CN109716649A - 源极切换分离低噪声放大器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种接收器前端，其能够利用多个低噪声放大器(LNA)接收并处理带内非连续载波聚合(CA)信号。可以利用输出FET的栅极接通或断开具有配置“共同源极”的输入FET和配置“共同栅极”的输出FET的栅阴放大器。设置第一开关，其允许在每个LNA的输入FET的源极端子之间建立或断开连接。用于切换退化电感器、栅极电容器以及每个支路的栅极到地电容(ground cap)的开关，可以被用于进一步提高本发明的匹配性能。

Description

源极切换分离低噪声放大器
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年11月2日提交的美国申请第15/342,016号以及2016年7月15日提交的美国临时专利申请第62/363,120号的优先权，对于“源极切换分离低噪声放大器”，其各自的全部内容在此并入作为参考。
技术领域
这里描述的各种实施方式涉及放大器，并且更具体地，涉及用于通信设备的低噪声放大器。
背景技术
通信接收器的前端通常包括低噪声放大器(“LNA”)，该低噪声放大器负责为通信接收器内接收的信号提供第一级放大。LNA的操作规范对通信接收器的整体质量是非常重要的。LNA的输入中的任何噪声或失真会被放大并且导致整体接收器性能的下降。因此，接收器的灵敏度在很大程度上由前端的质量决定，特别是由LNA的质量决定。
在一些情况下，LNA需要在相对较宽的频带上操作，并且将具有几个调制基带或中频(IF)信号的信号放大。需要LNA对具有多个调制IF或基带信号的接收信号进行放大的情况的一个示例是接收带内非连续载波聚合(CA)信号的情况。CA信号可以具有两个信道(或IF载波)，这两个信道具有互不相邻的频率，但是位于相同的频带中。例如，CA信号在由知名的行业标准制定机构第三代合作伙伴项目(3GPP)限定的蜂窝频带内可能具有两个不相邻的信道。
在需要接收器接收CA信号的情况下，例如符合3GPP通信行业标准的版本11的蜂窝电话，LNA通常将接收的信号放大并将放大的输出信号提供给无源分离器(splitter)。图1是蜂窝电话前端的一部分的说明，其中LNA 101与可变衰减器103耦接。旁路开关105允许可变衰减器被选择性地分路。于是，信号被耦接至单极三掷模式选择器开关107，该开关允许LNA 101的输出被选择性地仅耦接至第一下变频器和基带电路(DBC)109、第二DBC 111或者第一和第二DBC 109、111两者。
当模式选择器开关107在第一位置(即单信道模式1)时，LNA 101的输出被直接耦接至第一DBC 109。在第二位置(即分离模式)，LNA 101的输出通过无源功率分离器113被耦接至第一和第二DBC 109、111两者。在第三位置(即单信道模式2)，LNA 101的输出仅被耦接至第二DBC 111。
存在着由图1所示的体系结构引起的几个限制。第一个限制是在第一和第二DBC109、111之间可以实现的隔离的量。通常地，制造良好的3dB分离器能够实现中心频率处的输出之间的大约18-20dB的隔离，分离器113被设计成针对该中心频率进行操作。从一个DBC到另一个DBC交叉耦接的信号通常会导致干扰和失真，该干扰和失真会导致接收器的灵敏度的整体降低。
此外，无源分离器通常被设计成在相对较窄的频率范围内最优操作。也就是说，无源分离器本质上是窄带器件。当通过分离器113耦接的信号的频率偏离设计分离器的最优频率时，输出到输出的隔离将会降级。由于目前可用的分离器的限制，以及由于被设计成处理CA信号的接收器必须在相对宽的频率范围内操作，所以DBC 109、110之间需要的隔离很难实现。
此外，诸如图1所示的分离器113的功率分离器具有大的损失。由于3dB功率分离器将功率分成两半，所以即使是理想的分离器也会导致功率减少3dB。此外，多数分离器会有附加的1.0到1.5dB的插入损失。与输出到输出隔离一样，插入损失通常会随着施加的信号的频率偏离分离器被设计用于操作的中心频率而变得更差。
