TW200845571A - Merged low-noise amplifier and balun - Google Patents
Merged low-noise amplifier and balun Download PDFInfo
- Publication number
- TW200845571A TW200845571A TW096143942A TW96143942A TW200845571A TW 200845571 A TW200845571 A TW 200845571A TW 096143942 A TW096143942 A TW 096143942A TW 96143942 A TW96143942 A TW 96143942A TW 200845571 A TW200845571 A TW 200845571A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- differential
- transistors
- signal
- amplifier
- coupled
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 2
- 101100338765 Danio rerio hamp2 gene Proteins 0.000 claims 1
- 101150043052 Hamp gene Proteins 0.000 claims 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 9
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/32—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/195—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/294—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a low noise amplifier [LNA]
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/537—A transformer being used as coupling element between two amplifying stages
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45394—Indexing scheme relating to differential amplifiers the AAC of the dif amp comprising FETs whose sources are not coupled, i.e. the AAC being a pseudo-differential amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45538—Indexing scheme relating to differential amplifiers the IC comprising balancing means, e.g. trimming means
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45544—Indexing scheme relating to differential amplifiers the IC comprising one or more capacitors, e.g. coupling capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45702—Indexing scheme relating to differential amplifiers the LC comprising two resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
200845571 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 此發明係關於電子電路,f转 ,σ之係關於電子信號放 而更進一步特定言之係關於通信系統中之電子信號 【先前技術】
-典型無線電接收器(例如僅為許多範例之一之行動電 話)之前端通常包括—或多個電子積體電路(或晶片),其包 括將藉由適田天線而提供給該前端之射頻㈣)信號變換 為該接收器之其他部分(其本身通常包括一或多個晶請 使用之信號所需要的合適放大器、遽波器、混波器及其他 組件。各晶片封裝具有—合適數目用於電源及輸人與輸出 信號之引線,且該笨。日。Η 44 #、s a〆 /寻日日片封裝通常係佈置於一或多個電路 板上。 例如,頒予Lindell等人之美國專利第6,978,125號說明一 輕頻帶直接變換無線電接收器,且圖丨係此—接收器之 則端100之方塊圖。藉由天線1〇1將一接收到的射頻信號供 應至一頻帶選擇濾波器102,其選擇可(例如)在18〇5 mHz 14 1990 MHz間之頻帶。濾波器1〇2之輸出係供應至一低雜 訊放大器(LNA)l〇4,且藉由個別混波器1〇6、1〇8將所得已 濾波已放大射頻信號降頻變換為個別類比同相⑴與正交 (Q)基頻仏號,個別混波器1〇6、1〇8將該已濾波已放大射 頻化號與來自一局部振盪器(L〇)η〇彼此有9〇度相位差之 個別#说組合。藉由一合適相移器112可方便地產生相移 126745.doc 200845571 LO信號。如圖1所示 &比1與Q基頻信號係供應至個別濾 波益114、116,及個兄丨私 w 大态11 8、12〇,且藉由個別類比 至數位(A/D)變換哭]t 节繳掩炎奴丄、的、124將所得已濾波已放大類比信 ^又…位##b。接著將數位I、Q信號提供給接收器中 之進-步處理組件,例如解碼器、解麵1交錯器、 等化器、組合器等。 來自天線1 01之射頻作铼 # σσ 、。號通书係早端或失衡,即該射頻 信號係一參考已知雷^ , 、
