JP5882554B2 - 改善したアイソレーションを有する増幅器 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、2013年1月25日に出願された、共同所有される米国特許非仮出願第13/750878号の優先権を主張し、その内容は、全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる。
[0002] 本開示は一般にエレクトロニクスに関し、より具体的には増幅器に関する。
[0003] ワイヤレス通信システムにおけるワイヤレスデバイス(例えば、セルラ電話又はスマートフォン)は、双方向通信でデータを送信及び受信し得る。ワイヤレスデバイスは、データ送信のための送信機と、データ受信のための受信機とを含み得る。データ送信の場合、送信機は、データで無線周波数(RF)キャリア信号を変調して変調信号を取得し、この変調信号を増幅して、適切な送信電力レベルを有する出力RF信号を取得し、この出力RF信号を、アンテナを介して基地局に送信し得る。データ受信の場合、受信機は、アンテナを介して受信RF信号を取得し、この受信RF信号を増幅及び処理して、基地局によって送られたデータを復元する。
[0004] ワイヤレスデバイスは、目的ごとに異なるタイプの増幅器を含み得る。例えば、ワイヤレスデバイスは、受信機に低ノイズ増幅器(LNA)を、送信機にドライバ増幅器(DA)及び電力増幅器(PA)を、受信機及び/又は送信機に可変利得増幅器(VGA)を含め得る。ワイヤレスデバイスは、連結された(coupled together)出力を有する多数の増幅器を含み得、各増幅器は、出力信号を供給するためにイネーブルにされるか、又は、出力信号を供給しないためにディセーブルにされるかの何れかであり得る。漏洩信号による性能の劣化(degradation)を緩和するために、増幅器がディセーブルにされたときに良いアイソレーションを提供することが望まれ得る。
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。 図2は、キャリアアグリゲーション(CA)の様々な例を示す。 図3は、図1のワイヤレスデバイスのブロック図を示す。 図4は、LNAの例示的な設計を示す。 図5は、改善したアイソレーションを有するLNAの例示的な設計を示す。 図6は、単一入力多出力(SIMO)LNAの例示的な設計を示す。 図7Aは、改善したアイソレーションを有するSIMO LNAのある例示的な設計を示す。 図7Bは、改善したアイソレーションを有するSIMO LNAの別の例示的な設計を示す。 図7Cは、改善したアイソレーションを有するSIMO LNAのさらに別の例示的な設計を示す。 図8Aは、改善したアイソレーションを有する多入力多出力(MIMO)LNAのある例示的な設計を示す。 図8Bは、改善したアイソレーションを有する多入力多出力(MIMO)LNAの別の例示的な設計を示す。 図9は、バイアス電圧及び制御信号を生成するための回路を示す。 図10は、改善したアイソレーションを有する又は有さないLNAのためのアイソレーションのプロットを示す。 図11は、増幅を実行するためのプロセスを示す。
[0016] 以下に記載される詳細な説明は、本開示の例示的な設計を説明するものであることが意図されており、本開示が実施され得る唯一の設計しか表わさないことは意図されていない。「例示的」という用語は、「実例、事例、又は例証として提供される」を意味するために本明細書で使用される。「例示的」として本明細書で説明される任意の設計は、必ずしも、他の設計よりも好ましい又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。本明細書で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は当業者に明らかになるであろう。幾つかの事例では、周知の構造及びデバイスが、本明細書で提示される例示的な設計の新規性を曖昧にしないために、ブロック図の形式で示される。
[0017] 改善したアイソレーションを有する増幅器が本明細書で開示される。これら増幅器は、ワイヤレス通信デバイス(例えば、セルラ電話、スマートフォン、等)、タブレット、携帯情報端末(PDA)、ハンドヘルドデバイス、ワイヤレスモデム、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、ブルートゥース(登録商標)デバイス、消費者電子デバイス、等のような様々な電子デバイスに使用され得る。明瞭さのために、ワイヤレス通信デバイスにおける、改善したアイソレーションを有する増幅器の使用が以下で説明される。
[0018] 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。ワイヤレスシステム120は、ロングタームエボリューション(LTE)システム、符号分割多元接続(CDMA)システム、モバイル通信のためのグローバルシステム(GSM(登録商標))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、又は何等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))、CDMA 1X、時分割同期CDMA(TD−SCDMA)、又は何等かの他のバージョンのCDMAを実現し得る。明瞭さのために、図1は、3つの基地局130、132、及び134と、1つのシステムコントローラ140とを含むワイヤレスシステム120を示す。一般に、ワイヤレスシステムは、任意の数の基地局と、任意のセットのネットワークエンティティを含み得る。基地局は、ノードB、発展型ノードB(eNB)、アクセスポイント、等とも呼ばれ得る。
[0019] ワイヤレスデバイス110は、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、ブルートゥースデバイス、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、ブロードキャスト局からの信号、1つ又は複数の全地球的航法衛星システム(GNSS)における衛星(例えば、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、TD−SCDMA、GSM、802.11等、ワイヤレス通信のための1つ又は複数の無線技術をサポートし得る。
[0020] ワイヤレスデバイス110は、1000メガヘル(MHz)未満の周波数をカバーする低帯域(LB)、1000MHzから2300MHxの周波数をカバーする中間帯域(MB)、及び/又は、23000MHzよりも高い周波数をカバーする高帯域(HB)で動作することが可能であり得る。例えば、低帯域は、698−960MHzをカバーし、中間帯域は、1475−2170MHzをカバーし、高帯域は、2300−2690MHz及び3400−3800MHzをカバーし得る。低帯域、中間帯域、および高帯域は、帯域の3つのグループ(又は、帯域グループ)を指し、各帯域グループは、多数の周波数帯域(又は単純に「帯域」)を含む。各帯域は、最大200MHzをカバーし得る。LTEリリース11は、35個の帯域をサポートし、これらは、LTE/UMTS帯域と呼ばれ、公に入手可能な文書3GPP TS36.101にリストされている。一般に、任意の数の帯域グループが定義され得る。各帯域グループは、上記された周波数帯域の何れかに一致するか又は一致しない任意の周波数範囲をカバーし得る。各帯域グループは、任意の数の帯域を含み得る。
[0021] ワイヤレスデバイス110は、多数のキャリア上で動作するキャリアアグリゲーションをサポートし得る。キャリアアグリゲーションは、マルチキャリア動作とも呼ばれ得る。キャリアは、通信に使用される周波数の範囲を指し、特定の特性に関連付けられ得る。例えば、キャリアは、キャリア上の動作を説明する制御情報及び/又はシステム情報に関連付けられ得る。キャリアは、コンポーネントキャリア(CC)、周波数チャネル、セル、等とも呼ばれ得る。1つの帯域は、1つ又は複数のキャリアを含み得る。各キャリアは、LTEでは最大20MHzをカバーし得る。ワイヤレスデバイス110は、LTEリリース11では、1つ又は2つの帯域において最大5つのキャリアで構成され得る。
[0022] 一般に、キャリアアグリゲーション(CA)は、帯域内CA及び帯域間CAという2つのタイプに分類され得る。帯域内CAは、同じ帯域内の多数のキャリア上での動作を指す。帯域間CAは、異なる帯域内の多数のキャリア上での動作を指す。
[0023] 図2は、ワイヤレスデバイス110によってサポートされ得る様々なCAシナリオを示す。簡潔さのために、図2は、帯域間CAの1つの帯域内のたった1つのキャリアで設定されるワイヤレスデバイス110を示す。一般に、ワイヤレスデバイス110は、所与の帯域内の1つ又は複数のキャリアで設定され得る。
[0024] シナリオ210は、低帯域における帯域X内の1つのキャリアC1と、中間帯域における帯域Y内の1つのキャリアC2とがワイヤレスデバイス110のために設定されている帯域間CAをカバーする。シナリオ220は、中間帯域における帯域X内の1つのキャリアC1と、高帯域における帯域Y内の1つのキャリアC2とがワイヤレスデバイス110のために設定されている帯域間CAをカバーする。シナリオ230は、低帯域における帯域X内の1つのキャリアC1と、高帯域における帯域Y内の1つのキャリアC2とがワイヤレスデバイス110のために設定されている帯域間CAをカバーする。
[0025] シナリオ240は、低帯域における帯域X内の1つのキャリアC1と、低帯域における帯域Y内の1つのキャリアC2とがワイヤレスデバイス110のために設定れている帯域間CAをカバーする。シナリオ250は、中間帯域における帯域X内の1つのキャリアC1と、中間帯域における帯域Y内の1つのキャリアC2とがワイヤレスデバイス110のために設定されている帯域間CAをカバーする。シナリオ260は、高帯域における帯域X内の1つのキャリアC1と、高帯域における帯域Y内の1つのキャリアC2とがワイヤレスデバイス110のために設定されている帯域間CAをカバーする。
[0026] シナリオ270は、低帯域、中間帯域、または高帯域における帯域X内の2つの隣接キャリアC1及びC2がワイヤレスデバイス110のために設定されている連続帯域内CAをカバーする。シナリオ280は、低帯域、中間帯域、または高帯域における帯域X内の2つの非隣接キャリアC1及びC2がワイヤレスデバイス110のために設定されている非連続帯域内CAをカバーする。
[0027] 図2は、キャリアアグリゲーションの幾つかの例を示す。キャリアアグリゲーションはまた、帯域及び帯域グループの他の組み合わせに対してサポートされ得る。
[0028] ワイヤレスデバイス110は、異なる周波数において多数の送信信号を同時に受信し得る。これら多数の送信信号は、キャリアアグリゲーションについては、異なる周波数において多数のキャリア上で1つ又は複数の基地局によって送られ得る。これら多数の送信信号はまた、多地点協調(CoMP)送信、ハンドオーバ、等については、異なる基地局によって送られ得る。これら多数の送信信号はまた、同時の音声/データ、又はデータ/データ、又は音声/音声、等については、異なるワイヤレスシステムによって送られ得る。
[0029] 図3は、図1のワイヤレスデバイス110の例示的な設計のブロック図を示す。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310に結合されたトランシーバ320と、二次アンテナ312に結合されたトランシーバ322と、データプロセッサ/コントローラ380とを含む。トランシーバ320は、アンテナインターフェース回路324、多数の(K個の)LNA330a−330k、受信回路340、送信回路350、及びK個の電力増幅器(PA)360a−360kを含む。トランシーバ322は、アンテナインターフェース回路326、多数の(M個の)LNA332a−332m、受信回路342、送信回路352、及びM個のPA362a−362mを含む。トランシーバ320及び322は、多数の周波数帯域、キャリアアグリゲーション、多数の無線技術、多数のワイヤレスシステム、受信ダイバーシティ、多数の送信アンテナからの多数の受信アンテナへの多入力多出力(MIMO)送信、等をサポートし得る。
