专利名称：：具有可配置的dc耦合或ac耦合输出的放大器的制作方法
技术领域：
：本发明大体上涉及电子器件，且更特定来说，涉及放大器。放大器通常用于放大和/或缓冲信号以获得所要信号电平和/或信号驱动。放大器广泛用于例如通信、计算、联网、消费者电子器件等各种应用。举例来说，在例如蜂窝式电话的无线通信装置中，放大器可用于驱动头戴式送受话器、耳机等。这些放大器提供所要信号驱动和/或具有低功率消耗可为合意的。
发明内容本文中描述一种具有可配置的DC耦合或AC耦合输出的多模式放大器。DC代表直流，且AC代表交流。DC耦合指代输出信号直接到负载的耦合。AC耦合指代输出信号经由电容器到负载的耦合，所述电容器充当DC区块。多模式放大器可用作头戴式送受话器放大器和/或用于其它输出放大器。在一种设计中，多模式放大器包括放大器和至少一个DC电平移位电路。放大器接收并放大输入信号且提供适合于在DC耦合模式中DC耦合到负载且适合于在AC耦合模式中AC耦合到负载的输出信号。至少一个DC电平移位电路执行放大器的至少一个(例如，输入和/或输出)共模电压所需的DC电平移位。至少一个DC电平移位电路基于放大器是在DC耦合模式中还是在AC耦合模式中操作来控制。放大器可在DC耦合模式中在上部电源VoD与第一下部电源Vneg之同操作且在AC耦合模式中在上部电源与第二下部电源Vss之间操作。放大器可包括用以提供放大的至少一个增益级、内部DC电平移位电路和输出级。内部DC电平移位电路可在DC耦合模式中提供第一内部共模电压且在AC耦合模式中提供第二内部共模电压。输出级可包括(i)用以在DC耦合模式与AC耦合模式两者中提供信号驱动的第一输出驱动区段和(ii)用以在AC耦合模式中提供额外信号驱动的第二输出驱动区段。以下更详细地描述本发明的各种方面和特征。图l展示音频电路的框图。图2A展示在DC耦合模式中的多模式放大器的操作。图2B展示在AC耦合模式中的多模式放大器的操作。图3展示多模式放大器的设计。图4展示多模式放大器的另一设计。图5A和图5B展示多模式放大器的两个额外设计。图6和图7展示在多模式放大器内的放大器的两个设计。图8展示用于配置多模式放大器的过程。图9展示用于操作多模式放大器的过程。图IO展示无线通信装置的框图。具体实施例方式本文中所述的具有可配置DC耦合或AC耦合输出的多模式放大器可用于例如音频、视频、输入/输出(I/O)界面等各种应用。为清晰起见，下文描述用于音频的多模式放大器的使用。图1展示音频电路100的框图，其可用于蜂窝式电话和其它电子装置。在音频电路100内，立体声数/模转换器(DAC)110可接收音频数据，将数据从数字转换为模拟，且提供用于左、右和单声道的模拟信号。混合器/路由器120可从DAC110接收模拟信号和线路入信号，在适当时组合和/或路由信号，且将输入信号提供到头戴式送受话器放大器130、耳机放大器132和线路出放大器134。每一输出放大器130到134可放大和/或缓冲其输入信号且提供对应输出信号。一般来说，任何数目的输出放大器可用于提供用于任何类型的输出装置的任何数目的输出信号。9具有可配置的DC耦合或AC耦合输出的多模式放大器可用于头戴式送受话器放大器130和/或其它输出放大器。可通过控制用于多模式放大器的支持电路来选择DC耦合输出或AC耦合输出，如下所述。图2A展示在DC耦合模式中多模式放大器200的操作，所述DC耦合模式还可被称为无电容模式、接地参考模式、接地参考无电容模式等。在DC耦合模式中，多模式放大器200可在上部电源VoD与下部电源VNEG之间操作且可直接驱动输出负载150。DC耦合模式可用于消除在放大器输出处的AC耦合电容器且减少组件数和材料单(BOM)。图2B展示在AC耦合模式中多模式放大器200的操作，所述AC耦合模式还可被称为电容器耦合模式、传统模式、传统电容器耦合模式等。在AC耦合模式中，多模式放大器200可在上部电源VoD与电路接地Vssf间操作且可经由AC耦合电容器140驱动输出负载150。AC耦合模式可用于减小功率消耗。多模式放大器200支持用于头戴式送受话器放大器130和/或其它输出放大器的DC耦合模式与AC耦合模式两者的能力可由于若干原因而为合意的。首先，多模式放大器200可由较广的客户基础使用。每一客户可基于那个客户对较低功率消耗或减少的组件数和成本的偏好在DC耦合模式或AC耦合模式中操作多模式放大器。其次，多模式放大器200可避免对具有两个单独输出放大器的需要-一个输出放大器具有DC耦合输出且另一输出放大器具有AC耦合输出。多模式放大器200可具有特定输入共模电压VCM.IN、特定内部共模电压Vcmjnt和特定输出共模电压VCM.oUT。共模电压为用于单端信号或差动信号的平均或DC电压。不同电源电压和不同共模电压可用于DC耦合模式和AC耦合模式以实现所要的信号摆动。图3展示支持DC耦合模式和AC耦合模式的多模式放大器200a的框图。多模式放大器200a为图2A和图2B中的多模式放大器200的一种设计且可用于图1中的头戴式送受话器放大器130。在此设计中，多模式放大器200a包括放大器310、输入DC电平移位电路330和输出DC电平移位电路340。放大器310在Vdd与下部屯源vee之间操作，其中对于DC耦合模式，Vee-V^e且对于AC耦合模式，VEE=VSS。