具有組合輸出的低噪聲放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了具有組合輸出的多個(gè)低噪聲放大器（LNA）。在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，一種裝置包括前端模塊和集成電路（IC）。前端模塊包括具有被組合的輸出的多個(gè)LNA。IC包括經(jīng)由單個(gè)互連耦合至該多個(gè)LNA的接收電路。在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，該多個(gè)LNA中的每一個(gè)LNA可經(jīng)由該LNA的相應(yīng)控制信號(hào)來(lái)啟用或禁用。前端模塊還可包括耦合至該多個(gè)LNA的接收濾波器以及耦合至這些接收濾波器的開(kāi)關(guān)共用器。前端模塊可進(jìn)一步包括至少一個(gè)功率放大器，并且IC可進(jìn)一步包括耦合至該至少一個(gè)功率放大器的發(fā)射電路。
【專利說(shuō)明】具有組合輸出的低噪聲放大器
【背景技術(shù)】
[0001]根據(jù)35U.S.C.§ 119的優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本專利申請(qǐng)要求于2011年8月16日提交的題為“Method and apparatus for RFfront end area and component reduction(用于RF前端面積和組件減少的方法和裝置)”的臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/524，250的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給本專利申請(qǐng)受讓人并由此通過(guò)援引明確納入于此。
[0003]1.領(lǐng)域
[0004]本公開(kāi)一般涉及電子器件，尤其涉及低噪聲放大器(LNA)。
[0005]I1.背景
[0006]無(wú)線通信系統(tǒng)中的無(wú)線設(shè)備(例如，蜂窩電話或智能電話)可發(fā)射和接收數(shù)據(jù)以進(jìn)行雙向通信。無(wú)線設(shè)備可包括用于數(shù)據(jù)傳送的發(fā)射機(jī)以及用于數(shù)據(jù)接收的接收機(jī)。對(duì)于數(shù)據(jù)傳送，發(fā)射機(jī)可用數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)制射頻(RF)載波信號(hào)以獲得經(jīng)調(diào)制RF信號(hào)，放大經(jīng)調(diào)制RF信號(hào)以獲得具有恰當(dāng)輸出功率電平的輸出RF信號(hào)，并經(jīng)由天線將該輸出RF信號(hào)發(fā)射到基站。對(duì)于數(shù)據(jù)接收，接收機(jī)可經(jīng)由天線獲得 收到RF信號(hào)并且可放大和處理該收到RF信號(hào)以恢復(fù)由基站發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0007]無(wú)線設(shè)備可包括多個(gè)接收機(jī)以支持不同頻帶、不同無(wú)線電技術(shù)、接收分集等等。實(shí)現(xiàn)這些接收機(jī)以達(dá)到良好性能同時(shí)減少電路系統(tǒng)和成本是合乎需要的。
[0008]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0009]圖1示出能夠與不同無(wú)線通信系統(tǒng)通信的無(wú)線設(shè)備。
[0010]圖2示出無(wú)線設(shè)備的框圖。
[0011]圖3示出無(wú)線設(shè)備的接收部分。
[0012]圖4示出包括具有組合輸出的LNA的接收部分。
[0013]圖5和6示出具有組合輸出的單端LNA的兩個(gè)示例性設(shè)計(jì)。
[0014]圖8示出具有組合輸出的差分LNA的示例性設(shè)計(jì)。
[0015]圖9示出包括具有組合輸出的LNA的收發(fā)機(jī)。
[0016]圖10不出用于放大輸入RF信號(hào)的過(guò)程。
[0017]詳細(xì)描述
[0018]以下闡述的詳細(xì)描述旨在作為本公開(kāi)的示例性設(shè)計(jì)的描述，而無(wú)意表示可在其中實(shí)踐本公開(kāi)的僅有設(shè)計(jì)。術(shù)語(yǔ)“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實(shí)例或解說(shuō)”。本文中描述為“示例性”的任何設(shè)計(jì)不必被解釋為優(yōu)于或勝過(guò)其他設(shè)計(jì)。本詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本公開(kāi)的示例性設(shè)計(jì)的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐本文描述的示例性設(shè)計(jì)。在一些實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖形式示出以免湮沒(méi)本文中給出的示例性設(shè)計(jì)的新穎性。
[0019]本文描述了包括具有組合輸出的多個(gè)LNA的無(wú)線設(shè)備。如下所述，組合這些LNA輸出可減少互連、輸入/輸出(I/o)端口、電路系統(tǒng)、電路面積、成本等等。
[0020]圖1示出能夠與不同無(wú)線通信系統(tǒng)120和122通信的無(wú)線設(shè)備110。無(wú)線系統(tǒng)120和122各自可以是碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)系統(tǒng)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)、或某一其他無(wú)線系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)寬帶CDMA (WCDMA)、cdma2000、或某一其他版本的CDMA。出于簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖1示出了無(wú)線系統(tǒng)120包括一個(gè)基站130和一個(gè)系統(tǒng)控制器140,而無(wú)線系統(tǒng)122包括一個(gè)基站132和一個(gè)系統(tǒng)控制器142。一般而言，每個(gè)無(wú)線系統(tǒng)可包括任何數(shù)目的基站以及任何網(wǎng)絡(luò)實(shí)體集合。
[0021]無(wú)線設(shè)備110也可被稱為用戶裝備(UE)、移動(dòng)站、終端、接入終端、訂戶單元、站等。無(wú)線設(shè)備110可以是蜂窩電話、智能電話、平板、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、手持式設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)、智能本、上網(wǎng)本、無(wú)繩電話、無(wú)線本地環(huán)路(WLL)站、藍(lán)牙設(shè)備等等。無(wú)線設(shè)備110可以能夠與無(wú)線系統(tǒng)120和/或122通信。無(wú)線設(shè)備110還可以能夠接收來(lái)自廣播站(例如，廣播站134)的信號(hào)。無(wú)線設(shè)備110還可以能夠接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)中的衛(wèi)星(例如，衛(wèi)星150)的信號(hào)。無(wú)線設(shè)備110可支持用于無(wú)線通信的一種或多種無(wú)線電技術(shù)，諸如LTE、cdma2000、WCDMA、GSM、802.11等等。
