CN117614398A - 具有改进的发射和接收性能的射频放大器电路 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及具有改进的发射和接收性能的射频放大器电路。无线电路可具有连接到发射放大器和接收放大器的天线。该无线电路可能够在发射模式和接收模式下操作,在该发射模式期间,仅该发射放大器是活动的,在该接收模式下,仅该接收放大器是活动的。该发射放大器可经由平衡‑不平衡转换器和射频耦合器在不利用在该发射模式期间启用并且在该接收模式期间禁用的中间开关的情况下连接到该天线。发射放大器可包括输入晶体管、共源共栅晶体管、被配置为使该共源共栅晶体管的栅极端子与偏置电压选择性地去耦合的第一开关、输出电容器、以及被配置为使该输出电容器与接地线选择性地去耦合的第二开关。该第一开关和该第二开关在该发射模式期间接通并且在该接收模式期间断开以增加该发射放大器的输出阻抗。
Description
本申请要求于2022年8月22日提交的美国专利申请17/892,869号的优先权,该美国专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及电子设备,并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。
背景技术
电子设备可具备无线通信能力。具备无线通信能力的电子设备具有无线通信电路,该无线通信电路具有一个或多个天线。无线通信电路中的无线收发器电路使用天线来发射和接收射频信号。
由天线发射的射频信号可通过功率放大器馈送,该功率放大器被配置为将低功率模拟信号放大成更适合于通过空气长距离传输的高功率信号。在天线处接收的射频信号可通过低噪声放大器馈送,该低噪声放大器被配置为将低功率模拟信号放大成高功率信号,以便在接收器处进行处理。设计用于电子设备的令人满意的功率放大器和低噪声放大器电路可能是具有挑战性的。
发明内容
电子设备可包括无线通信电路。无线通信电路可包括用于生成基带信号的一个或多个处理器或信号处理块、用于将基带信号上变频(调制)成射频并且用于将射频信号下变频(解调)成基带信号的收发器、用于在一个或多个天线处发射之前放大射频信号的射频功率放大器、以及用于在电子设备中放大在一个或多个天线处接收的射频信号的射频低噪声放大器。
本公开的方面提供了一种射频放大器,该射频放大器包括:第一输入晶体管,该第一输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有连接到第一放大器输出端子的源极-漏极端子;第二输入晶体管,该第二输入晶体管具有被配置为接收该射频信号的栅极端子并且具有连接到第二放大器输出端子的源极-漏极端子;第一电容器,该第一电容器连接到该第一放大器输出端子;第二电容器,该第二电容器连接到该第二放大器输出端子;第一开关,该第一开关被配置为使该第一电容器与接地线选择性地去耦合;以及第二开关,该第二开关被配置为使该第二电容器选与该接地线选择性地去耦合。第一电容器可具有连接到第一放大器输出端子的第一端子并且可具有经由第一开关连接到接地线的第二端子。第二电容器可具有连接到第二放大器输出端子的第一端子并且可具有经由第二开关连接到接地线的第二端子。第一开关和第二开关可在发射模式期间接通并且可在接收模式期间断开。
该射频放大器还可包括:第一共源共栅晶体管,该第一共源共栅晶体管具有连接到该第一输入晶体管的该源极-漏极端子的第一源极-漏极端子、连接到该第一放大器输出端子的第二源极-漏极端子、以及被配置为接收偏置电压的栅极端子;第二共源共栅晶体管,该第二共源共栅晶体管具有连接到该第二输入晶体管的该源极-漏极端子的第一源极-漏极端子、连接到该第二放大器输出端子的第二源极-漏极端子、以及被配置为接收该偏置电压的栅极端子;第三开关,该第三开关被配置为使该第一共源共栅晶体管的该栅极端子与该偏置电压选择性地去耦合;以及第四开关,该第四开关被配置为使该第二共源共栅晶体管的该栅极端子与该偏置电压选择性地去耦合。第三开关和第四开关可在发射模式期间接通并且可在接收模式期间断开。该射频放大器还可包括平衡-不平衡转换器,该平衡-不平衡转换器具有连接到该第一放大器输出端子的第一端子、连接到该第二放大器输出端子的第二端子、以及连接到电源电压的中心抽头端子,该电源电压在发射模式期间和接收模式期间被驱动为高。
本公开的方面提供了射频放大器,该射频放大器包括:第一输入晶体管,该第一输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有连接到第一放大器输出端子的源极-漏极端子;第二输入晶体管,该第二输入晶体管具有被配置为接收该射频信号的栅极端子并且具有连接到第二放大器输出端子的源极-漏极端子;第一共源共栅晶体管,该第一共源共栅晶体管具有连接到该第一输入晶体管的该源极-漏极端子的第一源极-漏极端子、连接到该第一放大器输出端子的第二源极-漏极端子、以及被配置为接收偏置电压的栅极端子;第二共源共栅晶体管,该第二共源共栅晶体管具有连接到该第二输入晶体管的该源极-漏极端子的第一源极-漏极端子、连接到该第二放大器输出端子的第二源极-漏极端子、以及被配置为接收该偏置电压的栅极端子;第一开关,该第一开关被配置为使该第一共源共栅晶体管的该栅极端子与该偏置电压选择性地去耦合;以及第二开关,该第二开关被配置为使该第二共源共栅晶体管的该栅极端子与该偏置电压选择性地去耦合。第一开关和第二开关可在发射模式期间接通并且可在接收模式期间断开。权利要求10的放大器还可包括:第一电容器,该第一电容器连接到第一放大器输出端子;第二电容器,该第二电容器连接到第二放大器输出端子;第三开关,该第三开关被配置为将该第一电容器切换为使用以及切换为停用;以及第四开关,该第四开关被配置为将该第二电容器切换为使用以及切换为停用。该放大器还可包括平衡-不平衡转换器电路,该平衡-不平衡转换器电路具有连接到该第一放大器输出端子的第一端子、连接到该第二放大器输出端子的第二端子、以及连接到电源电压的中心抽头端子,该电源电压在发射模式期间和接收模式期间被驱动为高。
