毫米波功率放大器的制造方法
【专利摘要】公开了一种毫米波功率放大器。在示例性实施例中，MM波功率放大器(300)包括耦合在一起以接收MM波输入信号并产生经放大的MM波输出信号的多个放大器级(302、304、306、308)，以及跨各放大器级(302、304、306、308)耦合的一个或多个反馈元件(310、312)，每一反馈元件(310、312)跨奇数个放大器级(302、304、306、308)耦合以增加功率放大器(300)的工作带宽。
【专利说明】毫米波功率放大器
【背景技术】
[0001]领域
[0002]本申请一般涉及放大器的操作和设计，更具体而言涉及被配置成以毫米(MM)波频率操作的功率放大器。
[0003]背景
[0004]越来越需要使得移动设备能够进行高质量传输和接收。达成高质量的一个关键与功率放大器的性能相关联。例如，在移动设备中具有能以毫米波长范围内的频率(这是在30到300吉赫兹范围内的极高频率)操作的高性能功率放大器是合需的。这一高频带具有10毫米到I毫米的波长。
[0005]以这样的频率操作需要大带宽(通常大于8GHz)功率放大器(PA)。然而，常规的开环设计无法同时达成大带宽、高线性度以及低功率。因此，具有供在移动设备中使用的小尺寸且低成本的MM波功率放大器是合需的。
[0006]附图简述
[0007]通过参照以下结合附图考虑的描述，本文中所描述的以上方面将变得更易于明了，在附图中:
[0008]图1示出了 MM波功率放大器的示例性模型；
[0009]图2示出了丽波PA的示例性实施例；
[0010]图3示出了丽波PA的示例性实施例；
[0011]图4示出了解说MM波功率放大器的替换配置的示例性框图；以及
[0012]图5示出了 MM波功率放大器设备的示例性实施例。
[0013]详细描述
[0014]下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应一定解释成优于或胜于其它示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性实施例的新颖性。
[0015]在本文中公开的示例性实施例提供了达成大带宽(约25GHz)、良好线性度以及低功耗的MM波功率放大器。例如，所公开的功率放大器利用具有弱负反馈的多级架构来达成具有高增益的大带宽。在示例性实施例中，交织式双反馈环路被用来提供相对于常规系统的带宽改进。
[0016]图1示出了丽波功率放大器100的示例性模型。放大器100包括通过反馈元件106耦合到第二级104的第一级102。在示例性实施例中，电阻器被用作反馈元件106。然而，反馈元件106也可包括其它组件，如电容器或电感器。
[0017]第一级102包括基于输入电压来生成电流且具有值(gml*Vin)的电流源108。电流源108的第一端子连接至电阻器(Rpl) 110的第一端子，这导致中间电压Vx。电流源108的第二端子连接至接地。电阻器110也具有连接至接地的第二端子。
[0018]第二级104包括基于中间电压Vx来生成电流且具有值(gm2*Vx)的电流源112。电流源112的第一端子连接至电阻器(Rp2) 114的第一端子，这导致输出电压V。。电流源112的第二端子连接至接地。电阻器114也具有连接至接地的第二端子。
[0019]反馈元件106连接在电阻器110的第一端子和电阻器114的第一端子之间。丽波功率放大器100的模型可被用来确定作为输出电压V。和输入电压Vin之间的关系的增益。如果Rp2包括LC储能电路，则增益可表达如下。
【权利要求】
1.一种装置，包括: 率禹合在一起以接收MM波输入信号并产生经放大的MM波输出信号的多个放大器级；以及 跨所述放大器级耦合的一个或多个反馈元件，每一反馈元件跨奇数个放大器级耦合以增加工作带宽。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个反馈元件被选择成提供小于零的环路增益。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每一反馈元件包括固定电阻器，所述固定电阻器具有被设置成达成期望工作带宽的电阻值。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每一反馈元件包括可变电阻器，所述可变电阻器具有被设置成达成期望工作带宽的电阻值。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个反馈元件包括固定电阻器且至少第二反馈元件包括可变电阻器，所述固定电阻器和所述可变电阻器具有被设置成达成期望工作带宽的电阻值。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个放大器级包括四个放大器级并且所述一个或多个反馈元件包括交织式双反馈，所述交织式双反馈具有耦合在第四级的输出与第二级的输入之 间的第一反馈网络和耦合在第三级的输出与第一级的输入之间的第二反馈网络。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一反馈元件和所述第二反馈元件被选择成提供小于零的环路增益。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一反馈元件和所述第二反馈元件包括固定电阻器，所述固定电阻器具有被设置成达成期望工作带宽的电阻值。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括输入匹配网络，所述输入匹配网络包括将至少一个放大器级的输入耦合至接地以提供静电放电(ESD)保护的共平面波导(CPff) ο
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括输出匹配网络，所述输出匹配网络包括将至少一个放大器级的输出耦合至接地以提供ESD保护的微带线(MSL)。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括: 跨偶数个放大器级耦合的所选反馈元件；以及 耦合在所选反馈元件与所选放大器级之间的移相器，所述移相器被配置成引入所选相移量以致使所选反馈元件如同围绕所选奇数个放大器级耦合那样起作用。
12.—种设备,包括: 用于使用耦合在一起的多个放大器级来放大MM波输入信号以产生经放大的MM波输出信号的装置；以及 用于提供跨所述放大器级耦合的一个或多个反馈元件的装置，每一反馈元件跨奇数个放大器级耦合以增加工作带宽。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述用于提供的装置包括用于提供所述一个或多个反馈元件以提供小于零的环路增益的装置。
14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述用于提供的装置包括用于提供具有被设置成达成期望工作带宽的电阻值的每一反馈元件的装置。
15.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述用于提供的装置包括用于提供具有被设置成达成期望工作带宽的可变电阻值的每一反馈元件的装置。
16.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述用于提供的装置包括用于提供包括固定电阻的至少一个反馈元件以及包括可变电阻的至少第二反馈元件的装置，所述固定电阻和所述可变电阻被设置成达成期望工作带宽。
17.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述用于放大的装置包括用于使用四个放大器级和交织式双反馈来放大的装置，所述交织式双反馈具有耦合在第四级的输出与第二级的输入之间的第一反馈网络和耦合在第三级的输出与第一级的输入之间的第二反馈网络。
18.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括提供静电放电(ESD)保护的用于输入匹配的装置。
19.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括提供ESD保护的用于输出匹配的装置。
20.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括: 用于提供跨偶数个放大器级耦合的所选反馈元件的装置；以及 耦合在所选反馈元件与所选放大器级之间的用于移相的装置，所述用于移相的装置被配置成引入所选相移量以致使所选反馈元件如同围绕所选奇数个放大器级耦合那样起作用。
【文档编号】H03F1/52GK103999359SQ201280061771
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2011年12月15日
【发明者】S·林, Y·丁, C－W·李 申请人:高通股份有限公司