[0022]圖2示出圖1中的無(wú)線設(shè)備110的示例性設(shè)計(jì)的框圖。在該示例性設(shè)計(jì)中，無(wú)線設(shè)備Iio包括耦合至主天線210的收發(fā)機(jī)220、耦合至副天線212的接收機(jī)230、以及數(shù)據(jù)處理器/控制器280。收發(fā)機(jī)220包括多個(gè)(K個(gè))接收機(jī)250aa至250ak和多個(gè)(K個(gè))發(fā)射機(jī)270a至270k以支持多個(gè)頻帶、多種無(wú)線電技術(shù)、載波聚合等等。接收機(jī)230包括多個(gè)(M個(gè))接收機(jī)250ba至250bm以支持多個(gè)頻帶、多種無(wú)線電技術(shù)、接收分集、多輸入多輸出(MIMO)傳輸、載波聚合等等。
[0023]在圖2中示出的示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)接收機(jī)250包括輸入電路252、LNA260、以及接收電路262。對(duì)于數(shù)據(jù)接收，天線210接收來(lái)自基站和/或其他發(fā)射機(jī)站的信號(hào)并且提供收到RF信號(hào)，該收到RF信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)共用器(switchplexer) 240路由并被提供給所選接收機(jī)。以下描述假定接收機(jī)250aa是所選接收機(jī)。在接收機(jī)250aa內(nèi)，收到RF信號(hào)傳遞經(jīng)過(guò)輸入電路252aa并被提供給LNA260aa。輸入電路252aa可包括接收濾波器、阻抗匹配電路、雙工器等等。LNA260aa放大來(lái)自輸入電路252aa的收到RF信號(hào)并且提供經(jīng)放大RF信號(hào)。接收電路262aa對(duì)該經(jīng)放大RF信號(hào)進(jìn)行放大、濾波并將其從RF下變頻到基帶，并且將模擬輸入信號(hào)提供給數(shù)據(jù)處理器280。接收電路252aa可包括放大器、濾波器、混頻器、阻抗匹配電路、振蕩器、本地振蕩器(LO)生成器、鎖相環(huán)(PLL)等等。收發(fā)機(jī)220中的每個(gè)剩余接收機(jī)250以及接收機(jī)230中的每個(gè)接收機(jī)250可按與收發(fā)機(jī)220中的接收機(jī)250aa類似的方式操作。
[0024]在圖2中示出的示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)發(fā)射機(jī)270包括發(fā)射電路272、功率放大器(PA)274、以及輸出電路276。對(duì)于數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)處理器280處理(例如，編碼和調(diào)制)要發(fā)射的數(shù)據(jù)，并且將模擬輸出信號(hào)提供給所選發(fā)射機(jī)。以下描述假定發(fā)射機(jī)270a是所選發(fā)射機(jī)。在發(fā)射機(jī)270a內(nèi)，發(fā)射電路272a對(duì)該模擬輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波并將其從基帶上變頻到RF，并且提供經(jīng)調(diào)制RF信號(hào)。發(fā)射電路272a可包括放大器、濾波器、混頻器、阻抗匹配電路、振蕩器、LO生成器、PLL等等。PA274a接收并且放大經(jīng)調(diào)制RF信號(hào)，并且提供具有恰當(dāng)輸出功率電平的經(jīng)放大信號(hào)。經(jīng)放大信號(hào)傳遞經(jīng)過(guò)輸出電路276a，通過(guò)開(kāi)關(guān)共用器240被路由，并且經(jīng)由天線210被發(fā)射。輸出電路276a可包括發(fā)射濾波器、阻抗匹配電路、定向耦合器、雙工器等等。
[0025]圖2示出了接收機(jī)250和發(fā)射機(jī)270的示例性設(shè)計(jì)。接收機(jī)和發(fā)射機(jī)也可包括圖2中未示出的其他電路，諸如濾波器、阻抗匹配電路等等。收發(fā)機(jī)220和接收機(jī)230的全部或部分可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)模擬集成電路(1C)、RF IC (RFIC)、混頻信號(hào)IC等上。例如，LNA260、接收電路262、以及發(fā)射電路272可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)模塊上，該模塊可以是RFIC等等。開(kāi)關(guān)共用器240和242、輸入電路252、輸出電路276、以及PA274可實(shí)現(xiàn)在另一模塊上，該模塊可以是混合模塊等等。接收機(jī)250和發(fā)射機(jī)270中的這些電路也可按其他方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0026]數(shù)據(jù)處理器/控制器280可為無(wú)線設(shè)備110執(zhí)行各種功能。例如，數(shù)據(jù)處理器280可對(duì)經(jīng)由接收機(jī)250接收到的以及經(jīng)由發(fā)射機(jī)270發(fā)射的數(shù)據(jù)執(zhí)行處理。控制器280可控制開(kāi)關(guān)共用器240和/或242、輸入電路252、LNA260、接收電路262、發(fā)射電路272、PA274、輸出電路276或其組合的操作。存儲(chǔ)器282可存儲(chǔ)供數(shù)據(jù)處理器/控制器280使用的程序代碼和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理器/控制器280可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)和/或其他IC上。
[0027]將無(wú)線設(shè)備上的接收機(jī)的這些電路實(shí)現(xiàn)在多個(gè)模塊中可能是合乎需要的。模塊是可包括任何電路的單元，并且進(jìn)一步包括I/o端口，該模塊中的這些電路可經(jīng)由I/O端口來(lái)傳送和接收信號(hào)。例如，模塊可以是IC管芯/芯片(例如，RFIC)、IC封裝、混合模塊、電路卡等等。模塊可包括單個(gè)組件，諸如IC管芯/芯片。模塊也可包括諸組件的組裝件。例如，混合模塊可包括電路板、機(jī)殼或外殼、以及一個(gè)或多個(gè)I/O端口(例如，RF連接器)。電路板可包括氧化鋁基板或某一其他基板，并且可包括無(wú)源和/或有源器件，諸如電感器、電阻器、分立的晶體管、IC管芯等等。作為另一示例，模塊可包括安裝在無(wú)源基板上的一個(gè)或多個(gè)IC管芯，該無(wú)源基板可由有機(jī)或無(wú)機(jī)材料構(gòu)成。無(wú)源基板可包括互連跡線、印刷無(wú)源電路組件/元件(例如，電感器)、以及分立的電路組件(例如，電容器、電感器、電阻器等等)?；旌夏K可包括一種或多種技術(shù)的電路，諸如附連于包含互連跡線的電路板的分立的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)和/或IC管芯。前端模塊是包括靠近發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)的天線定位的電路(例如，開(kāi)關(guān)共用器、濾波器、雙工器、放大器、阻抗匹配電路等等)的模塊。模塊可包括不同電路組件，但可作為單個(gè)組件來(lái)對(duì)待。模塊可實(shí)現(xiàn)在封閉或開(kāi)放的封裝上。模塊的某些示例包括前端模塊、功率放大器模塊(PAM)、以及系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)模塊。前端模塊可以是混合模塊、IC管芯、IC封裝等等。不同模塊可按不同方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)于不同電路可能更合適且經(jīng)濟(jì)。例如，混合模塊對(duì)于濾波器、阻抗匹配電路、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)開(kāi)關(guān)等可能更合適。IC管芯對(duì)于半導(dǎo)體電路(諸如，放大器、半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)等)可能更合適。
[0028]模塊可與各種特性相關(guān)聯(lián)。例如，模塊可與它自己的電源和電路接地連接相關(guān)聯(lián)。在電路設(shè)計(jì)和制造期間，模塊還可作為單個(gè)單元來(lái)對(duì)待。