此外，在模式选择开关107和分离器113中遭遇的损失导致需要更多的增益。这导致了当在分离模式操作时接收器的线性度的降低(通常以测量“三阶截点”为特征)以及噪声系数的退化。
因此，目前需要有CA能力的接收器前端，该接收器前端能够在具有高的输出到输出隔离、不降低三阶截点和噪声系数以及具有相对较低的前端损失的分离模式下工作。
发明内容
这里公开了能够利用多个低噪声放大器(LNA)接收和处理带内非连续载波聚合(CA)信号的接收器前端。根据公开的方法和设备的一些实施方式，多个放大器中的每个是被配置为栅阴放大器(即具有两个晶体管的两级放大器，第一晶体管被配置为“共同源极”输入晶体管，如输入场效应晶体管(FET)，而第二晶体管作为输出晶体管(如输出FET)被配置在“共同栅极”配置中)的LNA。在其它实施方式中，LNA可具有附加的晶体管(即两级以上以及/或者堆叠晶体管)。可以利用输出FET的栅极将每个LNA开启或关闭。输入FET的各栅极被耦接在一起以形成共同输入。然而，在一些实施方式中，两个FET的栅极可以被分开以允许对关闭的LNA的输入FET的栅极进行独立控制以断开输入FET。设置第一开关，其允许在每个LNA的输入FET的源极端子之间建立或断开连接。此外，第二开关允许可开关的栅极到源极以及/或者栅极到地电容器选择性地施加至至少一个LNA的输入FET。在一些实施方式中，设置附加的开关，其允许源极到地退化电感器与关闭的LNA的输入FET的源极端子断开。选择性地开启或关闭LNA使得放大器能够在单一模式和分离模式两者下操作。此外，开关的使用确保对放大器的输入阻抗在单一模式和分离模式是相同的。
下面的附图和描述列出了本发明的一个或多个实施方式的细节。从描述和附图以及权利要求书中将会明白本发明的其它特征、目的以及优点。
附图说明
图1是现有技术的通信接收器的前端放大器的图示。
图2是使用在单一模式或者分离模式操作的多个LNA的前端放大器的图示。
图3是具有栅极电容器模块并且使用多个LNA的前端放大器的图示。
图4是具有退化开关并且使用在单一模式或分离模式操作的多个LNA的前端放大器的图示。
图5示出了具有退化开关、栅极电容器模块以及使用在单一模式或分离模式操作的多个LNA的前端放大器。
图6示出了根据一个实施方式的方法，该实施方式用于使用多于一个的放大器放大信号(例如，CA信号)。
图7是根据一个实施方式的方法的图示，该实施方式用于使用多于一个的放大器放大信号(例如，CA信号)。
图8是根据一个实施方式的方法的图示，该实施方式用于使用多于一个的放大器放大信号(例如，CA信号)。
图9示出了对图8的方法的修改，其中步骤713和715被移除。
在不同的附图中，相同的附图标记和符号表示相同的要素。
具体实施方式
图2是通信接收器的前端放大器200的图示，其中多个低噪声放大器(LNA)202、204被用于放大信号。被放大的信号通过前端信号输入端子206被耦接。在称为“单一模式”的第一模式中，LNA 202、204中的一个被开启(即活跃地放大施加至LNA 202、204的输入的信号)。活跃LNA 202、204的放大的输出与输出端子232、234耦接。其它的LNA 202、204被关闭(即不活跃地放大施加至LNA 204、202的输出的信号)。在公开的方法和设备的一个实施方式中，每个LNA 202、204包括一对场效应晶体管(FET)208、210和212、214。在栅阴放大器体系结构中，每对场效应晶体管形成一个两级LNA。然而，本领域的技术人员能够明白，可以使用其它类型的晶体管，包括但不限于双极结晶体管。此外，任何类型的FET都可以用于实现LNA，包括但不限于金属氧化物半导体(MOSFET)、结场效应晶体管(JFET)、绝缘栅FET(IGFET)、金属半导体FET(MESFET)等。虽然某些类型的晶体管可能更好地适用于特定的应用，但是与公开的方法和设备关联的构思不排除使用任何特定类型的晶体管。此外，附加的晶体管可以作为附加的放大器级被包括在LNA中，或者与所示的FET 208、212堆叠。
