JP2011517232A - バイアシングおよび電力制御側面を有するアンプ・デザイン - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図2
Description
ここで、vgsは小信号ゲート対ソース電圧を表わし、gmは1次装置相互コンダクタンスを表わし、gm2は2次装置相互コンダクタンスを表わす。1次相互コンダクタンスgmは、通常、所望の利得を備えたアンプを提供するように選択される。集積回路では、項gm2およびgm3はアンプ出力において非線形歪みに寄与する。本開示によれば、下に記述されているように能動トランジスタのための適切な装置サイズおよびバイアス電流(あるいは電圧)を選択することによって、項gmは、所望のアンプ利得を提供するように選択され得、他方、項gm3は最小化または相殺され得る。
Claims (47)
- 複数のトランジスタを具備する主回路であって、前記複数のトランジスタは第1トランジスタを具備し、前記主回路は前記主回路の入力ノードにAC結合された入力信号をさらに具備し、前記入力ノードは前記第1トランジスタに結合されており、前記主回路は前記主回路の出力ノードにおいて生成された出力信号をさらに具備する、主回路と、
前記主回路中の前記複数のトランジスタに一致するレプリカ・トランジスタを具備するレプリカ回路であって、前記レプリカ・トランジスタは前記複数のトランジスタが前記主回路中で相互に結合されているのと同じ方法で相互に結合されており、前記レプリカ回路は前記主回路の前記入力ノードおよび前記出力ノードに対応する入力ノードおよび出力ノードを有し、前記レプリカ回路の前記入力ノードは前記レプリカ回路の前記出力ノードに結合されている、レプリカ回路と、
を具備するアンプ。 - 前記主回路の前記複数のトランジスタが、対応するレプリカ・トランジスタの固定倍数の幅を有する、
請求項1のアンプ。 - 前記アンプが、送信器用ドライバ・アンプである、
請求項1のアンプ。 - 前記入力信号および前記出力信号が、無線周波数(RF)信号である、
請求項1のアンプ。 - 前記主回路が第1プッシュプル・アンプ回路を具備し、前記第1プッシュプル・アンプ回路が第1NMOSトランジスタおよび第1PMOSトランジスタを具備する、
請求項1のアンプ。 - 前記第1トランジスタが、前記第1NMOSトランジスタである、
請求項5のアンプ。 - 前記第1トランジスタが、前記第1PMOSトランジスタである、
請求項5のアンプ。 - 前記主回路の前記入力信号が、前記第1NMOSトランジスタのゲートおよび前記第1PMOSトランジスタのゲートに結合されている、
請求項7のアンプ。 - 前記レプリカ回路の前記出力ノードがフィードバック・モジュールを介して前記レプリカ回路の前記入力ノードに結合されており、前記フィードバック・モジュールが前記レプリカ回路の前記出力ノードにおける電圧を基準電圧に駆動するために第1レプリカ・トランジスタのバイアス電圧を調整するためのフィードバック・アンプを具備する、
請求項8のアンプ。 - 電流バイアス・モジュールをさらに具備し、前記第1NMOSトランジスタの前記ゲートが前記電流バイアス・モジュールに結合されており、前記電流バイアス・モジュールがダイオード接続されている第1ミラーNMOSトランジスタに直列結合されている電流源を具備し、前記第1NMOSトランジスタのゲート・バイアスが前記第1ミラーNMOSトランジスタのゲートに結合されている、
請求項9のアンプ。 - 前記第1ミラーNMOSトランジスタの前記ゲートが、前記主回路中の前記第1NMOSトランジスタに対応する前記レプリカ回路中のトランジスタのゲートに結合されている、請求項10のアンプ。
- 前記第1プッシュプル・アンプ回路に直列結合された少なくとも1つのイネーブル・トランジスタをさらに具備し、前記少なくとも1つのイネーブル・トランジスタがイネーブル信号に応じて前記第1プッシュプル・アンプ回路を選択的にオンするように構成されている、
請求項5のアンプ。 - 前記少なくとも1つのイネーブル・トランジスタが、前記第1NMOSトランジスタに直列接続されたNMOSトランジスタと、前記第1PMOSトランジスタに直列接続されたPMOSトランジスタと、を具備する、
請求項12のアンプ。 - 前記主回路が複数のサブ・アンプ回路を具備し、前記複数のサブ・アンプ回路の各々は選択的にオンまたはオフされるように構成されている、
請求項12のアンプ。 - 前記複数のサブ・アンプ回路が、各々が第1サイズを有する第1の複数のサブ・アンプ回路と、各々が第2サイズを有する第2の複数のサブ・アンプ回路と、を具備し、前記第2サイズが前記第1サイズより大きい、
請求項14のアンプ。 - 前記第1の複数のサブ・アンプ回路が第1の複数の電力レベルを生成するように設定可能であり、
前記第2の複数のサブ・アンプ回路が第2の複数の電力レベルを生成するのに設定可能であり、前記第2の複数の電力レベルの各々が前記第1の複数の電力レベルの各々より高い、
