JP5420768B2 - ダイオードベースバイアス有りスタックアンプ(stackedamplifier) - Google Patents
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Description
本出願は、2009年8月19日に出願され、“DIODE BASED BIAS CIRCUIT FOR STACKED PA”と表題された米国仮出願番号61/235,317の優先権の利益を主張しており、本願の譲受人に譲渡され、その内容は本明細書中に参照によって組み込まれる。
ダイオード接続NMOSトランジスタ242のVgs_diode1の電圧は、入力RFパワーに依存する。NMOSトランジスタ212からバイアス回路250に漏れるRF電流の量は入力RFパワーに依存する(例えば、比例する)。入力RFパワーが高い場合には、ダイオード接続されたNMOSトランジスタ242は、NMOSトランジスタ212からバイアス回路250に漏れるRF電流を整流する。入力RF電力が増加するにつれて、整流されたRF電流は、より小さいVgs_diode1電圧をもたらす。Vbias1電圧は固定電圧でも構わない。この場合、Vgs_diode1の電圧の減少は、Vg1電圧の増加をもたらすだろう。Vg1電圧はNMOSトランジスタ212のゲート−ソース間(Vgs)電圧に等しいので、高い(higher)Vg1電圧は、Vgs電圧を増加させ、そして、それ故に、高入力RFパワーでのNMOSトランジスタ212のゲインを増加させる。高い(higher)ゲインは、電力増幅器202の直線性を改善することができる。
なお、本願の出願当初の請求項と同一の記載を以下に付記する。
[付記1]
スタック内に結合され(coupled in a stack)、入力信号を受信および増幅し、そして、出力信号を提供する複数のトランジスタ、および
前記スタック内の少なくとも一つのトランジスタに動作可能なように結合された(operatively coupled)少なくとも一つのダイオード、各ダイオードは前記スタック内の関連したトランジスタに可変バイアス電圧を提供する
を具備してなる増幅器を具備してなる装置。
[付記2]
前記少なくとも一つのダイオードは、前記スタック内の単一のトランジスタに動作可能なように結合された単一のダイオードを具備してなり、前記単一のトランジスタは、入力信号を受信し、そして、前記入力信号に対しての信号ゲインを提供する付記1の装置。
[付記3]
前記少なくとも一つのダイオードは、前記スタック内の各トランジスタに対して一つのダイオードを具備してなり、各ダイオードは前記スタック内の関連したトランジスタに動作可能なように結合される付記1の装置。
[付記4]
各ダイオードは、高入力パワーでは前記ダイオードの両端(across the diode)で低電圧降下(lower voltage drop)を有し、そして、高入力パワーでは前記関連したトランジスタにより高バイアス電圧(higher bias voltage)を提供する付記1の装置。
[付記5]
前記少なくとも一つのトランジスタは、前記少なくとも一つのダイオードからの高バイアス電圧に起因して、高入力パワーでは高ゲイン(higher gain)を有する付記4の装置。
[付記6]
前記増幅器は、さらに、前記スタック内の前記少なくとも一つトランジスタと前記少なくとも一つのダイオードとの間に結合された少なくとも一つの抵抗器を具備してなる付記1の装置。
[付記7]
前記少なくとも一つのダイオードはおのおの可変抵抗器である付記6の装置。
[付記8]
前記増幅器は、ラダー内に結合され(coupled in a ladder)、そして、前記スタック内の前記複数のトランジスタに対して複数のバイアス電圧を提供するための、複数の抵抗器をさらに具備してなり、前記少なくとも一つのダイオードは前記ラダー内の少なくとも一つの抵抗器に接続される付記1の装置。
[付記9]
前記複数の抵抗器は、前記複数のバイアス電圧うちの少なくとも一つの調整可能なバイアス電圧(adjustable bias voltage)を提供するための少なくとも一つの可変抵抗器を具備してなる付記8の装置。