电路330可在需要时执行DC电平移位，使得可获得用于DC耦合模式和AC耦合模式中的每一者的所要输入共模电压。类似地，电路340可在需要时执行DC电平移位，使得可获得用于每一模式的所要输出共模电压。放大器310包括内部DC电平移位电路320，所述电路320可在需要时执行DC电平移位，使得可获得用于每一模式的所要内部共模电压。10一般来说，输入DC电平移位电路330可用于获得用于两个模式的不同输入共模电压或在相同输入共模电压用于两个模式的情况下可被省略。输出DC电平移位电路340可用于获得用于两个模式的不同输出共模电压或在相同输出共模电压用于两个模式的情况下可被省略。内部DC电平移位电路320可用于获得用于两个模式的不同内部共模电压或在相同内部共模电压用于两个模式的情况下可被省略。表1提供根据一种设计针对DC耦合模式和AC耦合模式的用于多模式放大器200a的电源和共模电压。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在表l所示的设计中，相同输入共模电压用于两个模式，且不同内部和输出共模电压用于两个模式。在此设计中，DC电平移位电路320和340可用于获得用于两个模式的不同内部和输出共模电压。由于相同输入共模电压用于两个模式，因此可省略DC电平移位电路330。一般来说，VDD、VEE、VCM_IN、VcM-!nt和VcM力ut可各自为用于两个模式的相同值或不同值。此夕卜，任何合适电压可用于每一模式的VDD、VEE、VCM.IN、Vcm.znt和VCM.OUT。可基于例如可用电源电压、所要输出信号摆动、所要功率消耗、用于制造多模式放大器的集成电路(IC)工艺等各种因素来选择电压。在一种特定设计中，￥00=2.1伏(V)，VNEG=-1.8V，Vss二OV且VCM=1.0V。其它电压也可用于Voo、VNEG、VSS#BVCM。在一种设计中，可在使用多模式放大器的电子装置(例如，蜂窝式电话)的设计阶段期间作出在DC耦合模式或AC耦合模式中操作多模式放大器200的决策。用于放大器310的下部电源VEE接着可依据选定模式而直接耦合到电源总线VNEC5或电路接地Vss。VEE的此直接连接可减小跨越连接的电压降且可改进放大器310的性能。在另一设计中，用于放大器310的vee可经由电源开关耦合到Vneg或Vss，可基于选定模式来控制所述电源开关。此设计可允许在DC耦合模式与AC耦合模式之间动态切换。图4展示支持DC耦合模式和AC耦合模式的多模式放大器200b的示意图。多模式放大器200b为图2A和图2B中的多模式放大器200的另一设计且还可用于图1中的头戴式送受话器放大器130。在此设计中，多模式放大器200b包括放大器区段402和输出DC电平移位电路440。在放大器区段402内，放大器410在Vdd与VsE之间操作，其中VEE视选择DC耦合模式还是AC耦合模式而定。电阻器412具有接收Vi皿输入信号的一端和耦合到放大器410的反相输入的另一端。电阻器414具有接收Vinp输入信号的一端和耦合到放大器410的非反相输入的另一端。反馈电阻器416耦合于放大器410的反相输入与输出之间。运算放大器(叩-amp)422作为单位增益缓冲器而耦合且接收并缓冲共模电压VCM。电阻器424耦合于叩-amp422的输出与放大器410的非反相输入之间。在输出DC电平移位电路440内，电流源450与开关448串联耦合，且组合耦合于VDD与放大器410的反相输入之间。开关458与电流源460串联耦合，且组合耦合于放大器410的输出与VNEC3之间。多模式放大器200b如下操作。Op-amp422将放大器410的输入共模电压设定为VCM。放大器410接收由V^信号和Vi皿信号组成的差动输入信号且提供单端输出信号V。ut。DC电平移位电路440在DC耦合模式中将放大器410的输出共模电压设定为OV且在AC耦合模式中设定为VCM。在DC耦合模式中，闭合开关448和458，且来自电流源450的Ios=VCM/R的偏移电流流过反馈电阻器416且引起电阻器416上的VCM的电压降，其接着导致放大器410的输出处于0V。电流源460将Ios电流从放大器410的输出汲取到Vneg，使得不将此Ios电流提供到输出信号V。ut。在AC耦合模式中，断开开关448和458，且输出共模电压归因于反馈电阻器416而等于输入共模电压。图5A展示多模式放大器200c的示意图，其为图4中的多模式放大器200b的一种设计。在此设计中，多模式放大器200c包括放大器区段402和输出DC电平移位电路540a。上文针对图4描述放大器区段402。在输出DC电平移位电路540a内，op-amp542在非反相输入处接收VcM电压。N沟道场效晶体管(N-FET)544使其栅极耦合到op-amp542的输出且使其源极耦合到op-amp542的反相输入。电阻器546耦合于N-FET544的源极与电路接地之间。P沟道FET(P-FET)550a、550b和550c作为PMOS电流镜耦合且使其源极耦合到Vdd并使其栅极耦合在一起并耦合到P-FET550a的漏极。开关548a耦合于P-FET550a的漏极与N-FET544的漏极之间。