[0030] データ受信の場合、アンテナ310は、基地局及び/又は他の送信機局から信号を受信し、受信されたRF信号を供給し、それは、アンテナインターフェース回路324を通って(routed through)、選択されたLNA330に入力RF信号として供給される。アンテナインターフェース回路324は、スイッチ、デュプレクサ、ダイプレクサ、送信フィルタ、受信フィルタ、整合回路、等を含み得る。選択されたLNA330は、入力RF信号を増幅し、1つ又は複数の増幅されたRF信号を受信回路340に供給する。受信回路340は、増幅された各RF信号をRFからベースバンドにダウンコンバートし、ダウンコンバートされた信号をフィルタリング及び増幅し、入力ベースバンド信号をデータプロセッサ380に供給する。受信回路340は、ミキサ、フィルタ、増幅器、整合回路、発振器、局部発振器(LO)ジェネレータ、位相ロックドループ(PLL)、等を含み得る。
[0031] データ送信の場合、データプロセッサ380は、送信されるべきデータを処理(例えば、符号化及び変調)し、1つ又は複数の出力ベースバンド信号を送信回路350に供給する。送信回路350は、各出力ベースバンド信号を増幅し、フィルタリングし、ベースバンドからRFにアップコンバートし、選択されたPA360に変調信号を供給する。送信回路350は、増幅器、フィルタ、ミキサ、整合回路、発振器、LOジェネレータ、PLL、等を含み得る。選択されたPA360は、この変調信号を増幅し、適切な送信電力レベルを有する出力RF信号を供給する。出力RF信号は、アンテナインターフェース回路324を通り、アンテナ310を介して送信される。
[0032] トランシーバ322内のLNA332、受信回路342、送信回路352、及びPA362は、トランシーバ320内のLNA330、受信回路340、送信回路350、PA360と類似した方式で動作し得る。トランシーバ320及び322はまた、図3に示されない他の回路を含み得る。
[0036] トランシーバ320及び322の全体又は一部は、1つ又は複数のアナログ集積回路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC、等で実現され得る。例えば、LNA330及び受信回路340は、1つのモジュール上で実現され得、それは、RFIC、等であり得る。トランシーバ320及び322内の回路は他の方式でも実現され得る。
[0033] データプロセッサ/コントローラ380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。例えば、データプロセッサ380は、受信回路340及び342を介して受け取られているデータ、及び送信回路350及び352を介して送出されているデータに対する処理を行い得る。コントローラ380は、トランシーバ320及び322内の様々な回路の動作を制御し得る。メモリ382は、データプロセッサ/コントローラ380のためのプログラムコード及びデータを記憶し得る。データプロセッサ/コントローラ380は、1つ又は複数の特定用途向け集積回路(ASIC)及び/又は他のIC上で実現され得る。
[0034] 図3のLNA330及び322は、様々な方式で実現され得る。LNA330及び332の幾つかの例示的な回路設計が以下で説明される。LNA330及び332はまた、様々なタイプのトランジスタで実現され得る。N型金属酸化膜半導体(NMOS)トランジスタを有するLNA330及び332の幾つかの例示的な回路設計が以下で説明され得る。
[0035] 図4は、誘導ディジェネレーション(inductive degeneration)及びカスコード遮断(cascode shutoff)を有するLNA400の例示的な設計の概略図を示す。LNA400は、ソースディジェネレーションインダクタ412、利得トランジスタ414、及びカスコードトランジスタ416を含む。利得トランジスタ414は、入力RF信号(RFin)を受け取るそのゲートと、インダクタ412の一端に結合されたそのソースとを有する。インダクタ412の他端は、回路接地に結合される。カスコードトランジスタ416は、利得トランジスタ414のドレインに結合されたそのソースと、負荷回路418に結合されたそのドレインとを有する。利得トランジスタ414及びカスコードトランジスタ416は、NMOSトランジスタ(図4に示されるような)で又は他のタイプのトランジスタで実現され得る。
[0036] 利得トランジスタ414は、入力RF信号を増幅し、増幅信号を供給する。カスコードトランジスタ416は、増幅信号をバッファし、出力RF信号(RFout)を供給する。カスコードトランジスタ416は、そのゲートにおいてバイアス電圧(Vbias)によって制御される。カスコードトランジスタ416は、(i)Vbias電圧を適切な電圧に設定することによってイネーブルにされる又はONにされるか、或いは(ii)Vbias電圧を低い電圧に設定することによってディセーブルにされる又はOFFにされ得る。理想的には、カスコードトランジスタ416がディセーブルにされたとき、開回路がLNA400の利得トランジスタ414と出力との間に存在すべきである。しかしながら、実際の実現では、それがディセーブルにされたとき、カスコードトランジスタ416を介する漏洩経路(leakage path)が存在する。この漏洩経路は、利得トランジスタ414と、負荷回路418に結合された他の回路(例えば、ダウンコンバータ)との間の不十分な(poor)アイソレーションに帰着し得、これは、望ましいものではない可能性がある。
[0037] 本開示のある態様では、増幅器は、増幅器がディセーブルにされたときに、改善したアイソレーションを提供することができるカスコード回路を含み得る。カスコード回路は、カスコード回路の入力と出力との間で信号を送出すること、又は信号が通過するのを阻止することの何れかを行う回路である。カスコード回路は、(i)増幅器がイネーブルにされたときに信号を送出する貫通経路(through path)と、(ii)増幅器がディセーブルにされたときにより良いアイソレーションを提供するための回路接地への分路経路とを含み得る。カスコード回路は、(i)カスコード回路の入力と出力との間の貫通経路のために直列に結合された多数のカスコードトランジスタと、(ii)分路経路のために中間ノードと回路接地との間に結合された分流トランジスタとを含み得る。カスコード回路は、カスコードトランジスタと類似した方式でバッファを行い得、カスコードトランジスタに取って代わる。
[0038] 図5は、改善したアイソレーションを有するLNA500の例示的な設計の概略図を示す。LNA500は、図3のLNA300及び332の何れに対しても使用され得る。図5に示される例示的な設計では、LNA500は、ソースディジェネレーションインダクタ512、利得トランジスタ514、及びカスコード回路516を含む。利得トランジスタ514は、入力RF信号を受け取るそのゲートと、インダクタ512の一端に結合されたそのソースと、カスコード回路516に結合されたそのドレインとを有する。インダクタ512の他端は、回路接地に結合される。利得トランジスタ514はまた、回路接地(ソースディジェネレーションインダクタの代わりに)に直接結合されたそのソースを有し得る。カスコード回路516は、負荷回路518にさらに結合され得、出力RF信号を供給する。利得トランジスタ514及びカスコード回路516は、NMOSトランジスタ(図5に示されるような)で又は他のタイプのトランジスタで実現され得る。
[0039] 図5に示される例示的な設計では、カスコード回路516は、(i)スタックで結合された2つのカスコードトランジスタ513及び515と、(ii)カスコードトランジスタ513及び515と接地回路との間に結合された分流トランジスタ517とを含む。カスコードトランジスタ513は、利得トランジスタ514のドレインに結合されたそのソースと、バイアス電圧(Vbias)を受け取るそのゲートと、ノードXに結合されたそのドレインとを有する。カスコードトランジスタ515は、ノードXに結合されたそのソースと、トランジスタ513のゲートに結合され、Vbias電圧を受け取るそのゲートと、負荷回路518に結合され、出力RF信号を供給するそのドレインとを有する。分流トランジスタ517は、回路接地に結合されたそのソースと、制御信号(Cenb)を受け取るそのゲートと、ノードXに結合されたそのドレインとを有する。
[0040] カスコードトランジスタ513及び515は、図4のカスコードトランジスタ416と類似した方式でイネーブル又はディセーブルにされ得る。具体的には、カスコードトランジスタ513及び515は、適切なバイアス電圧を、トランジスタ513及び515のゲートに印加することによってイネーブルにされ得る。このケースでは、分流トランジスタ517は、低い電圧(又は論理low)をトランジスタ517のゲートに印加することによってディセーブルにされ得る。対照的に、カスコードトランジスタ513及び515は、低いバイアス電圧を、トランジスタ513及び515のゲートに印加することによってディセーブルにされ得る。このケースでは、トランジスタ517は、高い電圧(又は論理high)をトランジスタ517のゲートに印加することによってイネーブルにされ得る。トランジスタ517は、ノードXを回路接地にプルし、これは、任意の信号漏洩を回路接地に短絡させるであろう。ノードXを回路接地に短絡させることは、カスコードトランジスタ513及び515がディセーブルにされたときアイソレーションを改善し得る。
[0041] 例示的な設計では、カスコードトランジスタ513及び515は、アナログ電圧によって制御され、一方で、分流トランジスタ517は、デジタル制御信号によって制御され得る。カスコードトランジスタ513及び515は、適切なバイアス電圧を印加することによってイネーブルにされ得る。トランジスタ513及び515のバイアス電圧は、利得トランジスタ514の両端(across)のドレインソース間電圧(drain-to-source voltage)を決定し、利得トランジスタ514を飽和状態にしておくために選択され得る。カスコードトランジスタ513及び515は、低い電圧(例えば、0ボルト(V))を印加することによってディセーブルにされ得る。分流トランジスタ517は、そのゲートにおいて、論理high(例えば、VDD)を印加することによってイネーブルにされるか、又は論理low(例えば、0V)を印加することによってディセーブルにされ得る。
[0042] 図5に示される例示的な設計では、カスコード回路516は、Tスイッチに似た構造を有し、分流トランジスタ517に結合された2つのカスコードトランジスタ513及び515を含む。カスコードトランジスタ513及び515は、それらが、図4のカスコードトランジスタ416のものに匹敵する性能を提供することができるように設計され得る。例示的な設計では、カスコードトランジスタ416、513、及び515は、類似した幅を有し得、カスコードトランジスタ513及び515は、以下のようにカスコードトランジスタ416の長さに略等しい総合的な長さを有し得る。
L=L+L2 式(1)
ここで、Lは、カスコードトランジスタ416の長さであり、
は、カスコードトランジスタ513の長さであり、
は、カスコードトランジスタ515の長さである。
[0043] 例示的な設計では、カスコードトランジスタ513及び515は各々、カスコードトランジスタ416の長さの略半分の長さを有し得、即ち、L=L=L/2である。別の例示的な設計では、カスコードトランジスタ513は、カスコードトランジスタ416の長さの略4分の3の長さを有し得、即ち、L=3L/4かつL=L/4である。さらに別の例示的な設計では、カスコードトランジスタ513は、L=L/nの長さを有し得、カスコードトランジスタ515は、L=(n−1)×L/nの長さを有し得、ここで、nは、整数又は非整数値であり得る。カスコードトランジスタ513及び515の長さはまた、カスコードトランジスタ416の長さの何等かの他の割合であり得る。カスコードトランジスタ513及び515の総合的な長さをカスコードトランジスタ416の長さに略等しく維持することは、それらトランジスタが類似した幅を有すると想定して、2つの直列結合されたカスコードトランジスタ513及び515が単一のカスコードトランジスタ416と類似した性能を提供できるようにすることを確実にし得る。