請求項15のアンプ。 - 前記主回路が複数のプッシュプル・アンプ回路を具備し、各プッシュプル・アンプ回路が少なくとも1つのイネーブル・トランジスタに直列結合されており、前記複数の少なくとも1つのイネーブル・トランジスタの各々が選択的イネーブル信号に応じて前記複数のプッシュプル・アンプ回路の各々を選択的にオンするように構成されている、
請求項12のアンプ。 - 前記複数のプッシュプル・アンプ回路が、各々が第1サイズを有する第1の複数のプッシュプル・アンプ回路と、各々が第2サイズを有する第2の複数のプッシュプル・アンプ回路と、を具備し、前記第2サイズが前記第1サイズより大きい、
請求項17のアンプ。 - 前記第1サイズが第1NMOS幅および第1PMOS幅に対応し、前記第2サイズが第2NMOS幅および第2PMOS幅に対応し、前記第1NMOS幅と前記第2NMOS幅との間の比率が前記第1サイズと前記第2サイズとの間の比率と等しく、前記第1PMOS幅と前記第2PMOS幅との間の比率も前記第1サイズと前記第2サイズとの間の比率と等しい、
請求項18のアンプ。 - 前記第1の複数のプッシュプル・アンプ回路が、第1の複数の電力レベルを生成するために選択的にイネーブルにされ、
前記第2の複数のプッシュプル・アンプ回路が、第2の複数の電力レベルを生成するために選択的にイネーブルにされ、前記第2の複数の電力レベルの各々が前記第1の複数の電力レベルの各々より高い、
請求項19のアンプ。 - 前記複数のプッシュプル・アンプ回路が、各々が第3サイズを有する第3の複数のプッシュプル・アンプ回路をさらに具備し、前記第3の複数のプッシュプル・アンプ回路が第3の複数の電力レベルを生成するために選択的にイネーブルにされ、前記第3の複数の電力レベルの各々が前記第2の複数の電力レベルの各々より高い、
請求項20のアンプ。 - 前記電流バイアス・モジュールが、前記主回路中のトランジスタの1次を超える次数の相互コンダクタンスを最小化するためのバイアス電圧を生成する、
請求項10のアンプ。 - アンプ回路を操作するための方法であって、前記アンプ回路は複数のトランジスタを具備し、前記複数のトランジスタは第1トランジスタを具備し、前記アンプ回路は前記アンプ回路の入力ノードにAC結合されている入力信号をさらに具備し、前記入力ノードは前記第1トランジスタに結合されており、前記アンプ回路は前記アンプ回路の出力ノードにおいて生成された出力信号をさらに具備し、前記方法は、
レプリカ回路中の第1レプリカ・トランジスタのバイアス電圧を前記アンプ回路の前記第1トランジスタに結合することであって、前記レプリカ回路は前記アンプ回路中の前記複数のトランジスタに一致するレプリカ・トランジスタを具備し、前記レプリカ・トランジスタは前記複数のトランジスタが前記アンプ回路中で相互に結合されているのと同じ方法で相互に結合されており、前記レプリカ回路は前記アンプ回路の前記入力ノードおよび前記出力ノードに対応する入力ノードおよび出力ノードを有し、前記レプリカ回路の前記入力ノードは前記レプリカ回路の前記出力ノードに結合されている、結合すること、
を具備する方法。 - 前記主回路の前記複数のトランジスタが、対応するレプリカ・トランジスタの固定倍数の幅を有する、
請求項23の方法。 - 前記アンプ回路が、送信器用ドライバ・アンプである、
請求項23の方法。 - 前記入力信号および前記出力信号が、無線周波数(RF)信号である、
請求項23の方法。 - 前記アンプ回路が第1プッシュプル・アンプ回路を具備し、前記第1プッシュプル・アンプ回路が第1NMOSトランジスタおよび第1PMOSトランジスタを具備する、
請求項23の方法。 - 前記第1トランジスタが、前記第1NMOSトランジスタである、
請求項27の方法。 - 前記第1トランジスタが、前記第1PMOSトランジスタである、
請求項27の方法。 - 前記アンプ回路の前記入力信号を前記第1NMOSトランジスタのゲートおよび前記第1PMOSトランジスタのゲートにAC結合することをさらに具備する、
請求項29の方法。 - 前記レプリカ回路の前記出力ノードを、前記レプリカ回路の前記出力ノードにおける電圧を基準電圧に駆動するために前記第1レプリカ・トランジスタの前記バイアス電圧を調整するためのフィードバック・アンプに結合すること、をさらに具備する、
請求項30の方法。 - 前記第1NMOSトランジスタの前記ゲートを電流バイアス・モジュールに結合することをさらに具備し、前記電流バイアス・モジュールがダイオード接続されている第1ミラーNMOSトランジスタに直列結合されている電流源を具備し、前記第1NMOSトランジスタのゲート・バイアスが前記第1ミラーNMOSトランジスタのゲートに結合されている、
請求項31の方法。 - 少なくとも1つのイネーブル・トランジスタを前記第1プッシュプル・アンプ回路に直列結合することと、
前記第1プッシュプル・アンプ回路を選択的にオンするために前記少なくとも1つのイネーブル・トランジスタをイネーブルにすることと、
