JP5893806B2 - シャントスイッチを備えた増幅器 - Google Patents

Description

[0001]本開示は、一般に、電子機器に関し、より詳細には増幅器に関する。

[0002]一般的に、増幅器は、信号増幅を提供するために様々な電子デバイスで使用されている。異なる用途に異なるタイプの増幅器が利用可能である。たとえば、携帯電話などのワイヤレス通信デバイスは、双方向通信のために送信機と受信機とを含むことができる。受信機は低雑音増幅器（ＬＮＡ）を含むことができ、送信機は駆動増幅器（ＤＡ）と電力増幅器（ＰＡ）とを含むことができ、受信機および送信機は可変利得増幅器（ＶＧＡ）を含むことができる。

[0003]ワイヤレスデバイスは、異なる周波数帯域、異なる無線技術等をサポートするために、いくつかのＬＮＡを含むことができる。バッテリ電力を節約するために、任意の所与の時点でＬＮＡのサブセットだけが有効にされてよく、残りのＬＮＡは無効にされてよい。無効にされたＬＮＡは、ワイヤレスデバイスの性能に悪影響を与えないはずである。

[0004]ワイヤレスシステムと通信しているワイヤレスデバイスを示す図。 [0005]図１におけるワイヤレスデバイスのブロック図。 [0006]重複する帯域と、受信機間の不十分な分離とに起因する干渉を示す図。 [0007]シャントスイッチを備えたＬＮＡの回路トポロジを示す図。 シャントスイッチを備えたＬＮＡの回路トポロジを示す図。 シャントスイッチを備えたＬＮＡの回路トポロジを示す図。 シャントスイッチを備えたＬＮＡの回路トポロジを示す図。 [0008]シャントスイッチを備えたＬＮＡの典型的な設計を示す図。 シャントスイッチを備えたＬＮＡの典型的な設計を示す図。 シャントスイッチを備えたＬＮＡの典型的な設計を示す図。 シャントスイッチを備えたＬＮＡの典型的な設計を示す図。 シャントスイッチを備えたＬＮＡの典型的な設計を示す図。 [0009]キャリアアグリゲーションの例を示す図。 キャリアアグリゲーションの例を示す図。 [0010]シャントスイッチを備えた性能の改善を示す図。 シャントスイッチを備えた性能の改善を示す図。 シャントスイッチを備えた性能の改善を示す図。 [0011]増幅器を制御するプロセスを示す図。

[0012]以下に説明される詳細な説明は、本開示の典型的な設計の説明として意図されており、本開示が実施され得る唯一の設計を表すことを意図されていない。「典型的」という用語は、「例、事例、または実例として役立つ」を意味するように本明細書において使用される。「典型的」として本明細書において説明される任意の設計は、必ずしも他の設計よりも好適または有利であるとして解釈されない。詳細な説明は、本開示の典型的な設計の徹底的な理解を提供する具体的な細目を含む。本明細書で説明される典型的な設計は、これらの具体的な細目なしに実施され得ることは、当業者にとって明らかとなるだろう。一部の事例において、本明細書に提示される典型的な設計の新規性を曖昧にすることを回避するために、よく知られている構造およびデバイスがブロック図形方式で示される。

[0013]本明細書では、シャントスイッチを備えた増幅器が開示される。これらの増幅器は、ワイヤレス通信デバイス（たとえば、携帯電話、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）ステーション、ブルートゥースデバイス、家庭用電子機器等の、様々な電子デバイスのために使用され得る。明確化のために、ワイヤレス通信デバイスのためのシャントスイッチを備えた増幅器の使用が以下で説明される。

[0014]図１は、異なるワイヤレス通信システム１２０および１２２と通信することができるワイヤレスデバイス１１０を示している。ワイヤレスシステム１２０および１２２は、それぞれ符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））システム、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）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、または他の何らかのワイヤレスシステムでよい。ＣＤＭＡシステムは、ワイドバンドＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、ＣＤＭＡ １Ｘ、時分割同期ＣＤＭＡ（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）、または他の何らかのバージョンのＣＤＭＡを実装することができる。簡略化のために、図１は、１つの基地局１３０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、および１つの基地局１３２と１つのシステムコントローラ１４２とを含むワイヤレスシステム１２２を示している。一般的に、各ワイヤレスシステムは、任意の数の基地局、およびネットワークエンティティの任意のセットを含むことができる。

[0015]ワイヤレスデバイス１１０は、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、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、携帯電話、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）ステーション、ブルートゥースデバイス、家庭用電子機器等でよい。ワイヤレスデバイス１１０は、ワイヤレスシステム１２０および／または１２２と通信可能でよい。また、ワイヤレスデバイス１１０は、ブロードキャストステーション（たとえば、ブロードキャストステーション１３４）からの信号、１つまたは複数の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）における衛星（たとえば、衛星１５０）からの信号等を受信可能であり得る。ワイヤレスデバイス１１０は、ＬＴＥ、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ １Ｘ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＩＥＥＥ ８０２．１１等の、ワイヤレス通信のための１つまたは複数の無線技術をサポートすることができる。

[0016]図２は、図１におけるワイヤレスデバイス１１０の典型的な設計のブロック図を示している。この典型的な設計では、ワイヤレスデバイス１１０は、プライマリアンテナ２１０に結合されたトランシーバ２２０と、セカンダリアンテナ２１２に結合されたトランシーバ２２２と、データプロセッサ／コントローラ２８０とを含む。トランシーバ２２０は、複数の周波数帯域、複数の無線技術、キャリアアグリゲーション等をサポートするために、複数（Ｋ個）の送信機２３０ｐａ〜２３０ｐｋと、複数（Ｋ個）の受信機２４０ｐａ〜２４０ｐｋとを含む。トランシーバ２２２は、複数の周波数帯域、複数の無線技術、キャリアアグリゲーション、受信ダイバーシティ、複数の送信アンテナから複数の受信アンテナへの多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信等をサポートするために、Ｍ個の送信機２３０ｓａ〜２３０ｓｍと、Ｍ個の受信機２４０ｓａ〜２４０ｓｍとを含む。

[0017]図２に示される典型的な設計では、各送信機２３０は、送信回路２４８と電力増幅器（ＰＡ）２５０とを含む。データ送信のために、データプロセッサ２８０は、送信されるべきデータを処理（たとえば、符号化および変調）して、アナログ出力信号を選択された送信機に提供する。以下の説明は、送信機２３０ｐａが選択された送信機であると仮定する。送信機２３０ｐａ内で、送信回路２４８ｐａが、ベースバンドから無線周波数（ＲＦ）にアナログ出力信号を増幅、フィルタリング、およびアップコンバートして、変調されたＲＦ信号を提供する。送信回路２４８ｐａは、増幅器、フィルタ、ミキサ、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）等を含むことができる。ＰＡ２５０ｐａは、変調されたＲＦ信号を受信および増幅して、適切な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を通じてルーティングされて、アンテナ２１０を介して送信される。アンテナインターフェース回路２２４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、方向性結合器等を含むことができる。トランシーバ２２０および２２２内の残りの各送信機２３０は、送信機２３０ｐａと同様の方法で動作してよい。

[0018]図２に示される典型的な設計では、各受信機２４０は、ＬＮＡ２６０と受信回路２６２とを含む。データ受信のために、アンテナ２１０は、基地局および／または他の送信局から信号を受信して、受信されたＲＦ信号を提供し、そのＲＦ信号は、アンテナインターフェース回路２２４を通じてルーティングされて、選択された受信機に提供される。以下の説明は、受信機２４０ｐａが選択された受信機であると仮定する。受信機２４０ｐａ内で、ＬＮＡ２６０ｐａが受信されたＲＦ信号を増幅して、出力ＲＦ信号を提供する。受信回路２６２ｐａは、ＲＦからベースバンドに出力ＲＦ信号をダウンコンバートして、ダウンコンバートされた信号を増幅およびフィルタリングして、アナログ入力信号をデータプロセッサ２８０に提供する。受信回路２６２ｐａは、ミキサ、フィルタ、増幅器、整合回路、発信器、ＬＯ発生器、ＰＬＬ等を含み得る。トランシーバ２２０および２２２内の残りの各受信機２４０は、受信機２４０ｐａと同様の方法で動作してよい。

