JP5905576B2 - 合成出力をもつ低雑音増幅器 - Google Patents

合成出力をもつ低雑音増幅器 Download PDF

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Description

米国特許法第119条による優先権の主張
[0001]本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる、2011年8月16日に出願された「Method and apparatus for RF front end area and component reduction」と題する仮出願第61/524,250号の優先権を主張する。
[0002]本開示は、一般に電子機器に関し、より詳細には低雑音増幅器(LNA:low noise amplifier)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(たとえば、セルラーフォンまたはスマートフォン)は、双方向通信のためのデータを送信および受信し得る。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。データ送信では、送信機は、データをもつ無線周波(RF)キャリア信号を変調して変調(modulated)RF信号を取得し、変調RF信号を増幅して、適切な出力電力レベルを有する出力RF信号を取得し、出力RF信号をアンテナを介して基地局に送信し得る。データ受信では、受信機は、アンテナを介して受信RF信号を取得し得、受信RF信号を増幅し処理して、基地局によって送られたデータを復元し得る。
[0004]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、受信ダイバーシティなどをサポートするために複数の受信機を含み得る。回路およびコストを低減しながら良好なパフォーマンスを達成するためにそれらの受信機を実装することが望ましい。
[0005]異なるワイヤレス通信システムと通信することが可能なワイヤレス通信デバイスを示す図。 [0006]ワイヤレスデバイスのブロック図。 [0007]ワイヤレスデバイスの受信部分を示す図。 [0008]合成出力をもつLNAを含む受信部分を示す図。 [0009]合成出力をもつシングルエンドLNAの例示的な設計を示す図。 [0009]合成出力をもつシングルエンドLNAの例示的な設計を示す図。 [0010]合成出力をもつ異なるLNAの例示的な設計を示す図。 [0011]合成出力をもつLNAを含むトランシーバを示す図。 [0012]入力RF信号を増幅するためのプロセスを示す図。
[0013]以下に示す発明を実施するための形態は、本開示の例示的な設計を説明するものであり、本開示が実施され得る唯一の設計を表すものではない。「例示的」という用語は、本明細書では、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。「例示的」として本明細書で説明するいかなる設計も、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。発明を実施するための形態は、本開示の例示的な設計の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。本明細書で説明する例示的な設計はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの例では、本明細書で提示する例示的な設計の新規性を不明瞭にしないように、よく知られている構造およびデバイスをブロック図の形式で示す。
[0014]合成出力をもつ複数のLNAを備えるワイヤレスデバイスについて本明細書で説明する。LNA出力を合成することは、以下で説明するように、相互接続、入力/出力(I/O)ポート、回路、回路面積、コストなどを低減し得る。
[0015]図1に、異なるワイヤレス通信システム120および122と通信することが可能なワイヤレスデバイス110を示す。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:Code Division Multiple Access)システム、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))システム、Long Term Evolution(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):Wideband CDMA)、cdma2000、またはCDMAの何らかの他のバージョンを実装し得る。簡単のために、図1に、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と、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とを示す。概して、各ワイヤレスシステムは、任意の数の基地局と、ネットワークエンティティの任意のセットとを含み得る。
[0016]ワイヤレスデバイス110は、ユーザ機器(UE)、移動局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局などと呼ばれることもある。ワイヤレスデバイス110は、セルラーフォン、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、コードレスフォン、ワイヤレスローカルループ(WLL)局、Bluetooth(登録商標)デバイスなどであり得る。ワイヤレスデバイス110はワイヤレスシステム120および/または122と通信することが可能であり得る。ワイヤレスデバイス110はまた、放送局(たとえば、放送局134)から信号を受信することが可能であり得る。ワイヤレスデバイス110はまた、1つまたは複数のグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS:global navigation satellite systems)中の衛星(たとえば、衛星150)から信号を受信することが可能であり得る。ワイヤレスデバイス110は、LTE、cdma2000、WCDMA、GSM、802.11など、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し得る。
[0017]図2に、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、1次アンテナ210に結合されたトランシーバ220と、2次アンテナ212に結合された受信機230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(carrier aggregation)などをサポートするために、複数(K個)の受信機250aa〜250akと複数(K個)の送信機270a〜270kとを含む。受信機230は、複数の周波数帯域、複数の無線技術、受信ダイバーシティ、多入力多出力(MIMO)送信、キャリアアグリゲーションなどをサポートするために複数(M個)の受信機250ba〜250bmを含む。
[0018]図2に示す例示的な設計では、各受信機250は、入力回路252と、LNA260と、受信回路262とを含む。データ受信では、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RF信号を与え、その受信RF信号は、スイッチプレクサ240を介してルーティングされ、選択された受信機に与えられる。以下の説明では、受信機250aaが選択された受信機であると仮定する。受信機250aa内で、受信RF信号は、入力回路252aaに通され、LNA260aaに与えられる。入力回路252aaは、受信フィルタ、インピーダンス整合回路、デュプレクサなどを含み得る。LNA260aaは、入力回路252aaからの受信RF信号を増幅し、増幅RF信号を与える。受信回路262aaは、増幅RF信号を増幅し、フィルタ処理し、RFからベースバンドにダウンコンバートし、データプロセッサ280にアナログ入力信号を与える。受信回路252aaは、増幅器、フィルタ、ミキサ、インピーダンス整合回路、発振器、局部発振器(LO)生成器、位相ロックループ(PLL:phase locked loop)などを含み得る。トランシーバ220中の各残りの受信機250と、受信機230中の各受信機250とは、トランシーバ220中の受信機250aaと同様の方法で動作し得る。
