JP2017530622A - マルチバンド低雑音増幅器 - Google Patents

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Abstract

装置は、第1の周波数バンドに同調された第1のパスおよび第2の周波数バンドに同調された第2のパスを含む。装置はまた、第1のパスに結合された第1の入力および第2のパスに結合された第2の入力を有し、ならびに第2のパスに結合された第1の出力および第1のパスに結合された第2の出力を有する、クロスカップルされた回路構成を含む。

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、2014年9月5日に出願された、共同に所有された(commonly owned)米国仮特許出願第14/478,691号からの優先権を主張し、その内容は、その全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれている。
[0002] 本開示は、一般に、マルチバンド低雑音増幅器に関する。
[0003] 技術の進歩は、結果として、より小型で、より強力なコンピューティングデバイスをもたらした。たとえば、小型で、軽量で、かつユーザによって容易に持ち運ばれる携帯ワイヤレス電話(portable wireless telephone)、携帯情報端末(PDA)、およびページングデバイスのような、ワイヤレスコンピューティングデバイスを含む、様々な携帯用パーソナルコンピューティングデバイスが現在に存在する。より具体的には、セルラ電話およびインターネットプロトコル(IP)電話のような携帯ワイヤレス電話は、ワイヤレスネットワーク上で音声およびデータパケットを通信することができる。さらに、多くのそのようなワイヤレス電話は、その中に組み込まれる他のタイプのデバイスを含む。たとえば、ワイヤレス電話はまた、デジタル静止カメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルレコーダ、およびオーディオファイルプレイヤーを含むことができる。また、そのようなワイヤレス電話は、インターネットにアクセスするために使用されることができるウェブブラウザアプリケーションのようなソフトウェアアプリケーションを含む、実行可能命令を処理することができる。そのように、これらのワイヤレス電話は、重要なコンピュータ性能(significant computing capabilities)を含むことができる。
[0004] ワイヤレスデバイスは、マルチプルな周波数バンド上で信号を受信するためのマルチプルな低雑音増幅器を含み得る。たとえば、第1の低雑音増幅器は、信号を第1の周波数バンド(たとえば、2.4ギガヘルツ(GHz)バンド)上で受信するように構成され得、第2の低雑音増幅器は、信号を第2の周波数バンド(たとえば、5.6GHzバンド)上で受信するように構成され得る。マルチバンド受信(たとえば、デュアルバンド受信(dual-band reception))のためにマルチプルな低雑音増幅器を使用することは、ダイ面積(die area)を増加(increase)させる。たとえば、各低雑音増幅器に関するトランジスタコア(transistor core)は、比較的大きく(たとえば、ミリメートル(mm)範囲で)あり得、それは、低雑音増幅器のチップサイズ、ダイ面積、およびコスト(cost)を増加させ得る。加えて、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)のための電気電子技術者協会(IEEE:Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(「WiFi」)規格は、第1の周波数バンドおよび第2の周波数バンドによってサポートされ得る一方で、同時に受信されたマルチバンド信号からのバンド間の干渉(inter-band interference)は、WLANに関してスループット(throughput)を減少させ得る。
[0005] 図1は、ワイヤレスシステムと通信するワイヤレスデバイスを示す。 [0006] 図2は、図1におけるワイヤレスデバイスのブロックダイヤグラムを示す。 [0007] 図3は、デュアルバンド低雑音増幅器の例示的な実施形態を描く(depicts)ダイヤグラムである。 [0008] 図4は、デュアルバンド低雑音増幅器の別の例示的な実施形態を描くダイヤグラムである。 [0009] 図5は、トリバンド(tri-band)低雑音増幅器の例示的な実施形態を描くダイヤグラムである。 [0010] 図6は、マルチバンド低雑音増幅器を動作させるための方法の例示的な実施形態を例示するフローチャートである。
詳細な説明
[0011] 以下に記載される詳細な説明は、本開示の例示的な設計の説明として意図されており、本開示が実現されることができる、唯一の設計のみを表す(represent)ようには意図されない。「例示的(exemplary)」という用語は、本明細書において、「例(example)、事例(instance)、または実例(illustration)としての役割を果たすこと(serving as)」を意味するように使用される。「例示的」であるとして本明細書に説明される何れの設計も、必ずしも他の設計よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。詳細な説明は、本開示の例示的な設計の完全な理解を提供することを目的とした特定の詳細を含む。本明細書において説明される例示的な設計がこれらの特定の詳細なしに実施され得ることが、当業者にとって明らかとなるであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、本明細書に提示される(presented)例示的な設計の新規性を曖昧にすることを避けるために、ブロックダイヤグラムの形式で示される。
[0012] 図1は、ワイヤレス通信システム120と通信するワイヤレスデバイス110を示す。ワイヤレス通信システム120は、ロングタームエボリューション(LTE(登録商標))システム、符号分割多元接続(CDMA)システム、移動通信のための全地球システム(GSM(登録商標):Global System for Mobile Communications)システム、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)システム、または何らかの他のワイヤレスシステムであり得る。CDMAシステムは、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))、CDMA1X、エボリューションデータオプティマイズド(EVDO:Evolution-Data Optimized)、時分割同期CDMA(TD-SCDMA)、またはCDMAの何らかの他のバージョンをインプリメントし(implement)得る。簡潔さのために、図1は、2つの基地局130および132ならびに1つのシステムコントローラ140を含むワイヤレス通信システム120を示す。一般に、ワイヤレスシステムは、任意の数の基地局および任意のセットのネットワークエンティティを含み得る。
[0013] ワイヤレスデバイス110はまた、ユーザ機器(UE)、モバイル局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局等とも呼ばれ得る。ワイヤレスデバイス110は、セルラ電話、スマートフォン、タブレット、ワイヤレスモデム、携帯情報端末(PDA)、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、スマートブック、ネットブック、コードレス電話、ワイヤレスローカルループ(WLL)局、Bluetooth(登録商標)デバイス、等であり得る。ワイヤレスデバイス110は、ワイヤレスシステム120と通信し得る。ワイヤレスデバイス110はまた、放送局(たとえば、放送局134)からの信号、1つまたは複数の全地球航法衛星システム(GNSS:global navigation satellite system)における衛星(たとえば、衛星150)からの信号等を受信し得る。ワイヤレスデバイス110は、LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVDO、TD−SCDMA、GSM、802.11等のような、ワイヤレス通信のための1つまたは複数のワイヤレス技術をサポートし得る。
[0014] 図2は、図1におけるワイヤレスデバイス110の例示的な設計のブロックダイヤグラムを示す。この例示的な設計では、ワイヤレスデバイス110は、一次アンテナ210に結合されたトランシーバ220、二次アンテナ212に結合されたトランシーバ222、およびデータプロセッサ/コントローラ280を含む。トランシーバ220は、マルチプルな周波数バンド、マルチプルな無線技術、キャリアアグリゲーション等をサポートするために、マルチプルな(K)受信機230paから230pkおよびマルチプルな(K)送信機250paから250pkを含む。トランシーバ222は、マルチプルな周波数バンド、マルチプルな無線技術、キャリアアグリゲーション、受信ダイバーシチ、マルチプルな送信アンテナからマルチプルな受信アンテナへの多入力多出力(MIMO:multiple-input multiple-output)送信等をサポートするために、マルチプルな(L)受信機230saから230slおよびマルチプルな(L)送信機250saから250slを含む。
[0015] 図2に示される例示的な設計において、各受信機230paから230pkおよび230saから230slは、マルチバンドLNA240paから240pkおよび240saから240slならびに受信回路242paから242pkおよび242saから242slを、それぞれ含む。データ受信のため、一次アンテナ210は、基地局および/または他の送信機局から信号を受信し、受信されたRF信号を提供する、それは、アンテナインターフェース回路224を通じて送られ(routed through)、選択された受信機(たとえば、受信機230pk)に入力RF信号294pkとして提示される。同様の方法で、二次アンテナ212は、基地局および/または他の送信機局から信号を受信し、受信されたRF信号を提供する、それは、アンテナインターフェース回路226を通じて送られ、選択された受信機に入力RF信号として提示される。