[0019]図２は、送信機２３０と受信機２４０の典型的な設計を示している。送信機および受信機は、フィルタ、整合回路等の、図２に示されていない他の回路も含み得る。トランシーバ２２０および２２２のすべてまたは一部は、１つまたは複数のアナログ集積回路（ＩＣ）、ＲＦ ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号ＩＣ等に実装され得る。たとえば、送信回路２４８と、ＬＮＡ２６０と、受信回路２６２は、ＲＦＩＣ等でよい１つのモジュールに実装され得る。アンテナインターフェース回路２２４および２２６は、ハイブリッドモジュール等でよい別のモジュールに実装され得る。ＰＡ２５０は、ＬＮＡ２６０を備えたＲＦＩＣ、またはアンテナインターフェース回路２２４と２２６とを備えたモジュールに実装され得る。また、トランシーバ２２０および２２２内の回路は、他の方法で実装されてもよい。

[0020]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実行することができる。たとえば、データプロセッサ２８０は、送信機２３０を介して送信されているデータと、受信機２４０を介して受信されているデータの処理を実行することができる。コントローラ２８０は、トランシーバ２２０および２２２内の様々な回路の動作を制御することができる。メモリ２８２は、データプロセッサ／コントローラ２８０のためのプログラムコードとデータとを格納することができる。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に実装され得る。

[0021]ワイヤレスデバイス１１０は、６９８〜９６０メガヘルツ（ＭＨｚ）の低帯域、１４７５〜２１７０ＭＨｚの中帯域、ならびに／または、２３００〜２６９０ＭＨｚおよび３４００〜３８００ＭＨｚの高帯域で動作可能である。低帯域、中帯域、高帯域は、３つの帯域のグループ（または帯域グループ）を指し、各帯域グループは、いくつかの周波数帯域（または簡潔に「帯域」）を含む。

[0022]ワイヤレスデバイス１１０は、いくつかの帯域をサポートすることができる。各帯域は、周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）または時分割デュプレックス（ＴＤＤ）のために使用され得る。ＦＤＤのために使用される各帯域は、（ｉ）送信範囲と呼ばれ得る、ワイヤレスデバイスから基地局へのアップリンク上での送信のための第１の周波数範囲と、（ｉｉ）受信範囲と呼ばれ得る、基地局からワイヤレスデバイスへのダウンリンク上での送信のための第２の周波数範囲に関連付けられる。送信範囲および受信範囲は、ワイヤレスデバイスの観点からのものである。

[0023]表１は、ワイヤレスデバイス１１０によってサポートされ得るいくつかの帯域を記載しており、また、各帯域の送信範囲（Ｕｐｌｉｎｋ／ＴＸ）と受信範囲（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ／ＲＸ）を提供している。表１に示されるように、１つの帯域の送信範囲が別の帯域の受信範囲と重複する場合がある。たとえば、ＩＭＴ−２０００帯域のための１９２０〜１９８０ＭＨｚの送信範囲は、ＰＣＳ帯域のための１９３０〜１９９０ＭＨｚの受信範囲と重複する。ある帯域の送信範囲が別の帯域の受信範囲と重複する場合、２つの帯域は重複する帯域であると考えられ得る。そのような場合、以下で説明するように、受信機間の不十分な分離のために、ある帯域の送信機からの送信ＲＦ信号がその帯域の受信機への干渉を引き起こす可能性がある。

[0024]図３は、重複する帯域と、受信機間の不十分な分離とに起因する、干渉の例を示している。この例では、ワイヤレスデバイス３００は、（ｉ）アンテナ３１０と、（ｉｉ）スイッチプレクサ３２０と、（ｉｉｉ）ＩＭＴ−２０００帯域のためのデュプレクサ３３０、ＰＡ３５０、およびＬＮＡ３６０と、（ｉｖ）ＰＣＳ帯域のためのデュプレクサ３３２、ＰＡ３５２、およびＬＮＡ３６２とを含む。スイッチプレクサ３２０は、（ｉ）ノードＡとデュプレクサ３３０との間に結合されたスイッチ３２２と、（ｉｉ）ノードＡとデュプレクサ３３２との間に結合されたスイッチ３２４とを含む。アンテナ３１０は、ノードＡに結合されている。デュプレクサ３３０は、ＩＭＴ−２０００帯域のための送信（ＴＸ）フィルタ３３４と受信（ＲＸ）フィルタ３３５を含む。デュプレクサ３３２は、ＰＣＳ帯域のための送信フィルタ３３６と受信フィルタ３３７と含む。ＰＡ３５０とＬＮＡ３６０は、ＩＭＴ−２０００帯域のためのデュプレクサ３３０内の送信フィルタ３３４と受信フィルタ３３５にそれぞれ結合されている。ＰＡ３５２とＬＮＡ３６２は、ＰＣＳ帯域のためのデュプレクサ３３２内の送信フィルタ３３６と受信フィルタ３３７にそれぞれ結合されている。ＰＡ３５０とＰＡ３５２、およびＬＮＡ３６０とＬＮＡ３６２はＩＣチップ３４０上に実装されており、ＩＣチップ３４０上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッド３７０と、３７２と、３８０と、３８２にそれぞれ結合されている。Ｉ／Ｏパッド３７０〜３８２は、ＩＣパッケージのハンダボールまたは外部ピンに結合されてよく、ハンダボールと外部ピンとの間には限られた分離（たとえば、４０デシベル（ｄＢ）またはそれ以下の分離）がある場合がある。

[0025]図３に示される例では、ＩＭＴ−２０００帯域のためのＰＡ３５０とＬＮＡ３６０とが有効にされており、ＰＣＳ帯域のためのＰＡ３５２とＬＮＡ３６２が無効にされている。アンテナ３１０で＋２５ｄＢｍでの最も必要な出力電力を得るために、ＰＡ３５０は＋２８ｄＢｍで送信ＲＦ信号を提供する。ｄＢｍは、ｄＢで表した、測定された電力の１ミリワットに対する比である。送信ＲＦ信号は、送信フィルタ３３４の２ｄＢの挿入損失のため、デュプレクサ３３０の後で＋２６ｄＢｍとなり、閉じたスイッチ３２２の１ｄＢの挿入損失のため、アンテナ３１０で＋２５ｄＢｍとなる。

[0026]スイッチ３２４は、それが開かれたときに３０ｄＢの除去があり、送信ＲＦ信号の一部がスイッチ３２４を介して漏れる。漏れた送信ＲＦ信号は、スイッチ３２４の３０ｄＢの除去のため、デュプレクサ３３２の入力で−５ｄＢｍとなる。表１に示されるように、ＰＣＳ帯域のための受信フィルタ３３７の通過帯域は、ＩＭＴ−２０００帯域のための送信フィルタ３３４の通過帯域と重複する。したがって、漏れた送信ＲＦ信号は、ＰＣＳ帯域のための受信フィルタ３３７を通じて通過して、受信フィルタ３３７の２ｄＢの挿入損失のためＬＮＡ３６２の入力で−７ｄＢｍとなる。Ｉ／Ｏパッド３８０と３８２との間の分離は、２０〜４０ｄＢでよい。次いで、ＬＮＡ３６２の入力で漏れた送信ＲＦ信号の一部が、ＬＮＡ３６０の入力に漏れ、この漏れたＲＦ信号はＬＮＡ３６０の入力で−２７〜−４７ｄＢｍでよい。

[0027]デュプレクサ３３０は、送信フィルタ３３４と受信フィルタ３３５との間に５５ｄＢの除去を有する。送信ＲＦ信号の一部が送信フィルタ３３４から受信フィルタ３３５に漏れて、漏れた送信ＲＦ信号はＬＮＡ３６０の入力で−２７ｄＢｍとなる。

[0028]図３に示されるように、ＬＮＡ３６２の入力で漏れた送信ＲＦ信号は、（ｉ）スイッチ３２４の有限分離と、（ｉｉ）ＩＭＴ−２０００帯域の送信範囲と重複しているＰＣＳ帯域の受信範囲とのために、比較的高い（たとえば、−７ｄＢｍ）場合がある。たとえＬＮＡ３６２がオフにされても、比較的強いジャマー（jammer）がＩ／Ｏパッド３８０と３８２との間に結合される可能性があり、ＩＭＴ−２０００帯域のための受信パスの感度低下をもたらす場合がある。ジャマーは大きく、不要な信号である。