本公开的方面提供了无线电路,该无线电路包括:发射放大器,该发射放大器具有连接到天线的放大器输出端;射频耦合器,该射频耦合器连接在该放大器输出端与该天线之间;以及平衡-不平衡转换器,该平衡-不平衡转换器连接到该放大器输出端。该平衡-不平衡转换器包括:初级绕组,该初级绕组具有线匝,以及次级绕组,该次级绕组具有外线匝,该外线匝与该初级绕组的该线匝至少部分地重叠并且具有被该外线匝包围的内线匝。该发射放大器可包括:输入晶体管,该输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有连接到该放大器输出端的源极-漏极端子;共源共栅晶体管,该共源共栅晶体管连接在该输入晶体管与该放大器输出端之间;第一开关,该第一开关被配置为使该共源共栅晶体管的栅极端子与偏置电压选择性地去耦合;电容器,该电容器连接到该放大器输出端;以及第二开关,该第二开关被配置为使该电容器与电源线选择性地去耦合。该次级绕组的该外线匝可具有第一宽度,并且该次级绕组的该内线匝可具有大于该第一宽度的第二宽度。该发射放大器可在不利用在该发射模式期间启用并且在该接收模式期间禁用的中间开关的情况下连接到该天线。
附图说明
图1是根据一些实施方案的具有无线电路的例示性电子设备的图示。
图2是根据一些实施方案的具有射频放大器的例示性无线电路的图示。
图3是根据一些实施方案的具有耦合到发射放大器和接收放大器的天线的例示性无线电路的图示。
图4是根据某个实施方案的例示性平衡-不平衡转换器电路的顶(平面)视图。
图5是根据一些实施方案的例示性射频发射放大器的电路图。
图6是示出根据一些实施方案的图5所示类型的射频发射放大器的例示性收发模式的状态图。
图7是根据一些实施方案绘制了发射放大器的作为不同电源电压的频率的函数的输出阻抗的图示。
图8是根据一些实施方案绘制了发射放大器的作为不同模式下的频率的函数的输出阻抗的图示。
具体实施方式
电子设备,诸如图1的设备10可具备无线电路。无线电路可包括:天线;射频发射放大器,该射频发射放大器被配置为放大用于在天线处发射的射频信号;以及射频接收放大器,该射频接收放大器被配置为放大在天线处接收的射频信号。发射放大器可经由平衡-不平衡转换器和射频耦合器耦合到天线。射频耦合器可在不利用中间发射启用开关的情况下耦合到天线。平衡-不平衡转换器可以为天线提供静电放电路径,从而无需接收路径中的单独的静电放电电感器。该无线电路可能够在发射放大器在发射射频信号时是活动的发射模式下操作并且可能够在接收放大器在接收射频信号时是活动的接收模式下操作。
平衡-不平衡转换器可被配置为在发射模式下提供低损耗负载拉移匹配并且在接收模式下从天线的角度提供高阻抗。发射放大器可被配置为当该发射放大器在接收模式下禁用时提供高输出阻抗。在接收模式期间,发射放大器的电源电压可保持很高,以提高发射放大器的输出阻抗。发射放大器可具有输出电容器,该输出电容器在接收模式期间选择性地切换为停用以减小位于发射放大器的输出端口处的电容,从而提高发射放大器的输出阻抗。发射放大器可具有放大器共源共栅晶体管,该放大器共源共栅晶体管具有栅极端子,该栅极端子在接收模式期间从虚拟接地节点选择性地去耦合,以减少在接收模式期间在发射放大器的输出端口处看到的寄生电容,从而提高在接收模式期间发射放大器的输出阻抗。在以这种方式配置和操作的情况下,射频接收放大器可单独进行优化,以提供改进的噪声系数性能。
图1的电子设备10可以是:计算设备,诸如膝上型计算机、台式计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或者其他手持式或便携式电子设备;较小的设备,诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备;或者佩戴在用户头部上的其他装备;或者其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备安装在信息亭或汽车中的系统)、连接无线互联网的语音控制的扬声器、家庭娱乐设备、遥控设备、游戏控制器、外围用户输入设备、无线基站或接入点、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装备;或者其他电子装备。
如图1中的功能框图所示,设备10可包括位于电子设备外壳诸如外壳12上或其内的部件。外壳12(有时可以称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如,不锈钢、铝、金属合金等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些实施方案中,外壳12的部分或全部可由介电或其他低电导率材料(例如,玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他实施方案中,外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。
设备10可包括控制电路14。控制电路14可包括存储装置,诸如存储电路16。存储电路16可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如,被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如,静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。存储电路16可包括集成在设备10内的存储装置和/或可移动存储介质。
控制电路14可包括处理电路,诸如处理电路18。处理电路18可用于控制设备10的操作。处理电路18可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)等。控制电路14可被配置为使用硬件(例如,专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可以存储在存储电路16(例如,存储电路16可以包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)上。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。存储在存储电路16上的软件代码可由处理电路18来执行。
控制电路14可用于运行设备10上的软件,诸如卫星导航应用程序、互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装备进行交互,控制电路14可用于实现通信协议。可使用控制电路14实现的通信协议包括:互联网协议、无线局域网(WLAN)协议(例如,IEEE802.11协议——有时称为)、用于其他短距离无线通信链路的协议诸如协议或其他无线个人区域网(WPAN)协议、IEEE 802.11ad协议(例如,超宽带协议)、蜂窝电话协议(例如,3G协议、4G(LTE)协议、5G协议等)、天线分集协议、卫星导航系统协议(例如,全球定位系统(GPS)协议、全球导航卫星系统(GLONASS)协议等)、基于天线的空间测距协议(例如,在毫米和厘米波频率下传送的信号的无线电探测与测距(RADAR)协议或其他期望的距离检测协议)或任何其他期望的通信协议。每种通信协议可与对应的无线电接入技术(RAT)相关联,该无线电接入技术指定用于实现该协议的物理连接方法。