施加至耦接至由FET 208、212实现的LNA的输出晶体管(如FET)的栅极的控制输入端子216、218的LNA控制信号控制每个LNA 202、204是否开启或关闭(即放大或不放大)。在一个实施方式中，LNA控制信号由诸如LNA控制器217的控制模块生成。LNA控制器217可以基于与放大器200将要接收的信号的类型、信号携带的内容相关的信息，或者基于用户命令以选择一个或更多个信道来生成LNA控制信号。LNA控制器217可以是通用处理器，其能够接收命令并处理命令对LNA和贯穿本公开中公开的关联开关生成控制信号。或者，LNA控制器217是特别设计用于生成控制信号的专用处理器。本领域的技术人员将会明白如何使这样的用于接收命令的处理器进入第一模式，例如分离模式，并确定开关的特定配置和要生成的LNA控制信号。在某些情况下，LNA控制器217可以像具有查找表的逻辑块一样简单。或者，在一些实施方式中，LNA控制器217也可以依赖附加的信息来确定开关控制的状态和LNA控制信号。
在单一模式，对LNA 202、204之一的LNA控制信号导致该LNA被开启。对其它LNA202、204的LNA控制导致该LNA被关闭。在分离模式，LNA 202、204两者是开启的。本领域的技术人员会明白，图2中没有示出的附加的LNA可以类似地耦接以利用附加的操作模式扩展放大器来选择附加的信道。
耦接至每个LNA 202、204的输出端口224、226的输出负载匹配电路220、222提供了一种手段，通过该手段可以将输出阻抗匹配至负载。在一种情况下，输入匹配电路228被设置成将放大器的输出负载匹配至源极。输入匹配电路228包括具有电感LG和输入DC阻塞电容器Ci的输入匹配电感器。输出分路电容器230、231为施加至LNA 202、204的输入信号的频率范围中的信号提供对地参考的相对低的容抗。在一些实施方式中，可以为每个LNA提供单独的VDD电源电压源，以增大LNA 202、204之间的隔离。在其它实施方式中，可以利用相同的源极为两个或更多个LNA提供VDD。
图2所示的前端200具有超过现有技术的前端的优势，其优势在于放大器200不需要功率分离器。因此，由功率分离器113造成的图1所示的现有技术的电路中经历的损失在图2所示的电路中被消除。此外，第一LNA输出232和第二LNA输出234之间的隔离显著地好于利用功率分离器113的现有技术的前端中提供的隔离。这是因为现有技术的前端的各输出之间的隔离只相当于功率分离器113的各输出端口之间的隔离。
相比之下，通过第一LNA 202的输出端口232和第二LNA 204的输出端口234之间存在显著隔离的事实，由图2所示的前端200实现的隔离得到增强。此外，由现有技术的分离器113提供的隔离将随着被放大的两个信道中的一个或两个的频率偏离中心频率而退化，其中分离器被设计成在该中心频率处进行操作。由于分离器可能需要在相对较宽的频率范围上工作，以适应接收的CA信号，因此通常将分离器设计成在接收的CA信号的频带的中心频率上进行最优操作。因此，当CA信号的信道被几个其它信道分隔开时，分离器的各输出之间的隔离将会变小。相反，在放大器200中，前端的各输出之间的隔离将针对由若干干涉信道分隔开的信号而提高。也就是说，随着频率中的分隔增加，一个窄带调谐输出到另一个窄带调谐输出的增益与频率重叠的水平会降低。这种降低将增加各输出之间的隔离。在较低增益的操作模式，输出隔离将得到改善。
然而，当以这种方式使用两个LNA时，需要解决一个显著的问题。前端放大器200的输入阻抗将根据接收器操作的模式而变化。也就是说，在很大程度上由于当LNA开启时以及当LNA关闭时FET晶体管的栅极至源极电容Cgs的不同，在单一模式下呈现的输入阻抗将会显著不同于分离模式下呈现的阻抗。在下面的表I中可以看到通过利用源极切换分离(SSS)LNA配置获得的输入阻抗的差异的减小。表I示出了在没有SSS LNA的情况下，输入阻抗Zin的实部和虚部两者在只有LNA 1的FET接通的模式以及LNA 1和LNA 2两者的FET均接通的模式之间广泛地变化。表1进一步示出了在分离模式下提供了良好的输入匹配。因此，通过利用SSS LNA配置消除大的输入不匹配，得到与分离模式呈现的输入阻抗相同的单一模式输入阻抗。
输入阻抗中的这种大的差异将导致大的输入不匹配，转而对放大器200的几乎每个方面造成巨大的不利影响，并且因此也会对放大器200所在的整个接收器产生不利影响。这种影响可以是例如通过三阶截点测量(IP3)的噪声系数的增加、增益的减少和线性度的降低。