[0019]図2に示す例示的な設計では、各送信機270は、送信回路272と、電力増幅器(PA)274と、出力回路276とを含む。データ送信では、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、選択された送信機にアナログ出力信号を与える。以下の説明では、送信機270aが選択された送信機であると仮定する。送信機270a内で、送信回路272aは、アナログ出力信号を増幅し、フィルタ処理し、ベースバンドからRFにアップコンバートし、変調RF信号を与える。送信回路272aは、増幅器、フィルタ、ミキサ、インピーダンス整合回路、発振器、LO生成器、PLLなどを含み得る。PA274aは、変調RF信号を受信し、増幅し、適切な出力電力レベルを有する増幅信号を与える。増幅信号は、出力回路276aに通され、スイッチプレクサ240を通してルーティングされ、アンテナ210を介して送信される。出力回路276aは、送信フィルタ、インピーダンス整合回路、方向性結合器、デュプレクサなどを含み得る。
[0020]図2に、受信機250および送信機270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、インピーダンス整合回路など、図2に示されていない他の回路を含み得る。トランシーバ220の全部または一部分ならびに受信機230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などの上に実装され得る。たとえば、LNA260と、受信回路262と、送信回路272とは、RFICなどであり得る1つのモジュール上に実装され得る。スイッチプレクサ240および242と、入力回路252と、出力回路276と、PA274とは、ハイブリッドモジュールなどであり得る別のモジュール上に実装され得る。受信機250および送信機270中の回路はまた、他の方法で実装され得る。
[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実行し得る。たとえば、データプロセッサ280は、受信機250を介して受信され、送信機270を介して送信されるデータの処理を実行し得る。コントローラ280は、スイッチプレクサ240および/または242、入力回路252、LNA260、受信回路262、送信回路272、PA274、出力回路276、あるいはそれらの組合せの動作を制御し得る。メモリ282は、データプロセッサ/コントローラ280のプログラムコードおよびデータを記憶し得る。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上に実装され得る。
[0022]複数のモジュール中にワイヤレスデバイス上の受信機のための回路を実装することが望ましいことがある。モジュールは、任意の回路を含むことができるユニットであり、モジュール中の回路によって信号が送信および受信され得るI/Oポートをさらに含む。たとえば、モジュールは、ICダイ/チップ(たとえば、RFIC)、ICパッケージ、ハイブリッドモジュール、回路カードなどであり得る。モジュールは、ICダイ/チップなどの単一の構成要素を備え得る。モジュールはまた構成要素のアセンブリを備え得る。たとえば、ハイブリッドモジュールは、回路板と、ハウジングまたはエンクロージャと、1つまたは複数のI/Oポート(たとえば、RFコネクタ)とを含み得る。回路板は、アルミナ基板または何らかの他の基板を備え得、インダクタ、抵抗、個別トランジスタ、ICダイなどの受動および/または能動デバイスを含み得る。別の例として、モジュールは、有機または非有機材料から構成され得る、受動基板上に取り付けられた1つまたは複数のICダイを含み得る。受動基板は、相互接続トレースと、プリント受動回路構成要素/要素(たとえば、インダクタ)と、ディスクリート回路構成要素(たとえば、キャパシタ、インダクタ、抵抗など)とを含み得る。ハイブリッドモジュールは、相互接続トレースを含んでいる回路板に取り付けられた個別電界効果トランジスタ(FET:field effect transistor)および/またはICダイなど、1つまたは複数の技術の回路を含み得る。フロントエンドモジュールは、送信機および/または受信機のためのアンテナの近くに位置する回路(たとえば、スイッチプレクサ、フィルタ、デュプレクサ、増幅器、インピーダンス整合回路など)を含むモジュールである。モジュールは、様々な回路構成要素を備え得るが、単一の構成要素として扱われ得る。モジュールは、クローズドまたはオープンパッケージ上に実装され得る。モジュールのいくつかの例としては、フロントエンドモジュール、電力増幅器モジュール(PAM:power amplifier module)、およびシステムインパッケージ(SiP:system-in-a-package)モジュールがある。フロントエンドモジュールは、ハイブリッドモジュール、ICダイ、ICパッケージなどであり得る。異なるモジュールは、異なる方法で実装され得、異なる回路に対してより好適および経済的であり得る。たとえば、ハイブリッドモジュールは、フィルタ、インピーダンス整合回路、微小電子機械システム(MEMS:micro-electro-mechanical system)スイッチなどにより好適であり得る。ICダイは、増幅器、半導体スイッチなどの半導体回路により好適であり得る。
[0023]モジュールは様々な特性に関連付けられ得る。たとえば、モジュールは、それ自体の電源および回路接地接続に関連付けられ得る。モジュールはまた、回路設計および製造中に単一のユニットとして扱われ得る。
[0024]図3に、ワイヤレスデバイスの受信部分300の例示的な設計を示す。図3に示す例示的な設計では、受信部分300は、(i)アンテナ310に結合されたフロントエンドモジュール320、および(ii)フロントエンドモジュール320に結合されたRFIC330を含む。受信部分300はまた、フロントエンドモジュール320とRFIC330との上に実装される複数(N個)の受信機350a〜350nを含む。受信機350a〜350nは、図3に示すように、N個の異なる周波数帯域をカバーし得る。受信機350はまた、異なる無線技術、異なる機能(たとえば、キャリアアグリゲーション)などをカバーし得る。
[0025]図3に示す例示的な設計では、各受信機350は、受信フィルタ352と、インピーダンス整合回路354と、LNA360と、受信回路362とを含む。受信フィルタ352とインピーダンス整合回路354とはフロントエンドモジュール320中に備わり、LNA360と受信回路362とはRFIC330中に備わる。受信フィルタ352とインピーダンス整合回路354とは、図2の入力回路252の一部であり得る。受信フィルタ352は、注目する受信周波数帯域中の信号成分をパスし、送信周波数帯域中の信号成分を減衰させるために受信RF信号をフィルタ処理する。インピーダンス整合回路354は、受信フィルタ352の出力インピーダンスとLNA360の入力インピーダンスとの間のインピーダンス整合を実行する。LNA360は、受信RF信号を増幅し、増幅RF信号を与える。受信回路362は、増幅RF信号を増幅し、フィルタ処理し、RFからベースバンドにダウンコンバートし、データプロセッサ(図3に図示せず)にアナログ入力信号を与える。
[0026]図3に示すように、複数の周波数帯域をサポートするために、複数の受信フィルタ352と、複数のインピーダンス整合回路354と、複数のLNA360と、複数の受信回路362とが使用され得る。受信フィルタ352とインピーダンス整合回路354とは、ハイブリッドモジュールであり得るフロントエンドモジュール320上に実装され得る。LNA360と受信回路362とはRFIC330上に実装され得る。周波数帯域のための各受信機350は、次いで、フロントエンドモジュール320上に受信フィルタ352とインピーダンス整合回路354とを含み、RFIC330上にLNA360と受信回路362とを含み得る。
[0027]RFIC330中のN個のLNA360a〜360nは、N個の相互接続370a〜370n、LNA360ごとに1つの相互接続370を介してフロントエンドモジュール320中のN個のインピーダンス整合回路354a〜354nに接続され得る。各相互接続370は、フロントエンドモジュール320上の1つのI/Oポート372とRFIC330中の1つのI/Oポート374との間にある。フロントエンドモジュール320とRFIC330との間のN個の相互接続370a〜370nのために、フロントエンドモジュール320上のN個のI/Oポート372a〜372nと、RFIC330上のN個のI/Oポート374a〜374nとが使用され得る。ワイヤレスデバイスがいくつかの周波数帯域および/またはいくつかの無線技術をサポートする場合、フロントエンドモジュール320とRFIC330との間に多くの相互接続370があり得る。フロントエンドモジュール320とRFIC330との間の多くの相互接続をサポートするために、フロントエンドモジュール320上に多くのI/Oポート372もあり得、RFIC330上に多くのI/Oポート374もあり得る。