[0029]本開示の態様では、シャントスイッチは、無効にされた第１のＬＮＡから有効にされた第２のＬＮＡへの望ましくない信号の結合を低減するために、無効にされた第１のＬＮＡで望ましくない信号を減衰させるために使用され得る。第１のＬＮＡは、Ｉ／Ｏパッドに結合され得る。典型的な設計では、シャントスイッチは、直列スイッチおよび／または他の回路構成要素を備え得る第１の回路を介してＩ／Ｏパッドから分離され得る。典型的な設計では、シャントスイッチは、第２の回路を介して第１のＬＮＡの入力から分離され得る。シャントスイッチは、オフにされたときに寄生容量を有する。寄生容量は、シャントスイッチと第１のＬＮＡ入力の両方がＩ／Ｏパッドに直接結合されている場合、第１のＬＮＡの感度を低下させ得る容量性負荷の役割を果たす。シャントスイッチを、第１の回路を介してＩ／Ｏパッドから、および第２の回路を介して第１のＬＮＡ入力から分離することによって、シャントスイッチの寄生容量による第１のＬＮＡの感度の低下を軽減することができる。

[0030]図４Ａは、ＬＮＡ４６０のためのシャントスイッチ４３０を実装する第１の回路トポロジ４００を示している。図４Ａに示される典型的な設計では、回路４２０は、Ｉ／Ｏパッド４１０とノードＸとの間に結合されている。シャントスイッチ４３０は、ノードＸと回路グラウンドとの間に結合されている。回路４４０は、ノードＸとＬＮＡ４６０のＬＮＡ入力４５０との間に結合されている。以下で説明するように、回路４２０および回路４４０はそれぞれ様々な方法で実装され得る。シャントスイッチ４３０は、回路４２０を介してＩ／Ｏパッド４１０から分離されており、また回路４４０を介してＬＮＡ入力４５０から分離されている。

[0031]図４Ｂは、ＬＮＡ４６０のためのシャントスイッチ４３０を実装する第２の回路トポロジ４０２を示している。図４Ｂに示される典型的な設計では、回路４２０は、Ｉ／Ｏパッド４１０とノードＸとの間に結合されている。シャントスイッチ４３０は、ノードＸと回路グラウンドとの間に結合されている。ＬＮＡ４６０は、Ｉ／Ｏパッド４１０に直接結合された入力を有している。シャントスイッチ４３０は、回路４２０を介してＩ／Ｏパッド４１０から分離されており、また回路４２０を介してＬＮＡ入力４５０から分離されている。

[0032]図４Ｃは、ＬＮＡ４６０のためのシャントスイッチ４３０を実装する第３の回路トポロジ４０４を示している。図４Ｃに示される典型的な設計では、回路４２０は、Ｉ／Ｏパッド４１０とノードＸとの間に結合されている。シャントスイッチ４３０は、ノードＸと回路グラウンドとの間に結合されている。回路４７０は、ノードＸとＬＮＡ４６０の出力との間に結合されている。回路４７０は、別のＬＮＡ、フィードバック回路、および／または他の何らかの回路を備え得る。フィードバック回路は、抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、他の何らかの回路構成要素、またはそれらの組合せを含み得る。ＬＮＡ４６０は、Ｉ／Ｏパッド４１０に直接結合された入力を有している。シャントスイッチ４３０は、回路４２０を介してＩ／Ｏパッド４１０から分離されており、また回路４２０を介してＬＮＡ入力４５０から分離されている。

[0033]図４Ｄは、ＬＮＡ４６０のためのシャントスイッチ４３０を実装する第４の回路トポロジ４０６を示している。図４Ｄに示される典型的な設計。ＬＮＡ４６０は、Ｉ／Ｏパッド４１０に直接結合された入力を有している。シャントスイッチ４３０は、ＬＮＡ４６０の内部ノードと回路グラウンドとの間に結合されている。シャントスイッチ４３０は、ＬＮＡ４６０を介してＩ／Ｏパッド４１０から分離されており、またＬＮＡ４６０を介してＬＮＡ入力４５０からも分離されている。

[0034]図４Ａ〜図４Ｄは、シャントスイッチが第１の回路を介してＩ／Ｏパッドから分離されており、第２の回路を介してＬＮＡ入力から分離されている、４つの典型的な設計を示している。第２の回路は第１の回路（たとえば、図４Ａに示されている）とは異なっていてもよく、第１の回路と同じ回路（たとえば、図４Ｂと、図４Ｃと、図４Ｄとに示されている）でもよい。また、シャントスイッチは、他の方法でＩ／ＯパッドとＬＮＡ入力から分離され得る。

[0035]図５は、図４Ａにおける第１の回路トポロジを実装する受信機５００の典型的な設計を示している。図５に示される典型的な設計では、Ｎチャネル金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）トランジスタ５２２を備える回路５２０は、Ｉ／Ｏパッド５１０とノードＸとの間に結合されている。ＮＭＯＳトランジスタ５２２は直列スイッチとして動作し、Ｉ／Ｏパッド５１０に結合されたソースと、ノードＸに結合されたドレインと、Ｓ１制御信号を受信するゲートとを有する。ＮＭＯＳトランジスタ５３２で実装されたシャントスイッチ５３０は、ノードＸと回路グラウンドとの間に結合されている。ＮＭＯＳトランジスタ５３２は、回路グラウンドに結合されたソースと、ノードＸに結合されたドレインと、Ｓ２制御信号を受信するゲートとを有する。

[0036]回路５４０は、ノードＸとＬＮＡ入力５５０との間に結合されている。図５に示される典型的な設計では、回路５４０は、（ｉ）ノードＸとノードＢとの間に結合された可変抵抗器５４２と、（ｉｉ）ノードＢと回路グラウンドとの間に結合された可変抵抗器５４４と、（ｉｉｉ）ノードＢとＬＮＡ入力５５０との間に結合された交流電流（ＡＣ）結合コンデンサ５４６とを含む。抵抗器５４２および抵抗器５４４は、Ｉ／Ｏパッド５１０を介して受信された入力ＲＦ信号の所望の減衰を得るために値を調整し得る。また、回路５４０は、ノードＸとＬＮＡ入力５５０および／または他の回路構成要素との間に結合されたＡＣ結合コンデンサ５４６だけを含み得る。シャントスイッチ５３０は、回路５２０を介してＩ／Ｏパッド５１０から分離されており、また回路５４０を介してＬＮＡ入力５５０からも分離されている。

[0037]図５に示される典型的な設計では、ＬＮＡ５６０は、利得ＮＭＯＳトランジスタ５６４と、カスコードＮＭＯＳトランジスタ５６６と、負荷回路５６８を含む。利得トランジスタ５６４は、回路グラウンドに結合されたソースと、ＬＮＡ入力５５０に結合されたゲートを有する。カスコードトランジスタ５６６は、利得トランジスタ５６４のドレインに結合されたソースと、Ｖｂバイアス電圧を受信するゲートと、出力ＲＦ信号（ＲＦｏｕｔ）を提供するドレインを有する。負荷回路５６８は、電力供給電圧と、カスコードトランジスタ５６６のドレインとの間に結合されている。ＡＣ結合コンデンサ５４６は、利得トランジスタ５６４が適切なバイアス電圧でバイアスされることを可能にし、ＬＮＡ５６０のＤＣ動作に影響を与えずにシャントスイッチ５３が閉じられることを可能にする。

[0038]ＬＮＡ５６０が有効にされると、直列スイッチ５２０が閉じられてよく、またシャントスイッチ５３０が開かれてよい。次いで、ＬＮＡ５６０が、Ｉ／Ｏパッド５１０を介して受信された入力ＲＦ信号を増幅して、出力ＲＦ信号を提供し得る。ＬＮＡ５６０が無効にされると、直列スイッチ５２０とシャントスイッチ５３０の両方が閉じられてよい。次いで、入力ＲＦ信号がスイッチ５２０と５３０を介して回路グラウンドに短絡されてよく、有効にされた別のＬＮＡへの干渉を低減し得る。