再次参考表1，可以看到在分离模式(即在LNA两者放大输入信号的情况下)，LNA202、204两者的FET接通。当在单一模式操作时的放大器的输入阻抗与当在分离模式下操作时的输入阻抗的差异是由于在每个LNA 202、204的输入晶体管(例如FET)处的栅极到源极电容Cgs在LNA 202、204的开启时和关闭时不同。当放大器200在分离模式操作时，每个LNA202、204的输入FET的栅极呈现出电容值，该电容值是并联电容Cgs1_on和Cgs2_on的加和。
当在单一模式操作时对比当在分离模式操作时，从导电状态到不导电状态的每个LNA 202、204的输入FET 210、214的Cgs的相对大的变化导致放大器200的输入阻抗的实部和虚部两者中的大的变化。在目前公开的方法和设备中，通过提供源极开关235来解决这个问题，该源极开关235可以闭合以将第一输入FET 210的源极耦接至第二输入FET 214的源极。在单一模式下，当第二LNA 204关闭时，将两个FET 210、214的源极耦接在一起使第二输入FET 214的电容Cgs2_off与第一输入FET 210的电容Cgs1_on并联布置。
电容Cgs2_off和Cgs1_on不一样大。然而，在单一模式期间闭合开关235以通过连接两个输入FET 210、214的源极来组合电容使得呈现在分离模式(即当LNA 202、204两者开启时)的输入阻抗更接近开关235断开情况下在单一模式期间呈现的输入阻抗。然而，与分离模式相比，这仍然代表大的阻抗变化。
当在分离模式操作时，当输入FET 214、210两者导通时，栅极电容Cgs1_on等于Cgs2_on。因此，两个输入FET 210、214的电容被布置成相互并联。如表2所示，这为分离模式产生期望的匹配输入。在分离模式，源极开关235是断开的。在分离模式期间断开源极开关235改进了输出216、268之间的噪声隔离。
图3是使用多个LNA的另一个前端放大器300的图示。除源极开关235外，前端放大器300具有至少一个栅极电容模块301，其包括在模块301的第一和第二端子之间串联连接的栅极电容器302和栅极开关304。可以切换栅极开关304以与输入FET 210的源极和栅极并联地插入栅极电容器302，以在第二LNA 204关闭时提供附加的输入电容。通过添加栅极电容器302的附加电容，单一模式期间的输入阻抗会更接近地匹配分离模式下的输入阻抗。因此，当在单一模式期间栅极开关304和源极开关235两者闭合的情况下，输入阻抗将非常接近地匹配分离模式期间(开关304、235两者断开期间)呈现的输入阻抗。在单一模式下，栅极开关304和源极开关235是闭合的。在分离模式下，栅极开关304和源极开关235是断开的。
在其它实施方式中，附加的栅极电容模块301被布置在FET 214或FET 210、214两者的栅极和源极之间。附加的栅极电容模块301的主要优势是LNA 202或204能够在单一模式操作，并且关闭的LNA 202、204可以具有其补偿的输入阻抗。由于这些LNA可以良好地专用于特定的信道，因此希望能够使用这些LNA开启或关闭的所有可能的组合。
当栅极电容302被布置在FET 210、214两者的源极处时，布置在电路中的总电容可以被分布在两个栅极电容302之间。另外，可以按任意顺序将每个栅极电容模块301内部的栅极电容器302和栅极开关304串联布置在栅极和源极之间。也就是说，开关304可以被直接耦接至FET 210、214的栅极，而电容器302被直接耦接至FET 210、214的源极。或者，电容器302可以被直接耦接至FET 210、214的栅极，而开关304被直接耦接至FET 210、214的源极。
在其它实施方式中，形成可选择的到地电容的附加的或替代的栅极电容模块301可以被布置在FET 210、214的栅极和地之间。附加的栅极电容模块301也可以被布置在沿导体的不同点处，该导体耦接FET 210、214的栅极以提供可以被选择性地使用的分布电容。正如用虚线示出模块301的事实表明的，这样的附加栅极电容模块301可以在一些实施方式中使用，而不在其它实施方式中使用。