[0028]一態様では、ワイヤレスデバイス中に受信機を実装するモジュール間の相互接続の数を低減するために、合成出力をもつLNAが使用され得る。LNAは、フロントエンドモジュール上に実装され得、受信フィルタに直接結合され得る。受信回路はRFIC上に実装され得る。LNAの出力は合成され得る。次いで、出力が合成されるすべてのLNAのためにフロントエンドモジュールとRFICとの間の単一の相互接続が使用され得る。LNA出力を合成することは、モジュール間の相互接続の数ならびに各モジュール上のI/Oポートの数を大幅に低減し得る。LNA出力を合成することはまた、回路、回路面積およびコストを低減し得、またパフォーマンスの改善など他の利益を与え得る。
[0029]図4に、ワイヤレスデバイス、たとえば、図1のワイヤレスデバイス110の受信部分400の例示的な設計を示す。図4に示す例示的な設計では、受信部分400は、(i)アンテナ410に結合されたフロントエンドモジュール420、および(ii)フロントエンドモジュール420に結合されたRFIC430を含む。受信部分400はまた、フロントエンドモジュール420とRFIC430との上に実装される複数(N個)の受信機450a〜450nを含む。受信機450a〜450nは、図4に示すように、N個の異なる周波数帯域をカバーし得る。受信機450a〜450nはまた、異なる無線技術、異なる機能などをカバーし得る。受信機450a〜450nは、図2の1次アンテナ210のための受信機250aa〜250akのために使用され得、N=Kである。受信機450a〜450nはまた、図2の2次アンテナ212のための受信機250ba〜250bmのために使用され得、N=Mである。
[0030]図4に示す例示的な設計では、各受信機450は、受信フィルタ452と、LNA460とを含む。N個の受信機450a〜450nは受信回路462を共有する。受信フィルタ452とLNA360とはフロントエンドモジュール420上に備わり、受信回路462はRFIC430上に備わる。各受信機450について、受信フィルタ452は、図2の入力回路252の一部であり得、表面弾性波(SAW:surface acoustic wave)フィルタまたは何らかの他のタイプのフィルタであり得る。受信フィルタ452は、(i)時分割複信(TDD:time division duplexing)のための別個の受信フィルタ、または(ii)周波数分割複信(FDD:frequency division duplexing)のためのデュプレクサの一部であり得る。受信フィルタ452は、受信帯域中の信号成分をパスし、送信帯域中の信号成分を減衰させるために受信RF信号をフィルタ処理する。第1の例示的な設計では、受信フィルタ452は、LNA460の入力インピーダンスを整合させるように設計された出力インピーダンスを有する。第2の例示的な設計では、受信フィルタ452はターゲット出力インピーダンスを有し、また、LNA460が受信フィルタ452に近接して配置されるので、受信フィルタ452とLNA460との間のインピーダンス整合は必要がないことがある。第1の例示的な設計と第2の例示的な設計の両方では、受信フィルタ452とLNA460との間のインピーダンス整合回路は図4に示すように省略され得る。第3の例示的な設計では、インピーダンス整合回路は、受信フィルタ452とLNA460との間に位置し、受信フィルタ452の出力インピーダンスとLNA460の入力インピーダンスとの間のインピーダンス整合を実行する。LNA460は、受信RF信号を増幅し、増幅RF信号を与える。受信回路462は、増幅RF信号を増幅し、フィルタ処理し、RFからベースバンドにダウンコンバートし、データプロセッサ(たとえば、図2のデータプロセッサ280)にアナログ入力信号を与える。
[0031]例示的な設計では、受信回路462は、N個すべての受信機450a〜450nによって共有され得る共通回路を含む。この例示的な設計では、共通回路は、すべての周波数帯域に対して同じバイアスを有するか、または受信機450a〜450nによってサポートされる異なる周波数帯域ごとに異なるバイアスを有し得る。別の例示的な設計では、受信回路462は、受信機450ごとに、または注目する受信機450のサブセットごとに別個の回路を含む。この例示的な設計では、受信機450ごとに、または受信機450のサブセットごとに別個の回路は、その受信機または受信機のそのサブセットによってサポートされる1つまたは複数の周波数帯域に対して良好なパフォーマンスを与えるように設計され得る。
[0032]図4に示すように、複数の周波数帯域をサポートするために、複数の受信フィルタ452と、複数のLNA460とが使用され得る。受信フィルタ452とLNA460とは、ハイブリッドモジュールであり得るフロントエンドモジュール420上に実装され得る。受信回路462はRFIC430上に実装され得る。周波数帯域のための各受信機450は、次いで、フロントエンドモジュール420上に受信フィルタ452とLNA460とを含み、RFIC330上に受信回路462を含み得る。RFIC430中のN個のLNA360a〜360nは、単一の相互接続470を介してフロントエンドモジュール420中の受信回路462に接続され得る。相互接続470は、フロントエンドモジュール420上のI/Oポート472とRFIC430上のI/Oポート474との間にある。
[0033]図3および図4に示すように、LNAの出力を合成することによって、モジュール間の相互接続の数、ならびに各モジュール上のI/Oポートの数が大幅に低減され得る。さらに、LNA出力が合成されることにより、回路が低減され得る。特に、RFICではなくフロントエンドモジュール上にLNAを配置することによって、図4に示すように、受信フィルタとLNAとの間のインピーダンス整合回路が省略され得る。回路はまた、図4に同じく示すように、複数のLNAのための受信回路を共有することによって低減され得る。
[0034]例示的な設計では、N個のLNA460a〜460nは、それぞれ、N個のイネーブル制御信号Enb1〜EnbNを介して個々に有効化または無効化され得る。選択された周波数帯域のための1つのLNA460は所与の瞬間において有効化され得、残りのLNA460は無効化され得る。別の例示的な設計では、複数のLNAは、受信RF信号を増幅し、増幅RF信号を与えることが同時に可能であり得る。
[0035]例示的な設計では、N個のLNA460a〜460nは、図4に示されていないN個のスイッチを介して共通加算ノードに結合され得る。各LNA460は、それの出力がスイッチの一端に結合され得、スイッチの他端は、共通加算ノードに結合され得る。各LNA460のためのスイッチは、そのLNAのためのそれぞれのイネーブル制御信号を介して開閉され得る。別の例示的な設計では、各LNA460は、そのLNAが有効化されたときに共通加算ノードに接続され、LNAが無効化されたときに共通加算ノードから切断され得る。複数のLNAはまた、他の方法で共通加算ノードに結合され得る。
[0036]合成出力をもつLNAは様々な方法で実装され得る。合成出力をもつLNAのいくつかの例示的な設計について以下で説明する。
[0037]図5に、合成出力をもつ複数(N個)のシングルエンドLNA560a〜560nの例示的な設計の概略図を示す。LNA560a〜560nは、図4のそれぞれLNA460a〜460nのために使用され得る。
[0038]LNA560a内で、交流(AC)結合キャパシタ574aは、一端がLNA560aのための入力RF信号(Vin1)を受信し、他端がNチャネル金属酸化物半導体(NMOS:N-channel metal oxide semiconductor)トランジスタ570aのゲートに結合される。抵抗576aは、一端がLNA560aのための第1のバイアス電圧(Vbias1a)を受信し、他端がNMOSトランジスタ570aのゲートに結合される。NMOSトランジスタ570aは、それのドレインがNMOSトランジスタ580aのソースに結合され、それのソースがインダクタ572aの一端に結合される。インダクタ572aの他端は回路接地に結合される。NMOSトランジスタ580aは、それのゲートがLNA560aのための第2のバイアス電圧(Vbias1b)を受信し、それのドレインが加算ノードAに結合される。NMOSトランジスタ580aは、LNA560aが有効化されたとき増幅RF信号(Vamp)を与える。