开关548b耦合于P-FET550b的漏极与op-amp410的反相输入之间。N-FET560a和560b作为NMOS电流镜耦合且使其源极耦合到VNEG并使其栅极耦合在一起并耦合到N-FET560b的漏极。开关548c耦合于P-FET550c的漏极与N-FET560b的漏极之间。N-FET560a的漏极耦合到放大器410的输出。DC电平移位电路540a在DC耦合模式中将放大器410的输出共模电压设定为0V且在AC耦合模式中设定为VCM。在DC耦合模式中，闭合开关548a、548b和548c，经由电阻器546产生Ios=VCM/R的电流，且归因于PMOS电流镜配置，此Ios电流流过P-FET550a、550b和550c中的每一者。来自P-FET550b的Ios电流流过反馈电阻器416且引起电阻器416上的VcM的电压降，其接着导致放大器410的输出处于0V。来自P-FET550c的Ios电流流过N-FET560b，且归因于NMOS电流镜配置，Ios的电流还流过N-FET560a。N-FET560a因此将Ios电流从P-FET550b汲取到VNEG，使得不将此Ios电流提供到输出信号V则。在AC耦合模式中，断开开关548a、548b和548c，且输出共模电压归因于反馈电阻器416而等于输入共模电压。图5B展示多模式放大器200d的示意图，其为图4中的多模式放大器200b的另一设计。在此设计中，多模式放大器200d包括放大器区段402和输出DC电平移位电路540b。上文针对图4描述放大器区段402。DC电平移位电路540b包括图5A中的DC电平移位电路540a中的所有电路组件以及一些额外电路组件。在DC电平移位电路540b内，PMOS电流镜进一步包括与P-FET550c并联耦合的P-FET550d。电阻器552a、552b、552c和552d分别耦合于VDD与P-FET550a、550b、550c和550d的源极之间。P-FET554c和554d分别使其源极耦合到P-FET550c和550d的漏极，并使其栅极耦合在一起并耦合到P-FET554c的漏极。NMOS电流镜进一步包括N-FET562a、562b和562c，其使其栅极耦合在一起。N-FET562a使其源极耦合到N-FET560a的漏极并使其漏极耦合到放大器410的输出。N-FET562b使其源极耦合到N-FET560b的漏极并使其漏极耦合到N-FET560a和560b的栅极。N-FET562c使其源极耦合到V旭o并使其栅极耦合到其漏极。开关548c和548d分别耦合于P-FET554c和554d的漏极与N-FET562b和562c的漏极之间。电阻器552a到552d提供源极退化，其况可减少噪声。P-FET554c和554d为用于减小P-FET550c、550d、554c和554d上的漏极到源极电压Vds的级联晶体管(cascodetransistor)。N-FET562a、562b和562c为能够处置较大Vds的厚氧化物晶体管。举例来说，V。ut信号可从+1.414V摆动到-1.414V，N-FET562a的Vds可大于2.2V，且厚氧化物的使用可允许N-FET562a处置此较大Vds。在一种设计中，VDD-VNEG=3.9V，且厚氧化物晶体管的击穿电压大于6V以提供一些裕度。在图中，厚氧化物晶体管由在其栅极处的较暗垂直条指示。DC电平移位电路540b中的额外P-FET和N-FET可改进可靠性。在一种设计中，用充分长度(例如，大于0.5|im)的FET实施开关548c和548d以在多模式放大器的预期使用寿命(例如，5年)内保持阀值电压Vt中的偏移在所要百分比(例如，20%)以下。开关548c和548d还可经设计以处置大于Vdd-Vneg(例如，4.1V)的栅极到源极电压Vp和Vds。图4、图5A和图5B展示实例设计，其中通过控制流过反馈电阻器416的DC电流量来获得所要输出共模电压。还可用其它DC电平移位电路设计来获得所要输出共模电压。图6展示放大器410a的示意图，其为图4、图5A和图5B中的放大器410的一种设计。在此设计中，放大器410a包括第一增益级610，内部DC电平移位电路620、第二增益级630和输出级640。第一增益级610接收由Vip输入信号和Vin输入信号组成的差动输入信号且提供Vi输出信号。第一增益级610在Vdd与Vss之间操作且具有用于DC耦合模式与AC耦合模式两者的输入共模电压VCM。由图4中的叩-amp422设定输入共模电压VCM。在DC电平移位电路620内，N-FET622使其栅极从第一增益级610接收V,信号、使其漏极耦合到VDD，并使其源极提供V2输出信号。开关624和电流源626串联耦合，且组合耦合于N-FET622的源极与V^cj之间。开关628耦合于N-FET622的栅极与源极之间。在DC耦合模式中，闭合开关624，断开开关628，且DC电平移位电路620经由N-FET622将V,信号的DC电平移位降到Vss并将DC移位V,信号提供为V2信号。可基于N-FET622的大小和来自电流源626的偏置电流量来确定DC移位量。在AC耦合模式中，断开开关624，闭合开关628，且DC电平移位电路620经由开关628将信号传递为V2信号。