、 電位(例如接地)之電壓。該射頻信號應 作為一早端信號進入益曰 …、線電日日片(即,接收器前端中連接 至天線之晶片)以節省昂眚曰 ’叩貝日日片面積、板面積及封裝引 線。不過,晶片卜夕乂丄σ 上 月上之诣諕由於若干原因(例如雜訊抗擾 f偶數Ρ白非線性之消除及對接地引線電感之不敏感性) @通常為差動'或平衡信號。在差動發信中,—導線載送 刻。號ffi7另-導線載送該信號之倒數,一接收裝置對兩 導線間之差作出回應。 因此’在接收器前端中(較佳儘可能靠近信號鏈中之天 線)需要-單端至差動變換以便利用差動信號之優點。在 晶片上在-LNA之前將_射頻信號從單端變換為差動形式 需要-晶片上轉換器。#些接收器(像目前行動電話中之 接收器)使用板上頻帶選擇濾波器I執行晶片夕卜單端至差 動k換。其他接收器使用晶片上變壓器或差動電感器作為 轉換器來執行該信號變換。 van der Heilden等人之國際公告案〜〇 2〇〇6/〇85238與 WO 2〇06/085239(標題為 ”Receiver c〇mprising an Amplifier丨’)說 126745.doc 200845571 明一種射頻接收器,其具有一具第一雙極電晶體差動放大 器級之放大器。一中心分接差動電感器連接兩第一級電晶 體之基極,且一中心分接差動電感器連接該等第一級電晶 體之射極。該等差動電感器之中心分接頭係連接至偏壓來 源。後面之文件亦說明一種用於補償放大器之輸入阻抗之 電路。 頒予Yang等人之美國專利第7,039,381號(標題為πΟη· Chip Differential Inductor and Applications Thereof”)言兒明 ‘ 晶片上差動電感器在無線電應用(例如接收器前端)中之使 用,而頒予Kyriazidou之美國專利第7,091,814號(標題為 ’Όη-Chip Differential Multi-Layer Inductor”)說明晶片上差 動電感器設計與製造之細節。 M. Rajashekharaiah 等人在 ’’A Compact 5.6 GHz Low Noise Amplifier with New On-chip Gain Controllable Active Balunf’(2004 IEEE微電子元件與電子裝置研討會, # 第131至132頁(2004年4月))中說明一種用於直接變換接收 器之雙增益LNA。第一級電晶體係連接在一共源極單端組 態中,且該LNA具有一第二增益級,其係增益可控制、晶 '片上且係一用於單端至差動變換之主動轉換器。 • C.-S. Lee 等人在’’A Low Noise Amplifier for a Multiband and Multi-mode Handset’’(1998 IEEE射頻積 體電路 (RFIC)討論會,第 47 至 50 頁,Baltimore,MD,USA(1998 年6月7至9日))中論述一寬頻LNA積體電路中的一低雜訊主 動轉換器與一推挽主動匹配電路。 126745.doc 200845571
Lin之美國專利申請公告案第US 2002/0187768號(標題為 "Active Baiun Circuit for Single-Ended to Differential RF Signal Conversion with Enhanced Common-Mode Rejection”)說明一種用於單端至差動射頻信號變換之主動 轉換器。該電路包括一差動放大器。 頒予Litmanen等人之美國專利第6,366,171號說明一種單 端至差動信號轉變電路,其包括一相位分析電路與一補償 電路以改善已產生差動信號之相位平衡。
Castenada等人之美國專利申請公告案第US 2004/0253939號 (標題為 ’’Integrated Circuit Radio Front.End Architecture and Applications Thereof11)說明一種無線電接收器前端電 路,其包括一多分接頭轉換器與一 LNA (其可為晶片上組 件)。該轉換器包括一單端初級繞組與一對稱多分接頭次 級繞組。
Su等人之美國專利申請公告案第US 2006/0103468號(標 題為"Single-Ended Input to Differential Output Low Noise Amplifier with a Cascode Topology”)說明一種使用串疊佈 局之LNA,其具有已減小(與先前LNA相比)電流與面積之 目的。 M. Gordon 等人在 ’’65-GHz Receiver in SiGe BiCMOS Using Monolithic Inductors and Transformers’’(關於射頻系 統中之矽單石積體電路之第六屆主題會議,技術文摘,第 265至 268 頁,San Diego,CA,USA(2006年 1 月 1 8至 20 日)) 論述一種整合無線電接收器,其除其他組件之外還包括一 126745.doc 200845571 LNA與一變壓器轉換器。
(因為需要針對該若干頻帶使用一單一電路) 將變壓器與差動電感器用料換器並非無 此類k壓裔具有低信號損耗、極佳平衡之 <大小與成本。 步使問題複雜化 &),進而在一寬 頻率範圍上需要低損耗且極佳平衡之信號。 可在射頻放大為中(尤其在共閘極與共源極電晶體輸入 級中)使用電容交又耦合(ccc)技術以改善放大器性能。在 (例如)W· Zhuo 等人之”Using Capacitive Cr〇ss C〇upiing
Technique in RF Low Noise Amplifiers and Down