[0039]残りのLNA560b〜560nの各々は、LNA560aと同様の方法で実装され得る。各LNA560x、ただし、インデックスx∈{a,...,n}は、NMOSトランジスタ570xおよび580xと、インダクタ572xと、AC結合キャパシタ574xと、抵抗576xとを含む。各LNA560xについて、NMOSトランジスタ570xは、キャパシタ574xを介してそのLNAのための入力RF信号を受信し、同じく、抵抗576xを介してそのLNAのための第1のバイアス電圧を受信する。各LNA560xについて、NMOSトランジスタ580xは、そのLNAのための第2のバイアス電圧を受信する。インダクタ590は、電源電圧(Vdd)とノードAとの間に結合される。インダクタ590は、N個のLNA560a〜560nによって共有される負荷である。
[0040]各LNA560x内で、NMOSトランジスタ570xとインダクタ572xとは、入力RF信号のための入力利得段を形成する。NMOSトランジスタ570xは入力RF信号の信号増幅を行う。インダクタ572xは、LNA560xの線形性を改善するために、NMOSトランジスタ570xのソースデジェネレイション(source degeneration)を行う。インダクタ572xは、NMOSトランジスタ570xのゲートを見る入力インピーダンス整合をさらに行い得る。NMOSトランジスタ580xは、NMOSトランジスタ570xのための負荷隔離を行うカスコード(cascode)トランジスタであり、LNA560xからの増幅RF信号のための信号駆動をも行う。LNA560xは、NMOSトランジスタ570xのための第1のバイアス電圧および/またはNMOSトランジスタ580xのための第2のバイアス電圧に基づいて有効化または無効化され得る。LNA560xごとのバイアス電圧は、そのLNAのためのイネーブル制御信号に基づいて生成され得る。
[0041]N個の異なる入力RF信号Vin1〜VinNは、それぞれN個のLNA560a〜560nに与えられる。LNA560a〜560nのための入力RF信号は、N個の受信フィルタ、たとえば、図4の受信フィルタ452a〜452nによって与えられ得る。N個の第1のバイアス電圧Vbias1a〜VbiasNaとN個の第2のバイアス電圧Vbias1b〜VbiasNbともN個のLNA560a〜560nに与えられる。
[0042]図6に、合成出力をもつ複数(N個)のシングルエンドLNA660a〜660nの例示的な設計の概略図を示す。LNA660a〜660nはまた、図4のそれぞれLNA460a〜460nのために使用され得る。
[0043]各LNA660x、ただし、インデックスx∈{a,...,n}は、NMOSトランジスタ670xと、ソースデジェネレイションインダクタ672xと、AC結合キャパシタ674xと、抵抗676xとを含み、それらは、図5のLNA560a中のNMOSトランジスタ570aと、インダクタ572aと、キャパシタ574aと、抵抗576xと同じ方法で結合される。N個のLNA660a〜660nのためのNMOSトランジスタ670a〜670nのドレインは加算ノードBに結合される。NMOSトランジスタ680は、それのソースが加算ノードBに結合され、それのゲートがバイアス電圧(Vbias0)を受信し、それのドレインが増幅RF信号(Vamp)を与える。インダクタ690は、一端がNMOSトランジスタ680のドレインに結合され、他端がVdd電圧に結合される。
[0044]各LNA660xについて、NMOSトランジスタ670xは、キャパシタ674xを介してそのLNAのための入力RF信号(Vin)を受信し、同じく、抵抗676xを介してそのLNAのためのバイアス電圧(Vbias)を受信する。N個の異なる入力RF信号Vin1〜VinNは、それぞれN個のLNA660a〜660nに与えられる。N個のバイアス電圧Vbias1〜VbiasNはまた、それぞれ、N個のLNA660a〜660nに与えられる。
[0045]各LNA660x内で、NMOSトランジスタ670xとインダクタ672xとは、入力利得段を形成する。各LNA660xは、そのLNAのためのイネーブル制御信号に基づいて生成され得る、そのLNAのためのバイアス電圧に基づいて有効化または無効化され得る。NMOSトランジスタ680は、すべてのN個のLNA660a〜660nのための共通カスコードトランジスタである。インダクタ690は、すべてのN個のLNA660a〜660nのための共通負荷インダクタである。
[0046]図7に、合成出力をもつ複数(N個)のシングルエンドLNA760a〜760nの例示的な設計の概略図を示す。LNA760a〜760nはまた、図4のそれぞれLNA460a〜460nのために使用され得る。LNA760a〜760nは、フロントエンドモジュール730上に実装され、単一の相互接続722を介してRFIC730上の受信回路762に結合される。
[0047]各LNA760x、ただし、インデックスx∈{a,...,n}は、NMOSトランジスタ770xと、ソースデジェネレイションインダクタ772xとを含み、それらは、図5のLNA560a中のNMOSトランジスタ570aと、インダクタ572aと同じ方法で結合される。各LNA760xはまた、(i)LNA760xの入力と回路接地との間に結合された分路回路構成要素766x、および(ii)LNA760xの入力とNMOSトランジスタ770xのゲートとの間に結合された直列回路構成要素768xを備える入力インピーダンス整合回路764xを含む。回路構成要素764xおよび766xは、それぞれインダクタまたはキャパシタであり得る。それぞれLNA760a〜760nのためのNMOSトランジスタ770a〜770nのドレインは加算ノードDに結合される。伝送線路776は、加算ノードDとフロントエンドモジュール720上のI/Oポート778との間に結合される。
[0048]各LNA760xについて、NMOSトランジスタ770xは、そのLNAのための入力RF信号(Vin)を受信する。N個の異なる入力RF信号Vin1〜VinNは、それぞれN個のLNA760a〜760nに与えられる。各LNA760xは、そのLNAのためのバイアス電圧(図7に図示せず)に基づいて有効化または無効化され得る。フロントエンドモジュール720上のN個のLNA760a〜760nは、RFIC730上の受信回路762への現在モードインターフェースを有する。
[0049]受信回路762は、共通ゲート段780と、バイパス可能(bypassable)増幅器790と、AC結合キャパシタ748と、ミキサ750とを含む。増幅器790は、図5のNMOSトランジスタ570aおよび580aと、インダクタ572aおよび590と同様の方法で結合されるNMOSトランジスタ792および794と、ソースデジェネレイションインダクタ796と、負荷インダクタ798とを含む。負荷インダクタ798は、1つまたは複数のMOSトランジスタから構成される能動負荷と置き換えられ得る。共通ゲート段780は、NMOSトランジスタ782および784とAC結合キャパシタ786とを含む。NMOSトランジスタ782は、それのソースが回路接地に結合され、それのゲートが第1のバイアス電圧(Vbias1)を受信し、それのドレインがNMOSトランジスタ792のゲートに結合される。NMOSトランジスタ784は、それのソースが受信回路762の入力に結合され、それのゲートが第2のバイアス電圧(Vbias2)を受信し、それのドレインがNMOSトランジスタ792のドレインに結合される。キャパシタ786は、受信回路762の入力とNMOSトランジスタ792のゲートとの間に結合される。概して、共通ゲート段は、それのゲートがAC接地に結合され、それのソースが入力信号を受信し、それのドレインが出力信号を与えるトランジスタ(たとえば、NMOSトランジスタ784)を含む。