[0016] 例示的な実施形態において、入力RF信号294pkは、第1の周波数バンド(たとえば、2.4ギガヘルツ(GHz)の周波数バンド)における信号コンポーネント、第2の周波数バンド(たとえば、5.6GHzの周波数バンド)における信号コンポーネント、および/または第3の周波数バンド(たとえば、800メガヘルツ(MHz)の周波数バンド)における信号コンポーネントを有するマルチバンド信号であり得る。アンテナインターフェース回路224は、スイッチ、送受切換器(duplexer)、送信フィルタ、受信フィルタ、整合回路等を含み得る。以下の説明は、受信機230pkが、選択された受信機であることを想定する(assume)。受信機230pk内において、LNA240pkは、入力RF信号294pkを増幅し、出力RF信号296pkを提供する。たとえば、LNA240pkは、入力RF信号294pkを増幅するために、図3に関してさらに説明されるように、増幅器回路構成300を含み得る。別の例示的な実施形態において、LNA240pkは、(図4に関して説明されるような)増幅器回路構成400または(図5に関して説明されるような)増幅器回路構成500を含み得る。
[0017] 受信回路242pkは、RFからベースバンドに出力RF信号296pkをダウンコンバートし得、ダウンコンバートされた信号を増幅およびフィルタし得、およびデータプロセッサ/コントローラ280にアナログ入力信号を提供し得る。受信回路242pkは、ミキサ、フィルタ、増幅器、整合回路、発振器、局部発振器(LO)発生器、位相ロックループ(PLL:phase locked loop)等を含み得る。トランシーバ220、222における各残りの受信機230pa、230sa、230slは、受信機230pkと同様の方法で動作し得る。
[0018] 図2に示される例示的な設計において、各送信機250paから250pkおよび250saから250slは、送信回路252paから252pkおよび252saから252slならびに電力増幅器(PA)254paから254pkおよび254saから254slを、それぞれ含む。データ送信のため、データプロセッサ/コントローラ280は、送信されるべきデータ(data to be transmitted)を処理し(たとえば、符号化および変調し(modulate))、選択された送信機にアナログ出力信号を提供する。以下の説明は、送信機250paが、選択された送信機であることを想定する。送信機250pa内において、送信回路252paは、アナログ出力信号を増幅、フィルタ、およびベースバンドからRFへアップコンバートし、変調されたRF信号を提供する。送信回路252paは、増幅器、フィルタ、ミキサ、整合回路、発振器、LO発生器、PLL等を含み得る。PA254paは、変調されたRF信号を受信および増幅し、適切な(proper)出力電力レベルを有する送信RF信号を提供する。送信RF信号は、アンテナインターフェース回路224を通じて送られ、一次アンテナ210を介して送信される。トランシーバ220、222における各残りの送信機250pk、250sa、25slは、送信機250paと同様の方法で、動作し得る。
[0019] 図2は、受信機230paから230pkおよび230saから230slならびに送信機250paから250pkおよび250saから250slの例示的な設計を示す。受信機および送信機はまた、フィルタ、整合回路等のような、図2に示されていない他の回路を含む。トランシーバ220および222の全てまたは一部分は、1つまたは複数のアナログ集積回路(IC:integrated circuit)、RF IC(RFIC)、ミックスト・シグナルIC等上にインプリメントされ得る。たとえば、LNA240paから240pkおよび240saから240slならびに受信回路242paから242pkおよび242saから242slは、1つのモジュール(module)上にインプリメントされ得、それは、RFIC等であり得る。トランシーバ220および222における回路はまた、他の方法でインプリメントされ得る。
[0020] 例示的な実施形態において、マルチバンドLNA240paから240pkおよび240saから240slのうちの1つまたは複数は、図3〜5に関してさらに説明されるように、同時に存在するマルチバンド構成(a simultaneous multi-band configuration)において、第1の周波数バンド(たとえば、2.4GHzの周波数バンド)、第2の周波数バンド(たとえば、5.6GHzの周波数バンド)、第3の周波数バンド(たとえば、800MHzの周波数バンド)、またはそれらの組合せにおいて、対応するマルチバンドLNA(たとえば、LNA240pk)を動作させるために、データプロセッサ/コントローラ280における制御回路構成284から、制御信号(たとえば、制御信号298pk)を受信し得る。
[0021] データプロセッサ/コントローラ280は、ワイヤレスデバイス110のための様々な機能を行い得る。たとえば、データプロセッサ/コントローラ280は、受信機230paから230pkおよび230saから230slを介して受信されているデータおよび送信機250paから250pkおよび250saから250slを介して送信されているデータに関して処理を行い得る。データプロセッサ/コントローラ280は、トランシーバ220および222内で、様々な回路の動作を制御し得る。たとえば、データプロセッサ/コントローラ280は、図3〜5に関してさらに説明されるように、同時に存在するマルチバンド構成において、第1の周波数バンド(たとえば、2.4GHzの周波数バンド)、第2の周波数バンド(たとえば、5.6GHzの周波数バンド)、第3の周波数バンド(たとえば、800MHzの周波数バンド)、またはそれらの組合せにおいて、マルチバンドLNA(たとえば、LNA240pk)を動作させるために、制御回路構成284を含み得る。メモリ282は、データプロセッサ/コントローラ280のためのデータおよびプログラムコードを記憶し(store)得る。データプロセッサ/コントローラ280は、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)および/または他のIC上にインプリメントされ得る。
[0022] ワイヤレスデバイス110は、マルチプルなバンドグループ、マルチプルな無線技術、および/またはマルチプルなアンテナをサポートし得る。ワイヤレスデバイス110は、マルチプルなバンドグループ、マルチプルな無線技術、および/またはマルチプルなアンテナを介した受信をサポートするための多くのLNA(a number of LNAs)を含み得る。
[0023] 図3を参照すると、デュアルバンド低雑音増幅器の例示的な実施形態のダイヤグラムが示されている。図3は、図2のLNA240pkにおける増幅器回路構成300の例示的な実施形態を例示する。
[0024] 増幅器回路構成300は、トランジスタ304におよびトランジスタ306に結合されたデュアルバンド整合ネットワーク302を含む。デュアルバンド整合ネットワーク302の入力は、図2の入力RF信号294pkを受信するように構成され、デュアルバンド整合ネットワーク302の出力は、トランジスタ304のゲートにおよびトランジスタ306のゲートに結合され得る。例示的な実施形態において、トランジスタ304およびトランジスタ306は、N型金属酸化膜半導体(NMOS:n-type metal oxide semiconductor)トランジスタである。トランジスタ304のソースは、インダクタ308(たとえば、デジェネレーションインダクタ(degeneration inductor))の第1の端末に結合され得、トランジスタ306のソースもまた、インダクタ308の第1の端末に結合され得る。インダクタ308の第2の端末は、接地(ground)に結合され得る。例示的な実施形態において、デュアルバンド整合ネットワーク302(たとえば、誘導性−容量性(inductive-capacitive)(LC)ネットワーク)およびインダクタ308は、増幅器回路構成300と図2のアンテナインターフェース回路224の間に入力インピーダンス整合を提供し得る。
[0025] トランジスタ304のドレインは、トランジスタ304、312が一ペアのカスコードされたトランジスタ(cascoded transistors)に対応するように、トランジスタ312のソースに結合され得る。トランジスタ312のドレインは、第1の周波数バンド(たとえば、2.4GHzの周波数バンド)に同調される、または、第1の周波数バンド内のある周波数において共振する、LC回路(たとえば、インダクタ328およびチューナブルキャパシタ326)に結合され得る。たとえば、トランジスタ312のドレインは、インダクタ328の第1の端末に、およびチューナブルキャパシタ326の第1の端末に、結合され得る。インダクタ328の第2の端末およびチューナブルキャパシタ326の第2の端末は、インダクタ328およびチューナブルキャパシタ326が互いに並列に結合される(coupled together in parallel)ように、電源電圧(Vdd)に結合され得る。
[0026] 同様の方法で、トランジスタ306のドレインは、トランジスタ306、310が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ310のソースに結合され得る。トランジスタ310のドレインは、第2の周波数バンド(たとえば、5.6GHzの周波数バンド)に同調される、または、第2の周波数バンド内の周波数において共振する、LC回路(たとえば、インダクタ336およびチューナブルキャパシタ334)に結合され得る。たとえば、トランジスタ310のドレインは、インダクタ336の第1の端末に、および、チューナブルキャパシタ334の第1の端末に、結合され得る。インダクタ336の第2の端末およびチューナブルキャパシタ334の第2の端末は、インダクタ336およびチューナブルキャパシタ334が互いに並列に結合されるように、電源電圧(Vdd)に結合され得る。