设备10可包括输入-输出电路20。输入-输出电路20可包括输入-输出设备22。输入-输出设备22可用于允许将数据供应给设备10并且允许将数据从设备10提供给外部设备。输入-输出设备22可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如,输入-输出设备22可包括触摸传感器、显示器(例如,触敏显示器和/或力敏显示器)、发光部件诸如没有触摸传感器能力的显示器、按钮(机械、电容、光学等)、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、运动传感器(加速度计、陀螺仪和/或检测运动的罗盘)、电容传感器、接近传感器、磁传感器、力传感器(例如,耦接到显示器以检测施加到显示器的压力的力传感器)等。在一些配置中,键盘、耳机、显示器、指向设备诸如触控板、鼠标和操纵杆以及其他输入-输出设备可使用有线或无线连接耦接至设备10(例如,输入-输出设备22中的一些可为经由有线或无线链路耦接至设备10的主处理单元或其他部分的外围设备)。
输入-输出电路20可包括无线电路24以支持无线通信。无线电路24(在本文中有时被称为无线通信电路24)可包括一个或多个天线。无线电路24还可包括基带处理器电路、收发器电路、放大器电路、滤波器电路、切换电路、射频传输线和/或用于利用天线发射和/或接收射频信号的任何其他电路。
无线电路24可以在无线电频率(在本文中有时称为通信频带或简称为“带”)的对应频带内发射和/或接收射频信号。由无线电路24处理的频带可以包括无线局域网(WLAN)频带(例如,(IEEE 802.11)或其他WLAN通信频带)诸如2.4GHz WLAN频带(例如,2400MHz至2480MHz)、5GHz WLAN频带(例如,5180MHz至5825MHz)、/>6E频带(例如,5925MHz至7125MHz)和/或其他/>频带(例如,1875MHz至5160MHz);无线个人区域网(WPAN)频带诸如2.4GHz/>频带或其他WPAN通信频带;蜂窝电话频带(例如,约600MHz至约5GHz的频带、3G频带、4G LTE频带、低于10GHz的5G新空口频率范围1(FR1)频带、在20GHz和60GHz之间的5G新空口频率范围2(FR2)频带等);10GHz至300GHz之间的其他厘米或毫米波频带;近场通信频带(例如,13.56MHz);卫星导航频带(例如,1565MHz至1610MHz的GPS频带、全球卫星导航系统(GLONASS)频带、北斗卫星导航系统(BDS)频带等);在IEEE802.15.4协议和/或其他超宽带通信协议下工作的超宽带(UWB)频带;在3GPP无线通信标准族下的通信频带;在IEEE 802.XX标准族下的通信频带,和/或任何其他期望的感兴趣的频带。
图2是示出无线电路24内的例示性部件的图示。如图2所示,无线电路24可包括处理器诸如处理器26、射频(RF)收发器电路诸如射频收发器28、射频前端电路诸如射频前端模块(FEM)40以及天线42。处理器26可以是基带处理器、应用处理器、通用处理器、微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、专用信号处理硬件或其他类型的处理器。处理器26可通过路径34耦合到收发器28。收发器28可经由射频传输线路径36耦接到天线42。射频前端模块40可设置在收发器28与天线42之间的射频传输线路径36上。
在图2的示例中,为了清楚起见,无线电路24被示出为仅包括单个处理器26、单个收发器28、单个前端模块40和单个天线42。一般来讲,无线电路24可包括任何期望数量的处理器26、任何期望数量的收发器36、任何期望数量的前端模块40以及任何期望数量的天线42。每个处理器26可通过相应路径34耦接到一个或多个收发器28。每个收发器28可包括被配置为将上行链路信号输出到天线42的发射器电路30,可包括被配置为从天线42接收下行链路信号的接收器电路32,并且可通过相应射频传输线路径36耦接到一个或多个天线42。每个射频传输线路径36可具有设置在其上的相应前端模块40。如果需要,两个或更多个前端模块40可设置在相同射频传输线路径36上。如果需要,可在其上没有设置任何前端模块的情况下实现无线电路24中的射频传输线路径36中的一个或多个射频传输线路径。
射频传输线路径36可耦接到天线42上的天线馈电部。天线馈电部可例如包括正天线馈电端子和接地天线馈电端子。射频传输线路径36可具有正传输线信号路径,该正传输线信号路径耦接到天线42上的正天线馈电端子。射频传输线路径36可具有接地传输线信号路径,该接地传输线信号路径耦接到天线42上的接地天线馈电端子。该示例仅仅是例示性的,并且一般来讲,天线42可使用任何期望的天线馈电方案来馈电。如果需要,天线42可具有耦接到一个或多个射频传输线路径36的多个天线馈电部。
射频传输线路径36可包括用于路由设备10(图1)内的射频天线信号的传输线。设备10中的传输线可包括同轴电缆、微带传输线、带状线传输线、边缘耦合的微带传输线、边缘耦合的带状线传输线、由这些类型的传输线的组合形成的传输线等。设备10中的传输线诸如射频传输线路径36中的传输线可集成到刚性和/或柔性印刷电路板中。
在执行无线发射时,处理器26可通过路径34向收发器28提供发射信号(例如,数字或基带信号)。收发器28还可包括用于将从处理器26接收的发射(基带)信号转换为对应射频信号的电路。例如,收发器电路28可包括用于在通过天线42传输之前将发射(基带)信号上变频(或调制)为射频的混频器电路。其中处理器26与收发器28通信的图2的示例仅为例示性的。一般来讲,收发器28可以与基带处理器、应用处理器、通用处理器、微控制器、微处理器或电路18内的一个或多个处理器通信。收发器电路28还可包括用于在数字域与模拟域之间转换信号的数模转换器(DAC)电路和/或模数转换器(ADC)电路。收发器28可使用发射器(TX)30经由射频传输线路径36和前端模块40通过天线42传输射频信号。天线42可通过将射频信号辐射到自由空间中来将射频信号传输到外部无线装备。