[0044] 一般に、カスコード回路は、(i)その入力と出力との間の貫通経路と、(ii)貫通経路内のノードと回路接地との間の分路経路とを含み得る。貫通経路は、カスコード回路の入力と出力との間に結合された1つ又は複数のトランジスタで実現され得る。分路経路は、貫通経路内のノードと回路接地との間に結合された1つ又は複数のトランジスタで実現され得る。カスコード回路は、貫通経路をイネーブルにすること(例えば、貫通経路内のトランジスタ(1つ又は複数)をONにすること)、及び分路経路をディセーブルにすること(例えば、分路経路内のトランジスタ(1つ又は複数)をOFFにすること)によってイネーブルにされ得る。対照的に、カスコード回路は、貫通経路をディセーブルにすること(例えば、貫通経路内のトランジスタ(1つ又は複数)をOFFにすること)、及び分路経路をイネーブルにすること(例えば、分路経路内のトランジスタ(1つ又は複数)をONにすること)によってディセーブルにされ得る。
[0045] 図5は、カスコード回路の使用を介した、改善したアイソレーションを有するLNAの例示的な設計を示す。改善したアイソレーションを有するLNAは、また、他の方式で実現され得る。別の例示的な設計では、LNAは、LNAの出力と入力との間に結合されたフィードバック回路を含み得る。フィードバック回路は、抵抗器、キャパシタ、トランジスタ、何等かの他の回路素子、又はそれらの組み合わせを備え得る。フィードバック回路は、入力整合に役立ち得、これもまた、LNAの線形性を改善し得る。
[0046] 図6は、誘導ディジェネレーション及びカスコード遮断を有するSIMO LNA600の例示的な設計の概略図を示す。図6に示される例示的な設計では、LNA600は、ソースディジェネレーションインダクタ612、利得トランジスタ614、並びに2つのカスコードトランジスタ616及び626を含む。利得トランジスタ614は、入力RF信号を受け取るそのゲートと、インダクタ612の一端に結合されたそのソースとを有する。インダクタ612の他端は、回路接地に結合される。カスコードトランジスタ616は、利得トランジスタ614のドレインに結合されたそのソースと、第1のバイアス電圧(Vbias1)を受け取るそのゲートと、負荷回路618に結合されたそのドレインとを有する。カスコードトランジスタ626は、利得トランジスタ614のドレインに結合されたそのソースと、第2のバイアス電圧(Vbias2)を受け取るそのゲートと、負荷回路628に結合されたそのドレインとを有する。利得トランジスタ614並びにカスコードトランジスタ616及び626は、図6に示されるようなNMOSトランジスタで又は他のタイプのトランジスタで実現され得る。
[0047] 図6に示される例示的な設計では、負荷回路618は、一次コイル682及び二次コイル684を備える変換器680を含む。一次コイル682は、カスコードトランジスタ616のドレインと、電源(VDD)との間に結合される。二次コイル684は、第1の差動出力RF信号を第1のダウンコンバータ(図6には示されない)に供給する。負荷回路628は、(i)カスコードトランジスタ626のドレインとVDD電源との間に結合された一次コイル692と、(ii)第2の差動出力RF信号を第2のダウンコンバータ(図6には示されない)に供給する二次コイル694とを有する変換器690を含む。
[0048] SIMO LNA600は、いつなんどきでも、単一出力モード又は多出力モードで動作し得る。単一出力モードでは、SIMO LNA600は、少なくとも1つの送信信号(例えば、キャリアの1つのセット上で)を備える入力RF信号を受け取り、1つの出力RF信号を1つのダウンコンバータに供給する。出力RF信号を供給するために1つのカスコードトランジスタ616又は626がイネーブルにされ得、他のカスコードトランジスタがディセーブルにされる。多出力モードでは、SIMO LNA600は、少なくとも2つの送信信号(例えば、キャリアの2つのセット上の)を備える入力RF信号を受け取り、2つのダウンコンバータに2つの出力RF信号(例えば、キャリアの各セットに対して1つの出力RF信号)を供給する。2つの出力RF信号を供給するために両方のカスコードトランジスタ616又は626がイネーブルにされる。
[0049] 図6に示される例示的な設計では、カスコードトランジスタ616及び626は、バッファするために、および、カスコード遮断スイッチとしても、使用される。例えば、単一出力モードの場合、第1のダウンコンバータに出力RF信号を供給するためにカスコードトランジスタ616がイネーブルにされ得、負荷回路628と利得トランジスタ614との間でアイソレーションを提供するためにカスコードトランジスタ626がディセーブルにされ得る。第2のダウンコンバータのためのLO信号は、第2のダウンコンバータを通して漏洩し、二次コイル694から一次コイル692に結合され得る。理想的には、カスコードトランジスタ626は、完全にOFFにされるべきあり、漏洩LO信号が、利得トランジスタ614に結合するのを阻止するべきである。しかしながら、実際の実現では、カスコードトランジスタ626は、制限されたアイソレーションを有し、漏洩LO信号の一部分は、カスコードトランジスタ626を通して結合され、利得トランジスタ614に提示される。漏洩LO信号は、カスコードトランジスタ616を通過し、送信信号(1つ又は複数)がカスコードトランジスタ616及び負荷回路618を介して受け取られる性能を劣化させ得る。
[0050] 図7Aは、改善したアイソレーションを有するSIMO LNA700の例示的な設計の概略図を示す。LNA700は、図3のLNA330及び332の何れに対しても使用され得る。図7Aに示される例示的な設計では、LNA700は、ソースディジェネレーションインダクタ712、利得トランジスタ714、及び2つのカスコード回路716及び726を含む。利得トランジスタ714は、入力RF信号を受け取るそのゲートと、インダクタ712の一端に結合されたそのソースと、カスコード回路716及び726に結合されたそのドレインとを有する。インダクタ712の他端は、回路接地に結合される。利得トランジスタ714はまた、回路接地(ソースディジェネレーションインダクタの代わりに)に直接結合されたそのソースを有し得る。カスコード回路716は、負荷回路718にさらに結合され得、第1の出力RF信号(RFout1)を供給する。カスコード回路726は、負荷回路728にさらに結合され得、第2の出力RF信号(RFout2)を供給する。
[0051] 図7Aに示される例示的な設計では、カスコード回路716は、(i)スタックで結合された2つのカスコードトランジスタ713及び715、並びに(ii)カスコードトランジスタ713及び715と回路接地との間に結合された分流トランジスタ717を含む。カスコードトランジスタ713及び715並びに分流トランジスタ717は、図5のカスコードトランジスタ513及び515並びに分流トランジスタ517と類似した方式で結合される。カスコードトランジスタ713及び715は、それらのゲートで第1のバイアス電圧(Vbias1)を受け取り、分流トランジスタは、そのゲートで第1の制御信号(Cenb1)を受け取る。カスコード回路726は、(i)スタックで結合された2つのカスコードトランジスタ723及び725、並びに(ii)カスコードトランジスタ723及び725と回路接地との間に結合された分流トランジスタ727を含む。カスコードトランジスタ723及び725並びに分流トランジスタ727は、図5のカスコードトランジスタ513及び515並びに分流トランジスタ517と類似した方式で結合される。カスコードトランジスタ723及び725は、それらのゲートで第2のバイアス電圧(Vbias2)を受け取り、分流トランジスタ727は、そのゲートで第2の制御信号(Cenb2)を受け取る。
[0052] カスコードトランジスタ713及び715は、図6のカスコードトランジスタ616の性能に類似した性能を取得するために、上述されたように、適切な長さで実現され得る。類似して、カスコードトランジスタ723及び725は、図6のカスコードトランジスタ626と類似した性能を取得するために、適切な長さで実現され得る。1つの例示的な設計では、カスコードトランジスタは、類似した幅を有し得、カスコードトランジスタ713及び715の長さは、例えば、カスコード回路716及び725に対して類似した性能を取得するために、それぞれ、カスコードトランジスタ723及び725の長さと一致する。別の例示的な設計では、カスコードトランジスタ713及び715の長さは、例えば、カスコード回路716及び726に対して異なる性能特性を取得するために、それぞれ、カスコードトランジスタ723及び725の長さとは異なり得る。
[0053] SIMO LNA700は、また、他の方式で実現され得る。別の例示的な設計では、SIMO LNAは、回路接地(ソースディジェネレーションインダクタの代わりに)に直列結合されたそのソースを有する利得トランジスタを含み得る。さらに別の例示的な設計では、SIMO LNAは、並列結合され、入力RF信号を受け取るそれらのゲートを有する2つの利得トランジスタを含み得る。第1の利得トランジスタは、図7Aに示されるように、ソースディジェネレーションインダクタに結合されたそのソースを有し得る。第2の利得トランジスタは、回路接地に直列結合されたそのソースを有し得る。第1の利得トランジスタ又は第2の利得トランジスタの何れかが選択され得る。
[0054] 図7Aに示される例示的な設計では、負荷回路718は、一次コイル782及び二次コイル784を備える変換器780を含む。一次コイル782は、カスコード回路716とVDD電源との間に結合される。二次コイル784は、第1の差動出力RF信号を第1のダウンコンバータ(図7Aには示されない)に供給する。負荷回路728は、(i)カスコード回路726とVDD電源との間に結合された一次コイル792と、(ii)第2の差動出力RF信号を第2のダウンコンバータ(図7Aには示されない)に供給する二次コイル794とを有する変換器790を含み得る。
[0055] 負荷回路718及び728は他の方式でも実現され得る。別の例示的な設計では、負荷回路はインダクタを含み得、場合によっては、VDD電源とカスコードトランジスタのドレインとの間に結合されたキャパシタを含み得る。カスコードトランジスタ715及び725は、それらのドレインで出力RF信号を供給し得る。さらに別の例示的な設計では、負荷回路は、P型金属酸化膜半導体(PMOS)トランジスタを含み得、それは、VDD電源に結合されたそのソースと、カスコードトランジスタ(例えば、カスコードトランジスタ715又は725)のドレインに結合されたそのドレインとを有する。PMOSトランジスタは、カスコードトランジスタにアクティブ負荷を提供し得る。
[0056] 簡潔さのために、図7Aは、例えば、キャリア集約のために同時に受信されているキャリアの最大2つのセットについて、最大2つの出力RF信号を最大2つの負荷回路718及び728に供給するために2つのカスコード回路716及び726を含むSIMO LNA700を示す。一般に、SIMO LNAは、最大N個の出力RF信号を供給するために、N個の負荷回路に結合されたN個のカスコード回路を含み得、ここで、Nは、1よりも大きい任意の整数値であり得る。
[0057] SIMO LNA700は、いつなんどきでも、単一出力モード又は多出力モードで動作し得る。単一出力モードでは、SIMO LNA700は、少なくとも1つの送信信号(例えば、キャリアの1つのセット上の)を備える入力RF信号を受け取り、1つのカスコード回路716又は726を介して1つの出力RF信号を1つのダウンコンバータ回路に供給する。多出力モードでは、SIMO LNA700は、少なくとも2つの送信信号(例えば、キャリアの2つのセット上の)を備える入力RF信号を受け取り、2つのカスコード回路716及び726を介して2つのダウンコンバータ回路に2つの出力RF信号(例えば、キャリアの各セットに対して1つの出力RF信号)を供給する。