[0027] インダクタ328のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ326のキャパシタンスは、第1のパス(トランジスタ304、312を含む)が、第1の周波数バンドに同調され、かつ第2のパス(トランジスタ306、310を含む)が、第2の周波数バンドに同調されるように、インダクタ336のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ334のキャパシタンスよりも、それぞれ大きいことが可能である。たとえば、トランジスタ304、312は、入力RF信号294pkの2.4GHzの信号コンポーネントを増幅するように構成され得、トランジスタ306、310は、入力RF信号294pkの5.6GHzのコンポーネントを増幅するように構成され得る。
[0028] キャパシタ314の第1の端末は、トランジスタ312のドレインに結合され得(たとえば、キャパシタ314は、第1のパスに結合され得)、キャパシタ316の第1の端末は、トランジスタ310のドレインに結合され得る(たとえば、キャパシタ316は、第2のパスに結合され得る)。キャパシタ314の第2の端末は、クロスカップルされた(cross-coupled)回路390に結合され得、キャパシタ316の第2の端末は、クロスカップルされた回路390に結合され得る。キャパシタ314は、クロスカップルされた回路390から第1のパスに沿った信号の直流(DC)コンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得、キャパシタ316は、クロスカップルされた回路390から第2のパスに沿った信号のDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得る。
[0029] クロスカップルされた回路390は、トランジスタ318、トランジスタ320、トランジスタ322、およびトランジスタ324を含み得る。例示的な実施形態において、トランジスタ318〜324は、NMOSトランジスタである。トランジスタ318のゲートは、キャパシタ314の第2の端末に結合され得、トランジスタ320のゲートは、キャパシタ316の第2の端末に結合され得る。トランジスタ318のソースおよびトランジスタ320のソースは、トランジスタ318、320が、共通ソーストランジスタ(common-source transistors)であるように、接地に結合され得る。
[0030] トランジスタ318のドレインは、トランジスタ318、322が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ322のソースに結合され得る。トランジスタ322のドレインは、チューナブルキャパシタ334の第1の端末に、およびインダクタ336の第1の端末に結合され(たとえば、5.6GHzの周波数バンドに同調されたLC回路に結合され)得る。トランジスタ318、322は、第2のパスにおいて第1の信号コンポーネント(たとえば、2.4GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する(destructively interfere with))ために、2.4GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ318のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、2.4GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた2.4GHzの信号コンポーネントは、第2のパスにおいて2.4GHzコンポーネントを実質的にキャンセルアウト(cancel out)するために、トランジスタ318、322によって増幅され得、LC回路334、336に提供され得る(たとえば、2.4GHzのノッチ(notch)が、LC回路334、336において作成され得る)。
[0031] トランジスタ320のドレインは、トランジスタ320、324が第2のペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ324のソースに結合され得る。トランジスタ324のドレインは、チューナブルキャパシタ326の第1の端末に、およびインダクタ328の第1の端末に、結合され(たとえば、2.4GHzの周波数バンドに同調されたLC回路326、328に結合され)得る。トランジスタ320、324は、第1のパスにおいて第2の信号コンポーネント(たとえば、5.6GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、5.6GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ320のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、5.6GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた5.6GHzの信号コンポーネントは、第1のパスにおいて5.6GHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ320、324によって増幅され得、LC回路328、326に提供され得る(たとえば、5.6GHzのノッチが、LC回路328、326において作成され得る)。
[0032] インダクタ328(たとえば、一次コイルまたは一次巻線)は、変圧器(transformer)を形成するために、インダクタ330(たとえば、二次コイルまたは二次巻線)に電磁的に(electromagnetically)結合され得る。たとえば、トランジスタ304、312からインダクタ328によって受信された2.4GHzの信号は、インダクタ328からインダクタ330へ「転送」(“transferred”)され得る(たとえば、インダクタ328、330の電磁誘導(electromagnetic induction)を介したエネルギー移動(energy transfer))。負のトランスコンダクタンスセル(negative transconductance cell)332は、インダクタ330と並列に結合され得、2.4GHzの信号コンポーネントを有する差動出力信号(differential output signal(たとえば、出力RF信号296pkの第1の部分)は、負のトランスコンダクタンスセル332に渡って、発生され得る。負のトランスコンダクタンスセル332の使用は、LC回路328、326のQ値(quality factor)を高め(enhance)得る。
[0033] インダクタ336(たとえば、一次コイルまたは一次巻線)は、変圧器を形成するために、インダクタ338(たとえば、二次コイルまたは二次巻線)に電磁的に結合され得る。たとえば、トランジスタ306、310からインダクタ336で受信された5.6GHzの信号コンポーネントは、インダクタ336からインダクタ338へ「転送」され得る(たとえば、インダクタ336、338の電磁誘導を介したエネルギー移動)。負のトランスコンダクタンスセル340の使用は、インダクタ338と並列に結合され得、5.6GHzの信号コンポーネントを有する差動出力信号(たとえば、出力RF信号296pkの第2の部分)は、負のトランスコンダクタンスセル340に渡って、発生され得る。負のトランスコンダクタンスセル340の使用は、LC回路334、336のQ値を高め得る。
[0034] 増幅器回路構成300は、マルチバンド信号(たとえば、入力RF信号294pk)の増幅のためのスループットを向上させるために、2.4GHzの周波数コンポーネントと5.6GHzの周波数コンポーネントとの間の干渉を実質的にキャンセルし得る。たとえば、クロスカップルされた回路390(たとえば、トランジスタ318、322)は、第2のパスが5.6GHzの信号コンポーネントを「分離(isolate)」することを可能にするために、第2のパスにおいて2.4GHzの信号コンポーネントを実質的にキャンセルし得、かつクロスカップルされた回路390(たとえば、トランジスタ320、324)は、第1のパスが5.6GHzの信号コンポーネントを「分離」することを可能にするために、第1のパスにおいて5.6GHzの信号コンポーネントを実質的にキャンセルし得る。キャンセルすることの効果は、位相シフトおよび2つのパスの振幅(amplitude)に依存し得る(たとえば、トランジスタ318、320における位相シフトに依存し、第1のパス、第2のパス、およびクロスカップルされた回路における信号増幅に依存する)。
[0035] このように、増幅器回路構成300は、入力信号294pkの2.4GHzの信号コンポーネントと5.6GHzの信号コンポーネントとのバンド間の干渉を低減し(reduce)得る。バンド間の干渉を低減させることは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)のための電気電子技術者協会(IEEE)802.11(「WiFi」)規格に準拠する(comply with)システムに関してスループットを高め得る。たとえば、低雑音増幅器において2G WiFi信号(たとえば、2.4GHzの信号コンポーネント)と5G WiFi信号(たとえば、5.6GHzの信号コンポーネント)との間の干渉は、低減され得る。
[0036] 図4を参照すると、デュアルバンド低雑音増幅器の別の例示的な実施形態のダイヤグラムが示されている。たとえば、図4は、増幅器回路構成400の例示的な実施形態を例示する。増幅器回路構成400は、図2のLNA240pkにおける増幅器回路構成300の代替的な実施形態である。