Conversion Mixer Design”(第26屆歐洲固態電路大會2〇〇〇 (ESSCIRC’00)會議記錄,第 116至119 頁,St〇ckh〇lm, Sweden(2000年9月19至21日))中說明該技術。簡潔而 a ’兩父叉麵合電容器連接兩輸入級電晶體之閘極與源 極。Zhuo等人之論文顯示一採用ccc之LNA之示意圖,其 _父叉耗合電容器係1 〇皮法(pF)多晶裝置且輸入級電晶體 之源極係藉由個別晶片外電感器(其在所關注頻率處與閘 極_源極電容及輸入寄生電容共振)而連接至接地。
Hollenbeck等人之美國專利申請公告案第us 2003/0042983號 (標題為 f’Single Ended Input, Differential Output AmpliHer")說明一種在一共閘極組態中具有兩CCC場效電 126745.doc 200845571 晶體(FET)之放大器,該兩CCC場效電晶體(FET)之源極係 透過個別電感器而耦合至一源極偏壓。該等電感器並不與 FET整合於相同晶片上,且未耦合該等電感器。一單端輸 入射頻信號係呈現給該等FET之一之源極,不過需要一與 輸入信號來源相匹配之電阻器以獲得一極好平衡之輸出信 號。該必須電阻器添加雜訊,其使得放大器之雜訊性能不 適於許多應用。 此等及其他關於低雜訊放大及單端至差動信號變換之先 别方法在各種應用(例如行動電話及其他裝置中之接收器 珂端)中仍遭受缺點。由於接收器之信號鏈中之第一晶片 上組塊經常係LNA,所以具有一不僅放大信號而且將其從 單端變換為差動形式之LNA會有益。 【發明内容】 據此毛月之怨樣,提供一種用於接收一單端輸入信號 且產生I動輸出信號之電子放大器。該放大器包括至少 兩配置於差動組怨中之電晶體以及—用於將該單端輸入 U夂換為一差動欲放大信號之中心分接差動電感器。至 ;少兩電晶體具有個別用於接收欲放大信號之第一端子,且 :至:兩電晶體之一第一電晶體之一控制端子係透過一第 電谷而耦合至該至少兩電晶體之一第二電晶體之該第一 端子,:該至少兩電晶體之該第二電晶體之一控制端子係 透k第一電谷而耦合至該至少兩電晶體之該第一電晶體 之該第一端子。該差動電感器之一中心分接頭係麵合至信 號接地,將該單端輸入信號提供給該差動電感器之一端分 126745.doc -10- 200845571 接頭,且在該差動電感器之端分接頭處提供該欲放大之差 動信號。 依據此發明之其他態樣,提供一種在—電子電路中由一 單端電子信號產生一差動電子信號之方法。該方法包括以 下步驟:在一差動組態中配置至少兩電晶體,其中該至少 兩電晶體具有個別用於接收欲放大信號之第一端子;使該 至少兩電晶體之一第一電晶體之一控制端子電容耦合至該 至J兩電晶體之一第二電晶體之該第一端子;使該至少兩 電晶體之一第二電晶體之一控制端子電容耦合至該至少兩 電晶體之該第一電晶體之該第一端子;及將該單端輸入信 號變換為一欲放大之差動信號。該變換步驟包括使一差動 電感器之一中心分接頭耦合至信號接地,將該單端輸入信 號提供給該差動電感器之一端分接頭,及在該差動電感器 之端分接頭處提供該欲放大之差動信號。 【實施方式】 本發明者已認識到藉由一差動電感器(而非一高性能變 壓器)可晶片上執行單端至差動射頻信號變換。藉由將該 差動電感器之一中心分接頭連接至接地且將該射頻輸入信 號連接至該電感器之端分接頭之一,在該電感器之另一端 分接頭處獲得該射頻輸入信號之負值。以此方式,產生一 差動射頻輸入信號,且此一差動信號可連接至一裝置,例 如一差動電晶體LNA。 本發明者已進一步認識到藉由一作為轉換器之差動電感 為所產生之差動信號並未極好平衡,具有一高共模内容。 126745.doc -11- 200845571 藉由將該射頻信號提供給一 CCC共閘極LNA之輸入可改善 差信號平衡(即,可減少差動信號之共模内容)。應明白, 可使用共源極或其他差動放大器組態,不過目前認為共閘 極組態較佳。CCC共閘極LNA不僅減少共模内容,其亦可 橫跨一寬頻帶提供一輸入阻抗匹配且可採用低雜訊指數放
大射頻信號。在 K. Phansathitwong 與 H. Sj0land 之,,Low Power 0.18 μηι CMOS Dual-Band Front-Endff(A-SSCC 2005 會議記錄,第 81至 84頁,Hsinchu,Taiwan(2005 年 11 月)) 中說明CCC共閘極LNA設計之方面。 圖2係一範例性LNA 200(其包括一差動電晶體放大器2〇2 與一差動電感器204)之示意圖。如圖2所示,差動放大器 202在一共閘極組態中包括兩FET 206、208,且該等電晶 體之控制端子(即FET 206、208之閘極)係藉由電容21()、 212而交叉耦合。可藉由電容器(其可相當小且應晶片上放 置)來實現電容21〇、212。|亥等電容必須實質上大於電晶 體之取決於電晶體技術(例如CM〇s雙極等)之閘極_源極電 容。典型交叉耦合電容係約lpF或2pF,且可在以上引用的 Phansathitwong等人之論文中找到關於合適電容之更多資 訊。亦透過一合適網路(例如)藉由一可調整電壓來^ U其係透過個別電阻214、216而轉合)向該等閘極施加 偏壓。FET 206、之汲極係透過個別合適汲極電阻 218、220而耦合至一電源供應Vdd。ρΕτ之汲極可藉由其 他網路(例如並聯電感器-電容器(LC)共振電路)替代i過電 阻218、220而耦合至Vdd。 % 126745.doc -12 - 200845571 FET 206、208之源極係耦合至差動電感器2〇4以便欲放 大信號(其係在FET源極處呈現給放大器2〇2)彼此有丨8〇度 之相位差。一實施此一配置之方法係使電感器2〇4之一中 心分接頭耦合至信號接地且使電感器2〇4之端分接頭(或端 子)耦合至FET源極與電容21〇、212之個別接合處。應明 白可以5午夕方法貫現電感器204,且可採用主動及/或被 動I置及/或此類裝置之網路以許多方法實現電阻2丨4、 2 1 6、2 1 8、220。具有強磁性耦合之電感器係有益的,不 過亦可使用習知設計,且目前認為標準多匝差動電感器即 可滿足需要。 