CN102884724A - 面积高效的并发匹配收发器 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种用于发射和接收匹配的集成电路(202)。所述集成电路(202)包含发射放大器(DA)。所述发射放大器(DA)包含第一晶体管(250)、第二晶体管(248)和第一电感器(L1)。所述第一电感器(L1)将所述第一晶体管(250)耦合到所述第二晶体管(248)。所述集成电路(202)还包含低噪声放大器。所述低噪声放大器包含第三晶体管(254)、第四晶体管(252)、所述第一电感器(L1)、第二电感器(L2)、第三电感器(L3)和变压器(279)。所述第二电感器(L2)将所述第一电感器(L1)耦合到所述第三晶体管(254)。所述第三电感器(L3)将所述第三晶体管(254)耦合到接地。

Description

面积高效的并发匹配收发器
相关申请案
本申请案涉及2010年5月13日申请的针对“具有用于高功率PA的阻抗变换的并发匹配收发器前端(Concurrent Matching Transceiver Frontend with ImpedanceTransformation for High Power PA)”第61/334,494号美国临时专利申请案，且主张所述申请案的优先权。
技术领域
本发明大体上涉及无线通信系统。更具体来说，本发明涉及用于面积高效的并发匹配收发器的系统和方法。
背景技术
无线通信装置已变得更小且更强大以便满足消费者的需要并改善便携性及方便性。消费者已变得依赖于无线通信装置，例如，蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机等等。消费者已开始期待可靠的服务、扩展的覆盖区域及增加的功能性。
无线通信系统经广泛部署以提供各种类型的通信内容，例如话音、视频、数据等。这些系统可为能够支持多个终端与一个或一个以上基站的同时通信的多址系统。
无线通信装置或基站可包含一个或一个以上集成电路。这些集成电路可包含用于无线通信所必需的模拟和数字电路。此电路可包含电感器和变压器。为了节省无线装置中的空间和功率，可将匹配电路从离散组件切换到集成电路组件。通过将匹配电路移动到集成电路中可实现若干益处。
发明内容
本发明描述一种用于发射和接收匹配的集成电路。所述集成电路包含发射放大器。所述发射放大器包含第一晶体管、第二晶体管和第一电感器。第一电感器将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管。所述集成电路还包含低噪声放大器。所述低噪声放大器包含第三晶体管、第四晶体管、所述第一电感器和第二电感器，所述第二电感器将所述第一电感器耦合到所述第三晶体管。所述低噪声放大器还包含第三电感器，所述第三电感器将所述第三晶体管耦合到接地。所述低噪声放大器进一步包含变压器。
所述发射放大器可为驱动器放大器。所述第一晶体管可为n型晶体管。所述第二晶体管可为p型晶体管。驱动器放大器输入可耦合到所述第一晶体管的栅极。所述第一晶体管可为p型晶体管，且所述第二晶体管可为n型晶体管。驱动器放大器输入可随后耦合到所述第一晶体管的栅极。
所述第一晶体管的漏极可耦合到第一节点。所述第一电感器可耦合于所述第一节点与第二节点之间。所述第二晶体管的源极可耦合到所述第二节点。所述第三晶体管可为n型晶体管。所述第四晶体管可为n型晶体管。所述第三电感器可耦合到所述第三晶体管的源极。所述第三晶体管的漏极可耦合到所述第四晶体管的源极。所述第四晶体管的源极可耦合到所述变压器。
所述第一晶体管和所述第二晶体管可在接收模式期间被断开。所述第三晶体管和所述第四晶体管可在发射模式期间被断开。磁性耦合可发生在所述第一电感器、所述第二电感器和所述第三电感器之间。所述第一电感器、所述第二电感器和所述第三电感器可为组合的匹配电路的部分。所述集成电路还可包含二次谐波抑制器。
所述发射放大器可为功率放大器。所述发射放大器可包含耦合到所述第一晶体管的第四电感器。所述第一晶体管与所述第二晶体管之间的耦合可为所述第一电感器与所述第四电感器之间的磁性耦合。所述第一电感器可耦合到第一节点，且所述第一节点可耦合到双工器。
所述集成电路还可包含耦合于所述第一节点与所述双工器之间的第一直流阻断电容器。所述集成电路可进一步包含耦合于所述第三电感器与所述第三晶体管的栅极之间的第二直流阻断电容器。所述集成电路还可包含第五电感器和第五晶体管。所述第一电感器和所述第五电感器可形成所述第五晶体管与所述第二晶体管之间的磁性耦合。
所述第一晶体管的栅极可耦合到第一差分功率放大器输入。所述第五晶体管的栅极可耦合到第二差分功率放大器输入。所述集成电路还可包含电容器和第六晶体管。所述电容器可耦合于所述第一电感器与所述第六晶体管之间。
所述第一电感器可耦合到第一节点。所述第一节点可耦合到双工器。所述发射放大器可包含第六晶体管和第七晶体管。所述第六晶体管可耦合于所述第一晶体管与所述第四电感器之间以形成第一共源共栅装置。所述第七晶体管可耦合于所述第五晶体管与所述第五电感器之间以形成第二共源共栅装置。所述集成电路还可包含耦合到所述第一节点的驱动器放大器电路。所述驱动器放大器电路可包含驱动器放大器和用以接通和关断驱动器放大器与第一节点之间的耦合的电路。
所述用以切换驱动器放大器与第一节点之间的耦合的电路可在低功率发射模式期间接通且在其它情况下关断。在高功率发射模式期间，驱动器放大器电路、第三晶体管和第四晶体管可断开。第一晶体管、第二晶体管和第六晶体管可在高功率发射模式期间被开启。
本发明描述一种用于在集成电路上在发射模式与接收模式之间进行切换的方法。所述方法包含切换到在发射模式中操作。开启发射放大器装置。所述发射放大器装置包含第一晶体管和第二晶体管。第一电感器将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管。断开低噪声放大器装置。所述低噪声放大器装置包含第三晶体管。第二电感器将所述第一电感器耦合到所述第三晶体管。第三电感器将所述第三晶体管耦合到接地。所述低噪声放大器装置还包含第四晶体管。变压器将所述第四晶体管耦合到混频器。
将发射信号发送到双工器。所述方法进一步包含切换到在接收模式中操作。开启低噪声放大器装置。断开发射放大器装置。从所述双工器接收信号。可开启驱动器放大器电路。
本发明描述一种用于在发射模式与接收模式之间进行切换的设备。所述设备包含用于切换到在发射模式中操作的装置。所述设备还包含用于开启发射放大器装置的装置。所述发射放大器装置包含第一晶体管和第二晶体管。第一电感器将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管。所述设备进一步包含用于断开低噪声放大器装置的装置。所述低噪声放大器装置包含第三晶体管。第二电感器将所述第一电感器耦合到所述第三晶体管。第三电感器将所述第三晶体管耦合到接地。所述低噪声放大器装置还包含第四晶体管。变压器将所述第四晶体管耦合到混频器。
所述设备还包含用于将发射信号发送到双工器的装置。所述设备进一步包含用于切换到在接收模式中操作的装置。所述设备还包含用于开启低噪声放大器装置的装置。所述设备进一步包含用于断开发射放大器装置的装置。所述设备还包含用于从双工器接收信号的装置。
本发明还描述一种用于经配置以用于在发射模式与接收模式之间进行切换的无线装置的计算机程序产品。所述计算机程序产品包含上面具有指令的非暂时性计算机可读媒体。所述指令包含用于致使无线装置切换到在发射模式中操作的代码。所述指令还包含用于致使所述无线装置开启发射放大器装置的代码。所述发射放大器装置包含第一晶体管和第二晶体管。第一电感器将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管。
所述指令还包含用于致使所述无线装置断开低噪声放大器装置的代码。所述低噪声放大器装置包含第三晶体管。第二电感器将所述第一电感器耦合到所述第三晶体管。第三电感器将所述第三晶体管耦合到接地。所述低噪声放大器装置还包含第四晶体管。变压器将所述第四晶体管耦合到混频器。
所述指令进一步包含用于致使所述无线装置将发射信号发送到双工器的代码。所述指令还包含用于致使所述无线装置切换到在接收模式中操作的代码。所述指令进一步包含用于致使所述无线装置开启低噪声放大器装置的代码。所述指令还包含用于致使所述无线装置断开发射放大器装置的代码。所述指令进一步包含用于致使所述无线装置从双工器接收信号的代码。
附图说明
图1展示用于在本发明的系统和方法中使用的无线装置；
图2A是说明具有切换电路的无线装置的符号图；
图2B是说明具有切换电路的无线装置的电路图；
图3是用于在集成电路上使用组合的匹配电路在发射模式与接收模式之间进行切换的方法的流程图；
图4是说明具有在接收模式中操作的切换电路的无线装置的电路图；
图5是说明具有在发射模式中操作的切换电路的无线装置的电路图；
图6是说明具有其中所有电感器均磁性耦合的切换电路的无线装置的电路图；
图7说明第一电感器L1、第二电感器L2、第三电感器L3和电感器L2nd-p的一个布局实例；
图8A是说明具有用于较高输出发射功率的切换电路的无线装置的符号图；