[0037] 増幅器回路構成400は、トランジスタ404に結合されたデュアルバンド整合ネットワーク402を含む。たとえば、デュアルバンド整合ネットワーク402の入力は、図2の入力RF信号294pkを受信するように構成され、デュアルバンド整合ネットワーク402の出力は、トランジスタ404のゲートに結合され得る。例示的な実施形態において、トランジスタ404は、NMOSトランジスタである。トランジスタ404のソースは、インダクタ408(たとえば、デジェネレーションインダクタ)の第1の端末に結合され得、インダクタ408の端末は、接地に結合され得る。例示的な実施形態において、デュアルバンド整合ネットワーク402(たとえば、誘導性−容量性(LC)network)およびインダクタ408は、増幅器回路構成400と図2のアンテナインターフェース回路224の間に入力インピーダンス整合を提供し得る。
[0038] トランジスタ404のドレインは、トランジスタ412、410が、共通ソーストランジスタであるように、トランジスタ412のソースに、およびトランジスタ410のソースに、に結合され得る。トランジスタ412のドレインは、第1の周波数バンド(たとえば、2.4GHzの周波数バンド)に同調されたLC回路(たとえば、インダクタ428およびチューナブルキャパシタ426)に結合され得る。たとえば、トランジスタ412のドレインは、インダクタ428の第1の端末に、および、チューナブルキャパシタ426の第1の端末に、結合され得る。インダクタ428の第2の端末およびチューナブルキャパシタ426の第2の端末は、インダクタ428およびチューナブルキャパシタ426が、互いに並列に結合されるように、電源電圧(Vdd)に結合され得る。トランジスタ410のドレインは、第2の周波数バンド(たとえば、5.6GHzの周波数バンド)に同調されたLC回路(たとえば、インダクタ436およびチューナブルキャパシタ434)に結合され得る。たとえば、トランジスタ410のドレインは、インダクタ436の第1の端末に、および、チューナブルキャパシタ434の第1の端末に、結合され得る。インダクタ436の第2の端末およびチューナブルキャパシタ434の第2の端末は、インダクタ436およびチューナブルキャパシタ434が、互いに並列に結合されるように、電源電圧(Vdd)に結合され得る。
[0039] インダクタ428のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ426のキャパシタンスは、第1のパス(トランジスタ412を含む)が、第1の周波数バンドに同調され、かつ第2のパス(トランジスタ410を含む)が、第2の周波数バンドに同調されるように、インダクタ436のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ434のキャパシタンスよりも、それぞれ大きいことが可能である。たとえば、トランジスタ404、412は、入力RF信号294pkの2.4GHzの信号コンポーネントを増幅するように構成され得、トランジスタ404、410は、入力RF信号294pkの5.6GHzコンポーネントを増幅するように構成され得る。
[0040] キャパシタ414の第1の端末は、トランジスタ412の(たとえば、第1のパスに結合された)ドレインに結合され得、キャパシタ416の第1の端末は、トランジスタ410の(たとえば、第2のパスに結合された)ドレインに結合され得る。キャパシタ414の第2の端末は、クロスカップルされた回路490に結合され得、キャパシタ416の第2の端末は、クロスカップルされた回路490に結合され得る。キャパシタ414は、クロスカップルされた回路490から、第1のパスのDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得、キャパシタ416は、クロスカップルされた回路490から第2のパスのDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得る。
[0041] クロスカップルされた回路490は、トランジスタ418、トランジスタ420、トランジスタ422、およびトランジスタ424を含み得る。例示的な実施形態において、トランジスタ418〜424は、NMOSトランジスタである。トランジスタ418のゲートは、キャパシタ414の第2の端末に結合され得、トランジスタ420のゲートは、キャパシタ416の第2の端末に結合され得る。トランジスタ418のソースおよびトランジスタ420のソースは、トランジスタ418、420が、共通ソーストランジスタであるように、接地に結合され得る。
[0042] トランジスタ418のドレインは、トランジスタ418、422が、第1のペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ422のソースに結合され得る。トランジスタ422のドレインは、チューナブルキャパシタ434の第1の端末およびインダクタ436の第1の端末に結合され得る(たとえば、5.6GHzの周波数バンドに同調されたLC回路434、436に結合される)。トランジスタ418、422は、第2のパスにおいて第1の信号コンポーネント(たとえば、2.4GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、2.4GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ418のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、2.4GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた2.4GHzの信号コンポーネントは、第2のパスにおいて2.4GHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ418、422によって増幅され得、LC回路434、436に提供され得る(たとえば、2.4GHzのノッチが、LC回路434、436において作成され得る)。
[0043] トランジスタ420のドレインは、トランジスタ420、424が第2のペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ424のソースに結合され得る。トランジスタ424のドレインは、チューナブルキャパシタ426の第1の端末に、およびインダクタ428の第1の端末に、結合され(たとえば、2.4GHzの周波数バンドに同調されたLC回路426、428に結合され)得る。トランジスタ420、424は、第1のパスにおいて第2の信号コンポーネント(たとえば、5.6GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、5.6GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ420のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、5.6GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた5.6GHzの信号コンポーネントは、第1のパスにおいて5.6GHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ420、424によって増幅され得、LC回路428、426に提供され得る(たとえば、5.6GHzのノッチが、LC回路428、426において作成され得る)。
[0044] インダクタ428(たとえば、一次コイルまたは一次巻線)は、変圧器を形成するために、インダクタ430(たとえば、二次コイルまたは二次巻線)に電磁的に結合され得る。たとえば、トランジスタ404、412からインダクタ428で受信された2.4GHzの信号コンポーネントは、インダクタ428からインダクタ430へ「転送」され得る(たとえば、インダクタ428、430の電磁誘導を介したエネルギー移動)。負のトランスコンダクタンスセル432は、インダクタ430と並列に結合され得、2.4GHzの信号コンポーネントを有する差動出力信号(たとえば、出力RF信号296pkの第1の部分)は、負のトランスコンダクタンスセル432に渡って、発生され得る。負のトランスコンダクタンスセル432はまた、LC回路428、426のQ値を高め得る。
[0045] インダクタ436(たとえば、一次コイルまたは一次巻線)は、変圧器を形成するために、インダクタ438(たとえば、二次コイルまたは二次巻線)に電磁的に結合され得る。たとえば、トランジスタ406、410からインダクタ436で受信された5.6GHzの信号コンポーネントは、インダクタ436からインダクタ438へ「転送」され得る(たとえば、インダクタ436、438の電磁誘導を介したエネルギー移動)。負のトランスコンダクタンスセル440は、インダクタ438と並列に結合され得、5.6GHzの信号コンポーネントを有する差動出力信号(たとえば、出力RF信号296pkの第2の部分)は、負のトランスコンダクタンスセル440に渡って、発生され得る。負のトランスコンダクタンスセル440はまた、LC回路434、436のQ値を高め得る。
[0046] 増幅器回路構成400は、マルチバンド信号(たとえば、入力RF信号294pk)の増幅のためのスループットを向上させるために、低雑音増幅器における2.4GHzの周波数コンポーネントと5.6GHzの周波数コンポーネントとの間の干渉を実質的にキャンセルし得る。たとえば、クロスカップルされた回路490(たとえば、トランジスタ418、422)は、第2のパスが5.6GHzの信号コンポーネントを「分離」することを可能にするために、第2のパスにおいて2.4GHzの信号コンポーネントを実質的にキャンセルし得、かつクロスカップルされた回路490(たとえば、トランジスタ420、424)は、第1のパスが2.4GHzの信号コンポーネントを「分離」することを可能にするために、第1のパスにおいて5.6GHzの信号コンポーネントを実質的にキャンセルし得る。キャンセルすることの効果は、位相シフトおよび2つのパスの振幅に依存し得る(たとえば、トランジスタ418、420における位相シフトに依存し、第1のパス、第2のパス、およびクロスカップルされた回路における信号増幅に依存する)。このように、増幅器回路構成400は、2.4GHzの信号コンポーネントと5.6GHzの信号コンポーネントとのバンド間の干渉を低減し得る。バンド間の干渉を低減させることは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)のためのWiFi規格に準拠するシステムに関してスループットを高める。たとえば、2G WiFi信号と5G WiFi信号の間の干渉は、低減され得る。
