电路、集成电路、接收器、收发器和放大输入信号的方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种电路、集成电路、接收器、收发器和放大输入信号的方法。
【背景技术】
[0002]在许多接收器或收发器的应用中，放大器放大在处理放大信号之前接收的信号，进一步例如通过下混频信号并且进一步放大或以其他方式处理在中间频率或低频域中的信号。在现今的单级接收拓扑中，放大器RF输出信号(RF=射频)通常直接经由混合器向一个跨阻抗放大器(TIA)馈送。在这种情况下，放大器输出阻抗成为许多参数之一，其可确定这样拓扑的系统总体性能。
[0003]然而，同样在其它拓扑结构中，放大器用于在进一步处理它们之前例如通过下混频、放大、滤波等放大接收的信号。此外，在这些应用中，匹配组件、电路或电路部件的阻抗可能成为重要的设计目标。
[0004]由于例如采用不止一种传输技术来使用在单个应用中兼容的越来越多的放大器电路的倾向存在，所以用于实现放大器的可用空间变得稀缺。
[0005]为了抵消所采用的放大器数量，存在实现具有宽频带输入的放大器的倾向，这可以增加其可配置性并具有降低输入数量的可能。当然，在移动应用中，能量耗散或能量消耗也是特别重要的关键因素。
【发明内容】
[0006]因此，存在用以提高性能相关的参数诸如增益、带宽、噪声和线性度、放大器和包括放大器的系统的能量消耗、放大器和包括放大器的系统所使用的空间，以及系统总体实施方式的灵活性和可配置性的需求。
[0007]该需求可由电路、集成电路、接收器、收发器，用于放大输入信号的方法或根据独立权利要求所述的计算机或处理器相关的实施方式来满足。
【附图说明】
[0008]电路、设备和/或方法的一些示例将在下面仅通过示例的方式来描述。在这种情况下，将参考附图。
[0009]图1示出导抗转换器放大器的示意图；
[0010]图2示出示例电路的电路图；
[0011]图3示出根据示例的集成电路的简化方块图；
[0012]图4示出根据示例的接收器或收发器的简化方框图；以及
[0013]图5示出了根据示例用于放大输入信号的方法流程图。
【具体实施方式】
[0014]参照在其中一些实施例示出的附图，各种实施例现在将更加全面地描述。在图中，线的厚度、层和/或区域可以放大以便于清晰。
[0015]因此，虽然实例能够是各种修改和备选形式，但是在附图中的示例性例子将在本文进行详细描述。然而，应该理解，没有意图将示例限于公开的特定形式，而是相反，实例是覆盖落入本公开范围之内的所有修改、等同物和替代物。相同的数字指代贯穿附图描述的相同或类似的元件。此外，总结附图标记将被用于指一个以上的结构、元件或对象，或来同时描述多于一个的结构、元件或对象。由相同、类似或总结参考标记所指的目的、结构和元件用可以相同地实现。然而，一个、一些或所有的属性、特征和尺寸也可以从元件到元件变化。
[0016]应当理解，当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到另一元件，或中间元件可以存在。相反，当元件被称为被“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其它词语应该被以类似的方式(例如，“之间”与“直接之间”，“相邻”与“直接相邻”等)解释。
[0017]这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图是限制性的例子。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。将进一步理解，术语“包括”、“包含”、“包括有”和/或“包含有”在此使用时，指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0018]除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例所属的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，术语例如那些在常用字典中定义的应被解释为具有以下含义，其与在相关领域上下文中它们的含义一致，并且不会以理想化或过于正式的意义解释，除非这里明确地如此定义。
[0019]如上所述，在现代接收器或收发器的应用和拓扑中，具有部分矛盾影响的许多不同设计目标必须被平衡用于在具体应用的考虑。这些有竞争的设计目标通常会导致许多参数之间的折衷，其中一些将在下面更详细地概述。
[0020]例如，在现代应用中的接收器或收发器通常必须提供上升数量的输入。输入数量可以是高达16个主要的和16个多元的接收器输入，并且可以仍然在未来应用中上升。因此，使用的集成电路大小和成形因子以及它们的包装由它们的接触结构来确定，诸如连接它们的输入和/或输出到收发器或接收器另外基础设施所需的接触球、销等。为了减少输入数量，从差别到单端输入的变化正在成为趋势。