應明白,基於此說明之目的可將中心分接變壓器與差動 電感器視為電性等效者。此外,目前認為在一與中心不同 之位置處分接電感器/變壓器可能會有利(藉此使輸入信號 口P分失衡)。分接偏離中心可能有益於微調設計以最小化 共模信號位準。 將一來自合適天線(例如圖1所示天線丨〇丨)之單端射頻信 號提供給差動電感器204、電晶體206、208之一之源極及 耦合電容210、212之一的接合處。圖2中,顯示一輸入信 唬RFin係提供給差動電感器2〇4之一端分接頭(其在圖2所示 配置中亦為該端分接頭與FET 206之源極之接合處)。作為 一替代’在圖2之配置中,可將輸入信號提供給差動電感 器204之一端分接頭與FET 208之源極之接合處。在輸出 RFout與RFout-(其係FET 2 06、208之汲極)之間獲取LNA 200之已放大差動輸出信號,且將該輸出信號提供給接收 126745.doc 13 200845571 裔之信號鏈中之後續裝置。例如在前端1 〇 〇中,可將LN A 之輸出信號提供給一或多個混波器供頻率轉換用(例如降 頻變換為基頻)。 應明白可使用其他差動放大器組態。例如,可使用雙極 電晶體代替FET,雙極裝置之集極、基極及射極係對應於 FET之汲極、閘極及源極。此外,可使用一共源極組態代 替圖2所示共閘極組態。
可在用於各種各樣通信系統(例如蜂巢式電話系統、藍 芽系統、無線區域網路(WLAN)系統(像依據IEEE 8〇211等 之系統))之各種各樣接收器(例如圖丨所示接收器前端1〇〇) 中使用LNA 200。蜂巢式電話系統包括分時多向近接 (TDMA)系統,例如遵循GSM電信標準及其增強者㈠象 GSM/EDGE)之蜂巢式無線電電話系統,以及分碼多向近 接(CDMA)系統,例如遵循IS-95、cdma2〇〇〇及寬頻cdma (WCDMA)電信標準之蜂巢式無線電電話系統。蜂巢式電 話系統還包括,,調合” TDMA及CDMA系統 行動電信系統_TS)標準之系一標準指 j吕標準學會(ETSI)在國際電信聯合會(Ιτυ)ΙΜτ_·〇框架 内開發的-第三代(3G)行動系統。第三代合夥專案(3G州 公佈UMTS與WCDMA標準,且現在正在規劃演化扣盥第 四代(4G)通信系統。應明白,此申請案中所說明之裝置與 技術可實施於此等及許多其他通信系統中。 圖3顯示-無線電通信系統1〇,其可為(例如)一则财 蜂巢式電話系、统。無線電網路控制器(RNC)i2、Μ經由恰 126745.doc -14- 200845571 當基地台(BS)將呼叫及其他資訊引導至使用者設備 (UE)(例如行動台(MS))或引導來自使用者設備(UE)之呼叫 及其他資訊,基地台(BS)透過下行鏈路(DL)或正向(即基 地台至行動台)、與上行鏈路(UL)或反向(即行動台至基地 口)、無線電通道與各UE通信。顯示rnc 12係耦合至38 16、18、20,且顯示RNC 14係耦合至BS 22、24、%。各 BS(其按照3Gpp之說法係稱為節點B)服務一可分為一或多 個小區之地理區域。顯示BS 26具有五個天線扇區§丨至 八了 π兒成組成bS 26之小區。bS係藉由專用電話線、 光纖鏈路、微波鏈路等而耦合至其對應RNC。兩尺^^^ 12、 14係透過一或多個核心網路節點(例如行動交換中心(未顯 示)及/或封包無線電服務節點(未顯示))而與外部網路(例如 公用交換電話網路(PSTN)、網際網路等)連接。 囷4係典型UE 400(例如WCDMA通信系統中之ms)之 一部分的方塊圖。UE 400透過一天線4〇2接收並發射射頻 “唬且(例如)降頻變換並取樣一前端接收器(1^ rx)4〇4(其 可有利地包括LNA 200)中接收到之信號。Fe Rx 4〇4可有 利地包括圖1所示前端100之裝置中的一或多個。將接收到 之射頻信號之數位輸出樣本從Fe RX 4〇4饋送至一 rake (耙式)組合器406,其解擴展且組合接收到的資料與控制符 號之回波。通常亦將來自Fe RX 4〇4之輸出樣本饋送至一 估計器4G8,其估計信號對干擾比(sir)及下行鏈路無線電 通道之脈衝回應。纟圖4之簡化圖中,已還原接收符號序 列從耙式組合器406傳遞至一通道解碼器41〇(例如一 126745.doc 200845571 藉由解碼器4 1 〇所產生之已解碼 理4〗2用於命令與其他資訊之識
Viterbi(維特比)解碼器)。 輸出序列傳遞至進一步處 別與實施。 輸人放Al§之無線電接收器(其包括—低雜訊 $晶體放大器與_作為轉換器之差動電 效裝置之組合)且古展核 α 於—針對任-裝置單獨具有-放大 crcr之接收器的許多强七 作^ ^,同時覆蓋多個頻帶,因為其 具有低雜訊之良好差動輸出信號。 此申請案中所說 上文未對其全部加 明之範轉内。 月之本Is明可以許多不同的形式執行, 以σ兒明,而預期所有此類形式將在本發 應該強調的係,術語’,包含"及”包括"在用於此申請案中 時指定所陳述的特徵、步驟或組件之存在’但並不排除一 或多個其他特徵、步驟、組件或其群組之存在或添力”、 ::特定具體實施例僅為說明性而不應以任何方式認為 有限制性。本發明之㈣係由以下中請專利範圍來決 疋’而期望在該等中請專利範圍内的所有變更及等效 包含於其中。 θ 【圖式簡單說明】 結合圖式來閱讀此說明會瞭解此發明之目的、特 點,其中: 圖1係一先前技術無線電接收器前端之方塊圖; 圖2係一組合的低雜訊放大器與轉換器之示意圖 圖3顯示一蜂巢式電話系統;以及 126745.doc -16 - 200845571 圖4係一蜂巢式電話系統中之一使用者設備之一部分的 方塊圖。 【主要元件符號說明】 10 無線電通信系統 12 > 14 無線電網路控制器 16、18、20、基地台 22 、 24 、 26
100 101 102 104 106 、 108 110 112 114 、 116