[0050]RFIC730上の共通ゲート段780は、フロントエンドモジュール720上のLNA760a〜760nにバイアス電流を供給する。増幅器790は、NMOSトランジスタ782を介してNMOSトランジスタ792をオフにすることによってバイパスされ得る。特に、NMOSトランジスタ792は、NMOSトランジスタ782のゲートにおいて高バイアス電圧を印加することによって達成され得る低電圧に(たとえば、0ボルトに)それのゲートをプルすること(pulling)によってオフにされ得る。NMOSトランジスタ784は、オンにされ得、スイッチとして動作し得る。その結果、NMOSトランジスタ794のバイアス電流は、選択された/有効化されたLNA760中のNMOSトランジスタ770にルーティングされ得る。選択されたLNA760中のNMOSトランジスタ770からの出力信号は、NMOSトランジスタ794にNMOSトランジスタ784を介してルーティングされ得る。カスコード増幅器は、(NMOSトランジスタ792および794ではなく)NMOSトランジスタ770および794によって形成され得る。伝送線路776へのインピーダンス整合は、共通ゲート段780の入力インピーダンスと、スイッチとして動作するNMOSトランジスタ784のオン抵抗とを介して達成され得る。
[0051]図7における例示的な設計は様々な利点を与え得る。第1に、負荷インダクタは省略され得るので、LNA760はより小さい回路面積に実装され得る。第2に、ミキサ750は、共通ゲート段780を介してフロントエンドモジュール720から分離され得る。第3に、LNA760a〜760nは、共通ソース回路設計を用いて実装され、良好な雑音指数(noise figure)を有する。第4に、図7の回路設計によって、RFIC730上へのバイパス可能増幅器790のより容易な実装が可能になり得る。
[0052]図8に、合成出力をもつ複数(N個)の異なるLNA860a〜860nの例示的な設計の概略図を示す。LNA860a〜860nはまた、図4のそれぞれLNA460a〜460nのために使用され得る。
[0053]LNA860aは、NMOSトランジスタ870aおよび880aと、インダクタ872aと、キャパシタ874aと、抵抗876aとを含み、それらは、図5のNMOSトランジスタ570aおよび580aと、インダクタ572aと、キャパシタ574aと、抵抗576aと同じ方法で結合される。LNA860aはまた、NMOSトランジスタ870bおよび880bと、インダクタ872bと、キャパシタ874bと、抵抗876bとを含み、それらは、同じく、図5のNMOSトランジスタ570aおよび580aと、インダクタ572aと、キャパシタ574aと、抵抗576aと同じ方法で結合される。LNA860aは、Vin1p信号とVin1n信号とから構成される差動入力RF信号を受信する。Vin1p信号はキャパシタ874aに与えられ、Vin1n信号はキャパシタ874bに与えられる。NMOSトランジスタ880aのドレインは第1の加算ノードEに結合され、NMOSトランジスタ880bのドレインは第2の加算ノードFに結合される。インダクタ890aは、ノードEとVdd電圧との間に結合される。インダクタ890bは、ノードFとVdd電圧との間に結合される。
[0054]残りのLNA860b〜860nの各々は、LNA860aと同様の方法で実装され得る。N個の差動入力RF信号は、N個のLNA860a〜860nに与えられる。各差動入力RF信号は、(i)関連するLNA860中の第1のNMOSトランジスタに与えられる非反転入力RF信号(たとえば、Vin1p)、および(ii)関連するLNA860中の第2のNMOSトランジスタに与えられる反転入力RF信号(たとえば、Vin1n)を含む。Vampp信号とVampn信号とから構成される差動増幅RF信号は、ノードEおよびノードFを介して与えられる。
[0055]図8の差動LNA860a〜860nは、図5のシングルエンドLNA560a〜560nに基づく。差動LNAはまた、図6のシングルエンドLNA660a〜660nに基づいて実装され得る。
[0056]図5〜図8は、合成出力をもつLNAの3つの例示的な設計を示している。合成出力をもつLNAはまた他の方法で実装され得る。たとえば、利得トランジスタは、並行に結合された複数のNMOSトランジスタを用いて実装され得る。負荷インダクタは、Pチャネル金属酸化物半導体(PMOS:P-channel metal oxide semiconductor)トランジスタまたは何らかの他のタイプのトランジスタを用いて実装され得る能動負荷と置き換えられ得る。
[0057]図5のLNA560a〜560nと、図6のLNA660a〜660nと、図8のLNA860a〜860nとは、それらの関連する周波数帯域に対して良好なパフォーマンスを与えるように設計され得る。たとえば、NMOSトランジスタのサイズ、NMOSトランジスタのためのバイアス電圧および/またはバイアス電流、ソースデジェネレイションインダクタの値、ならびに/あるいは各LNAの他の特性は、そのLNAによってサポートされる周波数帯域において良好なパフォーマンスを与えるように設計され得る。異なるLNAは、異なるトランジスタサイズ、差動バイアス(たとえば、異なるバイアス電圧および/または異なるバイアス電流)、異なるソースインダクタンスなどを有し得る。
[0058]図5〜図8には示されていないが、キャパシタは、負荷インダクタ、たとえば、図5のインダクタ590、図6のインダクタ690、または図8のインダクタ890aおよび890bの各々と並列に結合され得る。負荷インダクタとキャパシタとは、共振周波数を有する共振器回路を形成することになる。キャパシタは調整可能/可変であり得、共振周波数は、キャパシタのキャパシタンスを変化させることによって調整され得る。共振周波数は注目する周波数帯域に設定され得る。調整可能キャパシタは、負荷インダクタを共有するN個のLNAによってサポートされる異なる周波数帯域にわたる負荷調整を可能にし得る。
[0059]ワイヤレスデバイスは、周波数帯域および動作モードの急増により複合RFフロントエンドを必要とし得る。従来、PAと、デュプレクサと、フィルタと、スイッチとは、個別構成要素を用いて実装される。LNAは、一般に、トランシーバ(たとえば、RFIC)に位置し、PAは一般にスタンドアロンである。LNAとPAとは、一般に、それらの関連するフィルタとデュプレクサとから分離される。したがって、多くのRFルーティングトレースとインピーダンス整合構成要素とが、一般に、フィルタおよび/またはデュプレクサと、それらの関連するLNAおよびPAとの間に必要とされる。大きいボードエリアは、一般に、個別PA、個別フィルタおよび/またはデュプレクサ、ならびにフィルタおよび/またはデュプレクサと、それらの関連するLNAおよびPAとの間の相互接続によって消費される。
[0060]別の態様では、1つまたは複数のモジュール中でLNAと、PAと、デュプレクサと、フィルタと、スイッチとを組み合わせることによってよりコンパクトなワイヤレスデバイスが達成され得る。LNAとPAとは、同じICダイ上にモノリシック(monolithically)に一体化され得るか、または同じパッケージ中の異なるICダイ上に実装され得る。スイッチは、LNAおよび/またはPAとモノリシックに一体化され得るか、または同じパッケージ中の異なるICダイ上に実装され得る。LNAと、PAと、デュプレクサと、フィルタと、スイッチとを組み合わせることは、相互接続を低減し、インピーダンス整合構成要素を回避し、ボードエリアを低減し、場合によっては、他の利点を与え得る。
[0061]図9に、ワイヤレスデバイスのためのトランシーバ900の例示的な設計を示す。図9に示す例示的な設計では、トランシーバ900は、(i)アンテナ910に結合されたフロントエンドモジュール920、および(ii)フロントエンドモジュール920に結合されたRFIC930を含む。トランシーバ900はまた、いずれもフロントエンドモジュール920およびRFIC930上に実装される(i)ローバンドのためのL個の受信機およびL個の送信機、ならびに(ii)ハイバンドのためのH個の受信機およびH個の送信機を含み、LおよびHはそれぞれ任意の整数値であり得る。ローバンドのためのL個の受信機は、ローバンドのための異なる周波数帯域および/または異なる無線技術をカバーし得る。ハイバンドのためのH個の受信機は、ハイバンドのための異なる周波数帯域および/または異なる無線技術をカバーし得る。
[0062]図9に示す例示的な設計では、ローバンドのための各受信機は、デュプレクサ952と、LNA960と、受信回路962とを含む。ローバンド1のための受信機では、デュプレクサ952aaは、それの出力ポートがスイッチプレクサ940内のスイッチ942aaの一端に結合され、それの受信ポートがLNA960aaの入力に結合される。ローバンドのための各残りの受信機は、ローバンド1のための受信機と同様の方法で接続される。ローバンドのためのL個のLNA960aa〜960alの出力は、互いに接続され、相互接続968aを介してRFIC930上の受信回路962aに結合される。ハイバンドのための各受信機は、ローバンドのための各受信機と同様の方法で接続される。ハイバンドのためのH個のLNA960ba〜960bhの出力は、互いに接続され、相互接続968bを介してRFIC930上の受信回路962bに結合される。