图8B是说明具有用于较高输出发射功率的切换电路的无线装置的电路图；
图9是说明具有在接收模式中操作的用于较高输出发射功率的切换电路的无线装置的电路图；
图10是说明具有在发射模式中操作的用于较高输出发射功率的切换电路的无线装置的电路图；
图11A是说明具有切换电路的无线装置的符号图；
图11B是说明具有用于较高输出功率的切换电路的无线装置的电路图，所述切换电路具有差分功率放大器(PA)；
图12是说明第一电感器L1、第二电感器L2、第三电感器L3和第四电感器L4n和L4p的另一可能布局的布局实例；
图13是说明具有切换电路的无线装置的电路图，所述切换电路包含用于较高发射功率的共源共栅差分功率放大器(PA)和用于较低发射功率的驱动器放大器(DA)；
图14是用于在集成电路上使用组合的匹配电路在发射模式与接收模式之间进行切换的另一方法的流程图；
图15是说明具有正在接收模式中操作的用于高功率和低功率信号两者的切换电路的无线装置的电路图；
图16是说明具有正在高功率发射模式中操作的用于高功率和低功率信号两者的切换电路的无线装置的电路图；
图17是说明具有在低功率发射模式中操作的用于高功率和低功率信号两者的切换电路的无线装置的电路图；以及
图18说明可包含于无线装置内的某些组件。
具体实施方式
图1展示用于在本发明的系统和方法中使用的无线装置102。无线装置102可为基站、无线通信装置、控制器等。基站是与一个或一个以上无线通信装置通信的站。可将基站称作接入点、广播发射器、节点B、演进型节点B等，且可包含接入点、广播发射器、节点B、演进型节点B等的功能性的一些或全部。本文中将使用术语“基站”。每一基站提供对特定地理区域的通信覆盖。基站可为一个或一个以上无线通信装置提供通信覆盖。术语“小区”可依据使用所述术语的上下文而指代基站及/或其覆盖区域。
还可将无线通信装置称作终端、接入终端、用户设备(UE)、订户单元、站等，且可包含终端、接入终端、用户设备(UE)、订户单元、站等的功能性的一些或全部。无线通信装置可为蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、无线装置、无线调制解调器、手持式装置、膝上型计算机等。无线通信装置可在任何给定时刻在下行链路和/或上行链路上与零个、一个或多个基站通信。下行链路(或前向链路)是指从基站到无线通信装置的通信链路，且上行链路(或反向链路)是指从无线通信装置到基站的通信链路。
基站和无线通信装置可在无线通信系统中彼此通信。无线通信系统可为能够通过共享可用系统资源(例如，带宽及发射功率)来支持与多个用户的通信的多址系统。此类多址系统的实例包含码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、空分多址(SDMA)系统、无线局域网(WLAN)系统和蓝牙系统。
无线装置102可利用时分双工(TDD)。在TDD中，可使用相同天线112在相同信道上发射和接收信号。无线装置102上的发射器和接收器可轮流使用天线112，从而允许在时间上切换资源。为了实施TDD，可使用双工器110。双工器110是实施频域多路复用的无源装置。在一个配置中，可移除双工器110，且可将切换电路108直接耦合到天线112。
无线装置102可包含集成电路104。集成电路104可包含收发器106(发射器和接收器的组合)。在一个配置中，双工器110可为收发器106的部分。双工器110是定位在集成电路104之外的离散组件。通常，收发器106可包含发射/接收(T/R)开关，发射/接收(T/R)开关是在无线装置102上级联的离散组件，从而占据用于系统的大量面积。对构造块的级联可能会伤害系统噪声系数。举例来说，作为离散组件的发射/接收(T/R)开关可具有1分贝(dB)的损耗。此外，发射/接收(T/R)开关需要用于发射器和接收器的匹配电路。对所有组件的集成是朝向真正单芯片解决方案的最终目标，所述单芯片解决方案包含前端模拟和基带信号。
对发射/接收(T/R)开关和匹配电路的集成可为困难的，尤其是在互补金属氧化物(CMOS)技术中。这是因为对于在高频下的射频(RF)前端设计必需的比如芯片上电感器等组件的质量(Q)有限。芯片外电感器可具有Q>40的质量(Q)，而典型的芯片上电感器可具有Q<10的质量(Q)。通过消除对发射/接收(T/R)开关并且将匹配电路组合到集成电路104上的需要，可获得较好的面积使用、较低的功率消耗和更好的性能。
收发器106可包含组合的匹配电路114。组合的匹配电路114可为收发器106上的接收(Rx)链116和发射(Tx)链130提供阻抗匹配。接收(Rx)链116可包含低噪声放大器(LNA)120、混频器124、基带滤波器126和模/数转换器(ADC)128。接收(RX)链116可经由组合的匹配电路114从双工器110接收接收信号118。低噪声放大器(LNA)可具有被提供到混频器124的低噪声放大器(LNA)输出122。发射(Tx)链130可包含发射放大器134(例如，驱动器放大器(DA)或功率放大器(PA))、混频器138、基带滤波器140和数/模(DAC)转换器142。发射放大器134可从混频器138接收发射放大器输入136。发射(TX)链130可经由组合的匹配电路114将发射信号132提供给双工器。可将组合的匹配电路114连同低噪声放大器(LNA)120和发射放大器134一起称作切换电路108。
图2A是说明具有切换电路237的无线装置231的符号图。图2A的无线装置237可为图1的无线装置102的一个配置。图2A的切换电路237可为图1的切换电路108的一个配置。切换电路237可定位在无线装置102上的集成电路104上。切换电路237可经由双工器235耦合到天线233。
在一个配置中，可使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术来实施切换电路237。还可使用例如双极晶体管、砷化镓(GaAs)半导体装置等其它工艺来实施切换电路237。
切换电路237可包含耦合到双工器235的第一节点243。驱动器放大器(DA)241可耦合到第一节点243。第一电感器L1245a也可耦合到第一节点243。第一电感器L1245a可耦合到第二节点249。驱动器放大器开关239可耦合于第二节点249与AC/DC接地之间。第二电感器L2 245b也可耦合到第二节点249。第二电感器L2 245b还可耦合到低噪声放大器(LNA)247。切换电路237可随后在使用驱动器放大器(DA)241进行发射与使用低噪声放大器(LNA)247进行接收之间进行切换。
图2B是说明具有切换电路208的无线装置202的电路图。图2B的无线装置202可为图1的无线装置102的一个配置。图2B的切换电路208可为图1的切换电路108的一个配置。切换电路208可定位在无线装置202上的集成电路104上。切换电路208可包含具有匹配电路的驱动器放大器(即，发射放大器134)和具有匹配电路的低噪声放大器(LNA)120。在图2B中未展示偏置。
无线装置202可包含耦合到天线212的双工器210。双工器210还可耦合到切换电路208。切换电路208可包含第一DCblock电容器244a。第一DCblock电容器244a可耦合到第一节点256。第一电感器L1246a可耦合到第一节点256。晶体管MNDA 250可耦合于第一节点256与接地之间。晶体管MNDA 250可为n型晶体管(例如，n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管)或p型晶体管(例如，p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管)，但在本文中说明为NMOS晶体管，其中晶体管MNDA 250的源极耦合到接地且晶体管MNDA 250的漏极耦合到第一节点256。晶体管MNDA 250的栅极可耦合到驱动器放大器(DA)输入236(即，发射放大器输入136)。晶体管MNDA250可使用电流镜(未图示)开启，且通过将0伏(V)置于栅极处而断开。
第一电感器L1 246a可耦合到第二节点258。第二电感器L2246b也可耦合到第二节点258。晶体管MPDA 248可耦合于第二节点与源电压之间。在一个配置中，晶体管MPDA 248可为PMOS晶体管，其具有耦合到第二节点258的源极和耦合到源电压的漏极。晶体管MPDA248的栅极可耦合到控制信号262。晶体管MNPA 248可通过将0伏(V)置于栅极(三极管区)处而开启，且通过将供应电压置于栅极处而断开。
在图2B中，将晶体管MPDA 248展示为PMOS晶体管，且将晶体管MNDA 250展示为NMOS晶体管。然而，在另一配置中，晶体管MPDA248可为NMOS晶体管，且晶体管MNDA 250可为PMOS晶体管。此配置可节省第二DCblock电容器244b。在一个配置中，晶体管MPDA248与晶体管MNDA250之间的匹配是必需的(即，如果一者是NMOS晶体管，那么另一者必须是PMOS晶体管)。图2B的晶体管MPDA 248可为图2A的驱动器放大器开关239的一个配置。图2B的晶体管MNDA 250可为图2A的驱动器放大器(DA)241的一个配置。