[0029]圖3示出無(wú)線設(shè)備的接收部分300的示例性設(shè)計(jì)。在圖3所示的示例性設(shè)計(jì)中，接收部分300包括(i)耦合至天線310的前端模塊320以及(ii)耦合至前端模塊320的RFIC330。接收部分300還包括實(shí)現(xiàn)在前端模塊320和RFIC330上的多個(gè)(N個(gè))接收機(jī)350a至350η。如圖3中所示，接收機(jī)350a至350η可覆蓋N個(gè)不同頻帶。接收機(jī)350還可覆蓋不同無(wú)線電技術(shù)、不同功能(例如，載波聚合)等等。
[0030]在圖3所示的示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)接收機(jī)350包括接收濾波器352、阻抗匹配電路354、LNA360以及接收電路362。接收濾波器352和阻抗匹配電路354駐留在前端模塊320中，而LNA360和接收電路362駐留在RFIC330中。接收濾波器352和阻抗匹配電路354可以是圖2中的輸入電路252的一部分。接收濾波器352對(duì)收到RF信號(hào)進(jìn)行濾波以傳遞感興趣的接收頻帶中的信號(hào)分量，并且衰減發(fā)射頻帶中的信號(hào)分量。阻抗匹配電路354執(zhí)行接收濾波器352的輸出阻抗與LNA360的輸入阻抗之間的阻抗匹配。LNA360放大收到RF信號(hào)并提供經(jīng)放大RF信號(hào)。接收電路362對(duì)該經(jīng)放大RF信號(hào)進(jìn)行放大、濾波并將其從RF下變頻到基帶，并且將模擬輸入信號(hào)提供給數(shù)據(jù)處理器(圖3中未示出)。
[0031]如圖3中所示，多個(gè)接收濾波器352、多個(gè)阻抗匹配電路354、多個(gè)LNA360、以及多個(gè)接收電路362可用于支持多個(gè)頻帶。接收濾波器352和阻抗匹配電路354可實(shí)現(xiàn)在前端模塊320上，該前端模塊320可以是混合模塊。LNA360和接收電路362可實(shí)現(xiàn)在RFIC330上。用于一頻帶的每個(gè)接收機(jī)350則可包括前端模塊320上的接收濾波器352和阻抗匹配電路354以及RFIC330上的LNA360和接收電路362。
[0032]RFIC330中的N個(gè)LNA360a至360η可經(jīng)由N個(gè)互連370a至370η(每個(gè)LNA360對(duì)應(yīng)于一個(gè)互連370)連接到前端模塊320中的N個(gè)阻抗匹配電路354a至354η。每個(gè)互連370在前端模塊320上的一個(gè)I/O端口 372與RFIC330中的一個(gè)I/O端口 374之間。前端模塊320上的N個(gè)端口 372a至372η以及RFIC330上的N個(gè)I/O端口 374a至374η可用于前端模塊320與RFIC330之間的N個(gè)互連370a至370η。如果無(wú)線設(shè)備支持多個(gè)頻帶和/或多種無(wú)線電技術(shù)，則在前端模塊320與RFIC330之間可存在許多互連370。前端模塊320上也可存在許多I/O端口 372且RFIC330上也可存在許多I/O端口 374以支持這兩個(gè)模塊之間的許多互連。
[0033]在一個(gè)方面，可使用具有組合輸出的LNA以便減少無(wú)線設(shè)備中實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的各模塊之間的互連數(shù)量。LNA可實(shí)現(xiàn)在前端模塊上，并且可直接耦合至接收濾波器。接收電路可實(shí)現(xiàn)在RFIC上。諸LNA的輸出可被組合。前端模塊與RFIC之間的單個(gè)互連則可用于其輸出被組合的所有LNA。組合這些LNA輸出可大大減少這些模塊之間的互連數(shù)量以及每個(gè)模塊上的I/O端口數(shù)量。組合這些LNA輸出還可減少電路系統(tǒng)、電路面積、和成本，并且還可提供其他益處，諸如改進(jìn)的性能。
[0034]圖4示出無(wú)線設(shè)備(例如，圖1中的無(wú)線設(shè)備110)的接收部分400的示例性設(shè)計(jì)。在圖4所示的示例性設(shè)計(jì)中，接收部分400包括(i)耦合至天線410的前端模塊420以及(ii )耦合至前端模塊420的RFIC430。接收部分400還包括實(shí)現(xiàn)在前端模塊420和RFIC430上的多個(gè)(N個(gè))接收機(jī)450a至450η。如圖4中所示，接收機(jī)450a至450η可覆蓋N個(gè)不同頻帶。接收機(jī)450a至450η也可覆蓋不同無(wú)線電技術(shù)、不同功能等等。接收機(jī)450a至450η可用于圖2中主天線210的接收機(jī)250aa至250ak，其中N=K。接收機(jī)450a至450η也可用于圖2中副天線212的接收機(jī)250ba至250bm，其中N=M。
[0035]在圖4所示的示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)接收機(jī)450包括接收濾波器452和LNA460。N個(gè)接收機(jī)450a至450η共享接收電路462。接收濾波器452和LNA360駐留在前端模塊420上，而接收電路462駐留在RFIC430上。對(duì)于每個(gè)接收機(jī)450，接收濾波器452可以是圖2中輸入電路252的一部分，并且可以是表面聲波(SAW)濾波器或某一其他類型的濾波器。接收濾波器452可以是(i)用于時(shí)分雙工(TDD)的分開(kāi)的接收濾波器或(ii)用于頻分雙工(FDD)的雙工器的一部分。接收濾波器452對(duì)收到RF信號(hào)進(jìn)行濾波以傳遞接收頻帶中的信號(hào)分量，并且衰減發(fā)射頻帶中的信號(hào)分量。在第一示例性設(shè)計(jì)中，接收濾波器452具有被設(shè)計(jì)成與LNA460的輸入阻抗相匹配的輸出阻抗。在第二示例性設(shè)計(jì)中，接收濾波器452具有目標(biāo)輸出阻抗，并且由于LNA460靠近接收濾波器452放置，因此接收濾波器452與LNA460之間的阻抗匹配可能不是必需的。如圖4中所示，對(duì)于第一和第二示例性設(shè)計(jì)兩者，接收濾波器452與LNA460之間的阻抗匹配電路可被省略。在第三示例性設(shè)計(jì)中，阻抗匹配電路位于接收濾波器452和LNA460之間，并且執(zhí)行接收濾波器452的輸出阻抗與LNA460的輸入阻抗之間的阻抗匹配。LNA460放大收到RF信號(hào)并提供經(jīng)放大RF信號(hào)。接收電路462對(duì)該經(jīng)放大RF信號(hào)進(jìn)行放大、濾波并將其從RF下變頻到基帶，并且將模擬輸入信號(hào)提供給數(shù)據(jù)處理器(例如，圖2中的數(shù)據(jù)處理器280)。
[0036]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，接收電路462包括可由所有N個(gè)接收機(jī)450a至450η共享的共用電路。在該示例性設(shè)計(jì)中，這些共用電路可對(duì)所有頻帶具有相同偏置或?qū)邮諜C(jī)450a至450η所支持的不同頻帶具有不同偏置。在另一示例性設(shè)計(jì)中，接收電路462包括感興趣的每個(gè)接收機(jī)450或每個(gè)接收機(jī)450子集的分開(kāi)的電路。在該示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)接收機(jī)450或每個(gè)接收機(jī)450子集的分開(kāi)的電路可被設(shè)計(jì)成為該接收機(jī)或該接收機(jī)子集所支持的一個(gè)或多個(gè)頻帶提供良好性能。
[0037]如圖4中所示，多個(gè)接收濾波器452和多個(gè)LNA460可用于支持多個(gè)頻帶。接收濾波器452和LNA460可實(shí)現(xiàn)在前端模塊420上，前端模塊420可以是混合模塊。接收電路462可實(shí)現(xiàn)在RFIC430上。用于一頻帶的每個(gè)接收機(jī)450則可包括前端模塊420上的接收濾波器452和LNA460以及RFIC330上的接收電路462。RFIC430中的N個(gè)LNA360a至360η可經(jīng)由單個(gè)互連470被連接到前端模塊420中的接收電路462?；ミB470在前端模塊420上的I/O端口 472與RFIC430上的I/O端口 474之間。