在执行无线接收时,天线42可从外部无线装备接收射频信号。可将所接收的射频信号经由射频传输线路径36和前端模块40传送到收发器28。收发器28可以包括用于从前端模块40接收信号和用于将所接收的射频信号转换为对应的基带信号的电路,诸如接收器(RX)32。例如,收发器28可包括用于在将所接收的信号通过路径34传送到处理器26之前将所接收的射频信号下变频(或解调)为基带频率的混频器电路。
前端模块(FEM)40可包括对通过射频传输线路径36传送(发射和/或接收)的射频信号操作的射频前端电路。例如,FEM 40可包括前端模块(FEM)部件,诸如射频滤波器电路44(例如,低通滤波器、高通滤波器、陷波滤波器、带通滤波器、复用电路、双工器电路、天线共用器电路、三工器电路等)、切换电路46(例如,一个或多个射频开关)、射频放大器电路48(例如,一个或多个功率放大器电路50和/或一个或多个低噪声放大器电路52)、阻抗匹配电路(例如,帮助匹配天线42的阻抗与射频传输线36的阻抗的电路)、天线调谐电路(例如,调节天线42的频率响应的电容器、电阻器、电感器和/或开关的网络)、射频耦合器电路、电荷泵电路、电源管理电路、数字控制和接口电路,和/或对由天线42发射和/或接收的射频信号进行操作的任何其他期望的电路。可将前端模块部件中的每一者安装到公共(共享)衬底,诸如刚性印刷电路板衬底或柔性印刷电路衬底。如果需要,各种前端模块部件还可以集成到单个集成电路芯片中。如果需要,放大器电路48和/或前端40中的其他部件(诸如滤波器电路44)也可以被实现为收发器电路28的一部分。
滤波器电路44、切换电路46、放大器电路48和其他电路可以沿射频传输线路径36设置,可以结合到FEM 40中,和/或可以结合到天线42中(例如,以支持天线调谐、以支持在期望频带中的操作等)。可(例如,使用控制电路14)调节这些部件(在本文中有时被称为天线调谐部件)以随时间调节天线42的频率响应和无线性能。
收发器28可与前端模块40分开。例如,可在另一个衬底诸如设备10的主逻辑板、刚性印刷电路板或并非前端模块40的一部分的柔性印刷电路上形成收发器28。虽然为了清楚起见,在图1的示例中,控制电路14被示出为与无线电路24分开,但是无线电路24可包括处理电路和/或存储电路,该处理电路形成处理电路18的一部分,该存储电路形成控制电路14的存储电路16的一部分(例如,控制电路14的各部分可在无线电路24上实现)。作为一个示例,处理器26和/或收发器28的部分(例如,收发器28上的主机处理器)可形成控制电路14的一部分。控制电路14(例如,处理器26上形成的控制电路14的部分、收发器28上形成的控制电路14的部分和/或与无线电路24分开的控制电路14的部分)可提供控制前端模块40的操作的控制信号(例如,通过设备10中的一个或多个控制路径)。
收发器电路28可包括处理WLAN通信频带(例如,(IEEE 802.11)或其他WLAN通信频带)诸如2.4GHz WLAN频带(例如,2400MHz至2480MHz)、5GHz WLAN频带(例如,5180MHz至5825MHz)、/>6E频带(例如,5925MHz至7125MHz)和/或其他/>频带(例如,1875MHz至5160MHz)的无线局域网收发器电路;处理2.4GHz/>频带或其他WPAN通信频带的无线个人区域网收发器电路;处理蜂窝电话频带(例如,约600MHz至约5GHz的频带、3G频带、4G LTE频带、低于10GHz的5G新空口频率范围1(FR1)频带、在20GHz和60GHz之间的5G新空口频率范围2(FR2)频带等)的蜂窝电话收发器电路;处理近场通信频带(例如,13.56MHz)的近场通信(NFC)收发器电路;处理卫星导航频带(例如,1565MHz至1610MHz的GPS频带、全球卫星导航系统(GLONASS)频带、北斗卫星导航系统(BDS)频带等)的卫星导航接收器电路;使用IEEE 802.15.4协议和/或其他超宽带通信协议来处理通信的超宽带(UWB)收发器电路;和/或用于覆盖任何其他期望的感兴趣通信频带的任何其他期望的射频收发器电路。
无线电路24可包括一个或多个天线,诸如天线42。可使用任何期望的天线结构来形成天线42。例如,天线42可以是具有谐振元件的天线,该天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、单极天线、偶极、这些设计的混合等形成。两个或更多个天线42可被布置成一个或多个相控天线阵列(例如,用于在毫米波频率下传送射频信号)。寄生元件可包括在天线42中以调节天线性能。天线42可设置有导电腔,该导电腔支撑天线42的天线谐振元件(例如,天线42可以是背腔天线,诸如背腔隙缝天线)。
图3是具有耦合到射频功率放大器50和射频低噪声放大器52的天线42的例示性无线电路24的图示。放大器50被配置为放大用于在天线42处发射的射频信号并且因此有时称为发射放大器或射频(RF)信号发射放大器电路。诸如上变频(调制器)电路等电路和数模转换器(DAC)可耦合到放大器50的输入端口。放大器52被配置为放大在天线42处接收的射频信号并且因此有时称为接收放大器或射频(RF)信号接收放大器电路。诸如下变频(解调器)电路等电路和模数转换器(ADC)可耦合到放大器52的输出端口。
无线电路24可能够在发射(TX)模式和接收(RX)模式下操作。当无线电路24在发射模式下操作时,发射放大器50可以是活动的(启用或切换为使用),而接收放大器52可以是空闲的(禁用或切换为停用)。当无线电路24在接收模式下操作时,接收放大器52可以是活动的(启用或切换为使用),而发射放大器50可以是空闲的(禁用或切换为停用)。
如图3所示,发射放大器50可经由诸如平衡-不平衡转换器60和射频耦合器62等平衡-不平衡转换器电路连接到天线42。平衡-不平衡转换器60可包括具有连接到发射放大器50的差分输出端口的端子的初级线圈(绕组)64-1并且可包括具有连接到射频耦合器62的第一端子并且具有连接到接地线66的第二端子(例如,其上提供接地电压的接地电源端子)的次级线圈(绕组)64-2。根据实施方案,射频耦合器62可在不利用中间发射启用开关(即,在发射模式期间选择性地激活以用于将耦合器62连接到天线42并且在接收模式期间选择性地禁用以用于将耦合器62与天线42断开连接的串联开关)的情况下连接到天线42。射频耦合器62可选地直接连接到天线42。以这种方式连接,次级线圈64-2可为天线42提供静电放电路径(参见ESD路径72)。因此,接收路径中无需包括单独的ESD放电路径(即,接收路径不包括任何专用的ESD分流电感器)。