第二电感器L2246b可耦合到第二DCblock电容器244b。第二DCblock电容器244可耦合到第三节点270。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1254的栅极也可耦合到第三节点270。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1254可为NMOS晶体管。
第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1254的源极可耦合到第四节点268。第三电感器L3 246c可耦合于第四节点268与低噪声放大器(LNA)接地276之间。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1254的漏极可耦合到第五节点266。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2252的源极可耦合到第五节点266。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2252可为NMOS晶体管。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2252可经由施加到栅极的控制信号264而开启和断开。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2252的漏极可通过两个电感器之间的磁性耦合256而耦合到变压器279。变压器279可随后耦合到低噪声放大器(LNA)输出222。如上文关于图1所论述，低噪声放大器(LNA)输出222可耦合到混频器124。所述输出处的第一DCblock电容器244a和低噪声放大器(LNA)输入处的第二DCblock电容器244b展示驱动器放大器(DA)可针对不同的操作模式使用不同的供应值(即，等级1.5/2/3)。所述等级是指不同的输出功率。实现不同的输出功率的最简单的方式是具有不同的供应电压。换句话说，较低的供应电压产生较低的输出功率。晶体管MNDA 250和晶体管MPDA 248可各自为2.5伏(V)装置以防止击穿。举例来说，如果较高的输出功率需要2.5V供应，那么2.5V装置是唯一的选择，而不会在高功率操作期间损坏所述装置。这是装置的固有特性。如果在2.5V供应下使用1.3V装置，那么将很有可能装置损坏，即便1.3V装置具有比2.5V装置高的性能也如此。
图3是用于在集成电路104上使用组合的匹配电路114在发射模式与接收模式之间进行切换的方法300的流程图。方法300可由无线装置102执行。无线装置102可包含收发器106，收发器106包含切换电路108。无线装置102可确定304收发器106是在接收模式中还是在发射模式中操作。
如果收发器106在接收模式中操作，那么无线装置102可断开306切换电路108中的发射放大器134装置。发射放大器134装置可包含与驱动器放大器(DA)相关联的那些装置。举例来说，发射放大器134装置可包含图2B的晶体管MNDA 250。图2B中未展示的与发射放大器134相关联的其它装置(例如，下文关于图8、11和13所论述的装置)也可断开。无线装置102可随后断开307MPDA开关。在一个配置中，MPDA开关可为晶体管MPDA248。
无线装置102可开启308切换电路108中的低噪声放大器(LNA)装置。低噪声放大器(LNA)装置可包含与低噪声放大器(LNA)120相关联的那些装置。举例来说，低噪声放大器(LNA)装置可包含图2B的第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1254、第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2252和变压器279。无线装置102可随后从双工器110接收信号。所接收的信号可由低噪声放大器(LNA)120接收且在通过组合的匹配电路114进行阻抗匹配之后进行放大，之后被传递到作为接收(Rx)链116的部分的收发器106上的混频器124。无线装置102可随后切换312到在发射模式中操作收发器106。
如果收发器106在发射模式中操作，那么无线装置102可断开314低噪声放大器(LNA)装置。无线装置102还可开启1315 MPDA开关。无线装置102可随后开启316发射放大器134装置。无线装置102可将发射信号发送318到双工器110。发射信号可为到驱动器放大器(DA)的来自作为发射(Tx)链130的部分的收发器106上的混频器138的信号输入。无线装置102可切换320到在接收模式中操作收发器106。
图4是说明具有在接收模式中操作的切换电路208的无线装置402的电路图。图4的切换电路208可为图2B的切换电路208。如果无线装置402上的收发器106正在接收模式中操作，那么无线装置402可在接收模式中操作。在图4中，驱动器放大器(DA)装置(即，晶体管MPDA 248和晶体管MNDA250)已被断开且因此未说明。当驱动器放大器(DA)装置已被断开时，其具有不减少低噪声放大器(LNA)120的负荷的高阻抗。
第一电感器L1 246a和第二电感器L2 246b可串联连接以形成用于低噪声放大器(LNA)120的栅极匹配电感器。栅极匹配电感器可因此形成常规的源极退化匹配低噪声放大器(LNA)120的部分。
图5是说明具有在发射模式中操作的切换电路208的无线装置502的电路图。图5的切换电路208可为图2B的切换电路208。如果无线装置502上的收发器106正在发射模式中操作，那么无线装置502可在发射模式中操作。在图5中，低噪声放大器(LNA)装置(即，低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1254和低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2252)已被断开且因此未说明。
在发射模式中，晶体管MPDA 248可在三极管区中操作，且因此可理想地不具有越过其的直流(DC)电压降。因此，第二节点258可理想地经交流(AC)接地。驱动器放大器(DA)(即，第一节点256)的输出直接在双工器210输入处(经由第一DCblock电容器244a)。因此，与传统系统(即，需要发射/接收(T/R)开关的系统)相比，未招致额外的损耗且节省了功率。
图6是说明具有其中所有电感器均磁性耦合的切换电路208的无线装置602的电路图。图6的切换电路208可为图2B的切换电路208。然而，图6的切换电路208可包含二次谐波抑制器659。二次谐波抑制器659可包含耦合于接地与电容器C2nd-s 657之间的电感器L2nd-s 655。电容器C2nd-s 657可耦合到第一节点256。电感器L2nd-s 655和电容器C2nd-s 657的值可提供简单的LC振荡回路，所述LC振荡回路在二次谐波频率下谐振。可将电感器L2nd-s 655分裂为并联的谐振振荡回路(即，电感器L2nd-s 655被变换)，使得合意的信号不会受到所述振荡回路影响。在变换后，将电感器L2nd-s 655的副产物说明为在电容器C2nd-s 657与接地之间并联的电感器L2nd-p 653和电容器C2nd-p 651。归因于新形成的振荡回路，可随后维持所要的信号，同时在其它频率下维持陷波功能。
为了高效地使用集成电路104上的不动产，可将第一电感器L1 246a和第二电感器L2 246b组合为常规的低噪声放大器(LNA)匹配设计。可选择分接点(即，第二节点258)以连接到晶体管MPDA 248(称作头开关)。可通过将第三电感器L3 246c与第一电感器L1246a和第二电感器L2 246b组合为栅源耦合变压器来进一步减少额外面积。下文关于图7论述第一电感器L1 246a、第二电感器L2 246b和第三电感器L3 246c的一个可能布局。
在发射模式中，具有大振幅的信号可从第一电感器L1 246a磁性耦合260a到第二电感器L2 246b。低噪声放大器(LNA)输入(即，第三节点270)处的到接地的开关可对AC信号进行分路，以确保低噪声放大器(LNA)输入处的AC信号处于接地。第一电感器L1246a与第二电感器L2 246b之间的磁性耦合因数以及目标输出功率可各自不是非常大；从第一电感器L1 246a到第二电感器L2 246b的磁性耦合260a可不显著影响切换电路208的性能。磁性耦合260b也可发生在第二电感器L2 246b与第三电感器L3 246c之间。磁性耦合260c可进一步发生在第一电感器L1 246a与第三电感器L3 246c之间。
图7说明磁性耦合的第一电感器L1 746a、第二电感器L2 746b、第三电感器L3 746c和电感器L2nd-p 753的一个实例。在布局中未展示第一DCblock电容器244a和第二DCblock电容器244b。