[0038]如圖3和4中所示，通過(guò)組合諸LNA的輸出，各模塊之間的互連數(shù)量以及每個(gè)模塊上的I/O端口數(shù)量可大大減少。此外，由于這些LNA輸出被組合，因此電路系統(tǒng)可被減少。具體而言，如圖4中所示，通過(guò)將LNA定位在前端模塊而非RFIC上，接收濾波器與LNA之間的阻抗匹配電路可被省略。同樣如圖4中所示，通過(guò)對(duì)多個(gè)LNA共享接收電路，也可減少電路系統(tǒng)。
[0039]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，N個(gè)LNA460a至460η可分別經(jīng)由N個(gè)使能控制信號(hào)Enbl至EnbN被個(gè)別地啟用或禁用。用于所選頻帶的一個(gè)LNA460可在任何給定時(shí)刻被啟用，而剩余LNA460可被禁用。在另一示例性設(shè)計(jì)中，多個(gè)LNA可同時(shí)被啟用以放大收到RF信號(hào)并且提供經(jīng)放大RF信號(hào)。
[0040]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，N個(gè)LNA460a至460η可經(jīng)由N個(gè)開(kāi)關(guān)(圖4中未示出)耦合至共用求和節(jié)點(diǎn)。每個(gè)LNA460可使其輸出耦合至開(kāi)關(guān)的一端，而該開(kāi)關(guān)的另一端可耦合至共用求和節(jié)點(diǎn)。每個(gè)LNA460的開(kāi)關(guān)可經(jīng)由該LNA的相應(yīng)使能控制信號(hào)來(lái)斷開(kāi)或閉合。在另一示例性設(shè)計(jì)中，當(dāng)每個(gè)LNA460被啟用時(shí)，該LNA可被連接到共用求和節(jié)點(diǎn)，或當(dāng)該LNA被禁用時(shí)，該LNA可從共用求和節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)。也可按其他方式將多個(gè)LNA耦合到共用求和節(jié)點(diǎn)。
[0041]具有組合輸出的LNA可按各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下描述具有組合輸出的LNA的若干示例性設(shè)計(jì)。
[0042]圖5示出具有組合輸出的多個(gè)(N個(gè))單端LNA560a至560η的示例性設(shè)計(jì)的示意圖。LNA560a至560η可分別用于圖4中的LNA460a至460η。
[0043]在LNA560a內(nèi)，交流(AC)耦合電容器574a的一端接收LNA560a的輸入RF信號(hào)(Vinl)，并且另一端耦合至N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管570a的柵極。電阻器576a的一端接收LNA560a的第一偏置電壓(Vbiasla)，并且另一端耦合至NMOS晶體管570a的柵極。NMOS晶體管570a的漏極耦合至NMOS晶體管580a的源極，并且NMOS晶體管570a的源極耦合至電感器572a的一端。電感器572a的另一端耦合至電路接地。NMOS晶體管580a的柵極接收LNA560a的第二偏置電壓(Vbiaslb)，并且其漏極耦合至求和節(jié)點(diǎn)A。當(dāng)LNA560a被啟用時(shí)，NMOS晶體管580a提供經(jīng)放大RF信號(hào)(Vamp)。
[0044]剩余LNA560b至560η中的每一個(gè)可按與LNA560a類似的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)LNA560x (其中，索引X e{a，...，n})包括NMOS晶體管570x和580x、電感器572x、AC耦合電容器574x、以及電阻器576x。對(duì)于每個(gè)LNA560x，NMOS晶體管570x經(jīng)由電容器574x接收該LNA的輸入RF信號(hào)，并且還經(jīng)由電阻器576x接收該LNA的第一偏置電壓。對(duì)于每個(gè)LNA560X，匪OS晶體管580x接收該LNA的第二偏置電壓。電感器590耦合在電源電壓(Vdd)與節(jié)點(diǎn)A之間。電感器590是由N個(gè)LNA560a至560η共享的負(fù)載。
[0045]在每個(gè)LNA560X內(nèi)，NMOS晶體管570χ和電感器572χ形成輸入RF信號(hào)的輸入增益級(jí)。NMOS晶體管570χ為輸入RF信號(hào)提供信號(hào)放大。電感器572χ為NMOS晶體管570χ提供源極退化以改進(jìn)LNA560X的線性度。電感器572χ可進(jìn)一步提供向匪OS晶體管570χ的柵極看進(jìn)去的輸入阻抗匹配。NMOS晶體管580χ是共源共柵晶體管，該共源共柵晶體管為NMOS晶體管570χ提供負(fù)載隔離，并且還為來(lái)自LNA560X的經(jīng)放大RF信號(hào)提供信號(hào)驅(qū)動(dòng)。LNA560X可基于NMOS晶體管570χ的第一偏置電壓和/或NMOS晶體管580χ的第二偏置電壓被啟用或禁用。每個(gè)LNA560X的偏置電壓可基于該LNA的使能控制信號(hào)來(lái)生成。
[0046]N個(gè)不同的輸入RF信號(hào)VinI至VinN被分別提供給N個(gè)LNA560a至560n。LNA560a至560η的輸入RF信號(hào)可由N個(gè)接收濾波器(例如，圖4中的接收濾波器452a至452η)來(lái)提供。N個(gè)第一偏置電壓Vbiasla至VbiasNa和N個(gè)第二偏置電壓Vbiaslb至VbiasNb也被提供給N個(gè)LNA560a至56 0η。
[0047]圖6示出具有組合輸出的多個(gè)(N個(gè))單端LNA660a至660η的示例性設(shè)計(jì)的示意圖。LNA660a至660η也可分別用于圖4中的LNA460a至460η。
[0048]每個(gè)LNA660x (其中，索引x e {a,…，η})包括NMOS晶體管670χ、源極退化電感器672χ、AC耦合電容器674χ、以及電阻器676χ，它們按與圖5中LNA560a中的NMOS晶體管570a、電感器572a、電容器574a、以及電阻器576x相同的方式被耦合。N個(gè)LNA660a至660η的NMOS晶體管670a至670η的漏極耦合至求和節(jié)點(diǎn)B。NMOS晶體管680的源極耦合至求和節(jié)點(diǎn)B，其柵極接收偏置電壓(VbiasO)，并且其漏極提供經(jīng)放大RF信號(hào)(Vamp)。電感器690的一端耦合至NMOS晶體管680的漏極，并且另一端耦合至Vdd電壓。
[0049]對(duì)于每個(gè)LNA660x，NMOS晶體管670x經(jīng)由電容器674x接收該LNA的輸入RF信號(hào)(Vin),并且還經(jīng)由電阻器676x接收該LNA的偏置電壓(Vbias)。N個(gè)不同的輸入RF信號(hào)Vinl至VinN被分別提供給N個(gè)LNA660a至660η。N個(gè)偏置電壓Vbiasl至VbiasN也被分別提供給N個(gè)LNA660a至660η。
[0050]在每個(gè)LNA660x內(nèi)，NMOS晶體管670χ和電感器672χ形成輸入增益級(jí)。每個(gè)LNA660X可基于該LNA的偏置電壓被啟用或禁用，該偏置電壓可基于該LNA的使能控制信號(hào)來(lái)生成。NMOS晶體管680是所有N個(gè)LNA660a至660η的共用共源共柵晶體管。電感器690是所有N個(gè)LNA660a至660η的共用負(fù)載電感器。
[0051]圖7示出具有組合輸出的多個(gè)(N個(gè))單端LNA760a至760η的示例性設(shè)計(jì)的示意圖。LNA760a至760η也可分別用于圖4中的LNA460a至460n。LNA760a至760η實(shí)現(xiàn)在前端模塊730上，并且經(jīng)由單個(gè)互連722耦合至RFIC730上的接收電路762。 [0052]每個(gè)LNA760X (其中，索引x e {a,…，η})包括NMOS晶體管770χ和源極退化電感器772χ，它們按與圖5中LNA560a中的NMOS晶體管570a和電感器572a相同的方式被耦合。每個(gè)LNA760X還包括輸入阻抗匹配電路764x，該輸入阻抗匹配電路764x包括(i)耦合在LNA760X的輸入與電路接地之間的分流電路組件766x以及(ii)耦合在LNA760x的輸入與NMOS晶體管770x的柵極之間的串聯(lián)電路組件768x。電路組件764x和766x各自可以是電感器或電容器。LNA760a至760η的NMOS晶體管770a至770η的漏極分別耦合至求和節(jié)點(diǎn)D。傳輸線776耦合在求和節(jié)點(diǎn)D與前端模塊720上的I/O端口 778之間。