天线42可经由诸如串联电感器Lser和接地开关68等射频前端部件连接到接收放大器52的输入端口。串联电感器Lser可具有耦合到天线42的第一端子和耦合到接地开关68的第二端子。接地开关68可由发射使能信号Tx_en控制,该发射使能信号在发射模式期间被断言,以将串联电感器Lser的第二端子分流至接地线66。激活接地开关68可用于将接收放大器52切换为停用(即,禁用接收路径)。此外,平衡-不平衡转换器60的次级线圈64-2可在较低频率下充当短路,这也可有助于在接收模式下拒绝来自某些频率的信号。
如上所述,接地开关68可用于选择性地禁用接收路径。然而,射频耦合器62在不利用任何中间发射路径启用开关的情况下耦合到天线。因此,天线42在发射模式或接收模式下都耦合到平衡-不平衡转换器60。因此,平衡-不平衡转换器60需要被设计成在发射模式下提供低损耗负载拉移匹配并且在接收模式下从天线42的角度提供高阻抗。图4是示出可在发射模式下提供低损耗负载拉移匹配并且在接收模式下从天线42的角度提供高阻抗的平衡-不平衡转换器60的例示性布局的顶(平面)视图。
如图4所示,平衡-不平衡转换器60可包括初级绕组(线圈)64-1,该初级绕组仅具有单线匝并且具有输入端子T1和T1以及中心抽头。平衡-不平衡转换器60的中心抽头可连接到放大器电源端子,该放大器电源端子被配置为接收在电源端子67上提供的电源电压Vsup。平衡-不平衡转换器60还可包括具有两线匝的次级绕组(线圈)64-2。次级绕组可具有连接到射频耦合器(参见图3中的耦合器62)的第一输出端子和连接到接地的第二输出端子。特别地,在2D俯视图中,平衡-不平衡转换器20的次级绕组可具有与初级绕组64-1至少部分地重叠的外线匝64-2'(例如,线圈64-2的外线匝的一部分在线圈64-1的单线匝上方或下面延伸),并且可具有与初级绕组64-1不重叠的内线匝64-2”。次级绕组的外线匝64-2'和初级绕组的单线匝在不同的金属布线层中形成。次级绕组的外线匝64-2'可通过上跨或下穿结构(overpass or underpass structure)80和相应通孔82耦合到内线匝64-2”。次级线圈的外线匝64-2'可使用具有第一宽度W1的绕组形成。相比之下,次级线圈的内线匝64-2”可使用具有与第一宽度W1不同的第二宽度W2的绕组形成。在图4的示例中,第二宽度W2大于第一宽度W1。以这种方式配置,平衡-不平衡转换器60可提供接近1:2的升高的平衡-不平衡转换器电感转化率、在发射模式下提供低损耗负载拉移匹配、以及在接收模式下从天线42的角度提供高阻抗。
图4所示的平衡-不平衡转换器60的结构是例示性的,并且并非旨在限制本发明实施方案的范围。在另一个实施方案中,外线匝64-2'的宽度W1可大于内线匝64-2”的宽度W2。在另一个实施方案中,初级绕组可能仅与次级线圈的内绕组64-2”重叠。如果需要,平衡-不平衡转换器60的初级绕组64-1可具有多于一线匝,可具有至少两线匝、至少三线匝、两到五线匝或多于五线匝。如果需要,平衡-不平衡转换器60的次级绕组可仅具有一线匝,可具有多于两线匝,可具有至少三线匝、两到五线匝或多于五线匝。初级绕组64-1的线匝数可与次级绕组64-2的线匝数不同。可选地,初级绕组64-1的线匝数可与次级绕组64-2线匝数相同。如果需要,内线匝、外线匝或中间线匝的绕组宽度可改变,也可相同。如果需要,初级线圈64-1的一部分可与次级线圈64-2的相应部分重叠。
由于平衡-不平衡转换器60的初级绕组64-1与次级绕组64-2之间的磁耦合在接收模式期间保持完整,因此发射放大器50具有在次级绕组64-2上看到的输出阻抗(例如,参见图3中的功率放大器输出端阻抗Rout)。因此,发射放大器50即使在接收模式期间断开,也需要提供高输出阻抗Zout。
图5是例示性射频发射放大器50的电路图。如图5所示,发射放大器50可包括诸如输入晶体管M1和M2等输入晶体管(例如,n型金属氧化物半导体或NMOS器件)、诸如共源共栅晶体管Mcas1和Mcas2等共源共栅晶体管(例如,NMOS器件)、以及平衡-不平衡转换器60。输入晶体管M1具有耦合到接地电源线66的源极端子、耦合到第一放大器输入端子in1的栅极端子、以及漏极端子。类似地,输入晶体管M2具有耦合到接地电源线66的源极端子、耦合到第二放大器输入端子in2的栅极端子、以及漏极端子。输入端子in1和in2共同形成发射放大器50的差分输入端口。
共源共栅晶体管Mcas1具有耦合到输入晶体管M1的漏极端子的源极端子、被配置为接收共源共栅偏置电压的栅极端子、以及输出到第一放大器输出端子out1的漏极端子。类似地,共源共栅晶体管Mcas2具有耦合到输入晶体管M2的漏极端子的源极端子、被配置为接收共源共栅偏置电压的栅极端子、以及输出到第二放大器输出端子out2的漏极端子。输出端子out1和out2共同形成发射放大器50的差分输出端口。
当提到金属氧化物半导体晶体管的导电端子时,术语“源极”和“漏极”有时可互换使用。因此,源极端子和漏极端子有时被称为“源极-漏极”端子(例如,晶体管具有栅极端子、第一源极-漏极端子和第二源极-漏极端子)。共源共栅晶体管可在本文中定义为晶体管,该晶体管具有耦合到输入晶体管的第一源极-漏极端子、耦合到放大器输出端口的第二源极-漏极端子、以及被配置为接收偏置电压的栅极端子。平衡-不平衡转换器60(例如,关于图3和图4描述类型的平衡-不平衡转换器电路)可跨输出端子out1和out2耦合。平衡-不平衡转换器60可具有被配置为接收电源电压Vsup的中心抽头端子。
根据一些实施方案,放大器输出端子out1可耦合到使用晶体管Moutdec1选择性地激活的第一电容器C1。电容器C1具有耦合到out1的第一端子和耦合到晶体管Moutdec1的第二端子。晶体管Moutdec1具有耦合到C1的第二端子的漏极端子、耦合到接地的源极端子、以及被配置为接收发射使能信号Tx_en的栅极端子。发射使能信号Tx_en仅在发射模式期间被断言(例如,被驱动为高)并且在接收模式期间被去断言(例如,被驱动为低)。类似地,放大器输出端子out2可耦合到使用晶体管Moutdec2选择性地激活的第二电容器C2。电容器C2具有耦合到out2的第一端子和耦合到晶体管Moutdec2的第二端子。晶体管Moutdec2具有耦合到C2的第二端子的漏极端子、耦合到接地的源极端子、以及被配置为接收发射使能信号Tx_en的栅极端子。