をさらに具備する、請求項27の方法。 - 前記少なくとも1つのイネーブル・トランジスタが、前記第1NMOSトランジスタに直列接続されたNMOSトランジスタと、前記第1PMOSトランジスタに直列接続されたPMOSトランジスタと、を具備する、
請求項33の方法。 - 前記アンプ回路が複数のプッシュプル・アンプ回路を具備し、前記方法が、
少なくとも1つのイネーブル・トランジスタを各プッシュプル・アンプ回路に直列結合することと、
前記複数のプッシュプル・アンプ回路の各々を選択的にオンするために前記複数の少なくとも1つのイネーブル・トランジスタの各々を選択的にイネーブルにすることと、
をさらに具備する、
請求項33の方法。 - 前記複数のプッシュプル・アンプ回路が、各々が第1サイズを有する第1の複数のプッシュプル・アンプ回路と、各々が第2サイズを有する第2の複数のプッシュプル・アンプ回路と、を具備し、前記第2サイズが前記第1サイズより大きい、
請求項35の方法。 - 前記第1サイズが第1NMOS幅および第1PMOS幅に対応し、前記第2サイズが第2NMOS幅および第2PMOS幅に対応し、前記第1NMOS幅と前記第2NMOS幅との間の比率が前記第1サイズと前記第2サイズとの間の比率と等しく、前記第1PMOS幅と前記第2PMOS幅との間の比率も前記第1サイズと前記第2サイズとの間の比率と等しい、
請求項36の方法。 - 第1の複数の電力レベルを生成するために前記第1の複数のプッシュプル・アンプ回路を選択的にオンすることと、
第2の複数の電力レベルを生成するために前記第2の複数のプッシュプル・アンプ回路を選択的にオンすることであって、前記第2の複数の電力レベルの各々が前記第1の複数の電力レベルの各々より高い、オンすることと、
をさらに具備する、請求項36の方法。 - 前記アンプ回路が複数のサブ・アンプ回路を具備し、
前記方法が、前記複数のサブ・アンプ回路の各々を選択的にオンすること、をさらに具備する、
請求項33の方法。 - 前記複数のサブ・アンプ回路が、各々が第1サイズを有する第1の複数のサブ・アンプ回路と、各々が第2サイズを有する第2の複数のサブ・アンプ回路と、を具備し、前記第2サイズが前記第1サイズより大きい、
請求項39の方法。 - 第1の複数の電力レベルを生成するために前記第1の複数のサブ・アンプ回路を選択的にオンすることと、
第2の複数の電力レベルを生成するために前記第2の複数のサブ・アンプ回路を選択的にオンすることであって、前記第2の複数の電力レベルの各々が前記第1の複数の電力レベルの各々より高い、オンすることと、
をさらに具備する、請求項40の方法。 - 信号を複数の電力レベルのうちの1つへと増幅する方法であって、
アンプ回路中で複数のサブ・アンプ回路を選択的にオンすることであって、前記複数のサブ・アンプ回路は、各々が第1サイズを有する第1の複数のサブ・アンプ回路と、各々が第2サイズを有する第2の複数のサブ・アンプ回路と、を具備し、前記第2サイズは前記第1サイズより大きい、オンすること、
を具備する方法。 - 第1の複数の電力レベルを生成するために前記第1の複数のサブ・アンプ回路を選択的にオンすることと、
第2の複数の電力レベルを生成するために前記第2の複数のサブ・アンプ回路を選択的にオンすることであって、前記第2の複数の電力レベルの各々が前記第1の複数の電力レベルの各々より高い、オンすることと、
をさらに具備する、請求項42の方法。 - 複数のトランジスタを具備するアンプ回路であって、前記複数のトランジスタは第1トランジスタを具備し、前記アンプ回路は前記アンプ回路の入力ノードにAC結合されている入力信号をさらに具備し、前記入力ノードは前記第1トランジスタに結合されており、前記アンプ回路は前記アンプ回路の出力ノードにおいて生成された出力信号をさらに具備し、前記アンプは、
レプリカ回路中の第1レプリカ・トランジスタのバイアス電圧を前記アンプ回路の前記第1トランジスタに結合するための手段であって、前記レプリカ回路は前記アンプ回路中の前記複数のトランジスタに一致するレプリカ・トランジスタを具備し、前記レプリカ・トランジスタは前記複数のトランジスタが前記アンプ回路中で相互に結合されているのと同じ方法で相互に結合されており、前記レプリカ回路は前記アンプ回路の前記入力ノードおよび前記出力ノードに対応する入力ノードおよび出力ノードを有し、前記レプリカ回路の前記入力ノードは前記レプリカ回路の前記出力ノードにフィード・バックを介して結合されている、結合するための手段、
を具備するアンプ回路。 - 前記主回路の前記複数のトランジスタが、前記レプリカ・トランジスタの固定倍数の幅を有する、
請求項44のアンプ。 - 前記アンプ回路が、送信器用ドライバ・アンプである、
請求項44のアンプ。 - 前記入力信号および前記出力信号が、無線周波数(RF)信号である、
請求項44のアンプ。
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