第二增益级630从DC电平移位电路620接收V2信号且从开关632接收内部共模电压VcMMT且提供V3输出信号。开关632在DC耦合模式中提供Vss且在AC耦合模式中提供Vcm。在DC耦合模式中，第二增益级630在Vdd与V犯g之间操作，且在第二增益级630的输入处的共模电压等于来自开关632的Vss。在AC耦合模式中，第二增益级630在Vdd与Vss之间操作，且在第二增益级630的输入处的共模电压等于来自开关632的Vcm。输出级640从第二增益级630接收V3信号且提供用于放大器410的输出信号V则。输出级640在Vdd与VEE之间操作，其中Vee取决于逸定模式。在图6所示的设计中，第一增益级610针对DC耦合模式与AC耦合模式两者在VDD与Vss的相同电源之间操作，而第二增益级630和输出级640在DC耦合模式中在VDD与VwEc的电源之间操作且在AC耦合模式中在Vdd与Vss的电源之间操作。DC电平移位电路620用于改变在第二增益级630的输入处的共模电压以匹配在第二增益级的电源中的改变。14图7展示放大器410b的示意图，其为图4、图5A和图5B中的放大器410的另一设计。在此设计中，放大器410b包括第一增益级710、内部DC电平移位电路730、第二增益级740、第三增益级750、偏置输出级770和类别AB输出级790。第一增益级710实施运算跨导放大器(OTA)且包括差动对712和级联缓冲器720。在差动对712内，P-FET714a和714b分别使其栅极接收Vin输入信号和Vip输入信号并使其源极耦合在一起。N-FET716a和716b分别使其源极耦合到Vss、使其栅极接收Vbnl偏压，并使其漏极耦合到P-FET714a和714b的漏极。P-FET718使其源极耦合到VDD、使其栅极接收Vbpl偏压，并使其漏极耦合到P-FET714a和714b的源极。P-FET718充当电流源。P-FET714a禾B714b操作为差动对。N-FET716a和716b提供用于差动对的有效负载。在级联缓冲器720内，N-FET722a和722b分别使其源极耦合到N-FET716a和716b的漏极，并使其栅极接收Vbn2偏压。P-FET724a和724b分别使其漏极耦合到N-FET722a和722b的漏极，并使其栅极接收Vbp2偏压。P-FET726a和726b分别使其源极耦合到VDD、使其栅极耦合在一起并耦合到P-FET724a的漏极，并使其漏极耦合到P-FET724a和724b的源极。FET722b和724b的漏极提供用于第一增益级710的Vi输出信号。在DC电平移位电路730内，N-FET732、734和736经堆叠且耦合于Vdd与Vneg之间。N-FET732使其漏极耦合到vdd、使其栅极从第一增益级710接收信号，并使其源极耦合到N-FET734的漏极。N-FET734使其栅极接收DC模式信号并使其源极耦合到N-FET736的漏极。N-FET736使其栅极接收Vbn3偏压并使其源极耦合到VEE。N-FET738使其源极耦合到N-FET732的栅极、使其栅极接收AC模式信号，并使其漏极耦合到N-FET732的源极。N-FET732执行V!信号的DC电平移位。在图6中，N-FET734和738分别对应于开关624和628。在图6中N-FET736对应于电流源626。N-FET732的源极提供用于DC电平移位电路730的￥2输出信号。DC模式信号和AC模式信号可经设计以用于在VDD与VEE之间的操作且可由电平移位数字控制信号获得。第二增益级740包括P-FET744a、744b和748以及N-FET746a和746b，其以与第一增益级710中的P-FET714a、714b和718以及N-FET716a和716b类似的方式耦合。P-FET744a在其栅极处接收V2信号，P-FET744b在其栅极处接收VCM_INT电压，且P-FET748在其栅极处接收Vbp3偏压。FET744b和746b的漏极提供用于第二增益级740的V3输出信号。在第三增益级750内，N-FET752使其源极耦合到Vee并使其珊扱接收V3信号。N-FET754使其源极耦合到N-FET752的漏极、使其栅极接收Vbn4偏压，并使其漏极耦合到P-FET756a的漏极。P-FET756a和756b使其源极耦合到VDD并使其栅极耦合在一起并耦合到P-FET756a的漏极。P-FET756b的漏极提供V4信号。N-FET758使其源极親合到Vee、使其栅极接收Vbn3偏压，并使其漏极提供V5信号。N-FET760使其源极耦合到N-FET758的漏极、使其栅极接收Vbn4偏压，并使其漏极耦合到P-FET756b的漏极。P-FET762使其源极耦合到P-FET756b的漏极、使其栅极接收Vbp4偏压，并使其漏极耦合到N-FET758的漏极。N-FET752操作为共源极放大器。N-FET754充当级联缓冲器。P-FET756a和756b操作为PMOS电流镜负载。N-FET760和P-FET762为将V4信号和V5信号提供到驱动输出级790的浮动电压源。在偏置输出级770内，FET772、774和776经堆叠且耦合于Vdd与VEE之间。N-FET772使其源极耦合到vee并使其栅极耦合到其漏极。N-FET774使其源极耦合到N-FET772的漏极并使其栅极耦合到其漏极，其提供Vbn4偏压。