一元件被称作“连接到”或“耦合到”另一元件时，其可直接连接到或耦合到所述另一元件或可存在介入元件。相比而言，当一元件被称作“直接连接到”或“直接耦合到”另一元件时，不存在介入元件。
提供对所揭示示范性实施例的先前描述以使所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将容易明白对这些示范性实施例的各种修改，且可在不脱离本发明的精神或范围的情况下将本文中所界定的一般原理应用于其它实施例。因此，本发明无意限于本文所展示的实施例，而是将赋予本发明与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (34)

1.一种设备，其包含：
第一放大器级，其具有输入信号和输出信号；以及
增益扩大放大器级，其具有输入信号和输出信号，所述增益扩大放大器级的所述输出信号耦合到所述第一放大器级的输入，所述增益扩大放大器级将第一增益提供给第一输入信号量值且将第二增益提供给第二输入信号量值，所述第二输入信号量值大于所述第一输入信号量值，所述第二增益大于所述第一增益；且
所述增益扩大放大器级包含B类放大器或AB类放大器。
2.根据权利要求1所述的设备，所述第一放大器级包含反相器耦合的晶体管。
3.根据权利要求2所述的设备，所述第一放大器级进一步包含与所述反相器耦合的晶体管串联耦合的晶体管以选择性地启用或停用所述第一放大器级。
4.根据权利要求1所述的设备，所述增益扩大放大器级包含并联耦合到AB类放大器的B类放大器。
5.根据权利要求4所述的设备，所述增益扩大放大器级进一步包含偏流稳定电路，所述偏流稳定电路包含：
偏流电路，其复制所述增益扩大电路中的B类或AB类主放大器，所述偏流电路支持偏流Ibias1，所述偏流电路中的第一偏压晶体管的偏压耦合到所述主放大器中的对应晶体管的栅极偏压。
6.根据权利要求5所述的设备，所述偏流Ibias1是从带隙电压参考导出的。
7.根据权利要求5所述的设备，所述偏流稳定电路进一步包含：
第一复制品电路，其复制所述增益扩大电路中的所述主放大器，所述第一复制品电路包含具有耦合到所述主放大器中的对应晶体管的所述偏压的偏压的晶体管；以及
差放大器，其放大第一输入端子电压与第二输入端子电压之间的差，所述第一输入端子耦合到所述偏流电路的输出电压，所述第二输入端子耦合到所述第一复制品电路的输出电压，所述差放大器产生耦合到所述第一偏压晶体管的输出电压。
8.根据权利要求7所述的设备，所述主放大器进一步包含第二有源晶体管，所述第二有源晶体管的漏极耦合到所述第二有源晶体管的栅极。
9.根据权利要求7所述的设备，所述增益扩大放大器级包含并联耦合到AB类放大器的B类放大器，所述增益扩大放大器级中的每一放大器包含偏流稳定电路。
10.根据权利要求2所述的设备，所述第一放大器级进一步包含偏流稳定电路，所述偏流稳定电路包含：
偏流电路，其复制所述第一放大器级中的主放大器，所述偏流电路支持偏流Ibias2，所述偏流电路中的第一偏压晶体管的所述偏压耦合到所述主放大器中的对应晶体管的所述栅极偏压；
第一复制品电路，其复制所述第一放大器级中的所述主放大器，所述第一复制品电路包含具有耦合到所述主放大器中的对应晶体管的所述偏压的偏压的晶体管；以及
第一差放大器，其放大第一输入端子电压与第二输入端子电压之间的差，所述第一输入端子耦合到所述偏流电路的输出电压，所述第二输入端子耦合到所述第一复制品电路的输出电压，所述第一差放大器产生耦合到所述第一偏压晶体管的输出电压。
11.根据权利要求2所述的设备，当所述设备的温度小于参考温度时，所述偏流Ibias2是从带隙电压参考导出的。
12.根据权利要求7所述的设备，当所述设备的温度大于参考温度时，所述偏流Ibias2与绝对温度成比例。
13.根据权利要求12所述的设备，所述第一放大器级进一步包含输出电压稳定电路，所述输出电压稳定电路包含第二差放大器，所述第二差放大器放大第一输入端子电压与第二输入端子电压之间的差，所述第一端子耦合到所述第一复制品电路的输出电压，所述第二输入端子耦合到参考电压，所述第二差放大器产生输出电压，所述输出电压经耦合以偏置所述第一放大器级的所述主放大器中的第二有源晶体管。
14.根据权利要求13所述的设备，所述参考电压为供应电压的一半。
15.根据权利要求1所述的设备，所述增益扩大放大器级为发射器设备中的前置驱动器放大器级，所述第一放大器级为发射器设备中的驱动器放大器级。
16.一种用于放大放大器输入信号以产生放大器输出信号的方法，所述方法包含：