[0063]図9に示す例示的な設計では、ローバンドのための各送信機は、送信回路972と、PA974と、デュプレクサ952とを含む。ローバンド1のための送信機では、PA974aは、それの入力が相互接続978aを介してRFIC930上の送信回路962aに接続される。PA974aaは、それの出力がスイッチ976aaを介してデュプレクサ952aaの送信ポートに接続される。ローバンドのための各残りの送信機は、ローバンド1のための送信機と同様の方法で接続される。ハイバンドのための各送信機はまた、ローバンドのための各送信機と同様の方法で接続される。ハイバンドのためのPA974bの入力は、相互接続978bを介してRFIC930上の送信回路972bに結合される。
[0064]図9に示すように、フロントエンドモジュール920とRFIC930との間のRF接続の数、ならびにフロントエンドモジュール920とRFIC930との各々上のI/Oポートの数は、LNAの出力を合成することによって実質的に低減され得る。多くの周波数帯域および/または多くの無線技術のための多くのLNAがあるとき、LNA出力を合成することは特に有利であり得る。さらに、LNAをデュプレクサの近くに配置することによって、デュプレクサ952とLNA960との間のインピーダンス整合回路が省略され得る。
[0065]図9に、FDDのためのトランシーバ900の例示的な設計を示す。この場合、デュプレクサ952は、受信機と送信機とによって共有される。デュプレクサは、1つのパッケージ上に一体化された送信フィルタと受信フィルタとを含む。TDDについて、PAは、デュプレクサを通ることなしにスイッチプレクサに直接結合され得、LNAは、デュプレクサではなく受信フィルタに結合され得る。
[0066]図9における例示的な設計は、本開示の様々な特徴を示している。第1に、1つのモジュール上の複数のLNAの出力は、合成され、単一の相互接続を介して別のモジュール上の受信回路に結合され得る。代替的に、複数のLNAの入力は同じく合成され得、LNAの出力は、スイッチを介して単一の相互接続に結合され得る。第2に、フロントエンドモジュールは、合成出力をもつLNAならびに1つまたは複数のPA、1つまたは複数の受信フィルタ、1つまたは複数の送信フィルタ、1つまたは複数のデュプレクサ、あるいはそれらの組合せを含み得る。PAは、複数の周波数帯域および/または複数の動作モードをサポートし得、図9に示すように、特定の周波数帯域および/または特定のモードを選択するスイッチに結合され得る。PAは、それの入力が、複数の周波数帯域および/または複数のモードのための共通送信回路に結合され得、それの出力が、異なる周波数帯域および/または異なるモードのための複数の送信経路(たとえば、デュプレクサ)に結合され得る。
[0067]図4および図9に、LNAの複数のセットおよび受信フィルタ/デュプレクサをもつフロントエンドモジュールの2つの例示的な設計を示し、LNA出力は共通負荷で合成される。これによりLNAの複数のセットおよび受信フィルタ/デュプレクサを単一の相互接続に接続することが可能になる。LNAは、図4および図9に示すように、インピーダンス整合回路を通ることなしに受信フィルタ/デュプレクサに直接結合され得る。合成出力をもつLNAは、1次アンテナに結合された1次受信機のために、ならびに2次アンテナに結合された2次受信機(たとえば、ダイバーシティ受信機)のために使用され得る。
[0068]例示的な設計では、装置(たとえば、ワイヤレスデバイス、IC、回路モジュールなど)は、フロントエンドモジュールとICとを備え得る。フロントエンドモジュール(たとえば、図4のフロントエンドモジュール420)は、合成された出力を有する複数のLNA(たとえば、図4のLNA460a〜460n)を備え得る。IC(たとえば、図4のRFIC430)は、単一の相互接続(たとえば、図4の相互接続470)を介して複数のLNAに結合された受信回路(たとえば、受信回路462)を備え得る。例示的な設計では、フロントエンドモジュールは、異なる技術の回路構成要素を含むハイブリッドモジュールを備え得る。例示的な設計では、ICはRFICを備え得る。フロントエンドモジュールとICとは他のタイプのモジュールをも備え得る。単一の相互接続は、シングルエンド設計では、フロントエンドモジュール上の単一のI/Oポートと、IC上の単一のI/Oポートと、たとえば、図5に示したように、これらのI/Oポート間の単一のRFルーティングトレースとに関連付けられ得る。代替的に、単一の相互接続は、差動LNA設計では、フロントエンドモジュール上の2つのI/Oポートと、IC上の2つのI/Oポートと、フロントエンドモジュール上のそれらの2つのI/OポートとIC上のそれらの2つのI/Oポートとの間の2つのRFルーティングトレースとに関連付けられ得る。
[0069]例示的な設計では、複数のLNAの各々は、たとえば、図4に示したように、そのLNAのためのそれぞれの制御信号を介して有効化または無効化され得る。複数のLNAのサブセット(たとえば、1つ)が所与の瞬間において有効化され得、複数のLNAの残りのLNAが無効化され得る。
[0070]例示的な設計では、フロントエンドモジュールは、複数のLNAのうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つの受信フィルタ(たとえば、図4のフィルタ452a〜452n)を備え得る。複数のLNAのうちの少なくとも1つは、図4に示すように、インピーダンス整合回路を通ることなしに、少なくとも1つの受信フィルタに直接結合され得る。少なくとも1つの受信フィルタは、たとえば、図9に示すように、少なくとも1つのデュプレクサの一部であり得る。フロントエンドモジュールは、少なくとも1つの受信フィルタに結合されたスイッチプレクサ(たとえば、図4のスイッチプレクサ440)をさらに備え得る。フロントエンドモジュールはまた、他の回路構成要素を備え得る。
[0071]例示的な設計では、複数のLNAの各々は、たとえば、図5に示すように、第1のトランジスタと第2のトランジスタとを備え得る。第1のトランジスタ(たとえば、図5のNMOSトランジスタ570a)は、入力RF信号を受信するゲートを有し得る。第2のトランジスタ(たとえば、図5のNMOSトランジスタ580a)は、加算ノード(たとえば、図5のノードA)に結合されたドレインと、第1のトランジスタのドレインに結合されたソースとを有し得る。
[0072]別の例示的な設計では、複数のLNAの各々は、入力RF信号を受信するゲートと、加算ノード(たとえば、図6のノードBまたは図7のノードD)に結合されたドレインとを有する第1のトランジスタ(たとえば、図6のNMOSトランジスタ670aまたは図7のNMOSトランジスタ760a)を備え得る。例示的な設計では、複数のLNAは、加算ノードに結合されたソースと、増幅RF信号を与えるドレインとを有する第2のトランジスタ(たとえば、図6のNMOSトランジスタ680)をさらに備え得る。別の例示的な設計では、加算ノードは、たとえば、図7に示すように、現在のインターフェースを介して受信回路に結合され得る。受信回路は、共通ゲート段と増幅器とを備え得る。共通ゲート段(たとえば、図7の共通ゲート段780)は、複数のLNAにバイアス電流を与え得る。増幅器(たとえば、図7の増幅器790)は、共通ゲート段に結合され得、その共通ゲート段を介してバイパス可能であり得る。
[0073]1つの例示的な設計では、各LNAは、たとえば、図5および図6に示すように、シングルエンド入力RF信号を受信し、シングルエンド増幅RF信号を与えるシングルエンドLNAであり得る。別の例示的な設計では、各LNAは、たとえば、図8に示すように、差動入力RF信号を受信し、差動増幅RF信号を与える差動LNAであり得る。
[0074]例示的な設計では、複数のLNAは、複数のLNAによって共有される負荷インダクタ(たとえば、図5のインダクタ590)を備え得る。複数のLNAは、負荷インダクタと並列に結合された調整可能キャパシタをさらに備え得る。複数のLNAは、異なるトランジスタサイズ、異なるトランジスタバイアス、異なるLNA回路設計、何らかの他の異なる特性、またはそれらの組合せに関連付けられ得る。