118 、 120 122 > 124 200 202 204 206 、 208 210 > 212 接收器之前端 天線 頻帶選擇濾波器 低雜訊放大器 混波器 局部振盪器 相移器 滤波裔 放大器 類比至數位變換器 低雜訊放大器 差動電晶體放大 差動電感器 場效電晶體 電容 2 14、2 16 電阻 218、220 汲極電阻 126745.doc -17- 200845571 400 使用者設備 402 天線 404 前端接收器 406 耙式組合器 408 估計器 410 通道解碼器 412 進一步處理 S1 至 S5 天線扇區 Vdd 電源供應 V Gbias 電壓來源
126745.doc 18-
Claims (1)
- 200845571 十、申請專利範圍: 1· 一種用於接收一單端輸入信號且產生一差動輸出信號之 電子放大器,其包含: 至少兩電晶體,其係配置於一差動組態中,其中該至 少兩電晶體具有個別用於接收欲放大之信號之第一端 子,且該至少兩電晶體之一第一電晶體之一控制端子係 透過一第一電容而耦合至該至少兩電晶體之一第二電晶 體之該第一端子,而該至少兩電晶體之該第二電晶體之 抆制知子係透過一第二電容而耦合至該至少兩電晶體 之该第一電晶體之該第一端子;以及 一中心分接差動電感器,其係用於將該單端輸入信號 變換為一欲放大之差動信號,其中讓差動電感器之一中 ^分接頭係耦合至信號接地,將該單端輸入信號提供給 该差動電感器之一端分接頭,且在該差動電感器之端分 接頭處提供該欲放大之差動信號。 2·如請求項!之放大器’其中該至少兩電晶體係場效裝置 或雙極裝置’料第—端子分別係源極或射極,且該等 控制端子分別係閘極或基極。 3.如請求項2之放大器’其中至少—負载係輕合至該至少 兩電晶體之至少-沒極或該至少兩電晶體之至少一隼 極。 木 4·如請求項3之放大器,其中該差動輪出信號係該至少兩 電晶體之該等祕間㈣至少兩電晶體之該等集極 一電壓差。 126745.doc 200845571 5.如請求項4之放大器,其中該差動輪出信號係耦合至至 少一混波器。 I ^ 〇月求項3之放A 1,丨中該差動*出信號係該至少兩 電曰曰體之該等汲極間或該至少兩電晶體之該等集極間的 一電流差。 7·如明求項6之放大器,其中該差動輸出信號係耦合至至 少一混波器。 8·如凊求項丨之放大器,其中該放大器係包含於一無線電 接收器中。 9·如明求項8之放大器,其中該無線電接收器係包含於一 無線電通信系統中。 1〇·如請求項1之放大器,其中該至少兩電晶體與該中心分 接差動電感器係整合於一晶片上。 11· 一種在一電子電路中由一單端電子信號產生一差動電子 仏號之方法,其包含以下步驟: 在一差動組態中配置至少兩電晶體,其中該至少兩電 晶體具有個別用於接收欲放大信號之第一端子; 使该至少兩電晶體之一第一電晶體之一控制端子電容 摩禺合至該至少兩電晶體之一第二電晶體之該第一端子; 使該至少兩電晶體之一第二電晶體之一控制端子電容 麵合至該至少兩電晶體之該第一電晶體之該第一端子; 以及 將該單端輸入信號變換為一欲放大之差動信號,其中 °亥&換步驟包含使一差動電感器之一中心分接頭耦合至 126745.doc 200845571 ^山1接土也,將該單端輸入信m提供給該差動電感器之- 山妾碩&在该差動電感器之端分接頭處提供該欲放 大之差動信號。 12.如請求項之方法,苴 ,、T配置v驟包含在該差動組態 :己置至少兩場效裝置或至少兩雙極裝置,該等第一端 :分別係源極或射極,且該等控制端子分別仙極或基 13·如請求項12之方法, 5 〆匕3將至少一負载耦合至 忒至夕兩電晶體之至少一汲極或 征乂巧至少兩電晶體之至少 一木極之步驟0 14 ·如晴求項J 3之方法,苴 曰舻夕 m動輪出信號係該至少兩電 該等汲極間或該至少兩電晶體之該等集極間的一 15_1::!14之:法,其進一步包含將該差動輸出信號耦 口至至少一混波器之步驟。 16 ·如請求項J 3之方法,直 曰 -中"亥差動輪出信號係該至少兩電 日曰體之该等汲極間或該至少 電流差。 %日日骽之逡專集極間的一 17. 如請求項16之方法,其進一 t S將戎差動輸出信號耦 合至至少一混波器之步驟。 18. 如請求⑽之方法’其進一步 無線電接收器中之步驟。 “放“包含於一 19. 如請求項18之方法’其中 線電通信系統中。 ㈣线包合於-無 126745.doc 200845571 20.如請求項11之方法,其進一步包含將該至少兩電晶體與 該差動電感器整合於一晶片上之步驟。126745.doc
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/608,346 US7596364B2 (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Merged low-noise amplifier and balun |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200845571A true TW200845571A (en) | 2008-11-16 |
Family
ID=39004765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW096143942A TW200845571A (en) | 2006-12-08 | 2007-11-20 | Merged low-noise amplifier and balun |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7596364B2 (zh) |
EP (1) | EP2087549A1 (zh) |
TW (1) | TW200845571A (zh) |
WO (1) | WO2008068141A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109379050A (zh) * | 2014-02-28 | 2019-02-22 | 瑞典爱立信有限公司 | 低噪声放大器电路 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090075597A1 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-19 | Ofir Degani | Device, system, and method of low-noise amplifier |