[0039]図６は、図４Ｂにおける第２の回路トポロジと、図４Ｃにおける第３の回路トポロジも同時に実装する、受信機６００の典型的な設計を示している。図６に示される典型的な設計では、ＮＭＯＳトランジスタ６２２を備える回路６２０は、Ｉ／Ｏパッド６１０とノードＸとの間に結合されている。ＮＭＯＳトランジスタ６３２で実装されたシャントスイッチ６３０は、ノードＸと回路グラウンドとの間に結合されている。高利得ＬＮＡ６６０は、Ｉ／Ｏパッド６１０に直接結合されたＬＮＡ入力６５０と、ノードＤに結合された出力とを有する。低利得ＬＮＡ６６２は、ノードＸに結合された入力と、ノードＤに結合された出力とを有する。低利得ＬＮＡ６６２は、図５における回路５４０およびＬＮＡ５６０、または他の何らかのＬＮＡ回路設計で実装され得る。高利得ＬＮＡ６６０は、ＮＭＯＳトランジスタ５６４のソースと回路グラウンドとの間に結合されたソースディジェネレーションインダクタを含む、ＬＮＡ５６０の修正されたバージョンで実装され得る。また、高利得ＬＮＡ６６０は、ＬＮＡ５６０または他の何らかのＬＮＡ回路設計で実装され得る。

[0040]高利得ＬＮＡ６６０および低利得ＬＮＡ６６２は、特定の帯域Ｋ（たとえば、ＰＣＳ帯域）のために使用されてよく、また任意の所与の時点で３つのモードのうち１つで動作し得る。第１のモードでは、帯域Ｋが選択されて、入力ＲＦ信号が十分に小さい場合、たとえば、受信された入力ＲＦ信号の電力が低閾値よりも小さい場合、高利得ＬＮＡ６６０が有効にされて、低利得ＬＮＡ６６２が無効にされてよい。第１のモードでは、直列スイッチ６２０が開かれてよく、シャントスイッチ６３０が閉じられてよい。第２のモードでは、帯域Ｋが選択されて、入力ＲＦ信号が小さくない場合、低利得ＬＮＡ６６２が有効にされて、高利得ＬＮＡ６６０が無効にされてよい。第２のモードでは、直列スイッチ６２０とシャントスイッチ６３０の両方が開かれてよい。第３のモードでは、帯域Ｋが選択されない場合、高利得ＬＮＡ６６０と低利得ＬＮＡ６６２の両方が無効にされてよい。第３のモードでは、直列スイッチ６２０とシャントスイッチ６３０の両方が閉じられてよい。帯域Ｋのための高利得ＬＮＡ６６０および低利得ＬＮＡ６６２の使用は、性能を改善して、異なる入力ＲＦ信号レベルにわたって電力消費を低減し得る。

[0041]シャントスイッチ６３０が高利得ＬＮＡ６６０の入力で直接結合されている場合、ＬＮＡ６６０の感度は、シャントスイッチ６３０が開かれているときに低下し得る。したがって、シャントスイッチ６３０は、直列スイッチ６２０の後の、低利得ＬＮＡ６６２の入力に配置され得る。シャントスイッチ６３０は、直列スイッチ６２０を介してＩ／Ｏパッド６１０から分離されており、また直列スイッチ６２０を介してＬＮＡ入力６５０から分離されている。

[0042]シャントスイッチ６３０をＩ／Ｏパッド６１０およびＬＮＡ入力６５０から分離することによって、様々な利点が提供され得る。第１に、直列スイッチ６２０は、直列スイッチ６２０が閉じられているときに低オン抵抗を得るために、比較的大きいサイズを有することができる。したがって、Ｉ／Ｏパッド６１０から回路グラウンドへの低抵抗パスは、スイッチ６２０と６３０の両方が閉じられているときに、それらのスイッチを介して得られ得る。帯域Ｋが選択されない場合、回路グラウンドへのこの低抵抗パスは、望ましくない信号を効率的に減衰させて、ＴＸジャマーをフィルタリングして除去する。第２に、シャントスイッチ６３０は、開かれているときにノードＸで寄生容量を有するが、この寄生容量は、有効なＬＮＡ６６０または６６２の性能にごくわずかな影響を与える場合がある。低利得ＬＮＡ６６２は、入力ＲＦ信号レベルが十分に強い場合に有効にされるので、より低い感度要件を有する。したがって、低利得ＬＮＡ６６２は、感度低下がごくわずかであるシャントスイッチ６３０の寄生容量による追加の容量性負荷を処理することが可能であり、その感度要件を満たすことができる。シャントスイッチ６３０の追加の容量負荷は、直列スイッチ６２０を介してＬＮＡ入力６５０から分離され、したがって高利得ＬＮＡ６６０の性能にごくわずかな影響を与える場合がある。

[0043]図７は、図４Ｄにおける第４の回路トポロジを実装する受信機７００の典型的な設計を示している。図７に示される典型的な設計では、ＬＮＡ７６０は、Ｉ／Ｏパッド７１０に直接結合されたＬＮＡ入力７５０と、出力ＲＦ信号を提供する出力を有する。ＬＮＡ７６０は、図７に示されるように結合された、ソースディジェネレーションインダクタ７６２と、利得ＮＭＯＳトランジスタ７６４と、カスコードＮＭＯＳトランジスタ７６６と、負荷回路７６８とを含む。ＮＭＯＳトランジスタ７３２で実装されたシャントスイッチ７３０は、利得トランジスタ７６４のドレインと回路グラウンドとの間に結合されている。シャントスイッチ７３０は、ＬＮＡ７６０を介してＩ／Ｏパッド７１０から分離されており、またＬＮＡ７６０を介してＬＮＡ入力７５０から分離されている。

[0044]図７に示される典型的な設計では、シャントスイッチ７３０は、利得トランジスタ７６４のドレインに結合されている。この典型的な設計は、ソースディジェネレーションインダクタ７６２が、２つの重複する帯域をカバーする２つのＬＮＡによって共有されない（たとえば、図３における、ＩＭＴ−２０００帯域のためのＬＮＡ３６０と、ＰＣＳ帯域のためのＬＮＡ３６２とによって共有されない）場合に使用され得る。シャントスイッチ７３０は、ＬＮＡ７６０が有効にされている場合は開かれてよく、ＬＮＡ７６０が無効にされている場合は閉じられてよい。シャントスイッチ７３０は、オフにされたときに寄生容量を有し、寄生容量は、ＬＮＡ７６０が有効にされたときに、その性能に影響を与える場合がある。シャントスイッチ７３０の寄生容量による影響は、より高い周波数において増加する場合がある。したがって、ＬＮＡ７６０は、シャントスイッチ７３０の寄生容量を考慮するように設計され得る。

[0045]典型的な設計では、異なる帯域のためのＬＮＡは、たとえば図３に示されるように、別々の回路で実装され得る。次いで、これらのＬＮＡ間の分離は、ＬＮＡ間、たとえば図３に示されるようにＬＮＡのＩ／Ｏパッド間の結合に依存し得る。別の典型的な設計では、異なる帯域のＬＮＡは、部品数と、回路面積と、コストとを低減するために、１つまたは複数の回路構成要素（たとえば、ソースディジェネレーションインダクタ）を共有し得る。これらのＬＮＡ間の分離は、１つまたは複数の共有回路構成要素を介する結合に依存し得る。

[0046]図８Ａは、ソースディジェネレーションインダクタ８６２と負荷回路８６８を共有する、２つのＬＮＡ８６０ａと８６０ｂとを有する受信機８００の典型的な設計を示している。ＬＮＡ８６０ａは帯域Ａ（たとえば、ＩＭＴ−２０００帯域）をカバーし、図８Ａに示されるように結合された、利得ＮＭＯＳトランジスタ８６４ａとカスコードＮＭＯＳトランジスタ８６６ａとを含む。ＬＮＡ８６０ｂは帯域Ｂ（たとえば、ＰＣＳ帯域）をカバーし、図８Ａに示されるように結合された、利得ＮＭＯＳトランジスタ８６４ｂとカスコードＮＭＯＳトランジスタ８６６ｂを含む。インダクタ８６２は、一方の端が利得トランジスタ８６４ａおよび８６４ｂのソースに結合されており、他方の端が回路グラウンドに結合されている。負荷回路８６８は、カスコードトランジスタ８６６ａおよび８６６ｂのドレインに結合されている。利得トランジスタ８６４ａのゲートはＬＮＡ８６０ａのＬＮＡ入力８５０ａに対応し、Ｉ／Ｏパッド８１０ａに結合されている。利得トランジスタ８６４ｂのゲートはＬＮＡ８６０ｂのＬＮＡ入力８５０ｂに対応し、Ｉ／Ｏパッド８１０ｂに結合されている。カスコードトランジスタ８６６ａおよび８６６ｂのドレインはともに結合されており、ＬＮＡ８６０ａまたは８６０ｂのための出力ＲＦ信号（ＲＦｏｕｔ）を提供する。