[付記10]
前記増幅器は、前記ラダー内の前記複数の抵抗器に結合された複数のキャパシタ、前記スタック内の各トランジスタに対しての一つのキャパシタをさらに具備してなり、各キャパシタは前記スタック内の関連したトランジスタのゲートから見て低インピーダンスを提供する付記8の装置。
[付記11]
前記複数のトランジスタは、金属酸化膜半導体(MOS)トランジスタを具備してなる付記1の装置。
[付記12]
前記複数のトランジスタは、Nチャネル金属酸化膜半導体(NMOS)トランジスタを具備してなる付記1の装置。
[付記13]
前記少なくともダイオードは、各々がダイオードのように結合された少なくとも一つのNMOSトランジスタを具備してなる付記12の装置。
[付記14]
前記増幅器は、前記スタック内に結合された少なくとも三つのトランジスタを具備してなる付記1の装置。
[付記15]
前記アンプは、入力無線周波数(RF)信号を受信し、そして、出力RF信号を提供するためのパワーアンプである付記1の装置。
[付記16]
スタック内に結合され(coupled in a stack)、入力信号を受信および増幅し、そして、出力信号を提供する複数の金属酸化膜半導体(MOS)トランジスタ、および
前記スタック内の少なくとも一つのMOSトランジスタに動作可能なように結合された少なくとも一つのダイオード結合(diode-connected)MOSトランジスタ、各ダイオード結合MOSトランジスタは前記スタック内の関連したMOSトランジスタに可変バイアス電圧を提供する
を具備してなる増幅器を具備してなる集積回路。
[付記17]
前記少なくとも一つのダイオード結合MOSトランジスタは、前記スタック内の単一のMOSトランジスタに動作可能なように結合された単一のダイオード結合MOSトランジスタを具備してなり、前記単一のMOSトランジスタは入力信号を受信し、そして、前記入力信号に対しての信号ゲインを提供する付記16の集積回路。
[付記18]
前記少なくとも一つのダイオード結合MOSトランジスタは、前記スタック内の各MOSトランジスタに対して一つのダイオード結合MOSトランジスタを具備してなり、各ダイオード結合MOSトランジスタは前記スタック内の関連したMOSトランジスタに動作可能なように結合される付記16の集積回路。
[付記19]
前記増幅器は、さらに、前記少なくとも一つのダイオード結合MOSトランジスタと前記スタック内の前記少なくとも一つMOSトランジスタとの間に結合された少なくとも一つの抵抗器を具備してなる付記16の集積回路。
[付記20]
入力信号を増幅する方法であって、
出力信号を取得するために、スタック内に結合された(coupled in a stack)複数のトランジスタで前記入力信号を増幅すること、および
前記スタック内の少なくとも一つのトランジスタに対して少なくとも一つの可変バイアス電圧を少なくとも一つのダイオードに基づいて発生すること
を具備してなる方法。
[付記21]
前記少なくとも一つの可変バイアス電圧を発生することは、前記スタック内の単一のトランジスタに対して単一の可変バイアス電圧を単一のダイオードに基づいて発生することを具備してなり、前記単一のトランジスタは、入力信号を受信し、そして、前記入力信号に対しての信号ゲインを提供する付記20の方法。
[付記22]
前記少なくとも一つの可変バイアス電圧を発生することは、複数のダイオードに基づいて、前記スタック内の複数のトランジスタに対しての複数の可変バイアス電圧、前記スタック内の各トランジスタに対しての一つの可変バイアス電圧を発生することを具備してなる付記20の方法。
[付記23]
前記少なくとも一つのトランジスタと前記少なくとも一つのダイオードとの間に結合された少なくとも一つの抵抗器で、前記スタック内の前記少なくとも一つのトランジスタからの漏れ(leakage)を制御することをさらに具備してなる付記20の方法。
[付記24]
ラダー内に結合された(coupled in a ladder)複数の抵抗器で、前記スタック内の複数のトランジスタに対して複数のバイアス電圧を発生することをさらに具備してなる付記20の方法。