US8040166B2 (en) * | 2008-06-16 | 2011-10-18 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Frequency multiplier |
US8306494B2 (en) * | 2008-08-14 | 2012-11-06 | Broadcom Corporation | Method and system for a single-ended input low noise amplifier with differential output |
US7973603B2 (en) * | 2009-06-26 | 2011-07-05 | Silicon Laboratories Inc. | Low-noise amplifier suitable for use in a television receiver |
TWI352500B (en) * | 2009-09-16 | 2011-11-11 | Ind Tech Res Inst | Balun amplifier |
US8547185B2 (en) | 2010-07-19 | 2013-10-01 | MindTree Limited | Center-tapped inductor balun |
TWI441462B (zh) * | 2010-10-13 | 2014-06-11 | Univ Nat Taiwan | 雙模射頻收發器及其射頻訊號接收方法 |
US8238867B1 (en) | 2011-02-28 | 2012-08-07 | Silicon Laboratories Inc | Low noise amplifier (LNA) suitable for use in different transmission environments and receiver using such an LNA |
US8611844B2 (en) | 2011-02-28 | 2013-12-17 | Silicon Laboratories Inc. | Low noise amplifier and method of input impedance control for terrestrial and cable modes |
TWI463812B (zh) * | 2012-04-16 | 2014-12-01 | Montage Technology Shanghai Co | 射頻信號接收裝置 |
KR102070477B1 (ko) * | 2012-06-28 | 2020-01-29 | 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 | 고저항률 기판 상의 쌍극성 트랜지스터 |
US9048284B2 (en) * | 2012-06-28 | 2015-06-02 | Skyworks Solutions, Inc. | Integrated RF front end system |
US9761700B2 (en) | 2012-06-28 | 2017-09-12 | Skyworks Solutions, Inc. | Bipolar transistor on high-resistivity substrate |
US8917805B2 (en) | 2012-11-20 | 2014-12-23 | International Business Machines Corporation | Bipolar transistor frequency doublers at millimeter-wave frequencies |
CN103762947B (zh) * | 2014-01-13 | 2016-05-18 | 东南大学 | 一种交叉耦合输入的低噪声跨导放大器 |
TWI533597B (zh) | 2014-01-28 | 2016-05-11 | 國立中山大學 | 雙回授之低雜訊放大器 |
JP6386312B2 (ja) | 2014-09-09 | 2018-09-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
KR102198548B1 (ko) * | 2019-10-23 | 2021-01-06 | 연세대학교 산학협력단 | 임펄스 검출을 위한 엔벨로프 검출기 및 그 방법 |
CN111130469B (zh) * | 2019-11-15 | 2023-03-10 | 西安电子科技大学 | 宽带cmos二阶有源巴伦放大器 |
CN114513176B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-03-22 | 电子科技大学 | 基于共源共栅结构的电容交叉耦合跨导增强低噪声放大器 |
US12095424B1 (en) * | 2022-01-06 | 2024-09-17 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Miniature ultra-low-power LNA employing current reuse and bias sharing |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1024592B (de) * | 1956-01-17 | 1958-02-20 | Sihn Kg Wilhelm Jun | Bifilar gewickelter Symmetrier-UEbertrager fuer das Frequenzband von 30 bis 240 MHz mit einem UEbersetzungsverhaeltnis von 1:4 |