[0047]ＬＮＡ８６０ａまたは８６０ｂのいずれかが、任意の所与の時点で有効にされ得る。帯域Ａが選択されるとＬＮＡ８６０ａが有効にされて、ＬＮＡ８６０ｂが無効にされる。次いで、ＬＮＡ８６０ａが、Ｉ／Ｏパッド８１０ａを介して第１の入力ＲＦ信号（ＲＦｉｎ１）を受信して、出力ＲＦ信号（ＲＦｏｕｔ）を提供する。たとえＬＮＡ８６０ｂが無効にされても（たとえば、トランジスタ８６４ｂと８６６ｂとをオフにすることによって）、Ｉ／Ｏパッド８１０ｂからの第２の入力ＲＦ信号（ＲＦｉｎ２）が、利得トランジスタ８６４ｂを介して結合されてよく、次いでインダクタ８６２に現れて、第１の入力ＲＦ信号への干渉として作用する。逆に、帯域Ｂが選択されると、ＬＮＡ８６０ｂが有効にされて、ＬＮＡ８６０ａが無効にされる。次いで、ＬＮＡ８６０ｂが、Ｉ／Ｏパッド８１０ｂを介して第２の入力ＲＦ信号を受信して、出力ＲＦ信号を提供する。たとえＬＮＡ８６０ａが無効にされても（たとえば、トランジスタ８６４ａと８６６ａとをオフにすることによって）、Ｉ／Ｏパッド８１０ａからの第１の入力ＲＦ信号が、利得トランジスタ８６４ａを介して結合されてよく、次いでインダクタ８６２に現れて、第２の入力ＲＦ信号への干渉として作用する。

[0048]図８Ｂは、ソースディジェネレーションインダクタ８６２と負荷回路８６８とを共有し、図４Ｂにおける第２の回路トポロジを実装する２つのＬＮＡ８６０ａと８６０ｂを有する受信機８０２の典型的な設計を示している。受信機８０２は、図８Ａについて上記で説明したように、帯域ＡのためのＬＮＡ８６０ａと、帯域ＢのためのＬＮＡ８６０ｂとを含む。受信機８０２は、（ｉ）Ｉ／Ｏパッド８１０ｂとノードＸとの間に結合された回路８２０と、（ｉｉ）ノードＸと回路グラウンドとの間に結合されたシャントスイッチ８３０とをさらに含む。回路８２０は、直列スイッチとして動作しており、Ｉ／Ｏパッド８１０ｂとノードＸとの間に結合している、ＮＭＯＳトランジスタ８２２を備える。シャントスイッチ８３０は、ノードＸと回路グラウンドとの間に結合されたＮＭＯＳトランジスタ８３２を備える。

[0049]図８Ｂにおける典型的な設計は、帯域Ｂ（たとえば、ＰＣＳ帯域）と重複する帯域Ａ（たとえば、ＩＭＴ−２０００帯域）のための送信機からＴＸジャマーを軽減し得る直列スイッチ８２０とシャントスイッチ８３０とを含む。直列スイッチおよびシャントスイッチは、帯域Ｂのための送信機からＴＸジャマーを軽減するために使用されてよく、直列スイッチ８２０およびシャントスイッチ８３０がＩ／Ｏパッド８１０ｂに結合されるのと同様の方法でＩ／Ｏパッド８１０ａに結合され得る。

[0050]受信機８０２は以下のように動作する。帯域Ａが選択されると、ＬＮＡ８６０ａが有効にされて、ＬＮＡ８６０ｂが無効にされ、直列スイッチ８２０とシャントスイッチ８３０の両方が閉じられる。ＬＮＡ８６０ａが、Ｉ／Ｏパッド８１０ａを介して第１の入力ＲＦ信号を受信して、出力ＲＦ信号を提供する。直列スイッチ８２０およびシャントスイッチ８３０が閉じられているので、Ｉ／Ｏパッド８１０ｂからの第２の入力ＲＦ信号が回路グラウンドに短絡されて、第１の入力ＲＦ信号への干渉をほとんど引き起こさない。逆に、帯域Ｂが選択された場合、ＬＮＡ８６０ｂが有効にされて、ＬＮＡ８６０ａが無効にされ、直列スイッチ８２０とシャントスイッチ８３０の両方が開かれる。ＬＮＡ８６０ｂが、Ｉ／Ｏパッド８１０ｂを介して第２の入力ＲＦ信号を受信して、出力ＲＦ信号を提供する。

[0051]１つの典型的な設計では、ＬＮＡ８６０ｂは帯域Ｂのための高利得ＬＮＡでよい。受信機８０２は、たとえば図６に示されるように、ノードＸに結合された入力を有する帯域Ｂのための低利得ＬＮＡを含み得る。高利得ＬＮＡは、図７におけるＬＮＡ７６０と同様の方法で実装され得る。低利得ＬＮＡは、図５における回路５４０とＬＮＡ５６０で実装され得る。また、高利得ＬＮＡおよび低利得ＬＮＡは、他の方法で実装されてもよい。

[0052]上記で説明したように、低帯域と、中帯域と、高帯域とは、それぞれいくつかの帯域を含み得る。各帯域は、最大２００ＭＨｚをカバーすることができ、１つまたは複数の搬送波を含み得る。各搬送波は、ＬＴＥにおいて最大２０ＭＨｚをカバーすることができる。ＬＴＥ Ｒｅｌｅａｓｅ １１は、ＬＴＥ／ＵＭＴＳ帯域と呼ばれる３５の帯域をサポートし、これは３ＧＰＰ ＴＳ ３６．１０１に記載されている。

[0053]ワイヤレスデバイスは、複数の搬送波上の動作であるキャリアアグリゲーションをサポートすることができる。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。ワイヤレスデバイスは、ＬＴＥ Ｒｅｌｅａｓｅ １１におけるキャリアアグリゲーションのための１つまたは２つの帯域内の最大５つの搬送波で構成され得る。

[0054]一般的に、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）は、イントラ帯域（intra-band）ＣＡとインター帯域（inter-band）ＣＡとの２つのタイプに分類され得る。イントラ帯域ＣＡは、同じ帯域内の複数の搬送波上の動作を指す。インター帯域ＣＡは、異なる帯域内の複数の搬送波上の動作を指す。

[0055]図９Ａは、イントラ帯域ＣＡの一例を示している。図９Ａに示される例では、ワイヤレスデバイスは、帯域２またはＰＣＳ帯域である、同じ帯域内のＣＡ１とＣＡ２との２つの搬送波で構成されている。ＦＤＤのために、各搬送波は、搬送波が属する帯域に対して定義された固定されたデュプレックス間隔（fixed duplex spacing）によって分離された、送信周波数チャネルと受信周波数チャネルとに関連付けられている。ワイヤレスデバイスは、同じ帯域内の搬送波ＣＡ１およびＣＡ２上の伝送を送受信することができる。

[0056]図９Ｂは、インター帯域ＣＡの一例を示している。図９Ｂに示される例では、ワイヤレスデバイスは、帯域２内の搬送波ＣＡ１と帯域４内の搬送波ＣＡ２を含む、異なる帯域内の２つの搬送波で構成されている。ワイヤレスデバイスは、異なる帯域内の搬送波ＣＡ１およびＣＡ２上の伝送を送受信することができる。

[0057]図９Ａおよび９Ｂは、イントラ帯域ＣＡとインター帯域ＣＡとの２つの例を示している。イントラ帯域ＣＡおよびインター帯域ＣＡは、帯域および帯域グループの他の組合せのためにサポートされ得る。

[0058]イントラ帯域ＣＡのために、所与の搬送波Ｃの送信周波数チャネルが、ワイヤレスデバイスによってサポートされる帯域Ｑの受信周波数チャネルと重複する場合、搬送波Ｃの送信ＲＦ信号は、帯域Ｑに向けて無効にされたＬＮＡの入力に現れ得る。送信ＲＦ信号は、搬送波Ｃの受信パスに漏れる場合があり、漏れた送信ＲＦ信号は、たとえば図３に示されるように、ＴＸジャマーとして現れ得る。