[0047] 図5を参照すると、トリバンド低雑音増幅器の例示的な実施形態のダイヤグラムが示されている。たとえば、図5は、増幅器回路構成500の例示的な実施形態を例示する。増幅器回路構成500は、図2のLNA240pkにおける増幅器回路構成300の代替的な実施形態であり得、増幅器回路構成500は、トリバンド低雑音増幅器に対応し得る。
[0048] 増幅器回路構成500は、トランジスタ504、トランジスタ506、およびトランジスタ554に結合されたトリプルバンド整合ネットワーク(triple band matching network)502を含み得る。たとえば、トリプルバンド整合ネットワーク502の入力は、図2の入力RF信号294pkを受信するように構成され、トリプルバンド整合ネットワーク502の出力は、トランジスタ504のゲートに、トランジスタ506のゲートに、およびトランジスタ554のゲートに、結合され得る。例示的な実施形態において、トランジスタ504、トランジスタ506、およびトランジスタ554は、NMOSトランジスタである。トランジスタ504のソースは、インダクタ508(たとえば、デジェネレーションインダクタ)の第1の端末に結合され得、トランジスタ506のソースは、インダクタ508の第1の端末に結合され得、およびトランジスタ554のソースはまた、インダクタ508の第1の端末に結合され得る。インダクタ508の第2の端末は、接地に結合され得る。例示的な実施形態において、トリプルバンド整合ネットワーク502(たとえば、誘導性−容量性(LC)ネットワーク)およびインダクタ508は、増幅器回路構成500と図2のアンテナインターフェース回路224の間に入力インピーダンス整合を提供し得る。
[0049] トランジスタ504のドレインは、トランジスタ504、512が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ512のソースに結合され得る。トランジスタ512のドレインは、第1の周波数バンド(たとえば、2.4GHzの周波数バンド)に同調されたLC回路(たとえば、インダクタ528およびチューナブルキャパシタ526)に結合され得る。たとえば、トランジスタ512のドレインは、インダクタ528の第1の端末に、および、チューナブルキャパシタ526の第1の端末に、結合され得る。インダクタ528の第2の端末およびチューナブルキャパシタ526の第2の端末は、インダクタ528およびチューナブルキャパシタ526が、互いに並列に結合されるように、電源電圧(Vdd)に結合され得る。
[0050] トランジスタ506のドレインは、トランジスタ506、510が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ510のソースに結合され得る。トランジスタ510のドレインは、第2の周波数バンド(たとえば、5.6GHzの周波数バンド)に同調されたLC回路(たとえば、インダクタ536およびチューナブルキャパシタ534)に結合され得る。たとえば、トランジスタ510のドレインは、インダクタ536の第1の端末に、および、チューナブルキャパシタ534の第1の端末に、結合され得る。インダクタ536の第2の端末およびチューナブルキャパシタ534の第2の端末は、インダクタ536およびチューナブルキャパシタ534が、互いに並列に結合されるように、電源電圧(Vdd)に結合され得る。
[0051] トランジスタ554のドレインは、トランジスタ554、556が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ556のソースに結合され得る。トランジスタ556のドレインは、第3の周波数バンド(たとえば、800MHzの周波数バンド)に同調されたLC回路(たとえば、インダクタ560およびチューナブルキャパシタ558)に結合され得る。インダクタ560およびチューナブルキャパシタ558は、第3のパスに結合された第3のLC回路中に含まれ得る。第3のLC回路は、第3の周波数バンド内のある周波数において、共振し得る。トランジスタ556のドレインは、インダクタ560の第1の端末に、および、チューナブルキャパシタ558の第1の端末に、結合され得る。インダクタ560の第2の端末およびチューナブルキャパシタ558の第2の端末は、インダクタ560およびチューナブルキャパシタ558が、互いに並列に結合されるように、電源電圧(Vdd)に結合され得る。
[0052] インダクタ528のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ526のキャパシタンスは、第1のパス(トランジスタ504、512を含む)が、第1の周波数バンドに同調され、かつ第2のパス(トランジスタ506、510を含む)が、第2の周波数バンドに同調されるように、インダクタ536のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ534のキャパシタンスよりも、それぞれ大きいことが可能である。たとえば、トランジスタ504、512は、入力RF信号294pkの2.4GHzの信号コンポーネントを増幅するように構成され得、トランジスタ506、510は、入力RF信号294pkの5.6GHzのコンポーネントを増幅するように構成され得る。インダクタ560のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ558のキャパシタンスは、第3のパス(トランジスタ554、556を含む)が第3の周波数バンドに同調されるように、インダクタ536のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ534のキャパシタンスよりも、それぞれ大きいことが可能である。たとえば、トランジスタ554、556は、入力RF信号294pkの800MHzの信号コンポーネントを増幅するように構成され得る。
[0053] キャパシタ514の第1の端末は、トランジスタ512のドレインに結合され(たとえば、第1のパスに結合され)得、キャパシタ516の第1の端末は、トランジスタ510のドレインに結合され(たとえば、第2のパスに結合され)得る。キャパシタ514の第2の端末は、クロスカップルされた回路590に結合され得、キャパシタ516の第2の端末は、クロスカップルされた回路590に結合され得る。キャパシタ514は、クロスカップルされた回路590から第1のパスのDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得、キャパシタ516は、クロスカップルされた回路590から第2のパスのDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得る。
[0054] キャパシタ542の第1の端末は、トランジスタ510のドレインに結合され得(たとえば、第2のパスに結合され得)、キャパシタ544の第1の端末は、トランジスタ556のドレインに結合され得る(たとえば、第3のパスに結合され得る)。キャパシタ542の第2の端末は、クロスカップルされた回路592に結合され得、キャパシタ544の第2の端末は、第2のクロスカップルされた回路592に結合され得る。キャパシタ542は、クロスカップルされた回路592から第2のパスのDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得、キャパシタ544は、クロスカップルされた回路592から第3のパスのDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得る。
[0055] キャパシタ566の第1の端末は、トランジスタ512のドレインに結合され得(たとえば、第1のパスに結合される)、キャパシタ568の第1の端末は、トランジスタ556のドレインに結合され得る(たとえば、第3のパスに結合される)。キャパシタ566の第2の端末は、クロスカップルされた回路594に結合され得、キャパシタ568の第2の端末は、クロスカップルされた回路594に結合され得る。キャパシタ566は、クロスカップルされた回路594から第1のパスのDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得、キャパシタ568は、クロスカップルされた回路594から第3のパスのDCコンポーネントをブロックし(または、実質的にブロックし)得る。
[0056] クロスカップルされた回路590は、トランジスタ518、トランジスタ520、トランジスタ522、およびトランジスタ524を含み得る。例示的な実施形態において、トランジスタ518〜524は、NMOSトランジスタである。トランジスタ518のゲートは、キャパシタ514の第2の端末に結合され得、トランジスタ520のゲートは、キャパシタ516の第2の端末に結合され得る。トランジスタ518のソースおよびトランジスタ520のソースは、トランジスタ518、520が、共通ソーストランジスタであるように、接地に結合され得る。