[0058] 単一出力モード又は多出力モードにおいて、RFout1信号を負荷回路718に供給するために、カスコード回路716がイネーブルにされ得る。これは、(i)適切なバイアス電圧をトランジスタ713及び715のゲートに印加することでカスコードトランジスタ713及び715をONにすること、及び(ii)論理lowをトランジスタ717のゲートに印加することで分流トランジスタ717をOFFにすることによって達成され得る。対照的に、カスコード回路716は、(i)低い電圧をトランジスタ713及び715のゲートに印加することでカスコードトランジスタ713及び715をOFFにすること、及び(ii)論理highをトランジスタ717のゲートに印加することで分流トランジスタ717をONにすることによってディセーブルにされ得る。単一出力モード又は多出力モードにおいて、RFout2信号を負荷回路728に供給するために、カスコード回路726がイネーブルにされ得る。これは、(i)適切なバイアス電圧をトランジスタ723及び725のゲートに印加することでカスコードトランジスタ723及び725をONにすること、及び(ii)論理lowをトランジスタ727のゲートに印加することで分流トランジスタ727をOFFにすることによって達成され得る。対照的に、カスコード回路726は、(i)低い電圧をトランジスタ723及び725のゲートに印加することでカスコードトランジスタ723及び725をOFFにすること、及び(ii)論理highをトランジスタ727のゲートに印加することで分流トランジスタ727をONにすることによってディセーブルにされ得る。
[0059] 図7Bは、改善したアイソレーションを有するSIMO LNA702の例示的な設計の概略図を示す。LNA702は、また、図3のLNA330及び332の何れに対しても使用され得る。図7Bに示される例示的な設計では、LNA702は、図7AのLNA700内の回路素子のすべてを含む。LNA702は、第2の利得トランジスタ724及び第2のソースディジェネレーションインダクタ722をさらに含む。利得トランジスタ724は、入力RF信号を受け取るそのゲートと、インダクタ722の一端に結合されたそのソースと、カスコード回路726に結合されたそのドレインとを有する。インダクタ722の他端は回路接地に結合される。利得トランジスタ714は、カスコード回路716だけ(図7Aに示されるようなカスコード回路716及び726の両方ではなく)に結合されたそのドレインを有する。
[0060] 図7Bに示される例示的な設計では、LNA702は、(i)利得トランジスタ714、カスコード回路716、及びインダクタ712によって形成される第1の増幅器回路710、並びに(ii)利得トランジスタ724、カスコード回路726、及びインダクタ722によって形成される第2の増幅器回路720を備える。
[0061] 図7Bに示される例示的な設計では、別個のソースディジェネレーションインダクタ712及び722が増幅器回路710及び720に対して使用され、これは、それら2つの増幅器回路間のインタラクションを減らし、ノイズ指数(NF)低下(degradation)の低減に役立つ。ソースディジェネレーションインダクタ712及び722は、また、増幅器回路710及び720の線形性を改善し、SIMO LNA702の入力整合に役立ち得る。インダクタ712及び722は、同じ値又は異なる値を有し得る。インダクタ712及び722の値は、増幅器回路710及び720に対して良い性能を取得するために選択され得る(例えば、独立して)。別の例示的な設計では、1つの増幅器回路710又は720がソースディジェネレーションインダクタを含み得、他の増幅器回路は、ソースディジェネレーションインダクタを省き、回路接地に結合されたその利得トランジスタを有する。さらに別の例示的な設計では、増幅器回路710及び720の両方がソースディジェネレーションインダクタを省き得、回路接地に結合されたそれらの利得トランジスタを有する。
[0062] SIMO LNA702は、いつなんどきでも、単一出力モード又は多出力モードで動作し得る。単一出力モードでは、出力RF信号を関連負荷回路718又は728に供給するために、増幅器回路710又は720の何れかがイネーブルにされ得る。多出力モードでは、2つの出力RF信号をそれぞれ負荷回路718及び728に供給するために、両方の増幅器回路710及び720がイネーブルにされ得る。
[0063] 単一出力モードでは、両方の利得トランジスタ714及び724が、これらのトランジスタに適用される入力RF信号によってイネーブルにされる。ディセーブルにされた増幅器回路内のカスコード回路(例えば、カスコード回路726)がディセーブルにされると、ディセーブルにされた増幅器回路内の利得トランジスタ(例えば、利得トランジスタ724)は線形領域で動作する。故に、増幅器回路内の利得トランジスタは、(i)増幅器回路がイネーブルにされた場合には飽和領域で、(ii)増幅器回路がディセーブルにされた場合には線形領域で動作し得る。線形領域内のディセーブルにされた増幅器回路の利得トランジスタを動作させることは、単一出力モードと多出力モードとの間でのSIMO LNA702の入力インピーダンスの変動を減らすことに役立ち得る。
[0064] 図7Bに示された例示的な設計では、入力RF信号は、2つのカスコード回路716及び726を駆動させる2つの利得トランジスタ714及び724に入力RF信号を適用させることで「ゲート」レベルで分けられ得る。対照的に、図7Aに示される例示的な設計では、入力RF信号は、2つのカスコード回路716及び726を駆動させる単一の利得トランジスタに入力RF信号を適用させることで「カスコード」レベルで分けられ得る。ゲートレベルで入力RF信号を分けること(図7Bに示されるような)は、入力RF信号をカスコードレベルで分けること(図7Aに示されるような)よりも良い性能を提供し得る。ゲートレベル分割によるより良い性能は、ダウンコンバータのための漏洩LO信号の結合を減らすために、より良い利得と、より低いノイズ指数と、改善した線形性と、より良いアイソレーションとを含み得る。
[0065] 別の例示的な設計では、カスコードトランジスタがカスコード回路716及び726の代わりに使用され得る。分流トランジスタは、利得トランジスタ714のドレインと回路接地との間で結合され得る。トランジスタ714がONにされないときに利得トランジスタ714のドレインを短絡させるために分流トランジスタがONにされ得、これは、アイソレーションを改善し得る。代替的又は追加的に、分流トランジスタは、利得トランジスタ724のドレインと回路接地との間に結合され得、利得トランジスタ724のドレインを短絡させるためにONにされ得る。
[0066] 図7Cは、カスコード迂回スイッチと、改善したアイソレーションを有するSIMO LNA704の例示的な設計の概略図を示す。LNA704は、図3のLNA330及び332の何れに対しても使用され得る。図7Cに示される例示的な設計では、LNA704は、図7BのLNA702内の回路素子のすべてを含む。LNA704はさらに、(i)利得トランジスタ714のドレインと負荷回路728との間に結合された第3のカスコード回路736と、(ii)利得トランジスタ724のドレインと負荷回路718との間で結合された第4のカスコード回路746とを含む。
[0067] カスコード回路736は、(i)スタックで結合された2つのカスコードトランジスタ733及び735、並びに(ii)カスコードトランジスタ733及び735並びに回路接地に結合された分流トランジスタ737を含む。カスコードトランジスタ733及び735並びに分流トランジスタ737は、図5のカスコードトランジスタ513及び515並びに分流トランジスタ517と類似した方式で結合される。カスコードトランジスタ733及び735は、それらのゲートで第3のバイアス電圧(Vbias3)を受け取り、分流トランジスタ737は、そのゲートで第3の制御信号(Cenb3)を受け取る。カスコード回路746は、(i)スタックで結合された2つのカスコードトランジスタ743及び745、並びに(ii)カスコードトランジスタ743及び745と回路接地との間に結合された分流トランジスタ747を含む。カスコードトランジスタ743及び745並びに分流トランジスタ747は、図5のカスコードトランジスタ513及び515並びに分流トランジスタ517と類似した方式で結合される。カスコードトランジスタ743及び745は、それらのゲートで第4のバイアス電圧(Vbias4)を受け取り、分流トランジスタ747は、そのゲートで第4の制御信号(Cenb4)を受け取る。
[0068] SIMO LNA704は、いつなんどきでも、単一出力モード又は多出力モードで動作し得る。単一出力モードでは、両方の利得トランジスタ714及び724がイネーブルされ、2つのカスコード回路がイネーブルにされる。負荷回路718のための第1の出力RF信号(RFout1)を生成するためにカスコード回路716及び746はイネーブルにされ得、カスコード回路726及び736はディセーブルにされ得る。利得トランジスタ714及び724は、入力RF信号を増幅し、その増幅信号を供給し、これらは、イネーブルにされたカスコード回路716及び746によってバッファされ、負荷回路718のためのRFout1信号を生成するために組み合わせられ得る。代替的に、負荷回路728のための第2の出力RF信号(RFout2)を生成するためにカスコード回路726及び736はイネーブルにされ得、カスコード回路716及び746はディセーブルにされ得る。利得トランジスタ714及び724は、入力RF信号を増幅し、その増幅信号を供給し、これらは、イネーブルにされたカスコード回路726及び736によってバッファされ、負荷回路728のためのRFout2信号を生成するために組み合わせられ得る。
[0069] 多出力モードでは、両方の利得トランジスタ714及び724がイネーブルされ、カスコード回路716及び726がイネーブルにされる。利得トランジスタ714及び724は、入力RF信号を増幅し、2つの増幅信号を供給し、これらは、2つの負荷回路718及び728のための2つの出力RF信号を取得するために、カスコード回路716及び726によってバッファされる。代替的に、両方の利得トランジスタ714及び724がイネーブルにされ、すべてのカスコード回路716、726、736、及び746がイネーブルにされる。利得トランジスタ714及び724は、入力RF信号を増幅し、2つの増幅信号を供給する。利得トランジスタ714からの増幅信号は、カスコード回路716と736との間で分けられ、利得トランジスタ724からの増幅信号は、カスコード回路726と746との間で分けられる。カスコード回路716及び746からの信号は、負荷回路718のためのRFout1信号を取得するために組み合わせられる。カスコード回路726及び736からの信号は、負荷回路728のためのRFout2信号を取得するために組み合わせられる。各カスコード回路は、図7A及び7Bについて上述されたように、イネーブル又はディセーブルにされ得る。
[0070] SIMO LNA704は、2つの主要経路及び2つの迂回経路を含む。第1の主要経路711は、利得トランジスタ714及びカスコード回路716によって形成され、第2の主要経路721は、利得トランジスタ724及びカスコード回路726によって形成される。第1の迂回経路731は、利得トランジスタ714及びカスコード回路736によって形成され、第2の迂回経路741は、利得トランジスタ724及びカスコード回路746によって形成される。単一出力モードでは、1つの主要経路及び1つの迂回経路がイネーブルにされ、出力RF信号を生成するために、イネーブルにされた両方の経路からの信号が組み合わせられる。具体的には、RFout1信号を生成するために、第1の主要経路711及び第2の迂回経路741がイネーブルにされ得る。代替的に、RFout2信号を生成するために、第2の主要経路721及び第1の迂回経路731がイネーブルにされ得る。多出力モードでは、RFout1信号及びRFout2信号を生成するために、両方の主要経路711及び721がイネーブルにされ得る。