P-FET776使其源极耦合到VDD、使其栅极接收Vbp3偏压，并使其漏极耦合到N-FET774的漏极。N-FET782使其源极耦合到vee并使其栅极接收Vbn3偏压。P-FET784使其栅极和漏极耦合到N-FET782的漏极并使其漏极提供V—偏压。P-FET786使其源极耦合到VDD、使其栅极耦合到其漏极并使其漏极耦合到P-FET784的源极。偏置输出级770内的FET提供用于第三增益级750的Vb。4偏压和V一偏压。在类别AB输出级790内，N-FET792a和792b使其源极耦合到vee并使其漏极耦合到提供输出信号V。ut的输出节点。N-FET792a的栅极直接接收V5信号，而N-FET792b的栅极经由开关796a接收Vs信号。开关798a耦合于N-FET792b的栅极与VEE之间。P-FET794a和792b使其源极耦合到vdd并使其漏极耦合到输出节点。P-FET794a的栅极直接接收V4信号，而P-FET794b的栅极经由开关796b接收V4信号。开关798b耦合于P-FET794b的栅极与Voo之间。每一对的FET792和794形成提供用于V邮信号的信号驱动的输出驱动区段。在图7所示的设计中，不同数目的输出驱动区段用于DC耦合模式和AC耦合模式。在DC耦合模式中，输出级790以在Vdd与vee之间的较大电源操作，FET792a和794a的跨导gm较高，且FET792a和794a可提供所要输出驱动。可通过断开开关796a和796b且闭合开关798a和798b而停用FET792b和794b。在AC耦合模式中，输出级790以在Vdd与Vss之间的较小电源操作，FET792a和794a的跨导较小，且FET792a和794a以及FET792b和794b用于提供所要输出驱动。可通过闭合开关796a和796b且断开开关798a和798b而启用FET792b和794b。一般来说，用于任何数目的输出驱动区段的任何数目的FET对可用于提供用于DC耦合模式和AC耦合模式中的每一者的所要信号驱动。电容器702、704、706和708为用于确保放大器410b的稳定性的补偿电容器。电容器702耦合于N-FET792a的栅极与漏极之间。电容器704耦合于P-FET794a的栅极与漏极之间。电容器706耦合于输出节点与N-FET732的栅极之间。电容器708耦合于输出节点与N-FET752的栅极之间。补偿可试图将极与增益级中的每一者分离充分远，以便在DC耦合模式与AC耦合模式两者中获得所要的增益和相位裕度。另外，用于给定级的补偿电容器(例如，用于第三增益级750的电容器708)可在两个模式之间切换。在一种设计中，第一增益级710在VDD=2.1V与Vss=OV之间操作且用薄氧化物FET实施。后续级在VDD=2.1V与VNEG=-1.8V之间操作且用具有比薄氧化物FET高的操作电压的厚氧化物FET实施。厚氧化物FET被展示为在其栅极处具有较暗垂直条。可使用深N阱使耦合到Vneg的N-FET与衬底隔离。一些厚氧化物FET(例如，N-FET760和P-FET762)可使其块体系接到其源极以便在AC耦合模式中对抗体效应。在一种设计中，放大器410a和410b在DC耦合模式中在VDD=2.1V与VNEG=-1.8V之间操作且可将具有输出共模电压VCM=OV的1Vrm的最大输出信号摆动提供到16欧姆(Q)的负载中。在一种设计中，放大器410a和410b在AC耦合模式中在VDD=2.1V与Vss=OV之间操作且可将具有输出共模电压VCM=1V的0.58Vrm的最大输出信号摆动提供到16Q的负载中。放大器410a和410b还可用其它Vdd和VEE电压操作且可能能够提供用于DC耦合模式和AC耦合模式的其它输出信号电平。图6和图7展示可支持DC耦合模式和AC耦合模式的两个放大器410a和410b的实例设计。支持这两个模式的放大器还可用其它设计来实施。一般来说，放大器可具有任何数目的增益级。给定级可针对DC耦合模式与AC耦合模式两者用相同电源(例如，Vdd和Vss)操作或针对两个模式用不同电源(例如，Vdd和Vnec用于DC親合模式且Vdd和Vss用于AC耦合模式)操作。放大器可采用或可不采用内部DC电平移位电路。如果采用，则当不同电源用于两个模式时，内部DC电平移位电路可用于集中共模电压。图8展示用于配置多模式放大器(例如，分别在图3、图4、图5A或图5B中的多模式放大器200a、200b、200c或200d)的过程800的设计。作出放大器是在DC耦合模式中还是在AC耦合模式中操作的确定(方框810)。如果放大器在DC耦合模式中操作，则可将用于放大器的电源设定为Vdd禾口Vneg(方框812)。可启用输出DC电平移位电路以获得Vss的输出共模电压(方框814)。还可启用内部DC电平移位电路以获得Vss的内部共模电压(方框816)。可启用充分数目的输出驱动区段(Nl)以获得在DC耦合模式中的所要信号驱动(方框818)。17如果放大器在AC耦合模式中操作，则可将用于放大器的电源设定为Vdd和Vss(方框822)。可停用输出DC电平移位电路以获得VcM的输出共模电压(方框824)。还可停用内部DC电平移位电路以获得VcM的内部共模电压(方框826)。