第二电感器L2746b可卷绕在第一电感器L1746a的线圈内。第一电感器L1 746a可卷绕在第三电感器L3 746c的单一线圈内。第三电感器L3 746c可耦合到第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1254的源极768(即，第四节点268)和低噪声放大器(LNA)接地776。电感器L2nd-p 753可以合理的间隔环绕第一电感器L1 746a、第二电感器L2746b和第三电感器L3 746c，以使磁性耦合最小化。电感器L2nd-p 753可从二次谐波抑制器电感器输入774延伸到低噪声放大器(LNA)接地776。还说明第一电感器L1 746a与第二电感器L2 746b之间的分接点758(即，第二节点258)。第二电感器L2 746b可耦合到第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1254栅极770。还说明驱动器放大器(DA)输出/低噪声放大器(LNA)输入756(即，第二节点256)。顶部金属层可用于更好的性能。
图8A是说明具有用于较高输出发射功率的切换电路837的无线装置831的符号图。图8A的无线装置831可为图1的无线装置102的一个配置。图11A的切换电路837可为图1的切换电路808的一个配置。切换电路837可定位在无线装置102上的集成电路104上。切换电路837可经由双工器835耦合到天线833。
切换电路837可包含耦合到双工器835的第一节点856。第一电感器L1 846a可耦合到第一节点856。第一电感器L1 846a还可耦合到第二节点858。驱动器放大器开关839可耦合于第二节点858与AC/DC接地之间。第二电感器L2 846b可耦合于第二节点858与低噪声放大器847之间。
切换电路837可包含耦合到源电压的电感器L4 846d。电感器L4 846d可通过功率放大器(PA)输入836耦合到功率放大器(PA)861。可在第一电感器L1 846a与电感器L4846d之间发生磁性耦合857。下文关于图8B额外详细地论述功率放大器(PA)861和低噪声放大器(LNA)847。
图8B是说明具有用于较高输出发射功率的切换电路808的无线装置802的电路图。图8B的无线装置802可为图1的无线装置102的一个配置。图8B的切换电路808可为图1的切换电路108的一个配置。切换电路808可定位在无线装置802上的集成电路104上。可选择图8B的切换电路808配置以获得较高的输出功率。切换电路808可包含具有匹配电路的驱动器放大器(DA)或功率放大器(PA)和具有匹配电路的低噪声放大器(LNA)120。
无线装置802可包含耦合到天线812的双工器810。双工器810还可耦合到切换电路808。切换电路808可包含第一DCblock电容器844a。第一DCblock电容器844a可耦合到第一节点856。第一电感器L1 846a也可耦合到第一节点856。
第一电感器L1 846a可耦合到第二节点858。第二电感器L2 846b也可耦合到第二节点858。晶体管MNDA 848的漏极可耦合到第二节点858。晶体管MNDA 848可为NMOS晶体管或PMOS晶体管，但在图8B中说明为NMOS晶体管。晶体管MNDA 848的源极可耦合到接地。晶体管MNDA 848的栅极可耦合到控制信号862。第二电感器L2 846b可耦合到第三节点870。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1854的栅极也可耦合到第三节点870。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1854可为NMOS晶体管。
第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1854的源极可耦合到第四节点868。第三电感器L3 846c可耦合于第四节点868与低噪声放大器(LNA)接地876之间。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1854的漏极可耦合到第五节点866。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2852的源极可耦合到第五节点866。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2852可为NMOS晶体管。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2852可经由施加到栅极的控制信号864而开启和断开。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2852的漏极可耦合到变压器879。两个电感器之间的磁性耦合856可发生于变压器879中。变压器879可随后耦合到低噪声放大器(LNA)输出822。如上文关于图1所论述，低噪声放大器(LNA)输出822可耦合到混频器124。
第四电感器L4846d可耦合到源电压和晶体管MNPA 850的漏极。晶体管MNPA 850可为NMOS晶体管或PMOS晶体管，但在本文中说明为NMOS晶体管。晶体管MNPA 850的栅极可耦合到功率放大器(PA)输入836。图8B的功率放大器(PA)输入836可为图1的发射放大器输入136。晶体管MNPA 850的源极可耦合到接地。第四电感器L4 846d可足够靠近第一电感器L1 846a而定位，使得磁性耦合857发生于第一电感器L1 846a与第四电感器L4 846d之间。可通过第一电感器L1 846a与第四电感器L4 846d之间的匝数比来确定输出功率。
在一个实施方案中，第一电感器L1 846a与第四电感器L4 846d可彼此磁性耦合。第二电感器L2 846b和第三电感器L3 846c可彼此磁性耦合。在一个实例中，第一电感器L1 846a与第四电感器L4 846d可不耦合第二电感器L2 846b和第三电感器L3 846c。可将此称作部分磁性耦合。第二电感器L2 846b和第三电感器L3 846c彼此磁性耦合是没有必要的。
图9是说明具有在接收模式中操作的用于较高输出发射功率的切换电路808的无线装置902的电路图。图9的切换电路808可为图8B的切换电路808。如果无线装置902上的收发器106正在接收模式中操作，那么无线装置902可在接收模式中操作。在图9中，功率放大器(PA)装置(即，晶体管MNDA 848和晶体管MNPA 850)已被断开且因此未说明。当功率放大器(PA)装置已被断开时，其具有不减少低噪声放大器(LNA)120的负荷的高阻抗。
可在第一电感器L1 846a与第四电感器L4 846d之间发生磁性耦合857。第一电感器L1 846a和第二电感器L2 846b可串联连接以形成用于低噪声放大器(LNA)120的栅极匹配电感器。栅极匹配电感器可因此形成常规的源极退化匹配低噪声放大器(LNA)120的部分。
图10是说明具有在发射模式中操作的用于较高发射功率的切换电路808的无线装置1002的电路图。图10的切换电路808可为图8B的切换电路808。如果无线装置1002上的收发器106正在发射模式中操作，那么无线装置1002可在发射模式中操作。在图10中，低噪声放大器(LNA)装置(即，第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1854和第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2852)已被断开且因此未说明。
在发射模式中，MNDA 848已开启以将AC接地提供给第二节点858。功率放大器(PA)的最佳阻抗主要是基于第一电感器L1 846a和第四电感器L4 846d的匝数比。磁性耦合857可发生在第一电感器L1 846a与第四电感器L4 846d之间以作为功率放大器(PA)的操作的部分。
图11A是说明具有切换电路1137的无线装置1131的符号图。图11A的无线装置1131可为图1的无线装置102的一个配置。图11A的切换电路1137可为图1的切换电路1108的一个配置。切换电路1137可定位在无线装置102上的集成电路104上。切换电路1137可经由双工器1135耦合到天线1133。
切换电路1137可包含耦合到双工器1135的第一节点1156。第一电感器L1 1146a可耦合到第一节点1156。第一电感器L1 1146a还可耦合到第二节点1158。驱动器放大器开关1139可耦合于第二节点1158与AC/DC接地之间。第二电感器L2 1146b可耦合于第二节点1158与低噪声放大器1147之间。
切换电路1137可包含耦合到源电压1187的电感器L4n 1184a和电感器L4p 1184b。电感器L4n 1184a和电感器L4p 1184b可各自通过正功率放大器(PA)输入1186a和负功率放大器(PA)输入1186b而耦合到差分功率放大器(PA)1161。可在第一电感器L1 1146a、第二电感器L2 1146b与电感器L4n 1184a和L4p 1184b之间发生磁性耦合。下文关于图11B额外详细地论述差分功率放大器(PA)1161和低噪声放大器(LNA)1147。