[0059]インター帯域ＣＡのために、１つの搬送波ＣＡ１のための送信ＲＦ信号は、別の搬送波ＣＡ２のための受信機への干渉として作用してよく、搬送波ＣＡ２のための受信機の感度を低下し得る。イントラ帯域ＣＡとインター帯域ＣＡの両方のために、搬送波ＣＡ１のための第１の送信ＲＦ信号、および／または搬送波ＣＡ２のための第２の送信ＲＦ信号により、三次相互変調積（ＩＭＤ３）を搬送波ＣＡ１のための受信周波数チャネルが担う（fall on）ことになる場合がある。ＩＭＤ３は、搬送波ＣＡ１のための有効なＬＮＡへの干渉として作用し得る。漏れた送信ＲＦ信号によって引き起こされた干渉は、無効なＬＮＡを通る漏れ経路が有効なＬＮＡから十分に分離されていない場合、より問題となる。キャリアアグリゲーションは多数の帯域のためにサポートされてもよく、あり得るすべての感度低下および相互変調歪みのケースを考慮することが難しい場合がある。したがって、有効なＬＮＡの性能を改善するために、シャントスイッチはすべてのＬＮＡに対して使用されてもよく、結合干渉においてより問題であると考えられるＬＮＡのためだけに使用されてもよい。

[0060]イントラ帯域ＣＡおよびインター帯域ＣＡをサポートするＬＮＡは、様々な方法で実装され得る。典型的な設計では、図８ＢにおけるＬＮＡ８６０ａおよび８６０ｂは、２つの帯域のための２つの入力ＲＦ信号を受信するために使用され得る。その入力ＲＦ信号を増幅して出力ＲＦ信号を提供するために、ＬＮＡ８６０ａまたは８６０ｂのいずれかが有効にされ得る。別の典型的な設計では、イントラ帯域ＣＡおよびインター帯域ＣＡのための１つまたは複数の帯域をサポートするために、図６におけるＬＮＡ６６０および６６２が使用され得る。入力ＲＦ信号を増幅して出力ＲＦ信号を提供するために、高利得ＬＮＡ６６０または低利得ＬＮＡ６６２のいずれかが有効にされ得る。また、イントラ帯域ＣＡおよびインター帯域ＣＡは、他の方法で実装されたＬＮＡでサポートされ得る。シャントスイッチはＬＮＡが、無効なＬＮＡから有効なＬＮＡへの干渉の結合を軽減するために使用され得る。

[0061]Ｉ／Ｏパッドと第１のＬＮＡのＬＮＡ入力の両方から分離されたシャントスイッチは、第２のＬＮＡへの干渉を軽減するために使用され得る。第１のＬＮＡは第１の帯域（たとえば、ＰＣＳ帯域）のためのものでもよく、第２のＬＮＡは第２の帯域（たとえば、ＩＭＴ−２０００帯域）のためのものでよい。第２の帯域が選択される場合、シャントスイッチは、第１のＬＮＡでＴＸジャマーを短絡させることによって、第２の帯域内のＴＸジャマーの存在下で第２のＬＮＡの感度を改善することができる。第１の帯域が選択されると、第１のＬＮＡがＩ／Ｏパッドおよび第１のＬＮＡのＬＮＡ入力から分離されているので、シャントスイッチは、第１のＬＮＡの性能にごくわずかな悪影響を与える場合がある。

[0062]２つの重複する帯域（たとえば、ＩＭＴ−２０００帯域とＰＣＳ帯域）のために２つのＬＮＡを備えた受信機の性能は、シャントスイッチがある状態、およびない状態でシミュレートされている。シミュレーションは、シャントスイッチを使用することによって受信機の性能が改善され得ることを示している。

[0063]図１０Ａは、有効なＬＮＡ（たとえば、図３におけるＩＭＴ−２０００帯域に有効なＬＮＡ３６０）の雑音指数に対する、無効なＬＮＡ（たとえば、図３におけるＰＣＳ帯域の無効なＬＮＡ３６２）での送信電力を示している。縦軸はｄＢ単位で雑音指数を示しており、雑音指数が低いほどより良好である。横軸は、無効なＬＮＡの入力での送信電力をｄＢｍ単位で示している。プロット１０１０は、シャントスイッチが無効なＬＮＡに使用され、それが閉じているときの、有効なＬＮＡの雑音指数に対する無効なＬＮＡでの送信電力を示している。プロット１０１２は、シャントスイッチが無効なＬＮＡのために使用されないときの、有効なＬＮＡの雑音指数に対する無効なＬＮＡでの送信電力を示している。プロット１０１０および１０１２は、シャントスイッチが使用されているときに、より高い送信電力レベル（たとえば、−５ｄＢｍよりも大きい）で著しく良好な雑音指数を有する有効なＬＮＡを示している。

[0064]図１０Ｂは、有効なＬＮＡの利得圧縮に対する、無効なＬＮＡでの送信電力を示している。有効なＬＮＡでの強力なＴＸジャマーはＬＮＡの飽和を引き起こす可能性があり、それがＬＮＡの利得を低減して、利得圧縮をもたらす可能性がある。縦軸は、ｄＢ単位で利得圧縮を示しており、利得圧縮が少ないほどより良好である。横軸は、無効なＬＮＡの入力での送信電力をｄＢｍ単位で示している。プロット１０２０は、シャントスイッチが無効なＬＮＡに使用され、それが閉じているときの、有効なＬＮＡの利得圧縮に対する無効なＬＮＡでの送信電力を示している。プロット１０２２は、シャントスイッチが無効なＬＮＡのために使用されないときの、有効なＬＮＡの利得圧縮に対する無効なＬＮＡでの送信電力を示している。プロット１０２０および１０２２は、シャントスイッチが使用されているときに、より高い送信電力レベル（たとえば、−５ｄＢｍよりも大きい）で著しく少ない利得圧縮を有する有効なＬＮＡを示している。

[0065]図１０Ｃは、有効なＬＮＡのトリプルビート入力推測三次インターセプトポイント（triple beat input-inferred third-order interception point）（ＴＢ−ＩＩＰ３）に対する、無効なＬＮＡでの送信電力を示している。ＴＢ−ＩＩＰ３は、２つのＴＸジャマーと１つのＲＸジャマーとの間の混変調／相互変調（cross-intermodulation）に関連する、増幅器の線形の尺度である。縦軸は、ｄＢｍ単位でＴＢ−ＩＩＰ３を示しており、ＴＢ−ＩＩＰ３が高いほどより良好である。横軸は、無効なＬＮＡの入力での送信電力をｄＢｍ単位で示している。プロット１０３０は、シャントスイッチが無効なＬＮＡに使用され、それが閉じているときの、有効なＬＮＡのＴＢ−ＩＩＰ３に対する無効なＬＮＡでの送信電力を示している。プロット１０３２は、シャントスイッチが無効なＬＮＡに使用されないときの、有効なＬＮＡのＴＢ−ＩＩＰ３に対する無効なＬＮＡでの送信電力を示している。プロット１０３０および１０３２は、シャントスイッチが使用されているときにより良好なＴＢ−ＩＩＰ３を有する有効なＬＮＡを示している。

[0066]典型的な設計では、装置（たとえば、ワイヤレスデバイス、ＩＣチップ、回路モジュール等）は、増幅器とシャントスイッチとを含み得る。増幅器（たとえば、図４Ａ〜図４ＤにおけるＬＮＡ４６０）は、ＩＣチップのＩ／Ｏパッドに動作可能に（たとえば、直接または間接に）結合された増幅器入力を有し得る。シャントスイッチ（たとえば、図４Ａ〜図４Ｄにおけるシャントスイッチ４３０）は、ノードと回路グラウンドとの間に結合されてよく、シャントスイッチが閉じられているときに増幅器を接地し得る。増幅器は、シャントスイッチが結合されたノードを回路グラウンドに短絡することによって接地され、それによって、増幅器が他の回路への干渉を引き起こすことを防止することができる。シャントスイッチは、Ｉ／Ｏパッドと増幅器入力から分離され得る。

[0067]増幅器は、図４Ａ〜図４ＤにおけるＬＮＡ４６０に対応し得る。増幅器は、Ｉ／Ｏパッドを介して入力ＲＦ信号を受信して、増幅器が有効にされている場合は出力ＲＦ信号を提供し得る。また、増幅器は他の何らかのタイプの増幅器でもよい。シャントスイッチは、第１の回路によってＩ／Ｏパッドから分離されてよく、第１の回路は図４Ａ〜図４Ｃにおける回路４２０、または図４ＤにおけるＬＮＡ４６０に対応し得る。シャントスイッチは、第２の回路によって増幅器入力から分離されてよく、第２の回路は図４Ａにおける回路４４０、図４Ｂと図４Ｃにおける回路４２０、または図４ＤにおけるＬＮＡ４６０に対応し得る。第１の回路は第２の回路と同じでもよく、または第２の回路とは異なっていてもよい。典型的な設計では、増幅器入力はＩ／Ｏパッドに直接結合されてよく、シャントスイッチは、たとえば図４Ｂ〜図４Ｄに示されるように、同じ回路によってＩ／Ｏパッドと増幅器入力から分離され得る。