KR100345446B1 (ko) * | 1999-12-22 | 2002-07-26 | 한국전자통신연구원 | 결합된 인덕터를 이용한 단일신호 및 차동신호 간의상호변환회로 |
US6366171B1 (en) | 2000-04-06 | 2002-04-02 | Texas Instruments Incorporated | Single-to-differential low noise amplifier |
US6978125B2 (en) | 2001-07-05 | 2005-12-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Methods and apparatus for tuning pre-selection filters in radio receivers |
US6922108B2 (en) | 2001-06-08 | 2005-07-26 | Lucent Technologies Inc. | Active balun circuit for single-ended to differential RF signal conversion with enhanced common-mode rejection |
US6559723B2 (en) | 2001-09-04 | 2003-05-06 | Motorola, Inc. | Single ended input, differential output amplifier |
US6801114B2 (en) | 2002-01-23 | 2004-10-05 | Broadcom Corp. | Integrated radio having on-chip transformer balun |
US6809581B2 (en) | 2002-04-23 | 2004-10-26 | Broadcom Corp. | Integrated circuit low noise amplifier and applications thereof |
US6759937B2 (en) | 2002-06-03 | 2004-07-06 | Broadcom, Corp. | On-chip differential multi-layer inductor |
US6707367B2 (en) | 2002-07-23 | 2004-03-16 | Broadcom, Corp. | On-chip multiple tap transformer and inductor |
US7039381B2 (en) | 2002-07-23 | 2006-05-02 | Broadcom Corporation | On-chip differential inductor and applications thereof |
JP2006521748A (ja) * | 2003-03-28 | 2006-09-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 増幅器における帰還キャパシタンスの中和 |
US7209727B2 (en) | 2003-06-12 | 2007-04-24 | Broadcom Corporation | Integrated circuit radio front-end architecture and applications thereof |
US7184735B2 (en) | 2003-08-21 | 2007-02-27 | Broadcom Corporation | Radio frequency integrated circuit having symmetrical differential layout |
US7161427B2 (en) * | 2003-12-22 | 2007-01-09 | Silicon Laboratories Inc. | Input structure for a power amplifier and associated methods |
US7129784B2 (en) | 2004-10-28 | 2006-10-31 | Broadcom Corporation | Multilevel power amplifier architecture using multi-tap transformer |
TWI249912B (en) | 2004-11-12 | 2006-02-21 | Richwave Technology Corp | Low-noise amplifier using cascade topology to realize single terminal input to differential-pair output |
WO2006085238A1 (en) | 2005-02-09 | 2006-08-17 | Nxp B.V. | Receiver comprising an amplifier |
EP1851855B1 (en) | 2005-02-09 | 2009-03-18 | Nxp B.V. | Receiver comprising an amplifier |
-
2006
- 2006-12-08 US US11/608,346 patent/US7596364B2/en active Active
-
2007
- 2007-11-20 TW TW096143942A patent/TW200845571A/zh unknown