图11B是说明具有用于较高输出功率的切换电路1108的无线装置1102的电路图，切换电路1108具有差分功率放大器(PA)。图11B的无线装置1102可为图1的无线装置102的一个配置。图11B的切换电路1108可为图1的切换电路108的一个配置。切换电路1108可定位在无线装置1102上的集成电路104上。切换电路1108可包含具有匹配电路的差分输入功率放大器(PA)和具有匹配电路的低噪声放大器(LNA)120。
无线装置1102可包含耦合到天线1112的双工器1110。双工器1110还可耦合到第一DCblock电容器1144a。在一个配置中，第一DCblock电容器1144a可为不是切换电路1108的部分的离散组件。在另一配置中，第一DCblock电容器1144a可为是切换电路1108的部分的集成组件。第一DCblock电容器1144a可耦合到切换电路1108上的第一节点1156。匹配电容器Cmatch 1190可耦合到第一节点1156和晶体管1192的漏极。晶体管1192可为NMOS晶体管。晶体管1192的栅极可接收控制信号1188。当无线装置1102处于发射模式中时，控制信号1188可开启晶体管1192。晶体管1192的源极可连接到接地。
第一电感器L1 1146a可耦合到第一节点1156和第二节点1158。晶体管MNDA 1148的漏极可耦合到第二节点1158。晶体管MNDA 1148可为NMOS晶体管或PMOS晶体管，但在本文中说明为NMOS晶体管。晶体管MNDA 1148的源极可耦合到接地。晶体管MNDA1148的栅极可接收控制信号1162，控制信号1162可开启并断开晶体管MNDA 1148。晶体管MNDA 1148可在发射模式期间被开启且在接收模式期间被断开。
第二电感器L2 1146b可耦合到第二节点1158。第二电感器L2 1146b还可耦合到第三节点1170。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1154的栅极可耦合到第三节点1170。在一个配置中，第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1154可为NMOS晶体管。
第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1154的源极可耦合到第四节点1168。第三电感器L3 1146C可耦合到第四节点1168和低噪声放大器(LNA)接地1176。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1154的漏极可耦合到第五节点1166。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1152的源极可耦合到第五节点1166。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1152可经由施加到第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1152的栅极的控制信号1164而开启和断开。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1152的漏极可耦合到变压器1179。变压器1179可包含两个电感器之问的磁性耦合1156。变压器1179可随后耦合到低噪声放大器(LNA)输出1122。如上文关于图1所论述，低噪声放大器(LNA)输出1122可耦合到混频器124。
切换电路1108可包含各自耦合到源电压(Vdd)1187的电感器L4n 1184a和电感器L4p 1184b。电感器L4n 1184a可耦合到晶体管1150a的漏极。在一个配置中，晶体管
Figure BDA00002393702300142
1150a可为NMOS晶体管。晶体管
Figure BDA00002393702300143
1150a的源极可耦合到接地。晶体管1150a的栅极可接收正功率放大器(PA)差分输入1186a。
电感器L4p 1184b可耦合到晶体管MNPAn 1150b的漏极。在一个配置中，晶体管MNPAn 1150b可为NMOS晶体管。晶体管MNPAn 1150b的源极可耦合到接地。晶体管MNPAn 1150b的栅极可接收负功率放大器(PA)差分输入1186b。电感器L4n 1184b和电感器L4p 1184a可位于集成电路104上，以便获得电感器L4n 1184a和电感器L4p 1184b与第一电感器L1 1146a之间的磁性耦合(即，使得用L1 1146a、L4n 1184a和L4p 1184b产生铁芯变压器)。磁性耦合可发生在L1 1146a、L2 1146b、L3 1146c、L4p 1184a与L4n1184b之间。
图12是说明第一电感器L1 1146a、第二电感器L2 1146b、第三电感器L3 1146c和第四电感器L4n 1184a和L4p 1184b的另一可能布局的布局实例。用L1 1246a、L4n 1184a和L4p 1184b产生的铁芯变压器可具有2:3比率。因此，2匝可用于L4n+L4p，且3匝可用于L1。第二电感器L2 1246b可位于第一电感器L1 1246a内。第二电感器L2 1246b可用于低噪声放大器(LNA)120栅极匹配。第二节点1158(即，MNDA分接点1258)可位于第一电感器L1 1246a和第二电感器L2 1246b的交叉点处。
展示正功率放大器(PA)差分输入1286a和负功率放大器(PA)差分输入1286b。还展示功率放大器(PA)供应电压(Vdd)1287。源极退化电感器(即，第三电感器L3 1246c)围绕主电感器/变压器而放置，从源极退化输入1268(即，第四节点1168)到低噪声放大器接地1276。展示天线端口1256(即，第一节点1156)。还展示第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA11154栅极输入1270(即，第三节点1170)。
图13是说明具有切换电路1308的无线装置1302的电路图，所述切换电路包含用于较高发射功率的共源共栅差分功率放大器(PA)和用于较低发射功率的驱动器放大器(DA)。图13的无线装置1302可为图1的无线装置102的一个配置。图13的切换电路1308可为图1的切换电路108的一个配置。切换电路1308可定位在无线装置102上的集成电路104上。切换电路1308可包含具有匹配电路的功率放大器(PA)和具有匹配电路的低噪声放大器(LNA)120。
无线装置1302可包含耦合到天线1312的双工器1310。双工器1310还可耦合到第一DCblock电容器1344a。在一个配置中，第一DCblock电容器1344a可为不是切换电路1308的部分的离散组件。在另一配置中，第一DCblock电容器1344a可为切换电路1308内的集成电路组件。第一DCblock电容器1344a可耦合到切换电路1308上的第一节点1356。
第一电感器L1 1346a可耦合到第一节点1356和第二节点1358。晶体管MNPA 1348的漏极可耦合到第二节点1358。晶体管MNPA 1348可为NMOS晶体管或PMOS晶体管，但在本文中说明为NMOS晶体管。晶体管MNPA 1348的源极可耦合到接地。晶体管MNPA1348的栅极可接收功率放大器(PA)启用信号1362，功率放大器(PA)启用信号1362开启并断开晶体管MNPA 1348。晶体管MNPA 1348可在发射模式期间被开启且在接收模式期间被断开。
第二电感器L2 1346b可耦合到第二节点1358。第二电感器L2还可耦合到第三节点。晶体管1392可耦合于第三节点1370与接地之间。晶体管1392可为具有耦合到接地的源极和耦合到第三节点1370的漏极的NMOS晶体管。晶体管1392的栅极可接收数字预失真(DPD)启用信号1391。晶体管1392可确保当发射电路处于数字预失真(DPD)模式中时接收电路(即低噪声放大器(LNA)电路)不使发射电路的线性降级。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1354的栅极可耦合到第三节点1370。在一个配置中，第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1354可为NMOS晶体管。
第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1354的源极可耦合到第四节点1368。第三电感器L3 1346C可耦合到第四节点1368和低噪声放大器(LNA)接地1376。第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1354的漏极可耦合到第五节点1366。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1352的源极可耦合到第五节点1366。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1352可经由施加到第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1352的栅极的控制信号1364而开启和断开。第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1352的漏极可耦合到变压器1379。变压器1379可包含两个电感器之间的磁性耦合1356。变压器1379可随后耦合到混频器1322。