以这种方式配置,电容器C1和C2可在发射模式期间切换为使用(激活),以在发射模式期间提供足够的负载拉移匹配,并且该电容器可在接收模式期间切换为停用(禁用)。停用发射放大器50的out1和out2的电容器C1和C2减少了放大器输出端口处的总电容量,从而在接收模式期间增加Zout。因此,晶体管Moutdec1和Moutdec2可称为输出电容去耦合开关。由于晶体管Moutdec1和Moutdec2在发射模式期间接通,因此该晶体管在其漏极至源极结两端经历最小电压。这使得晶体管Moutdec1和Moutdec2成为提供较低的导通电阻的薄氧化物、低阈值电压设备。使用低阈值电压设备可在发射模式期间提供较低损耗。
共源共栅晶体管Mcas1和Mcas2的栅极端子可耦合到仅在发射模式期间选择性地激活的诸如晶体管Mcasdec1和Mcasdec2等附加开关。例如,晶体管Mcasdec1和Mcasdec2可以是p型金属氧化物半导体(PMOS)器件。晶体管Mcasdec1可具有耦合到共源共栅晶体管Mcas1的栅极端子的第一源极-漏极端子、耦合到节点89的第二源极-漏极端子、以及被配置为经由第一电阻器R1接收信号Tx_enb信号的栅极端子。信号Tx_enb可以是发射使能信号Tx_en的反相版本。类似地,晶体管Mcasdec2可具有耦合到共源共栅晶体管Mcas2的栅极端子的第一源极-漏极端子、耦合到节点89的第二源极-漏极端子、以及被配置为经由第二电阻器R2接收信号Tx_enb信号的栅极端子。节点89可经由第三(偏置)电阻器Rbias耦合到偏置电压Vbias。偏置电压Vbias可以是接地电压、正电源电压、负电压、或者位于正电源电压与接地电压之间的某个中间电压。可在节点89上提供共源共栅偏置电压。这种布置的节点89可表现得像虚拟接地节点。
共源共栅晶体管Mcas1和Mcas2可具有有助于放大器50的输出端口处的总电容的大的栅极到漏极电容。如上所述,减小放大器50的输出端口处的总电容可有助于减少输出电容Cout。因此,在接收模式期间,晶体管Mcasdec1和Mcasdec2可断开(禁用)以使共源共栅晶体管的栅极端子浮动,这样就能有效地移除共源共栅晶体管的栅极到漏极电容,从而减小放大器50的输出电容。在发射模式下,晶体管Mcasdec1和Mcasdec1接通(激活),以将共源共栅晶体管的栅极端子重新连接到虚拟接地节点89。因此,晶体管Mcasdec1和Mcasdec2可称为共源共栅电容去耦合开关。晶体管Mcasdec1和Mcasdec2可使用提供较低的导通电阻的低阈值电压设备来实施。对晶体管Mcasdec1和Mcasdec2使用较低导通电阻设备使得对放大器50的发射性能的影响最小化。图5中晶体管Mcasdec1和Mcasdec2被实施为p沟道晶体管的示例是例示性的。如果需要,共源共栅电容去耦合开关Mcasdec1和Mcasdec2可被实施为由信号Tx_en控制的n沟道晶体管。
图6是示出射频发射放大器50的例示性收发模式的状态图。如图6所示,发射放大器50可在诸如TX模式90等发射模式与诸如RX模式92等接收模式之间切换。当在发射模式90下操作时,发射放大器可主动放大射频信号,放大器电源电压Vsup被驱动为高到达正电源电压电平,并且信号Tx_en和Tx_enb分别被驱动为高和低。高Vsup电压使得发射放大器能够正确操作。将信号Tx_en驱动为高会接通开关Moutdec1和Moutdec2,从而将输出电容器C1和C2切换为使用,使得C1和C2可在发射模式期间提供所需的负载拉移匹配。驱动信号Tx_en还会接通接地开关68(参见图3),从而禁用接收路径。将信号Tx_enb驱动为低会接通开关Mcasdec1和Mcasdec2,从而允许共源共栅晶体管Mcas1和Mcas2接收来自节点89的偏置电压。开关Mcasdec1和Mcasdec2在发射模式下不会增加任何损耗。
当在接收模式92下操作时,发射放大器可被禁用,放大器电源电压Vsup仍被驱动为高到达正电源电压电平,并且信号Tx_en和Tx_enb分别被驱动为低和高。高Vsup电压反向偏置位于共源共栅晶体管Mcas1和Mcas2的漏极端子处的p-n结。图7是根据一些实施方案绘制了发射放大器50的作为不同电源电压的频率的函数的等效并行输出阻抗Rout的图示。在图7中,曲线94表示放大器50在第一Vsup电平下的关断电阻Rout,而曲线96表示放大器50在高于第一Vsup电平的第二Vsup电平(箭头98示出增加的Vsup电平)下的关断电阻Rout。如图7所示,较高的Vsup电平在宽的频率范围内提供升高的Rout,off电平。因此,在接收模式期间保持电源电压Vsup为高可帮助增加放大器50的输出阻抗。在接收模式期间保持Vsup为高通常是反直觉的,因为发射放大器的电源在接收模式期间通常会断开以节省电力。在此期间,输入端和共源共栅晶体管的栅极端子处的偏置电压可被驱动为低(例如,至接地)。由于晶体管Mcasdec1和Mcasdec2在接收模式期间断开,因此共源共栅晶体管Mcas1和Mcas2的低偏置电压可通过与地的高电阻连接来提供。这可通过将诸如Mbiasrx1等小型NMOS晶体管与电阻器R3串联连接到Mcas1的栅极端子来实现。类似地,诸如Mbiasrx2等小型NMOS晶体管可与高电阻器R4串联连接到Mcas2的栅极端子。晶体管Mbiasrx1和Mbiasrx2的栅极端子由Tx_enb控制,该Tx_enb在接收/发射模式期间分别被拉移为高/低。电阻器R1、R2、R3和R4的电阻值应相对较高,分别大于1kΩ、10kΩ、100kΩ或1MΩ以上。
将信号Tx_en驱动为低会断开开关Moutdec1和Moutdec2,从而将输出电容器C1和C2切换为停用,使得C1和C2与发射放大器50的输出端口去耦合,从而增加Rout。将信号Tx_enb驱动为高会断开开关Mcasdec1和Mcasdec2,使得共源共栅晶体管的栅极端子与虚拟接地节点89去耦合,从而移除共源共栅晶体管的栅极到漏极电容并且因此减少放大器50的输出电容。放大器50有效输出电容(Cout)的减小如图8所示。如图8所示,线100表示在TX模式期间的Cout电平,而线102表示在RX模式期间的Cout电平。在TX模式期间,开关Moutdec1、Moutdec2、Mcasdec1和Mcasdec2接通,因此Cout将具有高值C1。在RX模式期间,开关Moutdec1、Moutdec2、Mcasdec1和Mcasdec2将全部断开,因此Cout将具有较低值C2。