[付記25]
入力信号を増幅するための装置であって、
出力信号を取得するために前記入力信号を増幅するための手段、前記増幅するための手段は、スタック内に結合された複数のトランジスタを具備すること、および
前記スタック内の少なくとも一つのトランジスタに対して少なくとも一つの可変バイアス電圧を発生するための手段、前記発生するための手段は、前記スタック内の前記少なくとも一つのトランジスタに動作可能なように結合された少なくとも一つのダイオードを具備すること。
Claims (25)
- 積み重ねられた配置になって結合され(coupled in a stack)、入力信号を受信および増幅し、そして、出力信号を提供する複数のトランジスタ、および
前記積み重ねられた配置にある少なくとも一つのトランジスタのゲートに動作可能なように直列に結合された(operatively coupled)、可変電圧降下を有する少なくとも一つのダイオード、各ダイオードは前記積み重ねられた配置に関連したトランジスタに可変バイアス電圧を提供する
を具備してなる増幅器を具備してなる装置。 - 前記少なくとも一つのダイオードは、前記積み重ねられた配置にある単一のトランジスタに動作可能なように結合された単一のダイオードを具備してなり、前記単一のトランジスタは、入力信号を受信し、そして、前記入力信号に対しての信号ゲインを提供する請求項1の装置。
- 前記少なくとも一つのダイオードは、前記積み重ねられた配置にある各トランジスタに対して一つのダイオードを具備してなり、各ダイオードは前記積み重ねられた配置に関連したトランジスタに動作可能なように結合される請求項1の装置。
- 各ダイオードは、高入力パワーでは前記ダイオードの両端(across the diode)で低電圧降下(lower voltage drop)を有し、そして、高入力パワーでは前記関連したトランジスタにより高バイアス電圧(higher bias voltage)を提供する請求項1の装置。
- 前記少なくとも一つのトランジスタは、前記少なくとも一つのダイオードからの高バイアス電圧に起因して、高入力パワーでは高ゲイン(higher gain)を有する請求項4の装置。
- 前記増幅器は、さらに、前記積み重ねられた配置にある前記少なくとも一つトランジスタと前記少なくとも一つのダイオードとの間に結合された少なくとも一つの抵抗器を具備してなる請求項1の装置。
- 前記少なくとも一つの抵抗器はおのおの可変抵抗器である請求項6の装置。
- 前記増幅器は、ラダー状に結合され(coupled in a ladder)、そして、前記積み重ねられた配置にある前記複数のトランジスタに対して複数のバイアス電圧を提供するための、複数の抵抗器をさらに具備してなり、前記少なくとも一つのダイオードは前記ラダー状の少なくとも一つの抵抗器に接続される請求項1の装置。
- 前記複数の抵抗器は、前記複数のバイアス電圧うちの少なくとも一つの調整可能なバイアス電圧(adjustable bias voltage)を提供するための少なくとも一つの可変抵抗器を具備してなる請求項8の装置。
- 前記増幅器は、前記ラダー状の前記複数の抵抗器に結合された複数のキャパシタ、前記積み重ねられた配置にある各トランジスタに対しての一つのキャパシタをさらに具備してなり、各キャパシタは前記積み重ねられた配置に関連したトランジスタのゲートから見て低インピーダンスを提供する請求項8の装置。
- 前記複数のトランジスタは、金属酸化膜半導体(MOS)トランジスタを具備してなる請求項1の装置。
- 前記複数のトランジスタは、Nチャネル金属酸化膜半導体(NMOS)トランジスタを具備してなる請求項1の装置。
- 前記少なくともダイオードは、各々がダイオードのように結合された少なくとも一つのNMOSトランジスタを具備してなる請求項12の装置。
- 前記増幅器は、前記積み重ねられた配置に結合された少なくとも三つのトランジスタを具備してなる請求項1の装置。
- 前記アンプは、入力無線周波数(RF)信号を受信し、そして、出力RF信号を提供するためのパワーアンプである請求項1の装置。