[0068]典型的な設計では、直列スイッチ（たとえば、図５におけるスイッチ５２０、図６におけるスイッチ６２０、図８Ｂにおけるスイッチ８２０）は、Ｉ／Ｏパッドとシャントスイッチとの間に結合され得る。直列スイッチおよびシャントスイッチは、増幅器が無効にされている場合は閉じられてよく、増幅器が有効にされている場合は開かれてよい。

[0069]典型的な設計では、回路は、シャントスイッチと増幅器入力との間に結合されてよく、たとえば図５に示されるように、抵抗分圧網とＡＣ結合コンデンサのうち少なくとも１つを備え得る。典型的な設計では、本装置は、シャントスイッチと増幅器の出力との間に結合されたフィードバック回路（たとえば、図４Ｃにおける回路４７０）をさらに含み得る。

[0070]典型的な設計では、本装置は、シャントスイッチに結合された入力を有する第２の増幅器をさらに含み得る。増幅器は、高利得増幅器（たとえば、図６における高利得ＬＮＡ６６０）でよい。第２の増幅器は、高利得増幅器よりも小さい利得を有する低利得増幅器（たとえば、図６における低利得ＬＮＡ６６２）でよい。シャントスイッチは、第２の増幅器が有効にされている場合は開かれてよく、増幅器と第２の増幅器が無効にされている場合は閉じられてよい。

[0071]別の典型的な設計では、本装置は、第２のＩ／Ｏパッドに動作可能に結合された入力を有する第２の増幅器をさらに含み得る。増幅器（たとえば、図８ＢにおけるＬＮＡ８１０ｂ）および第２の増幅器（たとえば、図８ＢにおけるＬＮＡ８１０ａ）は、ソースディジェネレーションインダクタ（たとえば、インダクタ８６２）を共有し得る。

[0072]典型的な設計では、増幅器は、利得トランジスタ（たとえば、図７における利得トランジスタ７６４）を備え得る。シャントスイッチは、たとえば図７に示されるように、利得トランジスタのドレインと接地との間に結合され得る。

[0073]典型的な設計では、増幅器は、本装置によってサポートされる第２の帯域（たとえば、ＩＭＴ−２０００帯域）と重複する第１の帯域（たとえば、ＰＣＳ帯域）をカバーし得る。第１の帯域が選択されて増幅器が有効にされている場合は、シャントスイッチが開かれてよい。第２の帯域が選択されて増幅器が無効にされている場合は、シャントスイッチが閉じられてよい。

[0074]典型的な設計では、本装置は、キャリアアグリゲーションをサポートし得る。増幅器は、異なる周波数で複数の搬送波上で本装置に送信された伝送を備える入力ＲＦ信号を受信することができ、また出力ＲＦ信号を提供することができる。増幅器は、受信されている１つまたは複数の搬送波に、入力ＲＦ信号を増幅するために使用され得る。増幅器が無効にされている場合、シャントスイッチは閉じられてよい。別の典型的な設計では、増幅器は、キャリアアグリゲーションからの入力ＲＦ信号を受信するためには使用されない。増幅器が無効にされている場合、キャリアアグリゲーションからの１つまたは複数の入力ＲＦ信号を受信するために有効にされた１つまたは複数の増幅器への干渉を軽減するために、シャントスイッチが閉じられてよい。

[0075]別の典型的な設計では、装置（たとえば、ワイヤレスデバイス、ＩＣチップ、回路モジュール等）は、増幅器、直列スイッチ、シャントスイッチを含み得る。増幅器は、ＩＣチップのＩ／Ｏパッドに結合された増幅器入力を有し得る。増幅器は、ＬＮＡまたは他の何らかのタイプの増幅器を備え得る。直列スイッチは、Ｉ／Ｏパッドとノードとの間に結合され得る。シャントスイッチは、ノードと回路グラウンドとの間に結合されてよく、直列スイッチによってＩ／Ｏパッドと増幅器入力から分離され得る。

[0076]図１１は、増幅器を制御するための処理１１００の典型的な設計を示している。処理１１００は、ワイヤレスデバイスまたは他の何らかのエンティティによって実行され得る。ＩＣチップのＩ／Ｏパッドに動作可能に結合された増幅器入力を有する増幅器は、有効にされてもよく、無効にされてもよい（ブロック１１１２）。シャントスイッチは、シャントスイッチが閉じられているときに増幅器を接地し得る（ブロック１１１４）。シャントスイッチは、Ｉ／Ｏパッドと増幅器入力とから分離され得る。典型的な設計では、シャントスイッチは、増幅器が無効にされている場合は閉じられてよい直列スイッチによって、Ｉ／Ｏパッドから分離され得る（ブロック１１１６）。

[0077]本明細書に記載のシャントスイッチを備えた増幅器は、ＩＣ、アナログＩＣ、ＲＦＩＣ、混合信号ＩＣ、ＡＳＩＣ、プリント回路基板（ＰＣＢ）、電子デバイス等に実装され得る。シャントスイッチを備えた増幅器は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、ＮＭＯＳ、ＰチャネルＭＯＳ（ＰＭＯＳ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、バイポーラＣＭＯＳ（ＢｉＣＭＯＳ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ガリウム砒素（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）などの様々なＩＣ処理技術で製造され得る。

[0078]本明細書に記載のシャントスイッチを備えた増幅器を実装する装置は、スタンドアロン型デバイスでもよく、より大きいデバイスの一部でもよい。デバイスは（ｉ）スタンドアロン型ＩＣ、（ｉｉ）データおよび／または命令を格納するメモリＩＣを含み得る１つまたは複数のＩＣのセット、（ｉｉｉ）ＲＦ受信機（ＲＦＲ）またはＲＦ送信機／受信機（ＲＴＲ）などのＲＦＩＣ、（ｉｖ）移動局モデム（ＭＳＭ）などの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、携帯電話、ワイヤレスデバイス、ハンドセット、またはモバイルユニット、（ｖｉｉ）その他、でよい。

[0079]１つまたは複数の典型的な設計では、記載した機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せに実装され得る。ソフトウェアに実装されると、機能は、１つまたは複数の命令あるいはコードとしてコンピュータ可読媒体に格納されてもよく、またそれを介して送信されてもよい。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体でよい。例として、これに限定されないが、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または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のプログラムコードを命令またはデータ構造の形態で搬送または格納するために使用され得る、およびコンピュータによってアクセスされ得る他の任意の媒体を備え得る。また、任意の接続は、コンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ウェブサイト、サーバ、または他の遠隔ソースから、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、マイクロ波などのワイヤレス技術を使用してソフトウェアが送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、ＤＳＬ、または赤外線、無線、マイクロ波などの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ディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク（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）ディスクおよびブルーレイ（登録商標）ディスクを含み、通常、ディスク（ｄｉｓｋ）はデータを磁気的に再生し、一方ディスク（ｄｉｓｃ）はレーザを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。