[0053]對(duì)于每個(gè)LNA760x，NM0S晶體管770x接收該LNA的輸入RF信號(hào)(Vin)。N個(gè)不同的輸入RF信號(hào)Vinl至VinN被分別提供給N個(gè)LNA760a至760η。每個(gè)LNA760x可基于該LNA的偏置電壓(圖7中未示出)來(lái)啟用或禁用。前端模塊720上的N個(gè)LNA760a至760η具有到RFIC730上的接收電路762的電流模式接口。
[0054]接收電路762包括共柵級(jí)780、可旁路(bypassable)放大器790、AC耦合電容器748、以及混頻器750。放大器790包括NMOS晶體管792和794、源極退化電感器796、以及負(fù)載電感器798，它們按與圖5中的NMOS晶體管570a和580a以及電感器572a和590類似的方式被耦合。負(fù)載電感器798可用由一個(gè)或多個(gè)MOS晶體管組成的有源負(fù)載來(lái)替換。共柵級(jí)780包括NMOS晶體管782和784以及AC耦合電容器786。NMOS晶體管782的源極耦合至電路接地，其柵極接收第一偏置電壓(Vbiasl)，并且其漏極耦合至NMOS晶體管792的柵極。NMOS晶體管784的源極耦合至接收電路762的輸入，其柵極接收第二偏置電壓(Vbias2)，并且其漏極耦合至NMOS晶體管792的漏極。電容器786耦合在接收電路762的輸入與NMOS晶體管792的柵極之間。一般而言，共柵級(jí)包括晶體管(例如，NMOS晶體管784)，該晶體管的柵極耦合至AC接地，其源極接收輸入信號(hào)，并且其漏極提供輸出信號(hào)。
[0055]RFIC730上的共柵級(jí)780將偏置電流供應(yīng)到前端模塊720上的LNA760a至760η?？赏ㄟ^(guò)經(jīng)由NMOS晶體管782關(guān)斷NMOS晶體管792來(lái)將放大器790旁路掉。具體而言，NMOS晶體管792可通過(guò)將其柵極拉至低電壓(例如，拉至O伏)來(lái)關(guān)斷，這可通過(guò)在NMOS晶體管782的柵極處施加高偏置電壓來(lái)達(dá)成。NMOS晶體管784可被導(dǎo)通，并且可作為開(kāi)關(guān)來(lái)操作。結(jié)果，NMOS晶體管794的偏置電流可被路由到所選擇/啟用的LNA760中的NMOS晶體管770。來(lái)自所選LNA760中的NMOS晶體管770的輸出信號(hào)可經(jīng)由NMOS晶體管784路由到NMOS晶體管794。共源共柵放大器可由NMOS晶體管770和794 (而非NMOS晶體管792和794)來(lái)形成。與傳輸線776的阻抗匹配可經(jīng)由共柵級(jí)780的輸入阻抗和NMOS晶體管784(其作為開(kāi)關(guān)來(lái)操作)的導(dǎo)通(ON)電阻來(lái)達(dá)成。
[0056]圖7中的示例性設(shè)計(jì)可提供各種優(yōu)點(diǎn)。第一，因?yàn)樨?fù)載電感器可被省略，所以可在更小電路區(qū)域中實(shí)現(xiàn)LNA760。第二，混頻器750可經(jīng)由共柵級(jí)780與前端模塊720隔離。第三，LNA760a至760η用共源極電路設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)并且具有良好的噪聲系數(shù)。第四，圖7中的電路設(shè)計(jì)可允許更容易地在RFIC730上實(shí)現(xiàn)可旁路放大器790。
[0057]圖8示出具有組合輸出的多個(gè)(N個(gè))差分LNA860a至860η的示例性設(shè)計(jì)的示意圖。LNA860a至860η也可分別用于圖4中的LNA460a至460η。
[0058]LNA860a包括NMOS晶體管870a和880a、電感器872a、電容器874a以及電阻器876a，它們按與圖5中的NMOS晶體管570a和580a、電感器572a、電容器574a以及電阻器576a相同的方式被耦合。LNA860a還包括NMOS晶體管870b和880b、電感器872b、電容器874b以及電阻器876b，它們同樣按與圖5中的NMOS晶體管570a和580a、電感器572a、電容器574a以及電阻器576a相同的方式被耦合。LNA860a接收由Vinlp信號(hào)和Vinln信號(hào)構(gòu)成的差分輸入RF信號(hào)。Vinlp信號(hào)被提供給電容器874a，而Vinln信號(hào)被提供給電容器874b。NMOS晶體管880a的漏極耦合至第一求和節(jié)點(diǎn)E，而NMOS晶體管880b的漏極耦合至第二求和節(jié)點(diǎn)F。電感器890a耦合在節(jié)點(diǎn)E與Vdd電壓之間。電感器890b耦合在節(jié)點(diǎn)F與Vdd電壓之間。
[0059]剩余LNA860b至860η中的每一個(gè)可按與LNA860a類似的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。N個(gè)差分輸入RF信號(hào)被提供給N個(gè)LNA860a至860η。每個(gè)差分輸入RF信號(hào)包括(i)被提供給關(guān)聯(lián)LNA860中的第一 NMOS晶體管的非反相輸入RF信號(hào)(例如，Vinlp),以及(ii)被提供給該關(guān)聯(lián)LNA860中的第二 NMOS晶體管的反相輸入RF信號(hào)(例如，Vinln)。由Vampp信號(hào)和Vampn信號(hào)構(gòu)成的差分經(jīng)放大RF信號(hào)經(jīng)由節(jié)點(diǎn)E和F來(lái)提供。
[0060]圖8中的差分LNA860a至860η基于圖5中的單端LNA560a至560η。這些差分LNA也可基于圖6中的單端LNA660a至660η來(lái)實(shí)現(xiàn).[0061 ] 圖5至8示出了具有組合輸出的LNA的三個(gè)示例性設(shè)計(jì)。具有組合輸出的LNA也可按其他方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，增益晶體管可用并聯(lián)耦合的多個(gè)NMOS晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。負(fù)載電感器可用有源負(fù)載來(lái)替換，該有源負(fù)載可用P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管或某一其他類型的晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0062]圖5中的LNA560a至560η、圖6中的LNA660a至660η以及圖8中的LNA860a至860η可被設(shè)計(jì)成為其關(guān)聯(lián)頻帶提供良好性能。例如，NMOS晶體管的大小、NMOS晶體管的偏置電壓和/或偏置電流、源極退化電感器的值、和/或每個(gè)LNA的其他特性可被設(shè)計(jì)成在該LNA所支持的頻帶處提供良好性能。不同LNA可具有不同晶體管大小、不同偏置(例如，不同偏置電壓和/或不同偏置電流)、不同源極電感等等。
[0063]盡管未在圖5至8中示出，但是電容器可與負(fù)載電感器(例如，圖5中的電感器590、圖6中的電感器690、或圖8中的電感器890a和890b中的每一個(gè))并聯(lián)耦合。負(fù)載電感器和電容器將形成具有諧振頻率的諧振器電路。電容器可以是可調(diào)節(jié)/可變的，并且諧振頻率可通過(guò)改變電容器的電容來(lái)調(diào)節(jié)。諧振頻率可被設(shè)置成感興趣的頻帶?？烧{(diào)節(jié)電容器可實(shí)現(xiàn)跨共享該負(fù)載電感器的N個(gè)LNA所支持的不同頻帶進(jìn)行的負(fù)載調(diào)諧。