使用具有输入信号和输出信号的增益扩大放大器级来放大所述放大器输入信号，所述增益扩大放大器级将第一增益提供给第一增益扩大输入信号量值且将第二增益提供给第二增益扩大输入信号量值，所述第二增益扩大输入信号量值大于所述第一增益扩大输入信号量值，所述第二增益大于所述第一增益；
将所述增益扩大放大器级的所述输出信号耦合到第一放大器级，所述第一放大器级的输出信号耦合到所述放大器输出信号；且
所述增益扩大放大器包含B类放大器或AB类放大器。
17.根据权利要求16所述的方法，所述第一放大器级包含反相器耦合的晶体管。
18.根据权利要求17所述的方法，所述第一放大器级进一步包含与所述反相器耦合的晶体管串联耦合以选择性地启用或停用所述第一放大器级的晶体管。
19.根据权利要求16所述的方法，所述增益扩大放大器级包含并联耦合到AB类放大器的B类放大器。
20.根据权利要求17所述的方法，所述增益扩大放大器级进一步包含偏流稳定电路，
所述偏流稳定电路包含：
偏流电路，其复制所述增益扩大电路中的B类或AB类主放大器，所述偏流电路支持偏流Ibias1，所述偏流电路中的第一偏压晶体管的偏压耦合到所述主放大器中的对应晶体管的栅极偏压。
21.根据权利要求20所述的方法，从带隙电压参考导出所述偏流Ibias1。
22.根据权利要求20所述的方法，所述偏流稳定电路进一步包含：
第一复制品电路，其复制所述增益扩大电路中的所述主放大器，所述第一复制品电路包含具有耦合到所述主放大器中的对应晶体管的所述偏压的偏压的晶体管；以及
差放大器，其放大第一输入端子电压与第二输入端子电压之间的差，所述第一输入端子耦合到所述偏流电路的输出电压，所述第二输入端子耦合到所述第一复制品电路的输出电压，所述差放大器产生耦合到所述第一偏压晶体管的输出电压。
23.根据权利要求22所述的方法，所述主放大器进一步包含第二有源晶体管，所述第二有源晶体管的漏极耦合到所述第二有源晶体管的栅极。
24.根据权利要求22所述的方法，所述增益扩大放大器级包含并联耦合到AB类放大器的B类放大器，所述增益扩大放大器级中的每一放大器包含偏流稳定电路。
25.根据权利要求17所述的方法，所述第一放大器级进一步包含偏流稳定电路，所述偏流稳定放大器包含：
偏流电路，其复制所述第一放大器级中的主放大器，所述偏流电路支持偏流Ibias2，所述偏流电路中的第一偏压晶体管的所述偏压耦合到所述主放大器中的对应晶体管的所述栅极偏压；
第一复制品电路，其复制所述第一放大器级中的所述主放大器，所述第一复制品电路包含具有耦合到所述主放大器中的对应晶体管的所述偏压的偏压的晶体管；以及
第一差放大器，其放大第一输入端子电压与第二输入端子电压之间的差，所述第一输入端子耦合到所述偏流电路的输出电压，所述第二输入端子耦合到所述第一复制品电路的输出电压，所述第一差放大器产生耦合到所述第一偏压晶体管的输出电压。
26.根据权利要求25所述的方法，当所测量的温度小于参考温度时，从带隙电压参考导出所述偏流Ibias2。
27.根据权利要求26所述的方法，当所述所测量的温度大于参考温度时，所述偏流Ibias2与绝对温度成比例。
28.根据权利要求27所述的方法，所述第一放大器级进一步包含输出电压稳定电路，所述输出电压稳定电路包含第二差放大器，所述第二差放大器放大第一输入端子电压与第二输入端子电压之间的差，所述第一端子耦合到所述第一复制品电路的输出电压，所述第二输入端子耦合到参考电压，所述第二差放大器产生输出电压，所述输出电压经耦合以偏置所述第一放大器级的所述主放大器中的第二有源晶体管。
29.根据权利要求28所述的方法，所述参考电压为供应电压的一半。
30.根据权利要求16所述的方法，所述增益扩大放大器级为发射器设备中的前置驱动器放大器级，所述第一放大器级为发射器设备中的驱动器放大器级。
31.一种用于放大放大器输入信号以产生放大器输出信号的设备，所述设备包含：
第一放大器级，其具有输入信号和输出信号；以及
用于依据输入信号量值而扩大应用到输入信号的增益的增益扩大装置，所述增益扩大装置的输出信号耦合到所述第一放大器级的所述输入信号。
32.根据权利要求31所述的设备，其进一步包含用于在所述增益扩大装置中设定恒定偏流的装置。
33.根据权利要求32所述的设备，其进一步包含用于在所述第一放大器级中设定温度相依偏流的装置。
34.根据权利要求33所述的设备，其进一步包含用于设定所述第一放大器级的恒定输出电压的装置。
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