图4是另一个前端放大器400的图示，该前端放大器400使用多个LNA。前端放大器400与图2所示的前端放大器200基本相同。然而，前端放大器400至少具有第一退化开关402以在单一模式期间将例如第一退化电感器238的退化部件与第二LNA 204断开。在一些实施方式中，第二退化开关404被布置在第一FET 210的源极和诸如第二退化电感器236的第二退化部件之间以允许退化电感器236从LNA 400中被移除。因此，在单一模式期间可以做出移除哪个电感器236、238的选择。用虚线示出第二退化开关404以表示它不是在所有实施方式中。本领域的普通技术人员能够明白，可以单独提供两个退化开关402、404中的任何一个，或者可以一起提供两个开关402、404。也就是说，用虚线示出退化开关404，而没有也用虚线示出退化开关402的事实仅仅是为了方便，并不意味着开关402、404中的一个优于另一个。
当源极开关235闭合时断开退化电感器236、238为活跃LNA 210、214提供操作条件，该操作条件更接近地匹配当源极开关235断开时在分离模式期间提供给每个LNA 210、214的操作条件。也就是说，当源极开关235在分离模式期间断开时，每个LNA 202、204仅看见耦接至与该LNA202、204关联的输入FET 210、214的各自的源极的一个退化电感器236、238的电感。当在单一模式期间不断开退化开关402、404中的任何一个的情况下，通过源极开关235的短路将两个退化电感器并联布置，从而降低其总的有效电感。因此，在活跃LNA202、204的源极处的电感将是分离模式下呈现的两倍。然而，通过断开单一模式下的退化开关402、404中的一个，在单一模式下操作的活跃LNA 202、214具有源极和地之间的电感负载，该电感负载等于退化电感器236、238中的仅一个的电感，因此，更接近地匹配分离模式期间呈现的电感。不管在单一模式期间开启哪一个LNA 202、204，设置第二退化开关404提供了在活跃输入FET 210、214的源极处呈现什么样的电感的灵活性。
图5示出了前端放大器500的又一个实施方式，该前端放大器500使用既能够在单一模式下操作也能够在分离模式下操作的多个LNA。在前端放大器500中，提供了退化开关402、404中的至少一个。此外，与图3所示的相似，前端放大器500的一个实施方式具有包括栅极电容器302和栅极开关304的栅极电容模块301。或者，或另外，前端放大器500具有耦接在输入FET 210、214的栅极和地之间的至少一个栅极电容模块301。如图3所示的前端放大器300的情况那样，用虚线示出栅极电容模块301以表示它们是包括电容器302以及关联的开关304的栅极电容模块301的可选择或可替代的模块。另外，如上关于前端放大器300所述，栅极电容模块301内串联电容器和开关的顺序不会影响操作。因此，可以串联耦接每个电容和关联的开关，而不考虑开关或电容器是否耦接至FET210、214的栅极。
应该注意的是，为了简化附图，图2的LNA控制器217没有在图3-5中明确地示出。然而，本领域的技术人员将会明白，与图2中示出的217相似的LNA控制器可以用于为LNA中的每个生成LNA控制信号，以及对通过上述公开讨论的各种开关235、304、402、404的断开和闭合进行控制。
根据公开的方法和设备的一个实施方式，开关235、304、402、404可以根据在此并入作为参考的美国专利第6,804,502号(“502专利”)中提供的技术以及其它相关专利中公开的技术进行制造。开关235、304、402、404中的一个或更多个的性能的进一步提高可以通过实现在此纳入作为参考的美国专利第7,910,993号(“993专利”)中提供的技术以及其它相关专利中公开的技术而获得。这种高性能开关的使用减少了开关的非线性，并因此减少了这种开关对接收器的性能的不利影响。然而，在很多实现中，可以使用性能特征(例如，线性、回波损耗、开关速度、集成容易度等)不如根据‘502和‘933专利公开的技术做出的开关的特征好的开关。因此，上面公开的开关中的每个或一些可以利用一个或更多个晶体管，包括FET、双极结晶体管(BJT)或者任何其它半导体开关的任意组合来实现。或者，这些开关可以通过机电或者MEM(微机电系统)技术来实现。
方法