[0021]但是，外部组件需要匹配接收器或收发器输入的影响区域、价格和用于进一步处理接收信号而可到RF引擎(RF=射频)的可路由性。提供自匹配输入的接收器或收发器可允许摆脱目前至少一些用于阻抗匹配的外部组件。这可能有助于降低放大器的总价格和面积，该系统包括放大器和(可能的话)它的RF引擎。例如，在目前的单级接收器拓扑中，放大器RF输出信号电流经由无源混合器直接馈入到跨阻抗放大器(TIA)，其可以被实施为25%的占空比混合器。这说明为什么对于实施方式中的放大器输出阻抗有如此多的关注。
[0022]对于数量庞大的接收器输入的重要原因是，在目前的实施方式中，每个端口通常仅能够支持特定范围的带宽。提供自匹配宽带输入的接收器或收发器可能不仅能够增加这种系统的可配置性，而且它也可以具有减少的输入数量的可能性。包括低噪声放大器(LNA)的电流放大器大量使用片上电感器和变压器。这可能会导致不可接受的高数量的输入和芯片面积，这可能使它们在未来接收器和收发器中使用不合格。例如，当输入数量仍如先前讨论的在增加时，由电感器和/或变压器消耗的芯片面积随着输入数量成倍增加，这可能导致巨大数量的芯片面积。因此，使用无线圈电路可以是在未来放大器和电路中面对的显著设计挑战。
[0023]无线圈低噪声放大器可导致显著改善上述讨论的权衡。当然，取决于意图应用，它可能有助于找到符合各自技术的放大器。例如，在下面的描述中，电路的实施方式将进行说明，其可以符合所有已知的3GPP版本。
[0024]改善先前描述折衷的方法是使用基于导抗转换器的放大器电路。在下面的描述中，基于场效应晶体管，或者更精确地基于金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)，实例将被更详细地描述与解释。然而，实例目前并不限于基于场效应晶体管来实现。他们同样可以很好地基于双极晶体管或提供或允许设备的任何跨导来实现。
[0025]因此，为了简化说明，根据一般晶体管将描述以下实例，省略用于场效应晶体管(FET)或双极晶体管的特殊术语。其结果是，场效应晶体管的源极或源极端(其可以通过相应双极实施方式的发射极端取代)将被称为“流入”或“流入端”，因为源极和发射极被用于提供相应的电荷载流子给晶体管。与此相对应，而不是使用术语“漏极”或“漏终端”和“集电极”或“集电极端”用于双极晶体管实施方式，更普通的术语“宿信”或“宿端”将被使用。场效应晶体管的术语“栅极”或“栅极端”和双极晶体管的“基极”或“基极端”由术语“控制”或“控制端”广义化和概括。
[0026]因此，在以下的说明中，来自特定场效应晶体管相关的实现方式或双极晶体管相关的实现方式的术语将通过使用术语“流入”而不是“源极”和“发射极”，使用“宿信”而不是“漏极”和“集电极”，使用“控制“而不是“栅极”和“基极”用于场效应晶体管相关的实现方式和双极型晶体管相关的实现方式。
[0027]当然，虽然在下文中导抗转换器将根据η沟道场效应晶体管加以说明，但是不仅ηρη双极晶体管可以使用，而且基于ρ沟道场效应晶体管或者ρηρ的双极晶体管的互补实施方式也可被使用。这可以例如导致例子的稍微修改，例如相对于电位例如供电电位的一种“反转”电路。
[0028]其结果是，代替描述例如η沟道场效应晶体管，这种晶体管可以例如被称为第一导电类型的晶体管。相应地，Ρ沟道晶体管可以被称为与第一类型互补的第二导电类型的晶体管。当然，代替参照η沟道晶体管的第一导电类型，第一导电型也可以是ρ沟道晶体管的其他例子。相应地，在这样的实施方式中，第二导电类型的晶体管可以是Ρ沟道晶体管。同样也适用于双极型晶体管。例如，在一个实例中ηρη晶体管可以是第一导电类型的晶体管，而在相同的例子中ρηρ晶体管是第二导电型的晶体管。如前所述，第一和第二导电类型的角色可以交换。因此，在另一个例子中，ρηρ晶体管可以是第一导电类型晶体管，而ηρη晶体管可以是第二导电类型的晶体管。
[0029]在能够处理自匹配、无线圈和单端的宽带信号的上下文中描述的传统解决方案，可以被细分采用三个基本原则或布局。首先，对应的放大器可基于共同的控制放大器，如共栅极放大器(CG)或共基极放大器。第二，可以使用共同的流入放大器，例如，共源极放大器(CS)或共发射极放大器，每个伴随有相应的反馈跟踪。作为第三设计，可以使用两个先前提到的放大器技术的加权组合，如共栅极放大器和共源极放大器(CS+CG)的组合。
[0030]然而，尽管大量使用各种智能噪声和/或失真技术，但是这些实施方式还无法突破与传统的共源放大器和共栅放大器相关联的的基础带宽与增益与噪声与线性难题，其构成上面列出需求的解决方案的基础。
[0031]然而，基于导抗转换器的放大器电路已经显示出具有突破所述难题的潜力。为了说明基于M0S导抗转换器(MIC)的导抗转换器放大器的基本布局，图1示出导抗转换器放大器100的简化电路图。为了稍微更准确地，导抗转换器放大器100能够被操作为低噪声放大器，并包括共用流入放大器电路110以及共用控制放大器电路120。共用流入放大器电路110以及共用控制放大器电路120两者是基于共同的导电类型的晶体管，其在以下被称为