[0075]例示的な設計では、複数のLNA(たとえば、図9のLNA960aa〜960al)はローバンドのためのものであり得る。フロントエンドモジュールは、ハイバンドのための、合成された出力を有する第2の複数のLNA(たとえば、図9のLNA960ba〜960bh)をさらに備え得る。ICは、第2の相互接続を介して第2の複数のLNAに結合された第2の受信回路(たとえば、受信回路962b)をさらに備え得る。
[0076]例示的な設計では、フロントエンドモジュールは、少なくとも1つの電力増幅器(たとえば、図9のPA974aおよび/または974b)をさらに備え得る。ICは、少なくとも1つの電力増幅器に結合された送信回路(たとえば、図9の送信回路972aおよび/または972b)をさらに備え得る。フロントエンドモジュールは、たとえば、図9に示すように、複数の周波数帯域のための複数の送信フィルタまたは複数のデュプレクサをさらに備え得る。少なくとも1つの電力増幅器は、たとえば、図9に示すように、複数の周波数帯域をサポートし、複数のスイッチを介して複数の送信フィルタまたは複数のデュプレクサに結合された電力増幅器を含み得る。
[0077]図10に、信号増幅を実行するためのプロセス1000の例示的な設計を示す。少なくとも1つのフィルタのうちの1つを用いて受信RF信号をフィルタ処理して、入力RF信号を取得する(ブロック1012)。少なくとも1つのフィルタは、複数のLNAのうちの少なくとも1つに結合され得る。合成された出力を有し、フロントエンドモジュール上に備わる複数のLNAの中から選択されたLNAを用いて入力RF信号を増幅する(ブロック1014)。IC上に備わる受信回路によって、複数のLNAを受信回路に結合する単一の相互接続を介して、選択されたLNAから増幅RF信号を受信する(ブロック1016)。受信回路は、増幅RF信号を処理し、アナログ入力信号を与え得る。
[0078]IC上に備わる送信回路によってアナログ出力信号を調整(たとえば、増幅、フィルタ処理、アップコンバートなど)して、出力RF信号を取得する(ブロック1018)。フロントエンドモジュール上に備わる少なくとも1つの電力増幅器の中から選択された電力増幅器を用いて出力RF信号を増幅する(ブロック1020)。
[0079]本明細書で説明する合成出力をもつ複数のLNAは、IC、アナログIC、RFIC、混合信号IC、ASIC、プリント回路板(PCB)、電子デバイスなどの上に実装され得る。合成出力をもつ複数のLNAは、相補型金属酸化物半導体(CMOS:complementary metal oxide semiconductor)、NMOS、PMOS、バイポーラ接合トランジスタ(BJT:bipolar junction transistor)、バイポーラCMOS(BiCMOS:bipolar-CMOS)、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:heterojunction bipolar transistor)、高電子移動度トランジスタ(HEMT:high electron mobility transistor)、シリコンオンインシュレータ(SOI:silicon-on-insulator)など、様々なICプロセス技術を用いて作製され得る。
[0080]本明細書で説明する合成出力をもつ複数のLNAを実装する装置は、スタンドアロンデバイスであり得るか、またはより大きいデバイスの一部であり得る。デバイスは、(i)スタンドアロンIC、(ii)データおよび/または命令を記憶するためのメモリ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、セルラーフォン、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)その他であり得る。
[0081]1つまたは複数の例示的な設計では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装した場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。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可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ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、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ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、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)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、および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。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)およびブルーレイ(登録商標)ディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
[0082]本開示についての以上の説明は、いかなる当業者も本開示を作成または使用することができるように与えたものである。本開示への様々な修正は当業者には容易に明らかとなり、本明細書で定義した一般原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書で説明した例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示した原理および新規の特徴に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に、本願出願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]
合成された出力を有する複数の低雑音増幅器(LNA)を備えるフロントエンドモジュールと、
単一の相互接続を介して前記複数のLNAに結合された受信回路を備える集積回路(IC)と
を備える、装置。
[C2]
前記フロントエンドモジュールが少なくとも1つの電力増幅器をさらに備え、前記ICが、前記少なくとも1つの電力増幅器に結合された送信回路をさらに備える、C1に記載の装置。
[C3]
前記フロントエンドモジュールが、複数の周波数帯域のための複数の送信フィルタまたは複数のデュプレクサをさらに備え、前記少なくとも1つの電力増幅器が、前記複数の周波数帯域をサポートし、前記複数の送信フィルタまたは前記複数のデュプレクサに結合された電力増幅器を備える、C2に記載の装置。
[C4]
前記複数のLNAのサブセットが所与の瞬間において有効化され、前記複数のLNAの残りのLNAが無効化される、C1に記載の装置。
[C5]
前記フロントエンドモジュールが、
前記複数のLNAのうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つの受信フィルタ
を備える、C1に記載の装置。
[C6]
前記複数のLNAの各々が、
入力無線周波(RF)信号を受信するゲートを有する第1のトランジスタと、
加算ノードに結合されたドレインと前記第1のトランジスタのドレインに結合されたソースとを有する第2のトランジスタと
を備える、C1に記載の装置。
[C7]
前記複数のLNAの各々が、
入力無線周波(RF)信号を受信するゲートと、加算ノードに結合されたドレインとを有する第1のトランジスタ
を備える、C1に記載の装置。
[C8]
前記複数のLNAが、
前記加算ノードに結合されたソースと、増幅RF信号を与えるドレインとを有する第2のトランジスタ
を備える、C7に記載の装置。
[C9]
前記受信回路が、
前記複数のLNAにバイアス電流を与えるように構成された共通ゲート段と、
前記共通ゲート段に結合された増幅器と
を備える、C7に記載の装置。
[C10]
前記複数のLNAの各々が、
シングルエンド入力無線周波(RF)信号を受信し、シングルエンド増幅RF信号を与えるシングルエンドLNA
を備える、C1に記載の装置。
[C11]
前記複数のLNAの各々が、
差動入力無線周波(RF)信号を受信し、差動増幅RF信号を与える差動LNA
を備える、C1に記載の装置。
[C12]
前記複数のLNAが、
前記複数のLNAによって共有される負荷インダクタ
を備える、C1に記載の装置。
[C13]
前記複数のLNAが、
前記負荷インダクタと並列に結合された調整可能キャパシタ