[0057] トランジスタ518のドレインは、トランジスタ518、522が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ522のソースに結合され得る。トランジスタ522のドレインは、チューナブルキャパシタ534の第1の端末および、インダクタ536の第1の端末に、結合され(たとえば、5.6GHzの周波数バンドに同調されたLC回路534、536に結合され)得る。トランジスタ518、522は、第2のパスにおいて第1の信号コンポーネント(たとえば、2.4GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、2.4GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ518のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、2.4GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた2.4GHzの信号コンポーネントは、第1のパスにおいて2.4GHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ518、522によって増幅され得、LC回路534、536に提供され得る(たとえば、2.4GHzのノッチが、LC回路534、536において作成され得る)。
[0058] トランジスタ520のドレインは、トランジスタ520、524が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ524のソースに結合され得る。トランジスタ524のドレインは、チューナブルキャパシタ526の第1の端末および、インダクタ528の第1の端末に、結合され得る(たとえば、2.4GHzの周波数バンドに同調されたLC回路に結合される)。トランジスタ520、524は、第1のパスにおいて第2の信号コンポーネント(たとえば、5.6GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、5.6GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ520のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、5.6GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた5.6GHzの信号コンポーネントは、第1のパスにおいて5.6GHzの信号コンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ520、524によって増幅され得、LC回路528、516に提供され得る(たとえば、5.6GHzのノッチが、LC回路528、526において作成され得る)。
[0059] クロスカップルされた回路592は、トランジスタ546、トランジスタ548、トランジスタ550、およびトランジスタ552を含み得る。例示的な実施形態において、トランジスタ546〜552は、NMOSトランジスタである。トランジスタ546のゲートは、キャパシタ542の第2の端末に結合され得、トランジスタ548のゲートは、キャパシタ544の第2の端末に結合され得る。トランジスタ546のソースおよびトランジスタ548のソースは、トランジスタ546、548が、共通ソーストランジスタであるように、接地に結合され得る。
[0060] トランジスタ546のドレインは、トランジスタ546、550が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ550のソースに結合され得る。トランジスタ550のドレインは、チューナブルキャパシタ560の第1の端末および、インダクタ558の第1の端末に、結合され得る(たとえば、800MHzの周波数バンドに同調されたLC回路に結合される)。トランジスタ546、550は、第3のパスにおいて第2の信号コンポーネント(たとえば、5.6GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、5.6GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ546のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、5.6GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた5.6GHzの信号コンポーネントは、第3のパスにおいて5.6GHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ546、550によって増幅され得、LC回路558、569に提供され得る(たとえば、5.6GHzのノッチが、LC回路558、560において作成され得る)。
[0061] トランジスタ548のドレインは、トランジスタ548、552が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ552のソースに結合され得る。トランジスタ552のドレインは、チューナブルキャパシタ534の第1の端末および、インダクタ536の第1の端末に、結合され(たとえば、5.6GHzの周波数バンドに同調されたLC回路に結合され)得る。トランジスタ548、552は、第2のパスにおいて第3の信号コンポーネント(たとえば、800MHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、800MHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ548のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、800MHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた800MHzの信号コンポーネントは、第1のパスにおいて800MHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ548、552によって増幅され得、LC回路534、536に提供され得る(たとえば、800MHzのノッチが、LC回路534、536において作成され得る)。
[0062] クロスカップルされた回路594は、トランジスタ570、トランジスタ574、トランジスタ572、およびトランジスタ576を含み得る。例示的な実施形態において、トランジスタ570〜576は、NMOSトランジスタである。トランジスタ570のゲートは、キャパシタ566の第2の端末に結合され得、トランジスタ574のゲートは、キャパシタ568の第2の端末に結合され得る。トランジスタ570のソースおよびトランジスタ574のソースは、トランジスタ570、574が、共通ソーストランジスタであるように、接地に結合され得る。
[0063] トランジスタ570のドレインは、トランジスタ570、572が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ572のソースに結合され得る。トランジスタ572のドレインは、チューナブルキャパシタ558の第1の端末および、インダクタ560の第1の端末に、結合され得る(たとえば、800MHzの周波数バンドに同調されたLC回路に結合される)。トランジスタ570、572は、第3のパスにおいて第1の信号コンポーネント(たとえば、2.4GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、2.4GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ570のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、2.4GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた2.4GHzの信号コンポーネントは、第3のパスにおいて2.4GHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ570、572によって増幅され得、LC回路558、560GHzに提供され得る(たとえば、2.4GHzのノッチが、LC回路558、560において作成され得る)。
[0064] トランジスタ574のドレインは、トランジスタ574、576が一ペアのカスコードされたトランジスタに対応するように、トランジスタ576のソースに結合され得る。トランジスタ576のドレインは、チューナブルキャパシタ526の第1の端末に、およびインダクタ528の第1の端末に、結合され(たとえば、2.4GHzの周波数バンドに同調されたLC回路に結合され)得る。トランジスタ574、576は、第1のパスにおいて第3の信号コンポーネント(たとえば、800MHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、800MHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅するように構成され得る。例示するために、トランジスタ574のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、800MHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた800MHzの信号コンポーネントは、第1のパスにおいて800MHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ574、576によって増幅され得、LC回路528、526に提供され得る(たとえば、800MHzのノッチが、LC回路528、526において作成され得る)。
[0065] インダクタ528(たとえば、一次コイルまたは一次巻線)は、変圧器を形成するために、インダクタ530(たとえば、二次コイルまたは二次巻線)に電磁的に結合され得る。たとえば、トランジスタ504、512からインダクタ528で受信された2.4GHzの信号コンポーネントは、インダクタ528からインダクタ530へ「転送」され得る(たとえば、インダクタ528、530の電磁誘導を介したエネルギー移動)。負のトランスコンダクタンスセル532は、インダクタ530と並列に結合され得、および2.4GHzの信号コンポーネントを有する差動出力信号(たとえば、出力RF信号296pkの一部分)は、負のトランスコンダクタンスセル532に渡って、発生され得る。負のトランスコンダクタンスセル532はまた、LC回路528、526のQ値を高め得る。