[0064]無(wú)線設(shè)備可能因頻帶和操作模式的激增而需要復(fù)雜的RF前端。常規(guī)情況下，PA、雙工器、濾波器以及開(kāi)關(guān)是用分立的組件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。LNA通常位于收發(fā)機(jī)(例如，RFIC)中，而PA通常是獨(dú)立的。LNA和PA通常與其關(guān)聯(lián)濾波器和雙工器分開(kāi)。因此，在這些濾波器和/或雙工器與其關(guān)聯(lián)LNA和PA之間通常需要許多RF路由跡線和阻抗匹配組件。大的板面積通常被分立PA、分立濾波器和/或雙工器、以及這些濾波器和/或雙工器與其關(guān)聯(lián)LNA和PA之間的互連所消耗。
[0065]在另一方面，更緊湊的無(wú)線設(shè)備可通過(guò)將各LNA、PA、雙工器、濾波器和開(kāi)關(guān)組合在一個(gè)或多個(gè)模塊中來(lái)達(dá)成。LNA和PA可被單片集成在同一 IC管芯上,或可實(shí)現(xiàn)在同一封裝中的不同IC管芯上。開(kāi)關(guān)可與LNA和/或PA單片集成，或可實(shí)現(xiàn)在同一封裝中的不同IC管芯上。組合各LNA、PA、雙工器、濾波器和開(kāi)關(guān)可減少互連，避免阻抗匹配組件，減少板面積，并且還可能提供其他益處。
[0066]圖9示出用于無(wú)線設(shè)備的收發(fā)機(jī)900的示例性設(shè)計(jì)。在圖9中示出的示例性設(shè)計(jì)中，收發(fā)機(jī)900包括(i )耦合至天線910的前端模塊920以及(ii )耦合至前端模塊920的RFIC930。收發(fā)機(jī)900還包括(i)用于低頻帶的L個(gè)接收機(jī)和L個(gè)發(fā)射機(jī)以及(ii)用于高頻帶的H個(gè)接收機(jī)和H個(gè)發(fā)射機(jī)，所有這些都實(shí)現(xiàn)在前端模塊920和RFIC930上，其中L和H各自可以是任何整數(shù)值。用于低頻帶的L個(gè)接收機(jī)可覆蓋低頻帶的不同頻帶和/或不同無(wú)線電技術(shù)。用于高頻帶的H個(gè)接收機(jī)可覆蓋高頻帶的不同頻帶和/或不同無(wú)線電技術(shù)。
[0067]在圖9中示出的示例性設(shè)計(jì)中，用于低頻帶的每個(gè)接收機(jī)包括雙工器952、LNA960、以及接收電路962。在用于低頻帶I的接收機(jī)中，雙工器952aa的輸出端口耦合至開(kāi)關(guān)共用器940內(nèi)的開(kāi)關(guān)942aa的一端，并且其接收端口耦合至LNA960aa的輸入。用于低頻帶的每個(gè)剩余接收機(jī)按與用于低頻帶I的該接收機(jī)類似的方式來(lái)連接。用于低頻帶的L個(gè)LNA960aa至960al的輸出被連接在一起，并且經(jīng)由互連968a耦合至RFIC930上的接收電路962a。用于高頻帶的每個(gè)接收機(jī)按與用于低頻帶的每個(gè)接收機(jī)相似的方式來(lái)連接。用于高頻帶的H個(gè)LNA960ba至960bh的輸出被連接在一起，并且經(jīng)由互連968b耦合至RFIC930上的接收電路962b。
[0068]在圖9中示出的示例性設(shè)計(jì)中，用于低頻帶的每個(gè)發(fā)射機(jī)包括發(fā)射電路972、PA974、以及雙工器952。在用于低頻帶I的發(fā)射機(jī)中，PA974a的輸入經(jīng)由互連978a連接到RFIC930上的發(fā)射電路962a。PA974aa的輸出經(jīng)由開(kāi)關(guān)976aa連接到雙工器952aa的發(fā)射端口。用于低頻帶的每個(gè)剩余發(fā)射機(jī)按與用于低頻帶I的該發(fā)射機(jī)類似的方式來(lái)連接。用于高頻帶的每個(gè)發(fā)射機(jī)也按與用于低頻帶的每個(gè)發(fā)射機(jī)相似的方式來(lái)連接。用于高頻帶的PA974b的輸入經(jīng)由互連978b耦合至RFIC930上的發(fā)射電路972b。
[0069]如圖9中所示，前端模塊920與RFIC930之間的RF連接數(shù)量以及前端模塊920和RFIC930中的每一者上的I/O端口數(shù)量可通過(guò)組合這些LNA的輸出來(lái)顯著地減少。當(dāng)存在用于許多頻帶和/或許多無(wú)線電技術(shù)的許多LNA時(shí)，組合這些LNA輸出尤其有利。此外，可通過(guò)靠近雙工器放置LNA來(lái)省略雙工器952與LNA960之間的阻抗匹配電路。
[0070]圖9示出了用于FDD的收發(fā)機(jī)900的示例性設(shè)計(jì)。在這種情形中，雙工器952由接收機(jī)和發(fā)射機(jī)共享。雙工器包括被集成在一個(gè)封裝上的發(fā)射濾波器和接收濾波器。對(duì)于TDD7PA可直接耦合至開(kāi)關(guān)共用器而不經(jīng)過(guò)雙工器，并且LNA可耦合至接收濾波器而非雙工器。
[0071]圖9中的示例性設(shè)計(jì)示出了本公開(kāi)的各個(gè)特征。第一，一個(gè)模塊上的多個(gè)LNA的輸出可被組合并且經(jīng)由單個(gè)互連耦合至另一模塊上的接收電路。替換地，多個(gè)LNA的輸入也可被組合，并且這些LNA的輸出可經(jīng)由開(kāi)關(guān)耦合至單個(gè)互連。第二，前端模塊可包括具有組合輸出的LNA以及一個(gè)或多個(gè)PA、一個(gè)或多個(gè)接收濾波器、一個(gè)或多個(gè)發(fā)射濾波器、一個(gè)或多個(gè)雙工器、或其組合。如圖9中所示，PA可支持多個(gè)頻帶和/或多個(gè)操作模式，并且可耦合至開(kāi)關(guān)以選擇特定頻帶和/或特定模式。PA可使其輸入耦合至多個(gè)頻帶和/或多個(gè)模式的共用發(fā)射電路，并且可使其輸出耦合至不同頻帶和/或不同模式的多個(gè)發(fā)射路徑(例如，雙工器)。
[0072]圖4和9示出了具有多組LNA和接收濾波器/雙工器的前端模塊的兩個(gè)示例性設(shè)計(jì)，其中這些LNA輸出在共用負(fù)載處被組合。這允許多組LNA和接收濾波器/雙工器被連接到單個(gè)互連。如圖4和9中所示，這些LNA可直接耦合至這些接收濾波器/雙工器而不經(jīng)過(guò)阻抗匹配電路。具有組合輸出的LNA可用于耦合至主天線的主接收機(jī)以及耦合至副天線的副接收機(jī)(例如，分集接收機(jī))。
[0073]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，一種裝置(例如，無(wú)線設(shè)備、1C、電路模塊等)可包括前端模塊和1C。前端模塊(例如，圖4中的前端模塊420)可包括具有被組合的輸出的多個(gè)LNA(例如，圖4中的LNA460a至460n)。IC (例如，圖4中的RFIC430)可包括經(jīng)由單個(gè)互連(例如，圖4中的互連470)耦合至該多個(gè)LNA的接收電路(例如，接收電路462)。在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，前端模塊可包括混合模塊，該混合模塊包括不同技術(shù)的電路組件。在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，IC可包括RFIC。前端模塊和IC還可包括其他類型的模塊。例如，如圖5中所示，對(duì)于單端設(shè)計(jì)，單個(gè)互連可與前端模塊上的單個(gè)I/O端口、IC上的單個(gè)I/O端口、以及這些I/O端口之間的單個(gè)RF路由跡線相關(guān)聯(lián)。替換地，對(duì)于差分LNA設(shè)計(jì)，單個(gè)互連可與前端模塊上的兩個(gè)I/O端口、IC上的兩個(gè)I/O端口、以及前端模塊上的兩個(gè)I/O端口與IC上的兩個(gè)I/O端口之間的兩個(gè)RF路由跡線相關(guān)聯(lián)。
[0074]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，例如，如圖4中所示，該多個(gè)LNA中的每一個(gè)LNA都可經(jīng)由該LNA的相應(yīng)控制信號(hào)來(lái)啟用或禁用。該多個(gè)LNA的子集(例如，一個(gè)LNA)可在任何給定時(shí)刻被啟用，而該多個(gè)LNA中的剩余LNA可被禁用。