[0071] 単一出力モードでは、1つの出力RF信号を供給するために、1つの主要経路711又は721がイネーブルにされ得る。加えて、LNA704の入力インピーダンスの変動を減らすために、両方の利得トランジスタ714及び724がイネーブルにされる。さらに、1つの迂回経路731又は741もイネーブルにされ、ディセーブルにされた主要経路内の利得トランジスタからのRF電流をイネーブルにされた主要経路へとステアリングする。このRF電流の切り替えは、単一出力モードにおいてLNA704の利得/相互コンダクタンスをブーストする。
[0072] 図7A−7Cは、カスコード回路の使用を通じて改善したアイソレーションを有するSIMO LNAの3つの例示的な設計を示す。改善したアイソレーションを有するSIMO LNAは、他の方式でも実現され得る。別の例示的な設計では、SIMO LNAは、単一の迂回カスコード回路736又は746(図7Cに示されるような、両方の迂回カスコード回路736及び746ではなく)を含み得る。さらに別の例示的な設計では、SIMO LNAは、回路接地(ソースディジェネレーションインダクタの代わりに)に結合されたそのソースを各々有する1つ又は複数の利得トランジスタを含み得る。ディジェネレーションインダクタもまた、回路エリアを節約するために、多数の利得トランジスタ間で共有され得る。さらに別の例示的な設計では、SIMO LNAは、LNAの入力と出力との間に結合されたフィードバック回路を含み得る。フィードバック回路は、抵抗器、キャパシタ、トランジスタ、何等かの他の回路素子、又はそれらの組み合わせを備え得る。フィードバック回路は、入力整合に役立ち得、また、SIMO LNAの線形性を改善しる。
[0073] 図8Aは、改善したアイソレーションを有するMIMO LNA800の例示的な設計の概略図を示す。LNA800は、図3のLNA330及び332の何れに対しても使用され得る。図8Aに示される例示的な設計では、LNA800は、図7CのLNA704内の回路素子のすべてを含む。しかしながら、利得トランジスタ714及び724は、LNA704にあるように連結されない。むしろ、利得トランジスタ714は、第1の帯域のための第1の入力整合回路(図8Aには示されない)によって供給され得る、第1の入力RF信号(RFin1)を受け取るそのゲートを有する。利得トランジスタ724は、第1の帯域又は第2の帯域のための第2の入力整合回路(図8Aには示されない)によって供給され得る、第2の入力RF信号(RFin2)を受け取るそのゲートを有する。故に、LNA800は、帯域内CAおよび帯域間CAをサポートし得る。
[0074] 図8Bは、改善したアイソレーションを有するMIMO LNA802の例示的な設計の概略図を示す。LNA802は、図3のLNA330及び332の何れに対しても使用され得る。図8Bに示される例示的な設計では、LNA802は、図8AのLNA800内の回路素子のすべてを含む。LNA802は、(i)RFin1信号のための利得トランジスタ754、インダクタ752、及びカスコード回路756と776、並びに(ii)RFin2信号のための利得トランジスタ764、インダクタ762、及びカスコード回路766と786をさらに含む。利得トランジスタ754は、RFin1信号を受け取るそのゲートと、インダクタ752の一端に結合されたそのソースとを有する。インダクタ752の他端は、回路接地に結合される。カスコード回路756は、利得トランジスタ754のドレインと、負荷回路718との間に結合される。カスコード回路776は、利得トランジスタ754のドレインと、負荷回路728との間に結合される。利得トランジスタ764は、RFin2信号を受け取るそのゲートと、インダクタ762の一端に結合されたそのソースとを有する。インダクタ762の他端は、回路接地に結合される。カスコード回路766は、利得トランジスタ764のドレインと、負荷回路718との間に結合される。カスコード回路786は、利得トランジスタ764のドレインと、負荷回路728との間に結合される。カスコード回路716、726、736、746、756、766、776、及び786は各々、例えば、図8Aで示されるように、2つのカスコードトランジスタ及び分流トランジスタを用いて実現され得る。
[0075] LNA802はまた、図7CにおけるLNA704の2つの複写を備えるものと考えられ得る。LNA704の第1の複写は、RFin1信号を受け取り、イネーブルにされると、1つ又は2つの負荷回路に1つ又は2つのRFout信号を供給する。LNA704の第2の複写は、RFin2信号を受け取り、イネーブルにされると、1つ又は2つの負荷回路に1つ又は2つのRFout信号を供給する。
[0076] 図8A及び8Bは、カスコード回路の使用を介して、改善したアイソレーションを有するMIMO LNAの2つの例示的な設計を示す。改善したアイソレーションを有するMIMO LNAは、他の方式でも実現され得る。別の例示的な設計では、MIMO LNAは、1つ又は複数の利得トランジスタを含み得、それは、回路接地(ソースディジェネレーションインダクタの代わりに)に結合されたそのソースを各々有する。さらに別の例示的な設計では、MIMO LNAは、MIMO LNAの入力と出力との間に結合されたフィードバック回路を含み得る。
[0077] カスコード回路内のカスコードトランジスタのためのバイアス電圧は、様々な方式で生成され得る。1つの例示的な設計では、バイアス電圧は、各カスコード回路内のカスコードトランジスタに対して別々に(independently)生成され得る。別の例示的な設計では、バイアス電圧は、多数のカスコード回路内のカスコードトランジスタに対して生成され得る。
[0078] 図9は、図7CのSIMO LNA704の場合にバイアス電圧及び制御信号を生成するための回路の例示的な設計の概略図を示す。制御回路910は、CA1en及びCA2en制御信号を受け取り、図7Cの分流トランジスタ717、727、737、及び747のためにそれぞれCenb1、Cenb2、Cenb3、及びCenb4制御信号を生成する。CA1en信号は、受信しているキャリアの第1のセットのためのRFout1信号を生成するために論理highである。CA2en信号は、受信しているキャリアの第2のセットのためのRFout2信号を生成するために論理highである。各Cenbx信号(x=1、2、3、又は4に対して)は、対応する分流トランジスタをディセーブルにするために論理lowであるか、又は、分流トランジスタをイネーブルにするために論理highである。制御回路910内で、インバータ912は、CA1en信号を受け取り、Cenb1信号を供給する。インバータ922は、CA2en信号を受け取り、Cenb2信号を供給する。NANDゲート914は、第1の入力ではCA2en信号を、第2の入力ではCenb1信号を受け取り、Cenb3信号を供給する。NANDゲート924は、第1の入力ではCenb2信号を、第2の入力ではCA1en信号を受け取り、Cenb4信号を供給する。
[0079] バイアスジェネレータ930は、その入力でVbiasx電圧を受け取り、その第1及び第2の出力でそれぞれVbias1及びVbias2電圧を生成する。Vbias1及びVbias2電圧は、それぞれ図7Cのカスコード回路716及び726内のカスコードトランジスタのゲートに供給される。バイアスジェネレータ930内で、スイッチ932は、バイアスジェネレータ930の入力と第1の出力との間に結合される。スイッチ934は、バイアスジェネレータ930の入力と第2の出力との間に結合される。スイッチ936は、バイアスジェネレータ930の第1の出力と、回路接地との間に結合される。スイッチ938は、バイアスジェネレータ930の第2の出力と、回路接地との間に結合される。スイッチ932及び934は、それぞれCenb1及びCenb2信号上で、論理lowによって閉じられ、論理highによって開放され得る。スイッチ936及び938は、それぞれCenb1及びCenb2信号上で、論理highによって閉じられ、論理lowによって開放され得る。
[0080] バイアスジェネレータ940は、その入力でVbiasy電圧を受け取り、その第1及び第2の出力でそれぞれVbias3及びVbias4電圧を生成する。Vbias3及びVbias4電圧は、それぞれ図7Cのカスコード回路736及び746内のカスコードトランジスタのゲートに供給される。バイアスジェネレータ940内で、スイッチ942は、バイアスジェネレータ940の入力と第1の出力との間に結合される。スイッチ944は、バイアスジェネレータ940の入力と第2の出力との間に結合される。スイッチ946は、バイアスジェネレータ940の第1の出力と回路接地との間に結合される。スイッチ948は、バイアスジェネレータ940の第2の出力と回路接地との間に結合される。スイッチ942及び944は、それぞれCenb3及びCenb4信号上で、論理lowによって閉じられ、論理highによって開放される。スイッチ946及び948は、それぞれCenb3及びCenb4信号上で、論理highによって閉じられ、論理lowによって開放される。
[0081] 図9は、SIMO LNAにおいてカスコード回路内のカスコードトランジスタ及び分流トランジスタのためのバイアス電圧及び制御信号を生成する回路の例示的な設計を示す。バイアス電圧及び制御信号は他の方式でも生成され得る。例示的な設計では、同じバイアス電圧が、両方のバイアスジェネレータ930及び940に供給され得る。別の例示的な設計では、異なるバイアス電圧がバイアスジェネレータ930及び940に供給され得る。
[0082] 増幅器内の、直列のカスコードトランジスタ及び分流トランジスタを各々が備えるカスコード回路の使用は性能を向上させ得る。具体的には、増幅器の多数の出力間のアイソレーションは、カスコード回路を使用することで改善され得る。これは、キャリア集約受信機で望ましくあり得る。例えば、幾つかの帯域組み合わせに関する帯域間CAでは、第1の帯域内の1つのキャリア上の強い帯域外妨害電波(out-of-band jammers)が、第1のLNAのoffの信号経路を通じて、第2の帯域のための第2のLNAの出力に漏洩し得、かつ、帯域内に収まり得、これは、大幅な感度低下をもたらし得、及び/又は、受信機の線形性要件を引き上げ得る(raise)。
[0083] 図10は、カスコード回路を有する又は有さないLNAのためのアイソレーションのプロットを示す。図10において、水平軸は周波数を表し、ギガヘルツ(GHz)の単位で与えられる。垂直軸は、LNA(例えば、SIMO LNA又はMIMO LNA)の2つの出力間のアイソレーションを表し、デシベル(dB)の単位で与えられる。プロット1010は、例えば、図6のLNA600のような、従来のカスコードトランジスタを有するLNAの2つの出力間のアイソレーションを示す。OFFにされる出力からONにされる出力まで、略32dBのアイソレーションが取得される。プロット1020は、例えば、図7AのLNA700のような、カスコード回路を有するLNAの2つの出力間のアイソレーションを示す。OFFにされる出力からONにされる出力まで、略47dBのアイソレーションが取得される。図10は、1つの例示的な設計によれば、カスコード回路を用いてアイソレーションが略15dB改善され得ることを示す。
[0084] 本明細書で説明されたカスコード回路を有する増幅器は様々な利点を提供する。第1に、例えば、図10に示されるような、カスコード回路内の分流トランジスタを使用するとアイソレーションが改善され得る。第2に、カスコード回路の性能は、従来のカスコードトランジスタの性能に匹敵し得る。これは、上述されたように、カスコード回路内のカスコードトランジスタに対して適切な長さを選択することによって達成され得る。第3に、カスコード回路は、回路/ダイをほとんど追加せずに実現され得、最小限にコストを増加させ得る。第4に、増幅器の電流消費は、カスコード回路の使用により、影響を受けないか又は増加しない可能性がある。故に、カスコード回路を有する増幅器は、性能、回路エリア、及び電力消費の観点から最小のコストでより良いアイソレーションを達成することができ得る。