切换电路1308可包含各自耦合到源电压的电感器L4n 1384a和电感器L4p 1384b。电感器L4n 1384a可耦合到晶体管
Figure BDA00002393702300161
1350a的漏极。在一个配置中，晶体管
Figure BDA00002393702300162
1350a可为NMOS晶体管。晶体管
Figure BDA00002393702300163
1350a的源极可耦合到第一差分输入晶体管1353a的漏极。第一差分输入晶体管1353a可为NMOS晶体管。第一差分输入晶体管1353a的源极可耦合到接地。第一差分输入晶体管1353a的栅极可接收正功率放大器(PA)差分输入1386a。
电感器L4p 1384b可耦合到晶体管MNPAn 1350b的漏极。在一个配置中，晶体管MNPAn 1350b可为NMOS晶体管。晶体管MNPAn 1350b的源极可耦合到第二差分输入晶体管1353b的漏极。第二差分输入晶体管1353b可为NMOS晶体管。第二差分输入晶体管1353b的源极可耦合到接地。第二差分输入晶体管1353b的栅极可接收负功率放大器(PA)差分输入1386b。电感器L4n 1384a和电感器L4p 1384b可位于集成电路104上，以便获得电感器L4n 1384a和电感器L4p 1384b与第一电感器L1 1346a之间的磁性耦合(即，使得用L1 1346a、L4n 1384a和L4p 1384b产生铁芯变压器)。磁性耦合可发生在L1 1346a、L2 1346b、L3 1346c、L4p 1384b与L4n 1384a之间。
无线装置1302可用于发射和接收高功率和低功率信号两者。低功率信号的一个实例是蓝牙信号。高功率信号的一个实例是无线局域网(WLAN)信号。切换电路1308可包含驱动器放大器(DA)电路1391。驱动器放大器(DA)电路1391可耦合到第一节点1356。驱动器放大器(DA)电路1391可包含耦合到第一节点1356的第一电容器1394a。第一电容器1394a还可耦合到第一NMOS晶体管1393a的源极。第一NMOS晶体管1393a的漏极可耦合到第二NMOS晶体管1393b的源极。第二NMOS晶体管1393b的漏极可耦合到第二电容器1394b。第二电容器1394b可耦合到驱动器放大器(DA)1342的输出。驱动器放大器(DA)1342的输出可耦合到第三电容器1394d。第三电容器1394d可耦合到第三NMOS晶体管1393d的漏极。第三NMOS晶体管1393d的源极可耦合到第四NMOS晶体管1393c的漏极。第四NMOS晶体管1393c的源极可耦合到第四电容器1394c。第四电容器1394c可耦合到第一节点1356。添加到切换电路1308的额外电路(即，驱动器放大器(DA)电路1391)可允许切换电路1308产生较低的输出功率。
图14是用于在集成电路104上使用组合的匹配电路114在发射模式与接收模式之间进行切换的另一方法1400的流程图。方法1400可由无线装置1302执行。无线装置1302可包含收发器106。无线装置1302可首先确定1404收发器106是在接收模式中还是在发射模式中操作。
如果收发器106在接收模式中操作，那么可使用相同的配置来接收高功率和低功率信号。无线装置1302可断开1406功率放大器(PA)和/或驱动器放大器。功率放大器(PA)可包含晶体管MNPAp 1350a、晶体管MNPAn 1350b、第一差分输入晶体管1353a和第二差分输入晶体管1353b。驱动器放大器(DA)可包含驱动器放大器(DA)电路1391。无线装置1302还可断开1408功率放大器(PA)启用装置(即，晶体管MNPA 1348)。无线装置1302可断开1410数字预失真(DPD)启用装置(即，晶体管1392)。无线装置1302可断开1412驱动器放大器(DA)电路1391。
无线装置1302可开启1414低噪声放大器(LNA)120装置。低噪声放大器(LNA)120装置可包含与低噪声放大器(LNA)120相关联的那些装置。举例来说，低噪声放大器(LNA)120装置可包含第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA11354、第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA21352和变压器1379。无线装置1302可随后从双工器110接收1416信号。所述信号可为高功率或低功率信号。举例来说，所接收的信号可为无线局域网(WLAN)信号或蓝牙信号。
如果收发器106正在发射模式中操作，则无线装置1302可断开1418低噪声放大器(LNA)120装置(即，第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA11354、第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA21352和变压器1379)。无线装置1302可随后确定1420收发器106是使用低功率信号还是高功率信号进行发射。
如果收发器106正使用低功率信号进行发射，则无线装置1302可开启1430功率放大器(PA)启用装置(即，晶体管MNPA 1348)。无线装置1302还可开启1432数字预失真(DPD)晶体管(即，晶体管1392)。无线装置1302可进一步开启1434驱动器放大器(DA)电路1391。无线装置1302可随后将低功率发射信号发送1436到双工器110。
如果收发器106正使用高功率信号进行发射，则无线装置1302可开启1422功率放大器(PA)启用装置(即，晶体管MNPA 1348)。无线装置1302还可开启1424数字预失真(DPD)启用晶体管1392。无线装置1302可进一步开启1426功率放大器(PA)差分输入装置(即，第一差分输入晶体管1353a、第二差分输入晶体管1353b、晶体管MNPAn 1350b和晶体管
Figure BDA00002393702300181
1350a)。无线装置1302可随后将高功率信号发送1428到双工器110。
图15是说明具有正在接收模式中操作的用于高功率和低功率信号两者的切换电路1308的无线装置1502的电路图。图15的切换电路1308可为图13的切换电路1308。如果无线装置1502上的收发器106正在接收模式中操作，那么无线装置1502可在接收模式中操作。在图15中，驱动器放大器(DA)电路1391、功率放大器(PA)差分输入装置、功率放大器(PA)启用装置和数字预失真(DPD)晶体管1392全部己被断开，且因此未说明。
第一电感器L1 1346a和第二电感器L2 1346b可串联连接以形成用于低噪声放大器(LNA)120的栅极匹配电感器。栅极匹配电感器可形成常规的源极退化匹配低噪声放大器(LNA)120的部分。
图16是说明具有正在高功率发射模式中操作的用于高功率和低功率信号两者的切换电路1308的无线装置1602的电路图。图16的切换电路1308可为图13的切换电路1308。如果无线装置1302上的收发器106正在高功率发射模式中操作，那么无线装置1602可在高功率发射模式中操作。在图16中，低噪声放大器(LNA)120电路和驱动器放大器(DA)电路1391己被断开且因此未说明。
晶体管MNPA 1348可在三极管区中操作，且不具有越过其的直流(DC)电压降。因此，第二节点1358可理想地经交流(AC)接地。功率放大器(PA)(即，第一节点1356)的输出直接在双工器1310输入处(经由第一DCblock电容器1344a)。因此，未招致额外的损耗，从而节省了功率。
图17是说明具有正在低功率发射模式中操作的用于高功率和低功率信号两者的切换电路1308的无线装置1702的电路图。图17的切换电路1308可为图13的切换电路1308。如果无线装置1702上的收发器106正在低功率发射模式中操作，那么无线装置1702可在低功率发射模式中操作。在图17中，低噪声放大器(LNA)120电路(即，第一低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA1 1354、第二低噪声放大器(LNA)晶体管MNLNA2 1352和变压器1379)和差分功率放大器(PA)电路(即，晶体管1350a、晶体管MNPAn1350b、第一差分输入晶体管1353a和第二差分输入晶体管1353b)己被断开，且因此未说明。驱动器放大器(DA)电路1391可提供对于发射低功率发射信号必需的较低的输出功率。