[0075]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，前端模塊可包括耦合至該多個(gè)LNA中的至少一個(gè)LNA的至少一個(gè)接收濾波器(例如，圖4中的濾波器452a至452η)。如圖4中所示，該多個(gè)LNA中的至少一個(gè)LNA可直接耦合至該至少一個(gè)接收濾波器，而不經(jīng)過(guò)阻抗匹配電路。該至少一個(gè)接收濾波器可以是至少一個(gè)雙工器的一部分，例如，如圖9中所示。前端模塊可進(jìn)一步包括開(kāi)關(guān)共用器(例如，圖4中的開(kāi)關(guān)共用器440)，該開(kāi)關(guān)共用器耦合至該至少一個(gè)接收濾波器。前端模塊還可包括其他電路組件。
[0076]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，該多個(gè)LNA中的每一個(gè)LNA可包括第一晶體管和第二晶體管，例如，如圖5中所示。第一晶體管(例如，圖5中的NMOS晶體管570a)的柵極可接收輸入RF信號(hào)。第二晶體管(例如，圖5中的NMOS晶體管580a)的漏極可耦合至求和節(jié)點(diǎn)(例如，圖5中的節(jié)點(diǎn)A)，以及其源極耦合至第一晶體管的漏極。
[0077]在另一示例性設(shè)計(jì)中，該多個(gè)LNA中的每一個(gè)LNA可包括第一晶體管(例如，圖6中的NMOS晶體管670a或圖7中的NMOS晶體管760a)，該第一晶體管的柵極接收輸入RF信號(hào)以及其漏極耦合至求和節(jié)點(diǎn)(例如，圖6中的節(jié)點(diǎn)B或圖7中的節(jié)點(diǎn)D)。在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，該多個(gè)LNA可進(jìn)一步包括第二晶體管(例如，圖6中的NMOS晶體管680)，該第二晶體管的源極耦合至求和節(jié)點(diǎn)以及其漏極提供經(jīng)放大RF信號(hào)。在另一示例性設(shè)計(jì)中，求和節(jié)點(diǎn)可經(jīng)由電流接口耦合至接收電路，例如，如圖7中所示。接收電路可包括共柵級(jí)和放大器。共柵級(jí)(例如，圖7中的共柵級(jí)780)可為該多個(gè)LNA提供偏置電流。放大器(例如，圖7中的放大器790)可耦合至共柵級(jí)，并且可經(jīng)由共柵級(jí)來(lái)旁路掉。
[0078]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)LNA可以是單端LNA，該單端LNA接收單端輸入RF信號(hào)并且提供單端經(jīng)放大RF信號(hào)，例如，如圖5和6中所示。在另一示例性設(shè)計(jì)中，每個(gè)LNA可以是差分LNA，該差分LNA接收差分輸入RF信號(hào)并且提供差分經(jīng)放大RF信號(hào)，例如，如圖8中所示。
[0079]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，該多個(gè)LNA可包括由多個(gè)該LNA共享的負(fù)載電感器(例如，圖5中的電感器590)。該多個(gè)LNA可進(jìn)一步包括與負(fù)載電感器并聯(lián)耦合的可調(diào)節(jié)電容器。該多個(gè)LNA可與不同晶體管大小、不同晶體管偏置、不同LNA電路設(shè)計(jì)、某些其他不同特性、或其組合相關(guān)聯(lián)。
[0080]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，多個(gè)LNA (例如，圖9中的LNA960aa至960al)可用于低頻帶。前端模塊可進(jìn)一步包括用于高頻帶且具有被組合的輸出的第二多個(gè)LNA(例如，圖9中的LNA960ba至960bh)。IC可進(jìn)一步包括經(jīng)由第二互連耦合至該第二多個(gè)LNA的第二接收電路(例如，接收電路962b)。
[0081]在一個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，前端模塊可進(jìn)一步包括至少一個(gè)功率放大器(例如，圖9中的PA974a和/或974b)。IC可進(jìn)一步包括耦合至該至少一個(gè)功率放大器的發(fā)射電路(例如，圖9中的發(fā)射電路972a和/或972b)。前端模塊可進(jìn)一步包括用于多個(gè)頻帶的多個(gè)發(fā)射濾波器或多個(gè)雙工器，例如，如圖9中所示。該至少一個(gè)功率放大器可包括支持多個(gè)頻帶并且經(jīng)由多個(gè)開(kāi)關(guān)耦合至多個(gè)發(fā)射濾波器或多個(gè)雙工器的功率放大器，例如，如圖9中所示。
[0082]圖10示出了用于執(zhí)行信號(hào)放大的過(guò)程1000的示例性設(shè)計(jì)?？捎弥辽僖粋€(gè)濾波器之一來(lái)對(duì)收到RF信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得輸入RF信號(hào)(框1012)。該至少一個(gè)濾波器可耦合至多個(gè)LNA中的至少一個(gè)LNA?？捎镁哂斜唤M合的輸出并且駐留在前端模塊上的多個(gè)LNA中的所選LNA來(lái)放大輸入RF信號(hào)(框1014)。來(lái)自所選LNA的經(jīng)放大RF信號(hào)可由駐留在IC上的接收電路經(jīng)由將該多個(gè)LNA耦合至這些接收電路的單個(gè)互連來(lái)接收(框1016)。這些接收電路可處理經(jīng)放大RF信號(hào)并且提供模擬輸入信號(hào)。
[0083]模擬輸出信號(hào)可由駐留在IC上的發(fā)射電路來(lái)調(diào)理(例如，放大、濾波、上變頻等)以獲得輸出RF信號(hào)(框1018)?？捎民v留在前端模塊上的至少一個(gè)功率放大器中的所選功率放大器來(lái)放大輸出RF信號(hào)(框1020)。
[0084]本文描述的具有組合輸出的多個(gè)LNA可實(shí)現(xiàn)在1C、模擬1C、RFIC、混合信號(hào)1C、ASIC、印刷電路板(PCB)、電子設(shè)備等之上。具有組合輸出的多個(gè)LNA可用各種IC工藝技術(shù)來(lái)制造，諸如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)、NMOS, PM0S、雙極結(jié)型晶體管BJT、雙極-CMOS(BiCMOS)、硅鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)、高電子遷移率晶體管(HEMT )、絕緣體上硅(SOI)等。
[0085]實(shí)現(xiàn)本文描述的具有組合輸出的多個(gè)LNA的裝置可以是獨(dú)立設(shè)備或可以是較大設(shè)備的一部分。設(shè)備可以是(i)獨(dú)立的IC，(ii)可包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或指令的存儲(chǔ)器IC的一個(gè)或多個(gè)IC的集合，(iii) RFIC，諸如RF接收機(jī)(RFR)或RF發(fā)射機(jī)/接收機(jī)(RTR)，(iv)ASIC，諸如移動(dòng)站調(diào)制解調(diào)器(MSM)，(V)可嵌入在其他設(shè)備內(nèi)的模塊，(vi)接收機(jī)、蜂窩電話、無(wú)線設(shè)備、手持機(jī)、或者移動(dòng)單元，(vii)其他等等。