图6是根据用于利用多于一个的放大器放大信号(例如CA信号)的一个实施方式的方法的图示。信号被施加至放大器的输入[步骤601]。在一些实施方式中，信号包括第一和第二非相邻信道。如果在第一信道的频率范围的限定末端和第二信道的频率范围的限定始端之间至少存在着狭窄的频率范围，那么认为第一和第二信道是非相邻的。通常，至少第三信道被限定在第一信道的末端和第二信道的始端之间的频率范围中。信道的频率范围通常由行业标准限定，但是在某些情况下，可由滤波器的3dB频率范围来限定，该滤波器通常用于接收通过信道传输的信号。
方法进一步包括在单一模式或分离模式之间进行选择[步骤603]。在一个实施方式中，通过开启第一LNA 202并关闭第二LNA 204做出在单一模式和分离模式之间的选择，以选择单一模式[步骤605]。在一个这样的实施方式中，通过将LNA控制信号施加至与诸如图2-5所示的FET 208的输出FET的栅极耦接的第一控制输入端子216来开启第一LNA 202。通过将LNA控制信号施加至第二控制输入端子218来关闭第二LNA204。类似地，通过将LNA控制信号施加至控制端子216、218以开启LNA202、204两者而做出分离模式的选择[步骤607]。
方法进一步包括在单一模式期间将第一LNA 202的输入FET的源极，例如FET 210的源极与第二LNA 204的输入FET的源极，例如FET 212的源极耦接[步骤609]，并且在分离模式期间去耦两个源极[步骤611]。在一个这样的实施方式中，源极开关235在单一模式下闭合，而在分离模式下断开。当源极开关235闭合时，源极开关235将输入FET 210、212的两个源极耦接。
图7示出的另一个实施方式进一步包括在单一模式期间，将电容器，例如栅极电容器302布置在输入FET 210、212的栅极和源极之间[步骤713]。在一个实施方式中，通过闭合栅极开关304将电容器如此布置。在分离模式期间，通过断开栅极开关304来断开电容器[步骤715]。一个这样的实施方式进一步包括选择栅极电容器的电容值，使得观察放大器所见的输入阻抗在单一模式期间和分离模式期间基本相同。换句话说，选择栅极电容器的电容，使得布置在与放大器输入耦接的信号源上的电容负载在栅极开关闭合的单一模式下和在栅极开关断开的分离模式下是相同的。
然而，在图8所示的另一实施方式中，方法包括在单一模式期间断开退化开关402、404以将非活跃LNA 202、214的输入FET 210、214的源极与诸如电感器236、238或者其他反馈电路的退化部件断开[步骤817]。方法可以进一步包括在第一单一模式闭合第一退化开关402并断开第二退化开关404，以及在第二单一模式断开第一退化开关402并闭合第二退化开关404。在一个实施方式中，这样的方法进一步包括在第一单一模式开启第一LNA 202并关闭第二LNA 204。该方法可以进一步包括在第二单一模式开启第二LNA 204并关闭第一LNA 202。在分离模式，退化部件236、238与输入FET 210、214的源极连接[步骤819]。
如图9所示，在一些实施方式中，可以修改图8说明的方法以移除步骤713和715。但是，在单一模式期间耦接输入FET 210、214的各源极并且将退化部件与输入FET 210、214中的一个的源极断开。在分离模式下，输入FET 210、214的源极被断开，并且退化部件236、238与输入FET 210、214各自的源极连接。
制造技术和选择
本领域的普通技术人员能够明白，可以实现本发明的各种实施方式以满足各种各样的规范。除非上文另有说明，合适的部件值的选择是设计选择的问题，并且可以以任何合适的IC技术(包括但不限于MOSFET和IGFET结构)或以混合或离散电路形式来实现本发明的各种实施方式。可以利用任何合适的基底和制程，包括但不限于标准块状硅、绝缘体上硅(SOI)、蓝宝石上硅(SOS)、GaN HEMT、GaAs pHEMT以及MESFET技术，对集成电路的实施方式进行制造。然而，在某些情况下，要求保护的发明构思可能特别地适用于基于SOI的制造过程(包括SOS)以及具有相似特征的制造过程。