- 2007-11-21 WO PCT/EP2007/062608 patent/WO2008068141A1/en active Application Filing
- 2007-11-21 EP EP07822767A patent/EP2087549A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109379050A (zh) * | 2014-02-28 | 2019-02-22 | 瑞典爱立信有限公司 | 低噪声放大器电路 |
CN109379050B (zh) * | 2014-02-28 | 2022-08-09 | 瑞典爱立信有限公司 | 低噪声放大器电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2087549A1 (en) | 2009-08-12 |
US7596364B2 (en) | 2009-09-29 |
US20080136528A1 (en) | 2008-06-12 |
WO2008068141A1 (en) | 2008-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW200845571A (en) | Merged low-noise amplifier and balun | |
Zhao et al. | A wideband, dual-path, millimeter-wave power amplifier with 20 dBm output power and PAE above 15% in 130 nm SiGe-BiCMOS | |
US6674337B2 (en) | Concurrent multi-band low noise amplifier architecture | |
US7170465B2 (en) | RF diversity antenna coupling structure | |
US8576005B2 (en) | Transceiver and integrated circuit | |
US9603187B2 (en) | Omni-band amplifiers | |
US8229367B2 (en) | Low noise amplifier with combined input matching, balun, and transmit/receive switch | |
US8847351B2 (en) | Integrated power amplifier with load inductor located under IC die | |
US20140015614A1 (en) | System and Method for a Low Noise Amplifier | |
CN101253586A (zh) | 用于多频带射频操作的电感器器件 | |
JP2016522602A (ja) | 絶縁を改良するための信号線の配線およびシールド | |
Hampel et al. | 9-GHz wideband CMOS RX and TX front-ends for universal radio applications | |
US7184735B2 (en) | Radio frequency integrated circuit having symmetrical differential layout | |
Li et al. | CMOS low noise amplifier design for microwave and mmWave applications | |
US20220321067A1 (en) | Low noise amplifier incorporating sutardja transformer | |
US20220376731A1 (en) | System and method for sharing circuitry between transmit and receive path | |
CN107040219B (zh) | 完全集成低噪声放大器 | |
Garuda et al. | A 3-5 GHz fully differential CMOS LNA with dual-gain mode for wireless UWB applications | |
Sturm et al. | Tunable Balun Low-Noise Amplifier in 65nm CMOS Technology | |
US10790805B2 (en) | Impedance converter to achieve negative capacitance and/or negative inductance for radio frequency front end matching | |
US11909368B2 (en) | Dual mode notch filter | |
US20240106407A1 (en) | Balun having asymmetric inductors and adjustable impedance transformation ratio | |
El-Gharniti et al. | Concurrent dual-band low noise amplifier for 802.11 a/g WLAN applications | |
Özkan | Electrical Balance Duplexer Based In-Band Full Duplex System for 5G (28 GHz) Communication Systems | |
KR20230119648A (ko) | 듀얼 모드 노치 필터 |