放大器线性度提升电路和用于后失真反馈消除的方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请根据35u.s.c§119(e)主张享有对2018年7月6日提交的标题为“放大器线性度提升电路和用于后失真反馈消除的方法”的美国临时专利申请序列号62/694,488的优先权，其全部内容为了所有目的而通过引用并入本文。

背景技术：

许多无线装置设计，例如用于智能电话和平板电脑的无线装置设计，需要对信号进行没有明显失真的放大。虽然已经设计放大器架构来减少失真，但实际上所有无线装置设计都会经历一定程度的互调失真。互调失真是包含两个或更多个不同频率信号的幅值调制，并且通过添加到输入信号的非谐波频率来量化。互调失真通常由于放大器或前置放大器系统中的非线性度而发生。当不受控制时，互调失真可增加带宽并产生信道干扰以及各种其他不期望的效应。

技术实现要素：

本文描述的多个方面和示例涉及电子系统，特别涉及用于电子系统和装置的放大器电路。本文描述的放大器电路的各种示例配置为减少放大信号中的互调失真并改进在宽范围的温度和工艺变化上的系统线性度。

根据本发明的一个方面，提供了一种放大器电路，该放大器电路包括：放大器，其具有信号输入和信号输出，所述放大器配置为在所述信号输出处产生放大信号；反馈路径，其耦接在所述信号输出和所述信号输入之间；以及放大器线性度提升电路，其位于所述反馈路径中。所述放大器线性度提升电路包括非线性电流发生器和相移电路，所述非线性电流发生器配置为基于所述放大信号提供非线性电流，并且所述相移电路配置为调整所述非线性电流的相位以减少所述放大信号的互调失真。

根据一个实施例，所述非线性电流发生器包括晶体管。根据该实施例的一个方面，所述非线性电流发生器包括耦接到所述晶体管的偏置电路，所述偏置电路配置为选择性地偏置该晶体管。根据该实施例的另一方面，所述相移电路包括与电阻器串联耦接的电容器。根据一个示例，所述电容器是可变电容器，所述电阻器是可变电阻器，并且所述电容器和所述电阻器耦接在所述非线性电流发生器和所述信号输入之间。在一些实施例中，所述晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，该晶体管具有栅极、源极和漏极，所述漏极耦接到所述信号输出，并且所述源极耦接到所述相移电路。在一些示例中，所述偏置电路包括耦接在所述栅极和电接地之间的第一偏置电阻器、耦接在所述源极和电接地之间的第二偏置电阻器、以及与所述偏置电容器并联耦接在所述栅极和漏极之间的偏置开关。在其他示例中，所述放大器电路还包括旁路开关，该旁路开关位于所述反馈路径中并且插置在所述信号输出和所述非线性电流发生器之间，所述旁路开关配置为选择性地将所述放大器线性度提升电路与所述信号输出解耦。根据一些实施例，在反馈操作模式期间，断开偏置开关以将栅极与电接地解耦。

在其他示例中，所述偏置电路包括耦接在所述栅极和第一偏置输入之间的第一偏置电阻器、耦接在所述源极和第二偏置输入之间的第二偏置电阻器、以及耦接在所述漏极和所述栅极之间的偏置电容器。在一些示例中，所述放大器电路还包括旁路开关，该旁路开关位于所述反馈路径中并且插置在所述信号输出和所述非线性电流发生器之间，所述旁路开关配置为选择性地将所述放大器线性度提升电路与所述信号输出解耦。根据一些实施例，在反馈操作模式期间，所述偏置电路配置为至少部分地基于在第一偏置输入处接收的第一控制信号和在第二偏置输入处接收的第二控制信号来偏置所述晶体管。

在进一步的示例中，所述偏置电路包括耦接在所述栅极和电接地之间的偏置开关、以及耦接在所述源极和电接地之间的电流源。在一些示例中，所述放大器电路还包括旁路开关，该旁路开关位于所述反馈路径中并且插置在所述信号输出和所述非线性电流发生器之间，所述旁路开关配置为选择性地将所述放大器线性度提升电路与所述信号输出解耦。根据一些实施例，在反馈操作模式期间，所述偏置开关断开以将所述栅极与电接地解耦。

根据其他示例，所述偏置电路包括经由第一偏置开关耦接到所述漏极的电流源、耦接在所述源极和电接地之间的偏置电阻器、以及耦接在所述栅极和电接地之间的第二偏置开关。在一些示例中，所述放大器电路还包括直流阻断部件，该直流阻断部件位于所述反馈路径中并且插置在所述放大器线性度提升电路和所述信号输出之间。所述放大器电路还可包括旁路开关，该旁路开关位于所述反馈路径中并且插置在所述信号输出和所述非线性电流发生器之间，所述旁路开关配置为选择性地将所述放大器线性度提升电路与所述信号输出解耦。根据一些实施例，在反馈操作模式期间，所述第一偏置开关闭合以将所述电流源耦接到漏极，并且所述第二偏置开关断开以将所述栅极与电接地解耦。