可启用充分数目的输出驱动区段(N2)以获得在AC耦合模式中的所要信号驱动，其中N2可大于DC耦合模式的N1(方框828)。图8展示在DC耦合模式或AC耦合模式中配置多模式放大器的特定设计。如果相同内部共模电压用于两个模式，则可省略内部DC电平移位电路。不同和/或额外电路也可经配置以用于两个模式。举例来说，可使用输入DC电平移位电路获得用于两个模式的不同输入共模电压，可在两个模式之间切换补偿电容器等。图9展示用于操作多模式放大器(例如，分别在图3、图4、图5A或图5B中的多模式放大器200a、200b、200c或200d)的过程卯0的设计。可放大输入信号以获得适合于在DC耦合模式中DC耦合到负载且适合于在AC耦合模式中AC耦合到负载的输出信号(方框912)。对于方框912,可(i)在DC耦合模式中使用上部电源Vdd和第一下部电源V肥g以及(ii)在AC耦合模式中使用上部电源和第二下部电源Vss来放大输入信号。可(i)在DC耦合模式与AC耦合模式两者中用第一输出驱动区段以及(ii)在AC耦合模式中进一步用第二输出驱动区段来驱动输出信号。可在需要时执行DC电平移位以在DC耦合模式中获得用于输出信号的第一输出共模电压(例如，Vss)且在AC耦合模式中获得用于输出信号的第二输出共模电压(例如，VCM)(方框914)。对于方框914，可产生偏移电流以获得在输入信号与输出信号之间的DC电压差。可将偏移电流汲取到下部电源以防止偏移电流传递到输出信号。还可在需要时执行DC电平移位以在DC耦合模式中获得第一内部共模电压(例如，Vss)且在AC耦合模式中获得第二内部共模电压(例如，VCM)(方框916)。本文中所描述的多模式放大器可用于例如通信、计算、联网、个人电子器件等各种应用。举例来说，多模式放大器可用于无线通信装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、手持式装置、游戏装置、计算装置、膝上型计算机、消费者电子装置、个人计算机、无绳电话等。下文描述在无线通信装置中的多模式放大器的实例使用。图10展示用于无线通信系统的无线通信装置1000的设计的框图。无线装置1000可为蜂窝式电话、终端、手持机、无线调制解调器等。无线通信系统可为码分多址(CDMA)系统、全球移动通信(GSM)系统等。无线装置1000能够经由接收路径和发射路径提供双向通信。在接收路径上，可由天线1012接收由基站发射的信号且将所述信号提供到接收器(RCVR)1014。接收器1014可调节且数字化所接收的信号且将样本提供到区段1020以供进一步处理。在发射路径上，发射器(TMTR)1016可接收将要从区段1020发射的数据，处理且调节所述数据，且产生调制信号，可经由天线1012将所述调制信号发射到基站。接收器1014和发射器1016可支持CDMA、GSM等。区段1020包括各种处理、接口和存储器单元，例如调制解调器处理器1022、精简指令集计算机/数字信号处理器(RISC/DSP)1024、控制器/处理器1026、存储器1028、音频处理器1030、音频驱动器1032、外部装置驱动器1034和显示器驱动器1036。调制解调器处理器1022可为数据发射和接收执行处理(例如，编码、调制、解调、解码等)。RISC/DSP1024可为无线装置IOOO执行一般和专门的处理。控制器/处理器1026可引导区段1020内的各种单元的操作。存储器1028可存储用于区段1020内的各种单元的数据和/或指令。音频处理器1030可对来自麦克风1040和/或其它音频源的输入信号执行编码。音频处理器1030还可对所译码的音频数据执行解码且可将音频信号提供到音频驱动器1032。音频驱动器1032可驱动线路出装置1042、头戴式送受话器1044、耳机1046和/或其它音频装置。音频驱动器1032可包括图1中的音频电路100。外部装置驱动器1034可驱动外部装置1048和/或可从外部装置接收信号。显示器驱动器1036可驱动显示器单元1050。如图IO中所示，多模式放大器可用于其中需要DC耦合或AC耦合的各种区块中。举例来说，多模式放大器可用于音频驱动器1032、外部装置驱动器1034、显示器驱动器1036等中。如特定实例，图3、图4、图5A或图5B中的多模式放大器200a、200b、200c或200d可分别用作音频驱动器1032中的头戴式送受话器放大器以驱动头戴式送受话器1044。本文中所述的多模式放大器可实施于IC、模拟IC、射频IC(RFIC)、混合信号IC、专用集成电路(ASIC)、印刷电路板(PCB)、电子装置等上。还可用例如互补金属氧化物半导体(CMOS)、N沟道MOS(NMOS)、P沟道MOS(PMOS)、双极结晶体管(BJT)、双极CMOS(BiCMOS)、硅锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)等各种IC处理技术来制造多模式放大器。实施本文中所描述的多模式放大器的设备可为独立装置或可为较大装置的部分。装置可为(i)独立IC，(ii)一个或一个以上IC的集合，其可包括用于存储数据和/或指令的存储器IC，(iii)例如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR)的RFIC，(iv)例如移动台调制解调器(MSM)的ASIC，(v)可嵌入其它装置内的模块，(vi)接收器、19蜂窝式电话、无线装置、手持机或移动单元，(vii)等等。