[0066] インダクタ536(たとえば、一次コイルまたは一次巻線)は、変圧器を形成するために、インダクタ538(たとえば、二次コイルまたは二次巻線)に電磁的に結合され得る。たとえば、トランジスタ506、510からインダクタ536によって受信された5.6GHzの信号コンポーネントは、インダクタ536からインダクタ538へ「転送」され得る(たとえば、インダクタ536、538の電磁誘導を介したエネルギー移動)。負のトランスコンダクタンスセル540は、インダクタ538と並列に結合され得、5.6GHzの信号コンポーネントを有する差動出力信号(たとえば、出力RF信号296pkの一部分)は、負のトランスコンダクタンスセル540に渡って、発生され得る。負のトランスコンダクタンスセル540はまた、LC回路534、536のQ値を高め得る。
[0067] インダクタ560(たとえば、一次コイルまたは一次巻線)は、変圧器を形成するために、インダクタ562(たとえば、二次コイルまたは二次巻線)に電磁的に結合され得る。たとえば、トランジスタ554、556からインダクタ560によって受信された800MHzの信号コンポーネントは、インダクタ560からインダクタ562へ「転送」され得る(たとえば、インダクタ560、562の電磁誘導を介したエネルギー移動)。負のトランスコンダクタンスセル564は、インダクタ562と並列に結合され得、800MHzの信号コンポーネントを有する差動出力信号(たとえば、出力RF信号296pkの一部分)は、負のトランスコンダクタンスセル564に渡って、発生され得る。負のトランスコンダクタンスセル564はまた、LC回路558、560のQ値を高め得る。
[0068] このように、増幅器回路構成500は、800MHzのコンポーネント、2.4GHzの信号コンポーネント、および5.6GHzの信号コンポーネントとのバンド間の干渉を低減し得る。バンド間の干渉を低減させることは、WLANのためのWiFi規格に準拠するシステムに関してスループットを高める。たとえば、セルラ信号、2G WiFi信号、および5G WiFi信号の間の干渉は、低減され得る。増幅器回路構成500はまた、第1の周波数バンド(たとえば、2.4GHzの周波数バンド)と第3の周波数バンド(たとえば、800MHzの周波数バンド)との間の干渉を低減し得、ワイドエリアネットワーク(WAN)に関してスループットを高める。
[0069] 図6を参照すると、フローチャートは、マルチバンド低雑音増幅器を動作させるための方法600の例示的な実施形態を例示する。例示的な実施形態において、方法600は、図1〜2のワイヤレスデバイス110、図2のマルチバンド低雑音増幅器240pk、図2〜3の増幅器回路構成300、図4の増幅器回路構成400、図5の増幅器回路構成500、または、それらの組合せを使用して、行われ得る。
[0070] 方法600は、602において、第1の周波数バンドに同調された第1のパスにおいて、第1の信号コンポーネントを増幅することを含む。たとえば、図3を参照すると、インダクタ328のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ326のキャパシタンスは、第1のパスを第1の周波数バンド(たとえば、2.4GHzの周波数バンド)に同調させ得る。このように、トランジスタ304、312の第1のパス(それは第1の周波数バンドに同調される)は、入力RF信号294pkの第1の信号コンポーネント(たとえば、2.4GHzの信号コンポーネント)を増幅し得る。
[0071] 604において、第2の周波数バンドに同調される第2のパスにおける第2の信号コンポーネントは、増幅され得る。たとえば、図3を参照すると、インダクタ336のインダクタンスおよびチューナブルキャパシタ334のキャパシタンスは、第2のパスを第2の周波数バンド(たとえば、5.6GHzの周波数バンド)に同調し得る。このように、トランジスタ306、310の第2のパス(それは第2の周波数バンドに同調される)は、入力RF信号294pkの第2の信号コンポーネント(たとえば、5.6GHzの信号コンポーネント)を増幅させ得る。
[0072] 606において、1つまたは複数のキャンセレーション信号(cancellation signals)は、クロスカップルされた回路構成において、発生され得る。たとえば、図3を参照すると、クロスカップルされた回路390のトランジスタ318、322は、第2のパスにおいて2.4GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅し得る。例示するために、トランジスタ318のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、2.4GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた2.4GHzの信号コンポーネントは、第1のパスにおいて2.4GHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ318、322によって増幅され得、LC回路334、336に提供され得る(たとえば、2.4GHzのノッチが、LC回路334、336において作成され得る)。加えて、クロスカップルされた回路390のトランジスタ320、324は、第1のパスにおいて第2の信号コンポーネント(たとえば、5.6GHzの信号コンポーネント)を実質的にキャンセルする(たとえば、それに破壊的に干渉する)ために、5.6GHzの信号コンポーネントを位相シフトおよび増幅し得る。例示するために、トランジスタ320のトポロジ(たとえば、共通ソーストランジスタトポロジ)は、5.6GHzの信号コンポーネントの位相をおよそ180度シフトし得る。位相シフトされた5.6GHzの信号コンポーネントは、第1のパスにおいて5.6GHzのコンポーネントを実質的にキャンセルアウトするために、トランジスタ320、324によって増幅され得、LC回路328、326に提供され得る(たとえば、5.6GHzのノッチが、LC回路328、326において作成され得る)。
[0073] 図6の方法600は、マルチバンド信号(たとえば、入力RF信号294pk)に関する増幅器に関してスループットを向上させるために、2.4GHzの周波数コンポーネントと5.6GHzの周波数コンポーネントとの間の干渉を実質的にキャンセルし得る。たとえば、クロスカップルされた回路390(たとえば、トランジスタ318、322)は、第2のパスが5.6GHzの信号コンポーネントを「分離」することを可能にするために、第2のパスにおいて2.4GHzの信号コンポーネントを実質的にキャンセルし得、かつクロスカップルされた回路390(たとえば、トランジスタ320、324)は、第1のパスが2.4GHzの信号コンポーネントを「分離」することを可能にするために、第1のパスにおいて5.6GHzの信号コンポーネントを実質的にキャンセルし得る。キャンセルすることの効果は、位相シフトおよび2つのパスの振幅に依存し得る(たとえば、トランジスタ318、320における位相シフトに依存し、第1のパス、第2のパス、およびクロスカップルされた回路における信号増幅に依存する)。
[0074] このように、方法600は、2.4GHzの信号コンポーネントと5.6GHzの信号コンポーネントとのバンド間の干渉を低減し得る。バンド間の干渉を低減させることは、WLANのためのWiFi規格に準拠するシステムに関してスループットを高める。たとえば、2G WiFi信号(たとえば、2.4GHzの信号コンポーネント)と5G WiFi信号(たとえば、5.6GHzの信号コンポーネント)との間の干渉は、低減され得る。
[0075] 説明された実施形態と併せて、装置は、第1の信号コンポーネントを増幅するための手段を含む。第1の信号コンポーネントを増幅するための手段は、第1の周波数バンドに同調され得る。たとえば、第1の信号コンポーネントを増幅するための手段は、図3の第1のパス、図4の第1のパス、図5の第1のパス、1つまたは複数の他のデバイス、回路、またはそれらの任意の組合せを含み得る。
[0076] 装置はまた、第2の信号コンポーネントを増幅するための手段を含む。第2の信号コンポーネントを増幅するための手段は、第2の周波数バンドに同調され得る。たとえば、第2の信号コンポーネントを増幅するための手段は、図3の第2のパス、図4の第2のパス、図5の第2のパス、1つまたは複数の他のデバイス、回路、またはそれらの任意の組合せを含み得る。
[0077] 装置はまた、1つまたは複数のキャンセレーション信号を発生させるための手段を含む。1つまたは複数のキャンセレーション信号を発生させるための手段は、第1の信号コンポーネントを増幅するための手段に結合された第1の入力および第2の信号コンポーネントを増幅するための手段に結合された第2の入力を有する。1つまたは複数のキャンセレーション信号を発生させるための手段はまた、第2の信号コンポーネントを増幅するための手段に結合された第1の出力および第1の信号コンポーネントを増幅するための手段に結合された第2の出力を有する。たとえば、1つまたは複数のキャンセレーション信号を発生させるための手段は、図3のクロスカップルされた回路390、図4のクロスカップルされた回路490、図5のトランジスタ418、図5のトランジスタ520、図5のトランジスタ522、図5のトランジスタ524、1つまたは複数の他のデバイス、回路、またはそれらの任意の組合せを含み得る。