已经描述了本发明的多个实施方式。应当明白，可以在不背离发明的精神和范围的情况下做出各种修改。例如，上面描述的一些步骤可能是顺序无关的，因此可以根据与上面描述的不同的顺序执行。此外，上面描述的一些步骤可以是可选择的。与上述方法相关的各种活动可以以重复、串行或并行的方式执行。可以明白，前面的描述是为了说明而不是限制本发明的范围，本发明由以下权利要求的范围所限定，并且其它实施方式在权利要求的范围内。

Claims (35)

1.一种放大器，包括：
(a)多个低噪声放大器(LNA)，每个所述LNA包括输入晶体管和输出晶体管；
(b)至少两个控制输入端子，每个所述控制输入端子耦接至所述LNA中对应LNA的输出晶体管；以及
(c)至少一个源极开关，其在第一操作模式期间连接所述LNA中的至少两个LNA的输入晶体管的源极端子，并且在至少第二操作模式期间断开所述源极端子。
2.根据权利要求1所述的放大器，其中耦接至所述控制输入端子的信号对相应的LNA进行开启或关闭。
3.根据权利要求1所述的放大器，进一步包括栅极电容模块，所述栅极电容模块具有第一和第二端子，所述第一端子被耦接至所述输入晶体管中的关联输入晶体管的栅极，而所述第二晶体管被耦接至所述关联输入晶体管的源极。
4.根据权利要求3所述的放大器，进一步至少包括第二电容模块，每个附加的电容模块具有第一和第二端子，所述第一端子被耦接至所述输入晶体管中的关联输入晶体管的栅极，而所述第二端子被耦接至所述关联输入晶体管的源极。
5.根据权利要求3所述的放大器，进一步包括具有至少一个开关控制信号输出的控制模块，其中每个栅极电容模块具有开关控制信号输入，对应的开关控制信号输出被耦接至所述开关控制信号输入。
6.根据权利要求3所述的放大器，其中每个栅极电容模块包括串联耦接在所述栅极电容模块的所述第一端子和所述第二端子之间的栅极电容器和栅极开关。
7.根据权利要求6所述的放大器，其中当所述关联的晶体管导通时，所述栅极开关断开，而当所述关联的晶体管没有导通时，所述栅极开关闭合。
8.根据权利要求1所述的放大器，进一步包括至少一个栅极电容模块，每个栅极电容模块具有第一和第二端子，所述第一端子被耦接至所述输入晶体管中的关联输入晶体管的栅极，而所述第二端子被耦接至地。
9.根据权利要求8所述的放大器，进一步包括具有至少一个开关控制信号输出的控制模块，其中每个栅极电容模块具有开关控制信号输入，对应的开关控制信号输出被耦接至所述开关控制信号输入。
10.根据权利要求8所述的放大器，其中每个栅极电容模块包括串联耦接在所述栅极电容模块的所述第一端子和所述第二端子之间的栅极电容器和栅极开关。
11.根据权利要求10所述的放大器，其中当所述关联的输入晶体管接通时，所述栅极开关断开，而当所述关联的输入晶体管断开时，所述栅极开关闭合。
12.根据权利要求1所述的放大器，进一步包括：
(a)退化部件；
(b)与所述退化部件串联耦接的退化开关，所述退化部件和退化开关的串联组合被耦接在所述输入晶体管之一的源极和电路地之间。
13.根据权利要求12所述的放大器，其中所述退化部件是退化电感器。
14.根据权利要求12所述的放大器，其中当所述源极开关闭合时，所述退化开关断开，而当所述源极开关断开时，所述退化开关闭合。
15.根据权利要求12所述的放大器，进一步至少包括第二退化部件和第二退化开关，所述第二退化部件和第二退化开关被串联耦接在第二输入晶体管的源极和地之间，并且当所述第一退化开关断开时，所述第二退化开关闭合。
16.根据权利要求12所述的放大器，进一步包括具有开关控制信号输出的控制模块，其中所述退化开关具有开关控制信号输入，所述开关控制信号输出被耦接至所述开关控制信号输入。
17.根据权利要求3所述的放大器，进一步包括：
(a)退化部件；
(b)与所述退化部件串联耦接的退化开关，所述退化部件和退化开关的串联组合被耦接在所述输入晶体管之一的源极和地之间。
18.根据权利要求17所述的放大器，其中所述退化部件是电感器。
19.根据权利要求17所述的放大器，
其中每个栅极电容模块包括串联耦接在所述栅极电容模块的所述第一端子和所述第二端子之间的栅极电容器和栅极开关，
其中当所述源极开关闭合时，所述退化开关断开，而当所述源极开关断开时，所述退化开关闭合，以及
其中当所述源极开关闭合时，所述栅极开关闭合，而当所述源极开关断开时，所述栅极开关断开。
20.根据权利要求17所述的放大器，进一步至少包括第二退化电感器和第二退化开关，