提供对本发明的先前描述旨在使所属领域的任何技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将容易明白对本发明的各种修改，且在不偏离本发明的范围的情况下，本文中所界定的一般原理可应用于其它变化形式。因此，不希望将本发明限定于本文中所描述的实例和设计，而是将赋予本发明与本文中所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。权利要求1.一种设备，其包含放大器，其经配置以放大输入信号且提供适合于在DC耦合模式中DC耦合到负载且适合于在AC耦合模式中AC耦合到所述负载的输出信号；以及至少一个DC电平移位电路，其耦合到所述放大器且经配置以针对所述放大器的至少一个共模电压执行DC电平移位，所述至少一个DC电平移位电路是基于所述放大器是在所述DC耦合模式中还是在所述AC耦合模式中操作来控制。2.根据权利要求l所述的设备，其中所述至少一个DC电平移位电路包含输出DC电平移位电路，其经配置以在所述DC耦合模式中提供用于所述放大器的第一输出共模电压且在所述AC耦合模式中提供用于所述放大器的第二输出共模电压。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述输出DC电平移位电路包含第一电流源，其经配置以在所述DC耦合模式中提供偏移电流，所述偏移电流经由反馈电阻器传递到所述放大器的输出，以及第二电流源，其经配置以将所述放大器的所述输出处的所述偏移电流汲取到下部电源。4.根据权利要求l所述的设备，其中所述至少一个DC电平移位电路包含输入DC电平移位电路，其经配置以在所述DC耦合模式中提供用于所述放大器的第一输入共模电压且在所述AC耦合模式中提供用于所述放大器的第二输入共模电压。5.根据权利要求l所述的设备，其中所述放大器包含内部DC电平移位电路，其经配置以在所述DC耦合模式中提供用于所述放大器的第一内部共模电压且在所述AC耦合模式中提供用于所述放大器的第二内部共模电压。6.根据权利要求l所述的设备，其中所述放大器在所述DC耦合模式中具有不同的输入和输出共模电压且在所述AC耦合模式中具有相等的输入和输出共模电压。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述放大器在所述DC耦合模式与AC耦合模式两者中具有相等的内部和输出共模电压。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述放大器在所述DC耦合模式中在上部电源与第一下部电源之间操作且在所述AC耦合模式中在所述上部电源与第二下部电源之间操作。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述第一下部电源为负电压且所述第二下部电源为电路接地。10.根据权利要求l所述的设备，其中所述放大器包含至少一个增益级，其经配置以提供用于所述输入信号的放大，内部DC电平移位电路，其经配置以在所述DC耦合模式中提供第一内部共模电压且在所述AC耦合模式中提供第二内部共模电压，以及输出级，其经配置以提供用于所述输出信号的信号驱动。11.根据权利要求l所述的设备，其中所述放大器包含输入增益级，其经配置以接收并放大所述输入信号，所述输入增益级对于所述DC耦合模式与AC耦合模式两者具有相同的输入共模电压。12.根据权利要求11所述的设备，其中所述输入增益级针对所述DC耦合模式与AC耦合模式两者在上部电源与电路接地之间操作。13.根据权利要求l所述的设备，其中所述放大器包含第一输出驱动区段，其经配置以在所述DC耦合模式与AC耦合模式两者中提供用于所述输出信号的信号驱动，以及第二输出驱动区段，其与所述第一输出驱动区段并联耦合，且在所述DC耦合模式中被停用，且在所述AC耦合模式中被启用以提供用于所述输出信号的额外信号驱动。14.根据权利要求l所述的设备，其中所述放大器包含至少一个级，其用具有第一操作电压的薄氧化物晶体管实施，以及至少一个额外级，其用具有比所述第一操作电压高的第二操作电压的厚氧化物晶体管实施。15.根据权利要求l所述的设备，其中所述放大器包含至少一个电容器，其经配置以提供对所述放大器的补偿，且基于所述放大器是在所述DC耦合模式中还是在所述AC耦合模式中操作来控制。16.根据权利要求1所述的设备，其中所述放大器以头戴式送受话器放大器形式操作且经配置以提供用于头戴式送受话器的所述输出信号。17.—种集成电路，其包含放大器，其经配置以放大输入信号且提供适合于在DC耦合模式中DC耦合到负载且适合于在AC耦合模式中AC耦合到所述负载的输出信号；以及至少一个DC电平移位电路，其耦合到所述放大器且经配置以针对所述放大器的至少一个共模电压执行DC电平移位，所述至少一个DC电平移位电路是基于所述放大器是在所述DC耦合模式中还是在所述AC耦合模式中操作来控制。18.