[0086]在一個(gè)或多個(gè)示例性設(shè)計(jì)中，所描述的功能可以在硬件、軟件、固件、或其任何組合中實(shí)現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)，則各功能可以作為一條或多條指令或代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或藉其進(jìn)行傳送。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者，其包括促成計(jì)算機(jī)程序從一地向另一地轉(zhuǎn)移的任何介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是能被計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，這樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其他磁存儲(chǔ)設(shè)備、或能被用來(lái)攜帶或存儲(chǔ)指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且能被計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的任何其他介質(zhì)。任何連接也被正當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無(wú)線電、以及微波之類的無(wú)線技術(shù)從web網(wǎng)站、服務(wù)器、或其它遠(yuǎn)程源傳送而來(lái)，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無(wú)線電、以及微波之類的無(wú)線技術(shù)就被包括在介質(zhì)的定義之中。如本文中所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(⑶)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光碟，其中盤(disk)往往以磁的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟(disc)用激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述組合應(yīng)被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。
[0087]提供對(duì)本公開(kāi)的先前描述是為了使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開(kāi)。對(duì)本公開(kāi)的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的，并且本文中定義的普適原理可被應(yīng)用于其他變形而不會(huì)脫離本公開(kāi)的范圍。由此，本公開(kāi)并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設(shè)計(jì)，而是應(yīng)被授予與本文中所公開(kāi)的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 前端模塊，其包括具有被組合的輸出的多個(gè)低噪聲放大器(LNA)；以及 集成電路(IC)，其包括經(jīng)由單個(gè)互連耦合至所述多個(gè)LNA的接收電路。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述前端模塊進(jìn)一步包括至少一個(gè)功率放大器，并且所述IC進(jìn)一步包括耦合至所述至少一個(gè)功率放大器的發(fā)射電路。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述前端模塊進(jìn)一步包括用于多個(gè)頻帶的多個(gè)發(fā)射濾波器或多個(gè)雙工器，并且所述至少一個(gè)功率放大器包括支持所述多個(gè)頻帶且耦合至所述多個(gè)發(fā)射濾波器或所述多個(gè)雙工器的功率放大器。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA的子集在任何給定時(shí)刻被啟用，而所述多個(gè)LNA中的剩余LNA被禁用。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述前端模塊包括: 耦合至所述多個(gè)LNA中的至少一個(gè)LNA的至少一個(gè)接收濾波器。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA中的每一個(gè)LNA包括: 第一晶體管，其柵極接收輸入射頻(RF)信號(hào)；以及 第二晶體管，其漏極耦合至求和節(jié)點(diǎn)并且其源極耦合至所述第一晶體管的漏極。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA中的每一個(gè)LNA包括: 第一晶體管，其柵極接收輸入射頻(RF)信號(hào)并且其漏極耦合至求和節(jié)點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA包括: 第二晶體管，其源極耦合至所述求和節(jié)點(diǎn)并且其漏極提供經(jīng)放大RF信號(hào)。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述接收電路包括: 被配置成為所述多個(gè)LNA提供偏置電流的共柵級(jí)；以及 耦合至所述共柵級(jí)的放大器。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA中的每一個(gè)LNA包括: 接收單端輸入射頻(RF)信號(hào)并且提供單端經(jīng)放大RF信號(hào)的單端LNA。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA中的每一個(gè)LNA包括: 接收差分輸入射頻(RF)信號(hào)并且提供差分經(jīng)放大RF信號(hào)的差分LNA。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA包括: 由所述多個(gè)LNA共享的負(fù)載電感器。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA進(jìn)一步包括: 可調(diào)節(jié)電容器，其與所述負(fù)載電感器并聯(lián)耦合。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA與不同晶體管大小、不同晶體管偏置、或不同LNA電路設(shè)計(jì)中的至少一者相關(guān)聯(lián)。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)LNA用于低頻帶，所述前端模塊進(jìn)一步包括用于高頻帶且具有被組合的輸出的第二多個(gè)LNA，并且所述IC進(jìn)一步包括第二接收電路，所述第二接收電路經(jīng)由第二互連耦合至所述第二多個(gè)LNA。
16.—種方法,包括: 用具有被組合的輸出且駐留在前端模塊上的多個(gè)低噪聲放大器(LNA)中的所選LNA來(lái)放大輸入射頻(RF)信號(hào)；以及 在駐留在集成電路(IC)上的接收電路處，經(jīng)由將所述多個(gè)LNA耦合至所述接收電路的單個(gè)互連來(lái)接收來(lái)自所選LNA的經(jīng)放大RF信號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 用至少一個(gè)濾波器之一來(lái)對(duì)收到RF信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得所述輸入RF信號(hào)，所述至少一個(gè)濾波器被耦合至所述多個(gè)LNA中的至少一個(gè)LNA。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 用駐留在所述IC上的發(fā)射電路來(lái)調(diào)理模擬輸出信號(hào)以獲得輸出RF信號(hào)；以及用駐留在所述前端模塊上的至少一個(gè)功率放大器中的所選功率放大器來(lái)放大所述輸出RF信號(hào)。
19.一種設(shè)備,包括: 多個(gè)放大用裝置，其具有被組合的輸出且駐留在第一模塊上，所述多個(gè)放大用裝置中的一個(gè)放大用裝置被選擇以放大輸入射頻(RF)信號(hào)并且提供經(jīng)放大RF信號(hào)；以及 用于處理所述經(jīng)放大RF信號(hào)的處理用裝置，所述處理用裝置駐留在第二模塊上并且經(jīng)由單個(gè)互連耦合至所述多個(gè)放大用裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，還包括: 用于對(duì)收到RF信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得所述輸入RF信號(hào)的濾波用裝置，所述濾波用裝置耦合至所述多個(gè)放大用裝置`中的所選放大用裝置。
【文檔編號(hào)】H04B1/00GK103733522SQ201280039920
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月16日
【發(fā)明者】A·哈德吉克里斯托, G·S·薩霍塔 申請(qǐng)人:高通股份有限公司