其中每个栅极电容模块包括串联耦接在所述栅极电容模块的所述第一端子和所述第二端子之间的栅极电容器和栅极开关，
其中当所述源极开关闭合时，所述退化开关断开，而当所述源极开关断开时，所述退化开关闭合，
其中当所述源极开关闭合时，所述栅极开关闭合，而当所述源极开关断开时，所述栅极开关断开，以及
其中所述第二退化电感器和第二退化开关被串联耦接在第二输入晶体管的源极和地之间，并且当所述第一退化开关断开时，所述第二退化开关闭合。
21.根据权利要求17所述的放大器，进一步包括具有开关控制信号输出的控制模块，其中所述退化开关具有开关控制信号输入，所述开关控制信号输出之一被耦接至所述开关控制信号输入，并且每个栅极电容模块具有开关控制信号输入，所述开关控制信号输出之一被耦接至所述开关控制信号输入。
22.一种用于在多于一个的放大器中放大信号的方法，包括：
(a)将所述被放大的信号耦接至至少第一和第二LNA的输入，每个LNA具有输入晶体管，所述输入晶体管具有第一端子、第二端子和第三端子，所述输入信号被施加至所述第一端子；
(b)在第一模式期间开启所述第一和第二LNA；
(c)在第一模式期间断开所述第一晶体管的第二端子和所述第二晶体管的第二端子之间的开关；
(d)在第二模式期间断开所述第一和第二晶体管中的一个；以及
(e)在所述第二模式中闭合所述第一和第二晶体管之间的所述开关。
23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括当具有第一晶体管的所述LNA关闭时，在所述第二模式期间，闭合栅极开关以将电容布置在所述第一晶体管的第一端子和所述第一晶体管的第二端子之间。
24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括在所述第一模式期间，断开所述开关以从所述第一晶体管的第一端子和所述第一晶体管的第二端子之间移除所述电容器。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述电容器的所述电容被选定，使得所述第一模式期间观察所述LNA所见的输入阻抗与所述第二模式期间观察所述LNA所见的输入阻抗基本相同。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一和第二晶体管是场效应晶体管，并且所述第一端子是栅极、所述第二端子是源极以及所述第三端子是漏极。
27.根据权利要求22所述的方法，进一步包括如果具有所述第一晶体管的所述LNA关闭，那么在所述第二模式期间，闭合栅极开关以将电容器布置在所述第一晶体管的第一端子和地之间。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括在所述第一模式期间，断开开关以将电容器从所述第一晶体管的第一端子和地之间断开。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述电容器的电容被选择，使得在所述第一模式期间观察所述LNA所见的输入阻抗与在所述第二模式期间观察所述LNA所见的输入阻抗基本相同。
30.根据权利要求28所述的方法，其中所述第一和第二晶体管是场效应晶体管，并且所述第一端子是栅极、所述第二端子是源极以及所述第三端子是漏极。
31.根据权利要求22所述的方法，进一步包括当从所述第一模式变化到所述第二模式时，断开第一退化开关以将所述第一和第二晶体管中之一的所述第二端子与地断开。
32.根据权利要求31所述的方法，进一步包括在所述第二模式期间闭合栅极开关以将电容器布置在所述第一晶体管的第一端子和所述第一晶体管的第二端子之间。
33.根据权利要求31所述的方法，进一步包括在所述第一模式期间断开开关以将电容器从所述第一晶体管的第一端子和所述第一晶体管的第二端子之间断开。
34.根据权利要求31所述的方法，进一步包括在所述第二模式期间闭合栅极开关以将电容器布置在所述第一端子和地之间。
35.根据权利要求31所述的方法，进一步包括在所述第一模式期间断开开关以将电容器从所述第一晶体管的所述第一端子和地之间断开。
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