图18说明可包含于无线装置1801内的某些组件。无线装置1801可为接入终端、移动台、用户设备(UE)、基站、节点B、演进型节点B等。无线装置1801包含处理器1803。处理器1803可为通用单芯片或多芯片微处理器(例如，ARM)、专用微处理器(例如，数字信号处理器(DSP))、微控制器、可编程门阵列等。处理器1803可被称作中央处理单元(CPU)。尽管图18的无线装置1801中仅展示单个处理器1803，但在替代配置中，可使用处理器(例如ARM与DSP)的组合。
无线装置1801还包含存储器1805。存储器1805可为能够存储电子信息的任何电子组件。存储器1805可体现为随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、RAM中的快闪存储器装置、与处理器包含在一起的板上存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器等，包含其组合。
数据1807a和指令1809a可存储于存储器1805中。指令1809a可由处理器1803执行以实施本文中所揭示的方法。执行指令1809a可涉及对存储于存储器1805中的数据1807a的使用。当处理器1803执行指令1809a时，可将指令1809b的各个部分加载到处理器1803上，且可将数据1807b的各块加载到处理器1803上。
无线装置1801还可包含发射器1811和接收器1813以允许将信号发射到无线通信装置1801以及从无线通信装置1801接收信号。发射器1811及接收器1813可统称为收发器1815。天线1817可电耦合到收发器1815。无线装置1801还可包含(未图示)多个发射器、多个接收器、多个收发器及/或多个天线。无线装置1801可进一步包含数字信号处理器(DSP)1821和通信接口1823。
无线装置1801的各种组件可通过一个或一个以上总线耦合在一起，所述一个或一个以上总线可包含电力总线、控制信号总线、状态信号总线、数据总线等。出于清楚起见，在图18中将各种总线说明为总线系统1819。
术语“耦合”涵盖广泛多种连接。举例来说，术语“耦合”应广义上解释为涵盖彼此直接连接的电路元件和经由其它电路元件间接连接的电路元件。
术语“确定”涵盖广泛多种动作，且因此“确定”可包含推算、计算、处理、导出、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、断定等。而且，“确定”可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据)等等。而且，“确定”可包含解析、选择、挑选、建立等等。
除非另外明确规定，否则短语“基于”并非意味着“仅基于”。换句话说，短语“基于”描述“仅基于”与“至少基于”两者。
术语“处理器”应广义上解释为涵盖通用处理器、中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器(DSP)、控制器、微控制器、状态机等。在一些情况下，“处理器”可指代专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等。术语“处理器”可指代处理装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任一其它此类配置。
术语“存储器”应广义上解释为涵盖能够存储电子信息的任何电子组件。术语存储器可指代各种类型的处理器可读媒体，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、快闪存储器、磁性或光学数据存储装置、寄存器等。如果处理器可从存储器读取信息和/或将信息写入到存储器，那么称所述存储器与处理器进行电子通信。与处理器成一体的存储器与处理器进行电子通信。
术语“指令”和“代码”应广义上解释为包含任何类型的计算机可读语句。举例来说，术语“指令”和“代码”可指代一个或一个以上程序、例程、子例程、函数、过程等。“指令”和“代码”可包含单个计算机可读语句或许多计算机可读语句。
可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施本文所描述的功能。如果以软件来实施，则可将功能作为一个或一个以上指令存储在计算机可读媒体上。术语“计算机可读媒体”或“计算机程序产品”指代可由计算机存取的任何可用媒体。举例来说且非限制，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，或可用于载运或存储采用指令或数据结构形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。如本文中所使用的磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及
Figure BDA00002393702300201
光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。
也可经由传输媒体来传输软件或指令。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线路(DSL)或无线技术(例如，红外线、无线电及微波)从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(例如，红外线、无线电及微波)包含在传输媒体的定义中。
本文中所揭示的方法包括用于实现所描述的方法的一个或一个以上步骤或动作。在不偏离权利要求书的范围的情况下，方法步骤及/或动作可彼此互换。换句话说，除非正描述的方法的适当操作需要步骤或动作的特定次序，否则，在不脱离权利要求书的范围的情况下，可修改特定步骤和/或动作的次序和/或使用。
此外，应了解，用于执行本文中所描述的方法和技术(例如，图3和14所说明的方法和技术)的模块和/或其它适当装置可由装置下载和/或以其它方式获得。举例来说，可将装置耦合到服务器以促进用于执行本文中所描述的方法的装置的传递。或者，可经由存储装置(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、例如压缩光盘(CD)或软盘等物理存储媒体等)来提供本文中所描述的各种方法，使得一装置可在将存储装置耦合或提供到所述装置后即刻获得各种方法。此外，可利用用于将本文中所描述的方法及技术提供到一装置的任何其它合适的技术。
应理解，权利要求书不限于上文所说明的精确配置及组件。在不偏离权利要求书的范围的情况下，可在本文中所描述的系统、方法及设备的布置、操作及细节方面进行各种修改、改变及变化。

Claims (37)

1.一种用于发射和接收匹配的集成电路，所述集成电路包括：
发射放大器，其包括：
第一晶体管；
第二晶体管；以及
第一电感器，其中所述第一电感器将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管；低噪声放大器，其包括：
第三晶体管；
第四晶体管；
所述第一电感器；
第二电感器，其中所述第二电感器将所述第一电感器耦合到所述第三晶体管；
第三电感器，其中所述第三电感器将所述第三晶体管耦合到接地；以及变压器。
2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述发射放大器为驱动器放大器，其中所述第一晶体管为n型晶体管，其中所述第二晶体管为p型晶体管，且其中驱动器放大器输入耦合到所述第一晶体管的栅极。
3.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述发射放大器为驱动器放大器，其中所述第一晶体管为p型晶体管，其中所述第二晶体管为n型晶体管，且其中驱动器放大器输入耦合到所述第一晶体管的栅极。
4.根据权利要求2所述的集成电路，其中所述第一晶体管的漏极耦合到第一节点，其中所述第一电感器耦合于所述第一节点与第二节点之间，且其中所述第二晶体管的源极耦合到所述第二节点。
5.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第三晶体管为n型晶体管，其中所述第四晶体管为n型晶体管，其中所述第三电感器耦合到所述第三晶体管的源极，其中所述第三晶体管的漏极耦合到所述第四晶体管的源极，且其中所述第四晶体管的漏极耦合到所述变压器。
6.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管在接收模式期间被断开，其中所述第三晶体管和所述第四晶体管在发射模式期间被断开。
7.根据权利要求1所述的集成电路，其中磁性耦合发生在所述第一电感器、所述第二电感器与所述第三电感器之间。
8.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一电感器、所述第二电感器和所述第三电感器为组合的匹配电路的部分。
9.根据权利要求1所述的集成电路，其进一步包括二次谐波抑制器。