以上结合图1至图8描述的方法和操作可由设备10的部件使用软件、固件和/或硬件(例如,专用电路或硬件)来执行。用于执行这些操作的软件代码可存储在非暂态计算机可读存储介质(例如,有形计算机可读存储介质)上,该非暂态计算机可读存储介质存储在设备10的部件中的一个或多个部件上(例如,图1的存储电路16和/或无线通信电路24)。该软件代码有时可被称为软件、数据、指令、程序指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括驱动器、非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可移动闪存驱动器或其他可移动介质、其他类型的随机存取存储器等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可由设备10的部件中的一个或多个部件上的处理电路(例如,无线通信电路24中的处理电路、图1的处理电路18等)来执行。处理电路可包括微处理器、应用处理器、数字信号处理器、中央处理单元(CPU)、具有处理电路的专用集成电路或其他处理电路。
根据实施方案,提供了一种射频放大器,该射频放大器包括:第一输入晶体管,该第一输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有耦合到第一放大器输出端子的源极-漏极端子;第二输入晶体管,该第二输入晶体管具有被配置为接收该射频信号的栅极端子并且具有耦合到第二放大器输出端子的源极-漏极端子;第一电容器,该第一电容器耦合到该第一放大器输出端子;以及第一开关,该第一开关被配置为使该第一电容器与接地线选择性地去耦合。
根据另一个实施方案,该射频放大器包括:第二电容器,该第二电容器耦合到该第二放大器输出端子;以及第二开关,该第二开关被配置为使该第二电容器与该接地线选择性地去耦合。
根据另一个实施方案,该第一开关和该第二开关在发射模式期间接通并且在接收模式期间断开。
根据另一个实施方案,该射频放大器包括第一共源共栅晶体管,该第一共源共栅晶体管具有耦合到该第一输入晶体管的该源极-漏极端子的第一源极-漏极端子、耦合到该第一放大器输出端子的第二源极-漏极端子,以及被配置为接收偏置电压的栅极端子;以及第二共源共栅晶体管,该第二共源共栅晶体管具有耦合到该第二输入晶体管的该源极-漏极端子的第一源极-漏极端子、耦合到该第二放大器输出端子的第二源极-漏极端子,以及被配置为接收该偏置电压的栅极端子。
根据另一个实施方案,该射频放大器包括:第三开关,该第三开关被配置为使该第一共源共栅晶体管的该栅极端子与该偏置电压选择性地去耦合;以及第四开关,该第四开关被配置为使该第二共源共栅晶体管的该栅极端子与该偏置电压选择性地去耦合。
根据另一个实施方案,该射频放大器包括:第五开关,该第五开关被配置为使该第一共源共栅晶体管的该栅极端子与该接地线选择性地耦合;以及第六开关,该第六开关被配置为使该第二共源共栅晶体管的该栅极端子与该接地线选择性地耦合。
根据另一个实施方案,该第三开关和该第四开关在发射模式期间接通并且在接收模式期间断开,并且该第五开关和该第六开关在该发射模式期间断开并且在该接收模式期间接通。
根据另一个实施方案,该第一开关和该第二开关由使能信号控制,并且该第三开关、该第四开关、该第五开关和该第六开关由该使能信号的反相版本控制。
根据另一个实施方案,该射频放大器包括平衡-不平衡转换器,该平衡-不平衡转换器具有耦合到该第一放大器输出端子的第一端子、耦合到该第二放大器输出端子的第二端子、以及耦合到电源电压的中心抽头端子,该电源电压在发射模式期间和接收模式期间被驱动为高。
根据实施方案,提供了一种射频放大器,该射频放大器包括:第一输入晶体管,该第一输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有耦合到第一放大器输出端子的源极-漏极端子;第二输入晶体管,该第二输入晶体管具有被配置为接收该射频信号的栅极端子并且具有耦合到第二放大器输出端子的源极-漏极端子;第一共源共栅晶体管,该第一共源共栅晶体管耦合在该第一输入晶体管的该源极-漏极端子与该第一放大器输出端子之间,该第一共源共栅晶体管具有被配置为接收偏置电压的栅极端子;以及第一开关,该第一开关被配置为使该第一共源共栅晶体管的该栅极端子与该偏置电压选择性地去耦合。
根据另一个实施方案,该射频放大器包括:第二共源共栅晶体管,该第二共源共栅晶体管耦合在该第二输入晶体管的该源极-漏极端子与该第二放大器输出端子之间,该第二共源共栅晶体管具有被配置为接收该偏置电压的栅极端子;以及第二开关,该第二开关被配置为使该第二共源共栅晶体管的该栅极端子与该偏置电压选择性地去耦合。
根据另一个实施方案,该第一开关和该第二开关在发射模式期间接通并且在接收模式期间断开。
根据另一个实施方案,该射频放大器包括:第一电容器,该第一电容器耦合到该第一放大器输出端子;第二电容器,该第二电容器耦合到该第二放大器输出端子;第三开关,该第三开关被配置为将该第一电容器切换为使用以及切换为停用;以及第四开关,该第四开关被配置为将该第二电容器切换为使用以及切换为停用。
根据另一个实施方案,该第一开关和该第二开关包括p沟道晶体管,并且该第三开关和该第四开关包括n沟道晶体管。
根据另一个实施方案,该射频放大器包括平衡-不平衡转换器电路,该平衡-不平衡转换器电路具有耦合到该第一放大器输出端子的第一端子、耦合到该第二放大器输出端子的第二端子、以及耦合到电源电压的中心抽头端子,该电源电压在发射模式期间和接收模式期间被驱动为高。
根据实施方案,提供了一种无线电路,该无线电路包括:发射放大器,该发射放大器具有耦合到天线的放大器输出端;射频耦合器,该射频耦合器耦合在该放大器输出端与该天线之间;以及平衡-不平衡转换器,该平衡-不平衡转换器耦合到该放大器输出端,该平衡-不平衡转换器具有:初级绕组,该初级绕组具有线匝,以及次级绕组,该次级绕组具有外线匝,该外线匝与该初级绕组的该线匝至少部分地重叠并且具有被该外线匝包围的内线匝。
根据另一个实施方案,该发射放大器包括:输入晶体管,该输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有耦合到该放大器输出端的源极-漏极端子;共源共栅晶体管,该共源共栅晶体管耦合在该输入晶体管与该放大器输出端之间;第一开关,该第一开关被配置为使该共源共栅晶体管的栅极端子与偏置电压选择性地去耦合;电容器,该电容器耦合到该放大器输出端;以及第二开关,该第二开关被配置为使该电容器与电源线选择性地去耦合。
根据另一个实施方案,该次级绕组的该外线匝具有第一宽度,并且该次级绕组的该内线匝具有与该第一宽度不同的第二宽度。
根据另一个实施方案,该次级绕组的该外线匝具有第一宽度,并且该次级绕组的该内线匝具有大于该第一宽度的第二宽度。
根据另一个实施方案,该发射放大器在不利用在发射模式期间启用并且在接收模式期间禁用的中间开关的情况下耦合到该天线。
前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。