[0085] 例示的な設計では、装置(例えば、ワイヤレスデバイス、IC、回路モジュール、等)は、利得トランジスタ、第1及び第2のカスコードトランジスタ、及び分流トランジスタを含み得る。利得トランジスタ(例えば、図5の利得トランジスタ514又は図7A−8Aの利得トランジスタ714)は、入力信号を受け取り、増幅信号を供給し得る。第1のカスコードトランジスタ(例えば、図5のカスコードトランジスタ513又は図7A−8Aのカスコードトランジスタ713)は、利得トランジスタと中間ノードとの間に結合され得、増幅信号を受け取り得る。第2のカスコードトランジスタ(例えば、図5のカスコードトランジスタ515又は図7A−8Aのカスコードトランジスタ715)は、中間ノードと出力ノードとの間に結合され得、出力信号を供給し得る。分流トランジスタ(例えば、図5の分流トランジスタ517又は図7A−8Aの分流トランジスタ717)は、中間ノードと回路接地との間に結合され得る。
[0086] 利得トランジスタは、インダクタに結合されたそのソースを有し、それは、さらに回路接地に結合され得る。代替的に、利得トランジスタは、回路接地に直接結合されたそのソースを有し得る。
[0087] 第1及び第2のカスコードトランジスタは、第1のモードでは出力信号を供給するためにイネーブルにされ得、第2のモードではディセーブルにされ得る。分流トランジスタは、第1のモードではディセーブルにされ得、第2のモードでは、第1及び第2のカスコードトランジスタがディセーブルにされたときに中間ノードを回路接地に短絡させるためにイネーブルにされ得る。第1及び第2のカスコードトランジスタは、連結されたゲートを有し得、これらのカスコードトランジスタをイネーブル又はディセーブルにするバイアス電圧を受け取り得る。分流トランジスタは、分流トランジスタをイネーブル又はディセーブルにする制御信号を受け取り得る。
[0088] 第1及び第2のカスコードトランジスタ並びに分流トランジスタは、第1のカスコード回路、例えば、図7B及び8Aのカスコード回路716を形成し得る。カスコードトランジスタは、これらのカスコードトランジスタがイネーブルにされると出力信号を供給し得る。分流トランジスタは、この分流トランジスタがイネーブルにされると中間ノードを回路接地に短絡させ得る。カスコードトランジスタは、カスコード回路の少なくとも1つのターゲット動作特性に基づいて選択された長さを有し得る。例えば、第1のカスコードトランジスタは第1の長さを有し得、第2のトランジスタは第2の長さを有し得る。第1及び第2の長さは、第1のカスコード回路の少なくとも1つのターゲット動作特性に基づいて選択され得る。第1の長さは、第2の長さと一致し得るか、又は第2の長さとは異なり得る。
[0089] 例示的な設計では、装置は、例えば、図7Aのカスコードレベル分割を有するSIMO LNAの場合、第2のカスコード回路をさらに含み得る。第2のカスコード回路(例えば、図7Aのカスコード回路726)は、利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され得、第2のカスコード回路がイネーブルにされると、第2の出力信号を提供し得る。第2のカスコード回路は、第3及び第4のカスコードトランジスタ並びに第2の分流トランジスタを含み得る。第3のカスコードトランジスタ(例えば、カスコードトランジスタ723)は、利得トランジスタと第2の中間ノードとの間に結合され得る。第4のカスコードトランジスタ(例えば、カスコードトランジスタ725)は、第2の中間ノードと第2の出力ノードとの間に結合され得、第3及び第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされると、第2の出力信号を供給し得る。第2の分流トランジスタ(例えば、分流トランジスタ727)は、第2の中間ノードと回路接地との間に結合され得、第2の分流トランジスタがイネーブルにされると、第2の中間ノードを回路接地に短絡させ得る。
[0090] 別の例示的な設計では、装置は、例えば、図7B及び7Cのカスコードレベル分割を有するSIMO LNAの場合、第2の利得トランジスタ及び第2のカスコード回路をさらに含み得る。第2の利得トランジスタ(例えば、図7B及び7Cの利得トランジスタ724)は、入力信号を受け取り、第2の増幅信号を供給する。第2のカスコード回路(例えば、図7B及び7Cのカスコード回路726)は、第2の利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され得、第2のカスコード回路がイネーブルにされると第2の出力信号を供給し得る。例示的な設計では、装置は、第3及び第4のカスコード回路をさらに含み得る。第3のカスコード回路(例えば、図7Cのカスコード回路736)は、利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され得、第2の及び第3のカスコード回路がイネーブルにされると、第2の出力信号を供給し得る。第4のカスコード回路(例えば、図7Cのカスコード回路746)は、第2の利得トランジスタと出力ノードとの間に結合され得、第1及び第4のカスコード回路がイネーブルにされると出力信号を供給し得る。
[0091] さらに別の例示的な設計では、装置は、例えば、図8A及び8BのMIMO LNAの場合、第2の利得トランジスタと、第2、第3、及び第4のカスコード回路とをさらに含み得る。第2の利得トランジスタ(例えば、図8A及び8Bの利得トランジスタ724)は、第2の入力信号を受け取り、第2の増幅信号を供給し得る。第2のカスコード回路(例えば、図8A及び8Bのカスコード回路726)は、第2の利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され得、第2の出力信号を供給し得る。第3のカスコード回路(例えば、図8A及び8Bのカスコード回路736)は、利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され得る。第4のカスコード回路(例えば、図8A及び8Bのカスコード回路746)は、第2の利得トランジスタと出力ノードとの間に結合され得る。
[0092] 装置は、例えば、図8BのMIMO LNAの場合、第3及び第4の利得トランジスタと、第5−第8のカスコード回路とをさらに含み得る。第3の利得トランジスタ(例えば、利得トランジスタ754)は、入力信号を受け取り、第3の増幅信号を供給し得る。第5のカスコード回路(例えば、カスコード回路756)は、第3の利得トランジスタと出力ノードとの間に結合され得る。第6のカスコード回路(例えば、カスコード回路776)は、第3の利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され得る。第4の利得トランジスタ(例えば、利得トランジスタ764)は、第2の入力信号を受け取り、第4の増幅信号を供給し得る。第7のカスコード回路(例えば、カスコード回路766)は、第4の利得トランジスタと出力ノードとの間に結合され得る。第8のカスコード回路(例えば、カスコード回路786)は、第4の利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され得る。
[0093] 図11は、増幅を行うためのプロセス1100の例示的な設計を示す。入力信号が、利得トランジスタ(例えば、図5の利得トランジスタ514又は図7A−8Bの利得トランジスタ714)を用いて増幅され、増幅信号が取得され得る(ブロック1112)。中間ノードで結合された第1及び第2のカスコードトランジスタ(例えば、図5のカスコードトランジスタ513及び515又は図7A−8Bのカスコードトランジスタ713及び715)を用いて増幅信号がバッファされ、これら第1及び第2のカスコードトランジスタがイネーブルにされると出力信号が取得され得る(ブロック1114)。例えば、第1のカスコードトランジスタは、利得トランジスタと中間ノードとの間に結合され得、第2のカスコードトランジスタは、中間ノードと出力ノードとの間に結合され得る。中間ノードは、これら第1及び第2のカスコードトランジスタがディセーブルにされると、分流トランジスタ(例えば、図5の分流トランジスタ517又は図7A−8Bの分流トランジスタ717)を用いて回路接地に短絡され得る(ブロック1116)。
[0094] 例示的な設計(例えば、図7Aに示された、カスコードレベル分割を有するSIMO LNAの場合)では、第2の中間ノードで結合された第3及び第4のカスコードトランジスタ(例えば、カスコードトランジスタ723及び725)を用いて増幅信号がバッファされ、これら第3及び第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号が取得され得る。第2の中間ノードは、これら第3及び第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされると、第2の分流トランジスタ(例えば、分流トランジスタ727)を用いて回路接地に短絡され得る。
[0095] 別の例示的な設計(例えば、図7Bに示された、ゲートレベル分割を有するSIMO LNAの場合)では、入力信号が、第2の利得トランジスタ(例えば、利得トランジスタ724)を用いて増幅され、第2の増幅信号が取得され得る。第2の中間ノードで結合された第3及び第4のカスコードトランジスタ(例えば、カスコードトランジスタ723及び725)を用いて第2の増幅信号がバッファされ、これら第3及び第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号が取得され得る。第2の中間ノードは、これら第3及び第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされると、第2の分流トランジスタ(例えば、分流トランジスタ727)を用いて回路接地に短絡され得る。
[0096] さらに別の例示的な設計(例えば、図8A及び8Bに示されるMIMO LNAの場合)では、第2の入力信号が、第2の利得トランジスタ(例えば、利得トランジスタ724)を用いて増幅され、第2の増幅信号が取得され得る。第2の中間ノードで結合された第3及び第4のカスコードトランジスタ(例えば、カスコードトランジスタ723及び725)を用いて第2の増幅信号がバッファされ、これら第3及び第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号が取得され得る。第2の中間ノードは、これら第3及び第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされると、第2の分流トランジスタ(例えば、分流トランジスタ727)を用いて回路接地に短絡され得る。第3の中間ノードで結合された第5及び第6のカスコードトランジスタ(例えば、カスコードトランジスタ733及び735)を用いて第1の増幅信号がバッファされ、これら第5及び第6のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号が取得され得る。第3の中間ノードは、これら第5及び第6のカスコードトランジスタがディセーブルにされると、第3の分流トランジスタ(例えば、分流トランジスタ737)を用いて回路接地に短絡され得る。第4の中間ノードで結合された第7及び第8のカスコードトランジスタ(例えば、カスコードトランジスタ743及び745)を用いて第2の増幅信号がバッファされ、これら第7及び第8のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに出力信号が取得され得る。第4の中間ノードは、これら第7及び第8のカスコードトランジスタがディセーブルにされると、第4の分流トランジスタ(例えば、分流トランジスタ747)を用いて回路接地に短絡され得る。追加の利得トランジスタ、カスコードトランジスタ、及び/又は分流トランジスタもまた、増幅するため、バッファするため、短絡するために使用され得る。