をさらに備える、C12に記載の装置。
[C14]
前記複数のLNAが、異なるトランジスタサイズ、異なるトランジスタバイアス、または異なるLNA回路設計のうちの少なくとも1つに関連付けられる、C1に記載の装置。
[C15]
前記複数のLNAがローバンドのためのものであり、前記フロントエンドモジュールが、ハイバンドのための第2の複数のLNAをさらに備え、合成された出力を有し、前記ICが、第2の相互接続を介して前記第2の複数のLNAに結合された第2の受信回路をさらに備える、C1に記載の装置。
[C16]
合成された出力を有し、フロントエンドモジュール上に備わる複数の低雑音増幅器(LNA)の中から選択されたLNAを用いて入力無線周波(RF)信号を増幅することと、
集積回路(IC)上に備わる受信回路において、前記複数のLNAを前記受信回路に結合する単一の相互接続を介して前記選択されたLNAから増幅RF信号を受信することと
を備える、方法。
[C17]
前記入力RF信号を取得するために少なくとも1つのフィルタのうちの1つを用いて受信RF信号をフィルタ処理することをさらに備え、前記少なくとも1つのフィルタが、前記複数のLNAのうちの少なくとも1つに結合された、C16に記載の方法。
[C18]
前記IC上に備わる送信回路を用いて、出力RF信号を取得するためにアナログ出力信号を調整することと、
前記フロントエンドモジュール上に備わる少なくとも1つの電力増幅器の中から選択された電力増幅器を用いて前記出力RF信号を増幅することと
をさらに備える、C16に記載の方法。
[C19]
合成された出力を有し、第1のモジュール上に備わる増幅するための複数の手段であって、増幅するための前記複数の手段のうちの1つが、入力無線周波(RF)信号を増幅し、増幅RF信号を与えるように選択される、増幅するための複数の手段と、
前記増幅RF信号を処理するための手段であって、処理するための前記手段が、第2のモジュール上に備わり、単一の相互接続を介して、増幅するための前記複数の手段に結合された、処理するための手段と
を備える、装置。
[C20]
前記入力RF信号を取得するために受信RF信号をフィルタ処理するための手段であって、フィルタ処理するための前記手段が、増幅するための前記複数の手段のうちの前記選択された1つに結合された、フィルタ処理するための手段を
をさらに備える、C19に記載の装置。

Claims (19)

  1. 複数の低雑音増幅器(LNA)を備え、前記複数のLNAの出力が合成されてポートより出力されるフロントエンドモジュールと、
    単一の相互接続を介して前記ポートに結合された受信回路を備える集積回路(IC)とを備え、
    前記複数のLNAの各々が、
    入力無線周波(RF)信号を受信するゲートと、加算ノードに結合されたドレインとを有する第1のトランジスタを備え、
    前記受信回路が、
    前記複数のLNAにバイアス電流を与えるように構成された共通ゲート段を備える、装置。
  2. 前記フロントエンドモジュールが少なくとも1つの電力増幅器をさらに備え、前記ICが、前記少なくとも1つの電力増幅器に結合された送信回路をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  3. 前記フロントエンドモジュールが、複数の周波数帯域のための複数の送信フィルタまたは複数のデュプレクサをさらに備え、前記少なくとも1つの電力増幅器が、前記複数の周波数帯域をサポートし、前記複数の送信フィルタまたは前記複数のデュプレクサに結合された電力増幅器を備える、請求項2に記載の装置。
  4. 前記複数のLNAのサブセットが所与の瞬間において有効化され、前記複数のLNAの残りのLNAが無効化される、請求項1に記載の装置。
  5. 前記フロントエンドモジュールが、
    前記複数のLNAのうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つの受信フィルタを備える、請求項1に記載の装置。
  6. 前記複数のLNAの各々が、
    入力無線周波(RF)信号を受信するゲートを有する第1のトランジスタと、
    加算ノードに結合されたドレインと前記第1のトランジスタのドレインに結合されたソースとを有する第2のトランジスタとを備える、請求項1に記載の装置。
  7. 前記複数のLNAが、
    前記加算ノードに結合されたソースと、増幅RF信号を与えるドレインとを有する第2のトランジスタを備える、請求項に記載の装置。
  8. 前記受信回路が、
    前記共通ゲート段に結合された増幅器をさらに備える、請求項に記載の装置。
  9. 前記複数のLNAの各々が、
    シングルエンド入力無線周波(RF)信号を受信し、シングルエンド増幅RF信号を与えるシングルエンドLNAを備える、請求項1に記載の装置。
  10. 前記複数のLNAの各々が、
    差動入力無線周波(RF)信号を受信し、差動増幅RF信号を与える差動LNAを備える、請求項1に記載の装置。
  11. 前記複数のLNAが、
    前記複数のLNAによって共有される負荷インダクタを備える、請求項1に記載の装置。
  12. 前記複数のLNAが、
    前記負荷インダクタと並列に結合された調整可能キャパシタをさらに備える、請求項11に記載の装置。
  13. 前記複数のLNAが、異なるトランジスタサイズ、異なるトランジスタバイアス、または異なるLNA回路設計のうちの少なくとも1つに関連付けられる、請求項1に記載の装置。
  14. 前記複数のLNAがローバンドのためのものであり、前記フロントエンドモジュールが、ハイバンドのための第2の複数のLNAをさらに備え、合成された出力を有し、前記ICが、第2の相互接続を介して前記第2の複数のLNAに結合された第2の受信回路をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  15. フロントエンドモジュール上に備わる複数の低雑音増幅器(LNA)の出力が合成されて出力されるポートを有し、前記複数のLNAの中から選択されたLNAを用いて入力無線周波(RF)信号を増幅することと、
    集積回路(IC)上に備わり、単一の相互接続を介して前記ポートに結合された受信回路が、前記選択されたLNAから増幅RF信号を受信することとを備え、
    前記複数のLNAの各々が、
    入力RF信号を受信するゲートと、加算ノードに結合されたドレインとを有する第1のトランジスタを備え、
    前記受信回路が、
    前記複数のLNAにバイアス電流を与えるように構成された共通ゲート段を備える方法。
  16. 前記入力RF信号を取得するために少なくとも1つのフィルタのうちの1つを用いて受信RF信号をフィルタ処理することをさらに備え、前記少なくとも1つのフィルタが、前記複数のLNAのうちの少なくとも1つに結合された、請求項15に記載の方法。
  17. 前記IC上に備わる送信回路を用いて、出力RF信号を取得するためにアナログ出力信号を調整することと、
    前記フロントエンドモジュール上に備わる少なくとも1つの電力増幅器の中から選択された電力増幅器を用いて前記出力RF信号を増幅することとをさらに備える、請求項15に記載の方法。
  18. 第1のモジュール上に備わる増幅するための複数の手段であって、増幅するための前記複数の手段のうちの1つが、入力無線周波(RF)信号を増幅し、増幅RF信号を与えるように選択される、増幅するための複数の手段と、なお、前記第1のモジュールは、増幅するための前記複数の手段の出力が合成されて出力されるポートを備え、
    前記増幅RF信号を処理するための手段であって、処理するための前記手段が、第2のモジュール上に備わり、単一の相互接続を介して前記ポートに結合され、前記増幅RF信号を供給される、処理するための手段とを備え、
    増幅するための前記複数の手段の各々が、
    前記RF信号を受信するゲートと、加算ノードに結合されたドレインとを有する第1のトランジスタを備え、
    前記処理するための手段が、
    増幅するための前記複数の手段にバイアス電流を与えるように構成された共通ゲート段を備える、装置。
  19. 前記入力RF信号を取得するために受信RF信号をフィルタ処理するための手段であって、フィルタ処理するための前記手段が、増幅するための前記複数の手段のうちの前記選択された1つに結合された、フィルタ処理するための手
    をさらに備える、請求項18に記載の装置。
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