10.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述发射放大器为功率放大器，且其中所述发射放大器进一步包括耦合到所述第一晶体管的第四电感器，其中所述第一晶体管与所述第二晶体管之间的耦合为所述第一电感器与所述第四电感器之间的磁性耦合。
11.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一电感器耦合到第一节点，且其中所述第一节点耦合到双工器。
12.根据权利要求11所述的集成电路，其进一步包括：
第一直流阻断电容器，其耦合于所述第一节点与所述双工器之间；以及
第二直流阻断电容器，其耦合于所述第三电感器与所述第三晶体管的栅极之间。
13.根据权利要求10所述的集成电路，其进一步包括：
第五电感器；以及
第五晶体管，其中所述第一电感器和所述第五电感器形成所述第五晶体管与所述第二晶体管之间的磁性耦合。
14.根据权利要求13所述的集成电路，其中所述第一晶体管的栅极耦合到第一差分功率放大器输入，且其中所述第五晶体管的栅极耦合到第二差分功率放大器输入。
15.根据权利要求13所述的集成电路，其进一步包括：
电容器；以及
第六晶体管，其中所述电容器耦合于所述第一电感器与所述第六晶体管之间。
16.根据权利要求14所述的集成电路，其中所述第一电感器耦合到第一节点，其中所述第一节点耦合到双工器，其中所述发射放大器进一步包括第六晶体管和第七晶体管，其中所述第六晶体管耦合于所述第一晶体管与所述第四电感器之间以形成第一共源共栅装置，其中所述第七晶体管耦合于所述第五晶体管与所述第五电感器之间以形成第二共源共栅装置，且进一步包括耦合到所述第一节点的驱动器放大器电路，其中所述驱动器放大器电路包括驱动器放大器和用以接通和关断所述驱动器放大器与所述第一节点之间的耦合的电路。
17.根据权利要求16所述的集成电路，其中所述用以切换所述驱动器放大器与所述第一节点之间的所述耦合的电路在低功率发射模式期间接通且在其它情况下关断。
18.根据权利要求16所述的集成电路，其中在高功率发射模式期间，所述驱动器放大器电路、所述第三晶体管和所述第四晶体管被断开，且其中所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第六晶体管被开启。
19.一种用于在集成电路上在发射模式与接收模式之间进行切换的方法，所述方法包括：
切换到在发射模式中操作；
开启发射放大器装置，其中所述发射放大器装置包括：
第一晶体管；以及
第二晶体管，其中第一电感器将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管；
断开低噪声放大器装置，其中所述低噪声放大器装置包括：
第三晶体管，其中第二电感器将所述第一电感器耦合到所述第三晶体管，且其中第三电感器将所述第三晶体管耦合到接地；以及
第四晶体管，其中变压器将所述第四晶体管耦合到混频器；
将发射信号发送到双工器；
切换到在接收模式中操作；
开启所述低噪声放大器装置，
断开所述发射放大器装置；以及
从所述双工器接收信号。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述发射放大器装置形成驱动器放大器，其中所述第一晶体管为n型晶体管，其中所述第二晶体管为p型晶体管，且其中将驱动器放大器输入耦合到所述第一晶体管的栅极。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述发射放大器装置形成驱动器放大器，其中所述第一晶体管为p型晶体管，其中所述第二晶体管为n型晶体管，且其中将驱动器放大器输入耦合到所述第二晶体管的栅极。
22.根据权利要求20所述的方法，其中将所述第一晶体管的漏极耦合到第一节点，其中将所述第一电感器耦合于所述第一节点与第二节点之间，且其中将所述第二晶体管的源极耦合到所述第二节点。
23.根据权利要求19所述的方法，其中所述第三晶体管为n型晶体管，其中所述第四晶体管为n型晶体管，其中将所述第三电感器耦合到所述第三晶体管的源极，其中将所述第三晶体管的漏极耦合到所述第四晶体管的源极，且其中将所述第四晶体管的漏极耦合到所述变压器。
24.根据权利要求19所述的方法，其中磁性耦合发生在所述第一电感器、所述第二电感器与所述第三电感器之间。
25.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一电感器、所述第二电感器和所述第三电感器为组合的匹配电路的部分。
26.根据权利要求19所述的方法，其中所述发射放大器装置进一步包括二次谐波抑制器。
27.根据权利要求19所述的方法，其中所述发射放大器装置形成功率放大器，且其中所述发射放大器装置进一步包括第四电感器，其中所述第一电感器经由所述第一电感器与所述第四电感器之间的磁性耦合而将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管，且其中将所述第四电感器耦合于所述第一晶体管的漏极与源电压之间。
28.根据权利要求19所述的方法，其中将所述第一电感器耦合到第一节点，且其中将所述第一节点耦合到所述双工器。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述集成电路包括：
第一直流阻断电容器，其耦合于所述第一节点与所述双工器之间；以及
第二直流阻断电容器，其耦合于所述第三电感器与所述第三晶体管的栅极之间。
30.根据权利要求27所述的方法，其中所述发射放大器装置进一步包括：
第五电感器；以及
第五晶体管，其中所述第一电感器和所述第五电感器形成所述第五晶体管与所述第二晶体管之间的磁性耦合。
31.根据权利要求30所述的方法，其中将所述第一晶体管的栅极耦合到第一差分功率放大器输入，且其中将所述第五晶体管的栅极耦合到第二差分功率放大器输入。
32.根据权利要求30所述的方法，其中所述发射放大器装置进一步包括第六晶体管，其中将电容器耦合于所述第一电感器与所述第六晶体管之间。
33.根据权利要求31所述的方法，其中将所述第一电感器耦合到第一节点，其中将所述第一节点耦合到双工器，其中所述发射放大器进一步包括第六晶体管和第七晶体管，其中将所述第六晶体管耦合于所述第一晶体管与所述第四电感器之间以形成第一共源共栅装置，其中将所述第七晶体管耦合于所述第五晶体管与所述第五电感器之间以形成第二共源共栅装置，且进一步包括开启耦合到所述第一节点的驱动器放大器电路，其中所述驱动器放大器电路包括驱动器放大器和用以接通和关断所述驱动器放大器与所述第一节点之间的耦合的电路。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述用以切换所述驱动器放大器与所述第一节点之间的所述耦合的电路在低功率发射模式期间接通且在其它情况下关断。
35.根据权利要求33所述的方法，其中在高功率发射模式期间，断开所述驱动器放大器电路、所述第三晶体管和所述第四晶体管，且其中开启所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第六晶体管。
36.一种用于在发射模式与接收模式之间进行切换的设备，其包括：
用于切换到在发射模式中操作的装置；
用于开启发射放大器装置的装置，其中所述发射放大器装置包括：
第一晶体管；以及
第二晶体管，其中第一电感器将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管；
用于断开低噪声放大器装置的装置，其中所述低噪声放大器装置包括：
第三晶体管，其中第二电感器将所述第一电感器耦合到所述第三晶体管，且其中第三电感器将所述第三晶体管耦合到接地；以及
第四晶体管，其中变压器将所述第四晶体管耦合到混频器；
用于将发射信号发送到双工器的装置；
用于切换到在接收模式中操作的装置；
用于开启所述低噪声放大器装置的装置，
用于断开所述发射放大器装置的装置；以及
用于从所述双工器接收信号的装置。
37.一种用于经配置以用于在发射模式与接收模式之间进行切换的无线装置的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括上面具有指令的非暂时性计算机可读媒体，所述指令包括：
用于致使无线装置切换到在发射模式中操作的代码；
用于致使所述无线装置开启发射放大器装置的代码，其中所述发射放大器装置包括：
第一晶体管；以及
第二晶体管，其中第一电感器将所述第一晶体管耦合到所述第二晶体管；
用于致使所述无线装置断开低噪声放大器装置的代码，其中所述低噪声放大器装置包括：
第三晶体管，其中第二电感器将所述第一电感器耦合到所述第三晶体管，且其中第三电感器将所述第三晶体管耦合到接地；以及
第四晶体管，其中变压器将所述第四晶体管耦合到混频器；
用于致使所述无线装置将发射信号发送到双工器的代码；
用于致使所述无线装置切换到在接收模式中操作的代码；
用于致使所述无线装置开启所述低噪声放大器装置的代码，
用于致使所述无线装置断开所述发射放大器装置的代码；以及
用于致使所述无线装置从所述双工器接收信号的代码。
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