[0097] 本明細書で説明された、改善したアイソレーションを有する増幅器は、IC、アナログIC、RFIC、混合信号IC、ASIC、プリント基板(PCB)、電子デバイス、等で実現され得る。改善したアイソレーションを有する増幅器はまた、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)、N型MOS(NMOS)、P型MOS(PMOS)、バイポーラ結合トランジスタ(BJT)、バイポーラCMOS(BiCMOS)、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガリウムヒ素(GaAs)、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)、高電子移動度トランジスタ(HEMT)、シリコンオンインシュレータ(SOI)、等、様々なICプロセス技術を用いて組み立てられ得る。
[0098] 本明細書で説明された、改善したアイソレーションを有する増幅器を実現する装置は、独立型デバイスであり得るか、又は、より大きいデバイスの一部であり得る。デバイスは、(i)独立型IC、(ii)データ及び/又は命令を記憶するためのメモリICを含み得る1つ又は複数のICのセット、(iii)RF受信機(RFR)又はRF送信機/受信機(RTR)のようなRFIC、(iv)モバイル局モデム(MSM)のようなASIC、(v)他のデバイス内に埋め込まれ得るモジュール、(vi)受信機、セルラ電話、ワイヤレスデバイス、ハンドセット、又はモバイルユニット、(vii)その他、を含み得る。
[0099] 1つ又は複数の例示的な設計では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実現され得る。ソフトウェアで実現される場合、これら機能は、コンピュータ可読媒体において、1つ又は複数の命令又はコードとして、記憶又は送信されることができる。コンピュータ可読媒体は、ある箇所から別の箇所へのコンピュータプログラム移送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体及びコンピュータ記憶媒体の両方を含む。記憶媒体はコンピュータによりアクセスされることができる任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM(登録商標)、CD−ROM又は他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置又は他の磁気記憶デバイス、或いはコンピュータによってアクセス可能であり、かつ、命令又はデータ構造の形式で所望のプログラムコードを搬送又は記憶するために使用されることができるその他の媒体を備え得る。また、任意の接続は厳密にはコンピュータ可読媒体と称され得る。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、又は赤外線、無線、及びマイクロ波のようなワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、この同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、DSL、又は赤外線、無線、及びマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用される場合、ディスク(disk)及びディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、及びブルーレイ(登録商標)ディスクを含み、ディスク(disk)は通常磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の適用範囲(scope)内に含まれるべきである。
[00100] 本開示の先の説明は、当業者が本開示を実行又は使用することを可能にするために提供される。本開示に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義された包括的な原理は、本開示の適用範囲から逸脱することなく他の変形に適用され得る。故に、本開示は、本明細書に記載された例及び設計に制限されることを意図せず、本明細書に開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い適用範囲が与えられるべきである。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
装置であって、
入力信号を受け、増幅信号を供給するように構成された利得トランジスタと、
前記利得トランジスタと中間ノードとの間に結合され、前記増幅信号を受けるように構成された第1のカスコードトランジスタと、
前記中間ノードと出力ノードとの間に結合され、出力信号を供給するように構成された第2のカスコードトランジスタと、
前記中間ノードと回路接地との間に結合された分流トランジスタと
を備える装置。
[C2]
前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタは、第1のモードでは、前記出力信号を供給するためにイネーブルにされ、第2のモードではディセーブルにされ、前記分流トランジスタは、前記第1のモードではディセーブルにされ、前記第2のモードでは、前記中間ノードを回路接地に短絡させるためにイネーブルにされる、C1に記載の装置。
[C3]
前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタは、連結されたゲートを有し、前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタをイネーブル又はディセーブルにするバイアス電圧を受ける、C1に記載の装置。
[C4]
前記利得トランジスタと第2の中間ノードとの間に結合された第3のカスコードトランジスタと、
前記第2の中間ノードと第2の出力ノードとの間に結合され、第2の出力信号を供給するように構成された第4のカスコードトランジスタと、
前記第2の中間ノードと回路接地との間に結合された第2の分流トランジスタと
をさらに備える、C1に記載の装置。
[C5]
前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタ並びに前記分流トランジスタが第1のカスコード回路を形成し、前記装置は、
前記入力信号を受け、第2の増幅信号を供給するように構成された第2の利得トランジスタと、
前記第2の利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され、第2の出力信号を供給するように構成された第2のカスコード回路と
をさらに備える、C1に記載の装置。
[C6]
前記利得トランジスタと前記第2の出力ノードとの間に結合された第3のカスコード回路、又は、前記第2の利得トランジスタと前記出力ノードとの間に結合された第4のカスコード回路、又は、前記第3のカスコード回路及び前記第4のカスコード回路の両方
をさらに備える、C5に記載の装置。
[C7]
前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタ並びに前記分流トランジスタが第1のカスコード回路を形成し、前記装置は、
第2の入力信号を受け、第2の増幅信号を供給するように構成された第2の利得トランジスタと、
前記第2の利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合され、第2の出力信号を供給するように構成された第2のカスコード回路と
をさらに備える、C1に記載の装置。
[C8]
前記利得トランジスタと前記第2の出力ノードとの間に結合された第3のカスコード回路と、
前記第2の利得トランジスタと前記出力ノードとの間に結合された第4のカスコード回路と
をさらに備える、C7に記載の装置。
[C9]
前記入力信号を受け、第3の増幅信号を供給するように構成された第3の利得トランジスタと、
前記第3の利得トランジスタと前記出力ノードとの間に結合された第5のカスコード回路と
前記第3の利得トランジスタと前記第2の出力ノードとの間に結合された第6のカスコード回路と
をさらに備える、C8に記載の装置。
[C10]
前記第2の入力信号を受け、第4の増幅信号を供給するように構成された第4の利得トランジスタと、
前記第4の利得トランジスタと前記出力ノードとの間に結合された第7のカスコード回路と
前記第4の利得トランジスタと前記第2の出力ノードとの間に結合された第8のカスコード回路と
をさらに備える、C9に記載の装置。
[C11]
前記第1のカスコードトランジスタは第1の長さを有し、前記第2のトランジスタは第2の長さを有し、前記第1の長さ及び前記第2の長さは、前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタの少なくとも1つのターゲット動作特性に基づいて選択される、C1に記載の装置。
[C12]
前記第1の長さは前記第2の長さに一致する、C11に記載の装置。
[C13]
前記利得トランジスタのソースと回路接地との間に結合されたインダクタをさらに備える、C1に記載の装置。
[C14]
方法であって、
利得トランジスタを用いて入力信号を増幅して、増幅信号を取得することと、
中間ノードで結合された第1のカスコードトランジスタ及び第2のカスコードトランジスタを用いて前記増幅信号をバッファして、前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに出力信号を取得することと、
前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタがディセーブルにされたときに、分流トランジスタを用いて前記中間ノードを回路接地に短絡させることと
を備える方法。
[C15]
第2の中間ノードで結合された第3のカスコードトランジスタ及び第4のカスコードトランジスタを用いて前記増幅信号をバッファし、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号を取得することと、
前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされたときに、第2の分流トランジスタを用いて前記第2の中間ノードを回路接地に短絡させることと
をさらに備える、C14に記載の方法。
[C16]
第2の利得トランジスタを用いて前記入力信号を増幅して、第2の増幅信号を取得することと、
第2の中間ノードで結合された第3のカスコードトランジスタ及び第4のカスコードトランジスタを用いて前記第2の増幅信号をバッファして、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号を取得することと、
前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされたときに第2の分流トランジスタを用いて前記第2の中間ノードを回路接地に短絡させることと
をさらに備える、C14に記載の方法。
[C17]
第2の利得トランジスタを用いて第2の入力信号を増幅して、第2の増幅信号を取得することと、
第2の中間ノードで結合された第3のカスコードトランジスタ及び第4のカスコードトランジスタを用いて前記第2の増幅信号をバッファして、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号を取得することと、
前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされたときに、第2の分流トランジスタを用いて前記第2の中間ノードを回路接地に短絡させることと
をさらに備える、C14に記載の方法。
[C18]
装置であって、
入力信号を受け、増幅信号を供給するように設定可能な、増幅するための手段と、
増幅するための前記手段と中間ノードとの間に結合され、前記増幅信号を受けるように設定可能な、バッファするための第1の手段と、
前記中間ノードと出力ノードとの間に結合され、出力信号を供給するように設定可能な、バッファするための第2の手段と、