[0078] 当業者は、本明細書で開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、構成、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、プロセッサによって実行されるコンピュータソフトウェア、または両方の組み合わせとしてインプリメントされ得ることをさらに認識するであろう。様々な例示的なコンポーネント、ブロック、構成、モジュール、回路、およびステップが、一般に、それらの機能性の観点から上記において説明された。そのような機能性が、ハードウェアとして、またはプロセッサ実行可能命令としてインプリメントされるかどうかは、特定の用途およびシステム全体に課せられる設計の制約に依存する。当業者は、説明された機能性を、特定の用途ごとにさまざまな方法でインプリメントし得るが、そのようなインプリメンテーションの決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こしていると解釈されるべきではない。
[0079] 本明細書に開示された実施形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、直接にハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはこれら2つの組み合わせにおいて、具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ(ROM)、プログラマブル読み取り専用メモリ(PROM)、消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ(EPROM)、電気的に消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ(EEPROM(登録商標))、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ(CD−ROM)、または当技術分野において既知の非一時的な記憶媒体の任意の他の形式で存在し(reside in)得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが、記憶媒体から情報を読み取り、および記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替において、記憶媒体は、プロセッサと一体化され得る。プロセッサおよび記憶媒体は、特定用途向け集積回路(ASIC)中に存在し得る。ASICは、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末の中に存在し得る。代替において、プロセッサおよび記憶媒体は、計算デバイスまたはユーザ端末中に個別の(discrete)コンポーネントとして存在し得る。
[0080] 開示された実施形態の先の説明は、当業者が開示された実施形態を製造または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態への様々な修正は、当業者に容易に明らかとなり、本明細書で定義された原理は、開示の範囲から逸脱することなしに他の実施形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に示された実施形態に限定されるようには意図されず、下記の特許請求の範囲によって定義されるような原理および新規な特徴と一致する見込まれる最も広い範囲を与えられることになる。

Claims (20)

  1. 装置であって、
    第1の周波数バンドに同調された第1のパス、
    第2の周波数バンドに同調された第2のパス、および
    前記第1のパスに結合された第1の入力および前記第2のパスに結合された第2の入力を有し、ならびに前記第2のパスに結合された第1の出力および前記第1のパスに結合された第2の出力を有する、クロスカップルされた回路構成
    を備える、装置。
  2. 前記第1のパス、前記第2のパス、および前記クロスカップルされた回路構成は、低雑音増幅器に含まれる、請求項1に記載の装置。
  3. 前記クロスカップルされた回路構成は、
    第1のペアのトランジスタ、前記第1のペアのトランジスタのうちの第1のトランジスタは、前記第1のパスに結合されたゲートを有し、および前記第1のペアのトランジスタのうちの第2のトランジスタは、前記第2のパスに結合されたドレインを有する、ならびに
    第2のペアのトランジスタ、前記第2のペアのトランジスタのうちの第1のトランジスタは、前記第2のパスに結合されたゲートを有し、および前記第2のペアのトランジスタのうちの第2のトランジスタは、前記第1のパスに結合されたドレインを有する、
    を備える、請求項1に記載の装置。
  4. 前記第1のペアのトランジスタのうちの前記第1のトランジスタおよび前記第2のペアのトランジスタのうちの前記第1のトランジスタは、共通ソーストランジスタである、請求項3に記載の装置。
  5. 前記第1の周波数バンドは、2.4ギガヘルツ(GHz)の周波数バンドであり、および、ここにおいて、前記第2の周波数バンドは、5.6GHzの周波数バンドである、請求項1に記載の装置。
  6. 前記第1のパスに結合された第1の誘導性−容量性(LC)回路をさらに備え、ここにおいて、前記第1のLC回路は、前記第1の周波数バンド内の周波数において共振する、請求項1に記載の装置。
  7. 前記第1のLC回路の第1のインダクタは、第1の変圧器に含まれる、請求項6に記載の装置。
  8. 前記第2のパスに結合された第2の誘導性−容量性(LC)回路をさらに備え、ここにおいて、前記第2のLC回路は、前記第2の周波数バンド内の周波数において共振する、請求項1に記載の装置。
  9. 前記第2のLC回路の第2のインダクタは、第2の変圧器に含まれる、請求項8に記載の装置。
  10. 第3の周波数バンドに同調された第3のパス、
    前記第2のパスに結合された第1の入力および前記第3のパスに結合された第2の入力を有し、ならびに前記第3のパスに結合された第1の出力および前記第2のパスに結合された第2の出力を有する、第2のクロスカップルされた回路構成、および
    前記第1のパスに結合された第1の入力および前記第3のパスに結合された第2の入力を有し、ならびに前記第3のパスに結合された第1の出力および前記第1のパスに結合された第2の出力を有する、第3のクロスカップルされた回路構成
    をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  11. 前記第3の周波数バンドは、800メガヘルツ(MHz)の周波数バンドである、請求項10に記載の装置。
  12. 前記第3のパスに結合された第3の誘導性−容量性(LC)回路をさらに備え、ここにおいて、前記第3のLC回路は、前記第3の周波数バンド内の周波数において共振する、請求項10に記載の装置。
  13. 前記第1の周波数バンドおよび前記第2の周波数バンドは、電気電子技術者協会(IEEE)802.11規格に準拠する、請求項1に記載の装置。
  14. 前記第1のパスに結合されおよび前記第2のパスに結合されたドレインを有するトランジスタ、および
    無線周波数(RF)信号を受信するように構成された入力および前記トランジスタのゲートに結合された出力を有するデュアルバンド整合ネットワーク
    をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  15. 前記第1のパスに結合されたドレインを有する第1のトランジスタ、
    前記第2のパスに結合されたドレインを有する第2のトランジスタ、および
    無線周波数(RF)信号を受信するように構成された入力ならびに前記第1のトランジスタのゲートにおよび前記第2のトランジスタのゲートに結合された出力を有するデュアルバンド整合ネットワーク
    をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  16. 装置であって、
    第1の信号コンポーネントを増幅するための手段、ここにおいて、前記第1の信号コンポーネントを増幅するための前記手段は、第1の周波数バンドに同調される、
    第2の信号コンポーネントを増幅するための手段、ここにおいて、前記第2の信号コンポーネントを増幅するための前記手段は、第2の周波数バンドに同調される、
    前記第1の信号コンポーネントを増幅するための前記手段に結合された第1の入力および前記第2の信号コンポーネントを増幅するための前記手段に結合された第2の入力を有し、ならびに前記第2の信号コンポーネントを増幅するための前記手段に結合された第1の出力および前記第1の信号コンポーネントを増幅するための前記手段に結合された第2の出力を有する、1つまたは複数のキャンセレーション信号を発生させるための手段
    を備える、装置。
  17. 前記第1の信号コンポーネントを増幅するための前記手段、前記第2の信号コンポーネントを増幅するための前記手段、および1つまたは複数のキャンセレーション信号を発生させるための前記手段は、低雑音増幅器に含まれる、請求項16に記載の装置。
  18. 前記第1の周波数バンドは、2.4ギガヘルツ(GHz)の周波数バンドであり、および、ここにおいて、前記第2の周波数バンドは、5.6GHzの周波数バンドである、請求項16に記載の装置。
  19. 方法であって、
    第1の周波数バンドに同調された第1のパスにおいて第1の信号コンポーネントを増幅すること、
    第2の周波数バンドに同調された第2のパスにおいて第2の信号コンポーネントを増幅すること、および
    前記第1のパスに結合された第1の入力および前記第2のパスに結合された第2の入力を有し、ならびに前記第2のパスに結合された第1の出力および前記第1のパスに結合された第2の出力を有する、クロスカップルされた回路構成において、1つまたは複数のキャンセレーション信号を発生させること
    を備える、方法。
  20. 前記第1の周波数バンドは、2.4ギガヘルツ(GHz)の周波数バンドであり、および、ここにおいて、前記第2の周波数バンドは、5.6GHzの周波数バンドである、請求項19に記載の方法。
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