Claims (20)
1.一种射频放大器,包括:
第一输入晶体管,所述第一输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有耦合到第一放大器输出端子的源极-漏极端子;
第二输入晶体管,所述第二输入晶体管具有被配置为接收所述射频信号的栅极端子并且具有耦合到第二放大器输出端子的源极-漏极端子;
第一电容器,所述第一电容器耦合到所述第一放大器输出端子;和
第一开关,所述第一开关被配置为使所述第一电容器与接地线选择性地去耦合。
2.根据权利要求1所述的射频放大器,还包括:
第二电容器,所述第二电容器耦合到所述第二放大器输出端子;和
第二开关,所述第二开关被配置为使所述第二电容器与所述接地线选择性地去耦合。
3.根据权利要求2所述的射频放大器,其中所述第一开关和所述第二开关在发射模式期间接通并且在接收模式期间断开。
4.根据权利要求2所述的射频放大器,还包括:
第一共源共栅晶体管,所述第一共源共栅晶体管具有耦合到所述第一输入晶体管的所述源极-漏极端子的第一源极-漏极端子、耦合到所述第一放大器输出端子的第二源极-漏极端子、以及被配置为接收偏置电压的栅极端子;和
第二共源共栅晶体管,所述第二共源共栅晶体管具有耦合到所述第二输入晶体管的所述源极-漏极端子的第一源极-漏极端子、耦合到所述第二放大器输出端子的第二源极-漏极端子、以及被配置为接收所述偏置电压的栅极端子。
5.根据权利要求4所述的射频放大器,还包括:
第三开关,所述第三开关被配置为使所述第一共源共栅晶体管的所述栅极端子与所述偏置电压选择性地去耦合;和
第四开关,所述第四开关被配置为使所述第二共源共栅晶体管的所述栅极端子与所述偏置电压选择性地去耦合。
6.根据权利要求5所述的射频放大器,还包括:
第五开关,所述第五开关被配置为使所述第一共源共栅晶体管的所述栅极端子与所述接地线选择性地耦合;和
第六开关,所述第六开关被配置为使所述第二共源共栅晶体管的所述栅极端子与所述接地线选择性地耦合。
7.根据权利要求6所述的射频放大器,其中所述第三开关和所述第四开关在发射模式期间接通并且在接收模式期间断开,并且其中所述第五开关和所述第六开关在所述发射模式期间断开并且在所述接收模式期间接通。
8.根据权利要求7所述的射频放大器,其中所述第一开关和所述第二开关由使能信号控制,并且其中所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关由所述使能信号的反相版本控制。
9.根据权利要求1所述的射频放大器,还包括平衡-不平衡转换器,所述平衡-不平衡转换器具有耦合到所述第一放大器输出端子的第一端子、耦合到所述第二放大器输出端子的第二端子、以及耦合到电源电压的中心抽头端子,所述电源电压在发射模式期间和接收模式期间被驱动为高。
10.一种射频放大器,包括:
第一输入晶体管,所述第一输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有耦合到第一放大器输出端子的源极-漏极端子;
第二输入晶体管,所述第二输入晶体管具有被配置为接收所述射频信号的栅极端子并且具有耦合到第二放大器输出端子的源极-漏极端子;
第一共源共栅晶体管,所述第一共源共栅晶体管耦合在所述第一输入晶体管的所述源极-漏极端子与所述第一放大器输出端子之间,所述第一共源共栅晶体管具有被配置为接收偏置电压的栅极端子;和
第一开关,所述第一开关被配置为使所述第一共源共栅晶体管的所述栅极端子与所述偏置电压选择性地去耦合。
11.根据权利要求10所述的射频放大器,还包括:
第二共源共栅晶体管,所述第二共源共栅晶体管耦合在所述第二输入晶体管的所述源极-漏极端子与所述第二放大器输出端子之间,所述第二共源共栅晶体管具有被配置为接收所述偏置电压的栅极端子;和
第二开关,所述第二开关被配置为使所述第二共源共栅晶体管的所述栅极端子与所述偏置电压选择性地去耦合。
12.根据权利要求11所述的射频放大器,其中所述第一开关和所述第二开关在发射模式期间接通并且在接收模式期间断开。
13.根据权利要求11所述的射频放大器,还包括:
第一电容器,所述第一电容器耦合到所述第一放大器输出端子;
第二电容器,所述第二电容器耦合到所述第二放大器输出端子;
第三开关,所述第三开关被配置为将所述第一电容器切换为使用以及切换为停用;和
第四开关,所述第四开关被配置为将所述第二电容器切换为使用以及切换为停用。
14.根据权利要求13所述的射频放大器,其中所述第一开关和所述第二开关包括p沟道晶体管,并且其中所述第三开关和所述第四开关包括n沟道晶体管。
15.根据权利要求11所述的射频放大器,还包括平衡-不平衡转换器电路,所述平衡-不平衡转换器电路具有耦合到所述第一放大器输出端子的第一端子、耦合到所述第二放大器输出端子的第二端子、以及耦合到电源电压的中心抽头端子,所述电源电压在发射模式期间和接收模式期间被驱动为高。
16.一种无线电路,包括:
发射放大器,所述发射放大器具有耦合到天线的放大器输出端;
射频耦合器,所述射频耦合器耦合在所述放大器输出端与所述天线之间;以及
平衡-不平衡转换器,所述平衡-不平衡转换器耦合到所述放大器输出端,所述平衡-不平衡转换器具有
初级绕组,所述初级绕组具有线匝,和
次级绕组,所述次级绕组具有外线匝,所述外线匝与所述初级绕组的所述线匝至少部分地重叠并且具有被所述外线匝包围的内线匝。
17.根据权利要求16所述的无线电路,其中所述发射放大器包括:
输入晶体管,所述输入晶体管具有被配置为接收射频信号的栅极端子并且具有耦合到所述放大器输出端的源极-漏极端子;
共源共栅晶体管,所述共源共栅晶体管耦合在所述输入晶体管与所述放大器输出端之间;
第一开关,所述第一开关被配置为使所述共源共栅晶体管的栅极端子与偏置电压选择性地去耦合;
电容器,所述电容器耦合到所述放大器输出端;和
第二开关,所述第二开关被配置为使所述电容器与电源线选择性地去耦合。
18.根据权利要求16所述的无线电路,其中所述次级绕组的所述外线匝具有第一宽度,并且其中所述次级绕组的所述内线匝具有与所述第一宽度不同的第二宽度。
19.根据权利要求16所述的无线电路,其中所述次级绕组的所述外线匝具有第一宽度,并且其中所述次级绕组的所述内线匝具有大于所述第一宽度的第二宽度。
20.根据权利要求16所述的无线电路,其中所述发射放大器在不利用在发射模式期间启用并且在接收模式期间禁用的中间开关的情况下耦合到所述天线。
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