根据权利要求17所述的集成电路，其中所述至少一个DC电平移位电路包含输出DC电平移位电路，其经配置以在所述DC耦合模式中提供用于所述放大器的第一输出共模电压且在所述AC耦合模式中提供用于所述放大器的第二输出共模电压。19.根据权利要求17所述的集成电路，其中所述放大器包含内部DC电平移位电路，其经配置以在所述DC耦合模式中提供用于所述放大器的第一内部共模电压且在所述AC耦合模式中提供用于所述放大器的第二内部共模电压。20.根据权利要求17所述的集成电路，其中所述放大器包含至少一个增益级，其经配置以提供用于所述输入信号的放大，内部DC电平移位电路，其经配置以在所述DC耦合模式中提供第一内部共模电压且在所述AC耦合模式中提供第二内部共模电压，以及输出级，其经配置以提供用于所述输出信号的信号驱动。21.根据权利要求17所述的集成电路，其中所述放大器包含第一输出驱动区段，其经配置以在所述DC耦合模式与AC耦合模式两者中提供用于所述输出信号的信号驱动，以及第二输出驱动区段，其与所述第一输出驱动区段并联耦合，且在所述DC耦合模式中被停用，且在所述AC耦合模式中被启用以提供用于所述输出信号的额外信号驱动。22.—种无线通信装置，其包含头戴式送受话器放大器，其包含放大器，其经配置以放大输入信号且提供适合于在DC耦合模式中DC耦合到负载且适合于在AC耦合模式中AC耦合到所述负载的输出信号，以及至少一个DC电平移位电路，其耦合到所述放大器且经配置以针对所述放大器的至少一个共模电压执行DC电平移位，所述至少一个DC电平移位电路是基于所述放大器是在所述DC耦合模式中还是在所述AC耦合模式中操作来控制。23.—种方法，其包含放大输入信号以获得适合于在DC耦合模式中DC耦合到负载且适合于在AC耦合模式中AC耦合到所述负载的输出信号；以及在需要时执行DC电平移位以在所述DC耦合模式中获得用于所述输出信号的第一输出共模电压且在所述AC耦合模式中获得用于所述输出信号的第二输出共模电压。24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包含在需要时执行DC电平移位以在所述DC耦合模式中获得第一内部共模电压且在所述AC耦合模式中获得第二内部共模电压。25.根据权利要求23所述的方法，其中所述执行DC电平移位包含产生偏移电流以获得所述输入信号与所述输出信号之间的DC电压差，以及将所述偏移电流汲取到下部电源以防止所述偏移电流被传递到所述输出信号。26.根据权利要求23所述的方法，其中所述放大所述输入信号包含在所述DC耦合模式中使用上部电源和第一下部电源来放大所述输入信号，以及在所述AC耦合模式中使用所述上部电源和第二下部电源来放大所述输入信号。27.根据权利要求23所述的方法，其中所述放大所述输入信号包含在所述DC耦合模式与AC耦合模式两者中用第一输出驱动区段来驱动所述输出信号，以及在所述AC耦合模式中进一步用第二输出驱动区段来驱动所述输出信号。28.—种设备，其包含用于放大输入信号以获得适合于在DC耦合模式中DC耦合到负载且适合于在AC耦合模式中AC耦合到所述负载的输出信号的装置；以及用于在需要时执行DC电平移位以在所述DC耦合模式中获得用于所述输出信号的第一输出共模电压且在所述AC耦合模式中获得用于所述输出信号的第二输出共模电压的装置。29.根据权利要求28所述的设备，其进一步包含用于在需要时执行DC电平移位以在所述DC耦合模式中获得第一内部共模电压且在所述AC耦合模式中获得第二内部共模电压的装置。30.根据权利要求28所述的设备，其中所述用于执行DC电平移位的装置包含用于产生偏移电流以获得所述输入信号与所述输出信号之间的DC电压差的装置，以及用于将所述偏移电流汲取到下部电源以防止所述偏移电流被传递到所述输出信号的装置。31.根据权利要求28所述的设备，其中所述用于放大所述输入信号的装置包含用于在所述DC耦合模式中使用上部电源和第一下部电源来放大所述输入信号的装置，以及用于在所述AC耦合模式中使用所述上部电源和第二下部电源来放大所述输入信号的装置。32.根据权利要求28所述的设备，其中所述用于放大所述输入信号的装置包含用于在所述DC耦合模式与AC耦合模式两者中驱动所述输出信号的装置，以及用于在所述AC耦合模式中进一步驱动所述输出信号的装置。全文摘要本发明描述一种具有可配置的DC耦合或AC耦合输出的多模式放大器。在一种设计中，所述多模式放大器包括一放大器和至少一个DC电平移位电路。所述放大器接收并放大输入信号且提供适合于在DC耦合模式中DC耦合到负载并适合于在AC耦合模式中AC耦合到所述负载的输出信号。所述至少一个DC电平移位电路针对所述放大器的至少一个(例如，输入和/或输出)共模电压执行DC电平移位且是基于所述放大器是在所述DC耦合模式中还是在AC耦合模式中操作来控制。所述放大器在所述DC耦合模式中在VDD电源与VNEG电源之间操作，且在所述AC耦合模式中在VDD电源与VSS电源之间操作。所述放大器可包括至少一个增益级、内部DC电平移位电路和输出级。文档编号H03F3/20GK101689837SQ200880022094公开日2010年3月31日申请日期2008年6月24日优先权日2007年6月29日发明者乌马·基拉卡帕蒂,赛福拉·巴扎亚尼,阿努拉格·普林谢里申请人:高通股份有限公司