バッファするための前記第1の手段及びバッファするための前記第2の手段がディセーブルにされたときに、前記中間ノードを回路接地に短絡させるための手段と
を備える装置。
[C19]
増幅するための前記手段と第2の中間ノードとの間に結合され、前記増幅信号を受けるように設定可能な、バッファするための第3の手段と、
前記第2の中間ノードと第2の出力ノードとの間に結合され、第2の出力信号を供給するように設定可能な、バッファするための第4の手段と、
バッファするための前記第3の手段及びバッファするための前記第4の手段がディセーブルにされたときに、前記第2の中間ノードを回路接地に短絡させるための手段と
をさらに備える、C18に記載の装置。
[C20]
前記入力信号又は第2の入力信号を受け、第2の増幅信号を供給するように設定可能な、増幅するための第2の手段と、
増幅するための前記第2の手段と第2の中間ノードとの間に結合され、前記第2の増幅信号を受けるように設定可能な、バッファするための第3の手段と、
前記第2の中間ノードと第2の出力ノードとの間に結合され、第2の出力信号を供給するように設定可能な、バッファするための第4の手段と、
バッファするための前記第3の手段及びバッファするための前記第4の手段がディセーブルにされたときに、前記第2の中間ノードを回路接地に短絡させるための手段と
をさらに備える、C18に記載の装置。

Claims (20)

  1. 装置であって、
    入力信号を受け、増幅信号を供給するように構成された利得トランジスタと、
    前記利得トランジスタと中間ノードとの間に結合された第1のカスコードトランジスタとここで、前記第1のカスコードトランジスタは第1のゲートを有し、前記第1のゲートで受けたバイアス電圧に基づいてイネーブルにされるように構成され
    前記中間ノードと出力ノードとの間に結合された第2のカスコードトランジスタと、ここで、前記第2のカスコードトランジスタは、前記第1のゲートに結合された第2のゲートを有し、前記第2のカスコードトランジスタは、前記第2のゲートで前記バイアス電圧を受けることに基づいてイネーブルにされるように構成され、出力信号を供給するように構成される
    前記中間ノードと接地との間に結合された分流トランジスタと
    を備える装置。
  2. 前記利得トランジスタと第2の中間ノードとの間に結合された第3のカスコードトランジスタと、
    前記第2の中間ノードと第2の出力ノードとの間に結合された第4のカスコードトランジスタとここで、前記第4のカスコードトランジスタは、第2の出力信号を供給するように構成され
    前記第2の中間ノードと接地との間に結合された第2の分流トランジスタと
    をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  3. 前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタ並びに前記分流トランジスタが第1のカスコード回路を構成し、前記装置は、
    前記入力信号を受け、第2の増幅信号を供給するように構成された第2の利得トランジスタと、
    前記第2の利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合された第2のカスコード回路と、ここで、前記第2のカスコード回路は、第2の出力信号を供給するように構成され
    をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  4. 前記利得トランジスタと前記第2の出力ノードとの間に結合された第3のカスコード回路、又は、前記第2の利得トランジスタと前記出力ノードとの間に結合された第4のカスコード回路、又は、の両方
    をさらに備える、請求項に記載の装置。
  5. 前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタ並びに前記分流トランジスタが第1のカスコード回路を構成し、前記装置は、
    第2の入力信号を受け、第2の増幅信号を供給するように構成された第2の利得トランジスタと、
    前記第2の利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合された第2のカスコード回路と、ここで、前記第2のカスコード回路は、第2の出力信号を供給するように構成され
    をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  6. 前記利得トランジスタと前記第2の出力ノードとの間に結合された第3のカスコード回路と、
    前記第2の利得トランジスタと前記出力ノードとの間に結合された第4のカスコード回路と
    をさらに備える、請求項に記載の装置。
  7. 前記入力信号を受け、第3の増幅信号を供給するように構成された第3の利得トランジスタと、
    前記第3の利得トランジスタと前記出力ノードとの間に結合された第5のカスコード回路と
    前記第3の利得トランジスタと前記第2の出力ノードとの間に結合された第6のカスコード回路と
    をさらに備える、請求項に記載の装置。
  8. 前記第2の入力信号を受け、第4の増幅信号を供給するように構成された第4の利得トランジスタと、
    前記第4の利得トランジスタと前記出力ノードとの間に結合された第7のカスコード回路と
    前記第4の利得トランジスタと前記第2の出力ノードとの間に結合された第8のカスコード回路と
    をさらに備える、請求項に記載の装置。
  9. 前記第1のカスコードトランジスタは第1の長さを有し、前記第2のカスコードトランジスタは第2の長さを有し、前記第1の長さ及び前記第2の長さは、前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタの少なくとも1つのターゲット動作特性に基づいて選択される、請求項1に記載の装置。
  10. 前記第1の長さ前記第2の長さとは同じ長さである、請求項に記載の装置。
  11. 前記利得トランジスタと第2の出力ノードとの間に結合されたカスコード回路をさらに備える、前記カスコード回路は、第2の出力信号を供給するように構成される、請求項1に記載の装置。
  12. 前記カスコード回路は、
    前記利得トランジスタと第2の中間ノードとの間に結合された第3のカスコードトランジスタと、
    前記第2の中間ノードと接地との間に結合された第2の分流トランジスタと
    を備える、請求項11に記載の装置。
  13. 方法であって、
    利得トランジスタを介して入力信号を増幅して、増幅信号を供給することと、
    中間ノード結合された第1のカスコードトランジスタ及び前記中間ノードに結合された第2のカスコードトランジスタを介して第1の動作モードに基づいて前記増幅信号をバッファして、出力信号を供給することと、ここにおいて、前記第1の動作モード中、前記第1のカスコードトランジスタはイネーブルにされ、分流トランジスタはディセーブルにされ、前記第2のカスコードトランジスタイネーブルにされ、前記出力信号を供給することと、
    第2の動作モードに基づいて前記分流トランジスタを介して前記中間ノードを接地に短絡させることと
    を備える方法。
  14. 3のカスコードトランジスタ及び第4のカスコードトランジスタを介して前記増幅信号をバッファし、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号を供給することと、ここで、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタは、第2の中間ノードに結合される、
    前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされたときに、第2の分流トランジスタを介して前記第2の中間ノードを接地に短絡させることと
    をさらに備える、請求項13に記載の方法。
  15. 第2の利得トランジスタを介して前記入力信号を増幅して、第2の増幅信号を供給することと、
    3のカスコードトランジスタ及び第4のカスコードトランジスタを介して前記第2の増幅信号をバッファして、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号を供給することと、ここで、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタは第2の中間ノードに結合される、
    前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされたときに第2の分流トランジスタを介して前記第2の中間ノードを接地に短絡させることと
    をさらに備える、請求項13に記載の方法。
  16. 第2の利得トランジスタを介して第2の入力信号を増幅して、第2の増幅信号を供給することと、
    3のカスコードトランジスタ及び第4のカスコードトランジスタを用いて前記第2の増幅信号をバッファして、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがイネーブルにされたときに第2の出力信号を供給することと、ここで、前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタは第2の中間ノードに結合される、
    前記第3のカスコードトランジスタ及び前記第4のカスコードトランジスタがディセーブルにされたときに、第2の分流トランジスタを介して前記第2の中間ノードを接地に短絡させることと
    をさらに備える、請求項13に記載の方法。
  17. 前記第2の動作モード中、前記第1のカスコードトランジスタ及び前記第2のカスコードトランジスタは、ディセーブルにされ、前記分流トランジスタはイネーブルにされる、請求項13に記載の方法。
  18. 装置であって、
    入力信号に基づいて増幅信号を供給するための手段と、
    記増幅信号をバッファするための第1の手段と、ここで、バッファするための前記第1の手段は、前記増幅信号を供給するための前記手段と、中間ノードと間に結合され、バッファするための前記第1の手段は、第1のゲートで受けたバイアス電圧に基づいてイネーブルにされるように構成される、
    前記増幅信号をバッファするための第2の手段と、ここで、バッファするための前記第2の手段は、前記中間ノードと出力ノードとの間に結合され、前記第1のゲートに結合された第2のゲートで受けた前記バイアス電圧に基づいてイネーブルにされるように構成される、
    記中間ノードを接地に短絡させるための手段と
    を備える装置。
  19. 前記増幅信号をバッファするための第3の手段と、ここで、バッファするための前記第3の手段は、前記増幅信号を供給するための前記手段と、第2の中間ノードとの間に結合され、
    前記増幅信号をバッファするための第4の手段と、ここで、バッファするための前記第4の手段は、前記第2の中間ノードと第2の出力ノードとの間に結合され、バッファするための前記第4の手段は、第2の出力信号を供給するように構成される、
    記第2の中間ノードを接地に短絡させるための手段と
    をさらに備える、請求項18に記載の装置。
  20. 2の入力信号に基づいて第2の増幅信号を供給するための第2の手段と、
    記第2の増幅信号をバッファするための第3の手段と、ここで、バッファするための前記第3の手段は、前記第2の増幅信号を供給するための前記第2の手段と、第2の中間ノードとの間に結合される、
    前記第2の増幅信号をバッファするための第4の手段と、ここで、バッファするための前記第4の手段は、前記第2の中間ノードと第2の出力ノードとの間に結合され、バッファするための前記第4の手段は、第2の出力信号を供給するように構成される、
    記第2の中間ノードを接地に短絡させるための手段と
    をさらに備える、請求項18に記載の装置。
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