[0080]本開示の上記の説明は、任意の当業者が本開示を作成または使用できるようにするために提供されたものである。本開示への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一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなしに他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に記載の例および設計に限定されることを意図されるものではなく、本明細書に開示された原理および新しい特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
集積回路（ＩＣ）チップの入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドに動作可能に結合された増幅器入力を有する増幅器と、
シャントスイッチが閉じられているときに、前記増幅器を接地するように構成された前記シャントスイッチとを備え、前記シャントスイッチが前記Ｉ／Ｏパッドと前記増幅器入力とから分離されている、装置。
［Ｃ２］
前記Ｉ／Ｏパッドと前記シャントスイッチとの間に結合された直列スイッチをさらに備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ３］
前記増幅器が無効にされている場合は前記直列スイッチと前記シャントスイッチが閉じられており、前記増幅器が有効にされている場合は前記直列スイッチと前記シャントスイッチが開かれている、Ｃ２に記載の装置。
［Ｃ４］
前記シャントスイッチと前記増幅器入力との間に結合され、抵抗分圧網またはＡＣ結合コンデンサのうち少なくとも１つを備える回路をさらに備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ５］
前記増幅器入力が、前記Ｉ／Ｏパッドに直接結合されている、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ６］
前記シャントスイッチに結合された入力を有する第２の増幅器をさらに備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ７］
前記増幅器が高利得増幅器に対応し、前記第２の増幅器が前記高利得増幅器よりも小さい利得を有する低利得増幅器に対応する、Ｃ６に記載の装置。
［Ｃ８］
前記シャントスイッチが、前記第２の増幅器が有効にされている場合は開かれており、前記増幅器と前記第２の増幅器が無効にされている場合は閉じられている、Ｃ６に記載の装置。
［Ｃ９］
第２のＩ／Ｏパッドに動作可能に結合された入力を有する第２の増幅器をさらに備え、前記増幅器と前記第２の増幅器がソースディジェネレーションインダクタを共有する、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１０］
前記増幅器が利得トランジスタを備え、前記シャントスイッチが前記利得トランジスタのドレインと接地との間に結合されている、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１１］
前記シャントスイッチと前記増幅器の出力との間に結合されたフィードバック回路をさらに備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１２］
前記増幅器が、前記装置によってサポートされる第２の帯域と重複する第１の帯域をカバーし、前記第１の帯域が選択されて前記増幅器が有効にされている場合は前記シャントスイッチが開かれており、前記第２の帯域が選択されて前記増幅器が無効にされている場合は前記シャントスイッチが閉じられている、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１３］
前記増幅器が、異なる周波数で複数の搬送波上で前記装置に送信された伝送を備える入力無線周波数（ＲＦ）信号を受信して、出力ＲＦ信号を提供するように構成される、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１４］
前記増幅器が、前記Ｉ／Ｏパッドを介して入力無線周波数（ＲＦ）信号を受信して、低雑音増幅器（ＬＮＡ）が有効にされている場合は出力ＲＦ信号を提供するように構成された前記ＬＮＡを備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１５］
集積回路（ＩＣ）チップの入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドに結合された増幅器入力を有する増幅器と、
前記Ｉ／Ｏパッドとノードとの間に結合された直列スイッチと、
前記ノードと回路グラウンドとの間に結合されたシャントスイッチとを備え、前記シャントスイッチが、前記直列スイッチによって前記Ｉ／Ｏパッドと前記増幅器入力とから分離されている、装置。
［Ｃ１６］
集積回路（ＩＣ）チップの入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドに動作可能に結合された増幅器入力を有する増幅器を有効または無効にすることと、
シャントスイッチが閉じられているときに、前記増幅器を接地するために前記シャントスイッチを閉じることとを備え、前記シャントスイッチが前記Ｉ／Ｏパッドと前記増幅器入力とから分離されている、方法。
［Ｃ１７］
前記増幅器が無効にされている場合、前記Ｉ／Ｏパッドと前記シャントスイッチとの間に結合された直列スイッチを閉じることをさらに備える、Ｃ１６に記載の方法。
［Ｃ１８］
集積回路（ＩＣ）チップの入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドを介して入力無線周波数（ＲＦ）信号を受信するように構成された、増幅するための手段と、
切り替えるための手段が閉じられているときに、増幅するための前記手段を接地するように構成された、切り替えるための前記手段とを備え、切り替えるための前記手段が前記Ｉ／Ｏパッドと増幅するための前記手段の入力とから分離されている、装置。
［Ｃ１９］
切り替えるための第２の手段が閉じられているときに、前記Ｉ／Ｏパッドに切り替えるための前記手段を短絡するように構成された、切り替えるための前記第２の手段をさらに備える、Ｃ１８に記載の装置。

Claims (17)

1. 集積回路（ＩＣ）チップの入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドに直接結合された増幅器入力を有する、無線周波数（ＲＦ）入力信号を増幅するための増幅器と、
   シャントスイッチが閉じられているときに、前記ＲＦ入力信号を受信するように構成された前記増幅器入力を接地するように構成された前記シャントスイッチとを備え、前記シャントスイッチが前記Ｉ／Ｏパッドと前記増幅器入力とから分離されている、装置。
2. 前記Ｉ／Ｏパッドと前記シャントスイッチとの間に結合された直列スイッチをさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記増幅器が無効にされている場合は前記直列スイッチと前記シャントスイッチが閉じられており、前記増幅器が有効にされている場合は前記直列スイッチと前記シャントスイッチが開かれている、請求項２に記載の装置。
4. 前記シャントスイッチと前記増幅器入力との間に結合され、抵抗分圧網またはＡＣ結合コンデンサのうち少なくとも１つを備える回路をさらに備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記シャントスイッチに結合された入力を有する第２の増幅器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
6. 前記増幅器が高利得増幅器に対応し、前記第２の増幅器が前記高利得増幅器よりも小さい利得を有する低利得増幅器に対応する、請求項５に記載の装置。
7. 前記シャントスイッチが、前記第２の増幅器が有効にされている場合は開かれており、前記増幅器と前記第２の増幅器が無効にされている場合は閉じられている、請求項５に記載の装置。
8. 第２のＩ／Ｏパッドに動作可能に結合された入力を有する第２の増幅器をさらに備え、前記増幅器と前記第２の増幅器がソースディジェネレーションインダクタを共有する、請求項１に記載の装置。
9. 前記シャントスイッチと前記増幅器の出力との間に結合されたフィードバック回路をさらに備える、請求項１に記載の装置。
10. 前記増幅器が、前記装置によってサポートされる第２の帯域と重複する第１の帯域をカバーし、前記第１の帯域が選択されて前記増幅器が有効にされている場合は前記シャントスイッチが開かれており、前記第２の帯域が選択されて前記増幅器が無効にされている場合は前記シャントスイッチが閉じられている、請求項１に記載の装置。
11. 前記増幅器が、異なる周波数で複数の搬送波上で前記装置に送信された伝送を備える入力無線周波数（ＲＦ）信号を受信して、出力ＲＦ信号を提供するように構成される、請求項１に記載の装置。
12. 前記増幅器が、前記Ｉ／Ｏパッドを介して入力無線周波数（ＲＦ）信号を受信して、低雑音増幅器（ＬＮＡ）が有効にされている場合は出力ＲＦ信号を提供するように構成された前記ＬＮＡを備える、請求項１に記載の装置。
13. 集積回路（ＩＣ）チップの入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドに結合された増幅器入力を有する無線周波数（ＲＦ）入力信号を増幅するための増幅器と、
    前記Ｉ／Ｏパッドとノードとの間に結合された直列スイッチと、
    前記ＲＦ入力信号を受信するように構成された前記増幅器入力を接地するように構成され、前記ノードと回路グラウンドとの間に結合されたシャントスイッチとを備え、前記シャントスイッチが、前記直列スイッチによって前記Ｉ／Ｏパッドと前記増幅器入力とから分離されている、装置。
14. 集積回路（ＩＣ）チップの入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドに直接結合された増幅器入力を有する、無線周波数（ＲＦ）入力信号を増幅するための増幅器を有効または無効にすることと、
    シャントスイッチが閉じられているときに、前記ＲＦ入力信号を受信するように構成された前記増幅器入力を接地するように構成された前記シャントスイッチを閉じることとを備え、前記シャントスイッチが前記Ｉ／Ｏパッドと前記増幅器入力とから分離されている、方法。
15. 前記増幅器が無効にされている場合、前記Ｉ／Ｏパッドと前記シャントスイッチとの間に結合された直列スイッチを閉じることをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
16. 集積回路（ＩＣ）チップの入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドに直接結合された入力を有し、前記Ｉ／Ｏパッドを介して無線周波数（ＲＦ）入力信号を受信するように構成された、前記ＲＦ入力信号を増幅するための手段と、
    切り替えるための手段が閉じられているときに、増幅するための前記手段の前記ＲＦ入力信号を受信するように構成された前記入力を接地するように構成された、切り替えるための前記手段とを備え、切り替えるための前記手段が前記Ｉ／Ｏパッドと増幅するための前記手段の前記入力とから分離されている、装置。
17. 切り替えるための第２の手段が閉じられているときに、前記Ｉ／Ｏパッドに切り替えるための前記手段を短絡するように構成された、切り替えるための前記第２の手段をさらに備える、請求項１６に記載の装置。

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