- 積み重ねられた配置になって結合され(coupled in a stack)、入力信号を受信および増幅し、そして、出力信号を提供する複数の金属酸化膜半導体(MOS)トランジスタ、および
前記積み重ねられた配置にある少なくとも一つのMOSトランジスタのゲートに動作可能なように直列に結合された、可変電圧降下を有する少なくとも一つのダイオード結合(diode-connected)MOSトランジスタ、各ダイオード結合MOSトランジスタは前記積み重ねられた配置に関連したMOSトランジスタに可変バイアス電圧を提供する
を具備してなる増幅器を具備してなる集積回路。 - 前記少なくとも一つのダイオード結合MOSトランジスタは、前記積み重ねられた配置にある単一のMOSトランジスタに動作可能なように結合された単一のダイオード結合MOSトランジスタを具備してなり、前記単一のMOSトランジスタは入力信号を受信し、そして、前記入力信号に対しての信号ゲインを提供する請求項16の集積回路。
- 前記少なくとも一つのダイオード結合MOSトランジスタは、前記積み重ねられた配置にある各MOSトランジスタに対して一つのダイオード結合MOSトランジスタを具備してなり、各ダイオード結合MOSトランジスタは前記積み重ねられた配置に関連したMOSトランジスタに動作可能なように結合される請求項16の集積回路。
- 前記増幅器は、さらに、前記少なくとも一つのダイオード結合MOSトランジスタと前記積み重ねられた配置にある前記少なくとも一つMOSトランジスタとの間に結合された少なくとも一つの抵抗器を具備してなる請求項16の集積回路。
- 入力信号を増幅する方法であって、
出力信号を取得するために、積み重ねられた配置になって結合された(coupled in a stack)複数のトランジスタで前記入力信号を増幅すること、および
前記積み重ねられた配置にある少なくとも一つのトランジスタに対して少なくとも一つの可変バイアス電圧を、前記積み重ねられた配置にある少なくとも一つのトランジスタのゲートに動作可能なように直列に結合された、可変電圧降下を有する少なくとも一つのダイオードに基づいて発生すること
を具備してなる方法。 - 前記少なくとも一つの可変バイアス電圧を発生することは、前記積み重ねられた配置にある単一のトランジスタに対して単一の可変バイアス電圧を単一のダイオードに基づいて発生することを具備してなり、前記単一のトランジスタは、入力信号を受信し、そして、前記入力信号に対しての信号ゲインを提供する請求項20の方法。
- 前記少なくとも一つの可変バイアス電圧を発生することは、前記積み重ねられた配置にある複数のトランジスタに対しての複数の可変バイアス電圧を複数のダイオードに基づいて発生すること、前記積み重ねられた配置にある各トランジスタに対しての一つの可変バイアス電圧を発生することを具備してなる請求項20の方法。
- 前記少なくとも一つのトランジスタと前記少なくとも一つのダイオードとの間に結合された少なくとも一つの抵抗器で、前記積み重ねられた配置にある前記少なくとも一つのトランジスタからの漏れ(leakage)を制御することをさらに具備してなる請求項20の方法。
- ラダー状に結合された(coupled in a ladder)複数の抵抗器で、前記積み重ねられた配置にある複数のトランジスタに対して複数のバイアス電圧を発生することをさらに具備してなる請求項20の方法。
- 入力信号を増幅するための装置であって、
出力信号を取得するために前記入力信号を増幅するための手段、前記増幅するための手段は、積み重ねられた配置になって結合された複数のトランジスタを具備すること、および
前記積み重ねられた配置にある少なくとも一つのトランジスタに対して少なくとも一つの可変バイアス電圧を発生するための手段、前記発生するための手段は、前記積み重ねられた配置にある前記少なくとも一つのトランジスタのゲートに動作可能なように直列に結合された可変電圧降下を有する少なくとも一つのダイオードを具備すること。
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