根据一些实施例，所述放大器配置为将可变增益施加于在所述信号输入处接收的信号，以在所述信号输出处产生放大信号。在一些实施例中，所述相移电路配置为至少部分地基于放大器的增益设置来对非线性电流的相位进行偏移，并且所述相移电路包括与可变电阻器串联耦接的可变电容器。在至少一个实施例中，所述可变电容器和所述可变电阻器中的至少一个是可调整的，以改变所述非线性电流的相位。根据一些实施例，所述放大器电路还包括旁路开关，该旁路开关位于所述反馈路径中并且插置在所述信号输出和所述非线性电流发生器之间，所述旁路开关配置为至少部分地基于所述放大器的增益设置来选择性地将所述放大器线性度提升电路与所述信号输出解耦。在至少一些实施例中，所述可变电容器和所述可变电阻器中的至少一个是可调整的，以改变所述非线性电流的幅度。

根据本申请的一个方面，所述放大器电路可包括在模块中，并且该模块可包括在电子装置中。根据本申请的一个方面，所述放大器电路可包括在系统中，该系统包括用于发送和/或接收信号的天线、收发器和耦接在至少该天线和收发器之间的所述放大器电路。

根据本申请的另一方面，提供了一种放大器反馈方法。该方法包括：在放大器的信号输入处接收信号；放大所述信号以在所述放大器的信号输出处提供放大信号；基于所述放大信号将非线性电流施加到在所述信号输入处接收的所述信号；以及对所述非线性电流的相位进行偏移以减少所述放大信号的互调失真。根据一个方面，对所述非线性电流的相位进行偏移包括调整相移电路的复阻抗，并且调整所述相移电路的复阻抗包括调整电容器和电阻器中的至少一个的值。根据另一方面，将非线性电流施加到在所述信号输入接收的信号包括将晶体管耦接在所述信号输入和所述信号输出之间的反馈路径中，以及采用该晶体管施加非线性电流。根据又一方面，该方法还可包括调整所述非线性电流的幅值以减少所述放大信号的互调失真，并且调整所述非线性电流的幅值包括调整相移电路的复阻抗。在一些实施例中，调整所述非线性电流的幅值包括基于所述放大器的增益设置来调整所述非线性电流的幅值，并且在一些实施例中，对所述非线性电流的相位进行偏移包括基于所述放大器的增益设置来进行相移。

根据本申请的又一方面，放大器反馈方法可包括对信号进行放大以在放大器的信号输出处提供放大信号，基于所述放大信号产生非线性电流，调整相移电路的复阻抗来调整所述非线性电流的幅值和相位中的至少一个，以及将所述非线性电流施加到所述放大器的信号输入处的信号，以减少放大信号的互调失真。

下面详细讨论这些示例性方面和实施例的其他方面、示例和优点。本文公开的示例可以以与本文公开的原理中的至少一个一致的任何方式与其他示例组合，并且参考“示例”、“一些示例”、“替代示例”、“各种示例”，“一个示例”等等不一定是相互排斥的，并且旨在表示所描述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文出现的这些术语不一定都指同一个示例。

附图说明

下面参考附图讨论至少一个示例的各个方面，附图不旨在按比例绘制。包括附图是为了提供对各个方面和示例的说明和进一步理解，并且附图被并入并构成本说明书的一部分，但并不旨在作为本公开的限制的定义。在附图中，在各图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的数字表示。为清楚起见，并非在每个附图中标记每个部件。在图中：

图1是根据本文描述的各种示例的放大器电路的框图；

图2是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路的示意图；

图3是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路的另一示意图；

图4是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路的另一示意图；

图5是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路的另一示意图；

图6是根据本文描述的各种示例的放大器电路的框图；

图7是根据本文描述的示例的射频模块的一个示例的框图；

图8是根据本文描述的各种示例的无线装置的一个示例的框图，其中可使用图7的射频模块的实施方式；以及

图9a是放大器电路的蒙特卡罗模拟响应的曲线图，其示出典型放大器电路的互调失真；以及

图9b是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路的蒙特卡罗模拟响应的曲线图，其示出减少的互调失真。

具体实施方式

本文描述的多个方面和示例涉及电子系统，并且特别涉及用于电子系统和装置的放大器电路。在各种示例中，所描述的放大器电路包括放大器线性度提升电路，其沿着放大器的信号输入和信号输出之间的反馈路径耦接。放大器可包括低噪声放大器、功率放大器或可在电子装置中发现的任何其他射频放大器。基于在放大器的信号输出处的放大信号，放大器线性度提升电路配置为将非线性电流施加到放大器的信号输入，以减少放大信号的互调失真。

如上所述，实际上所有无线装置设计都将经历一定程度的互调失真。为了减少互调失真，通常互调失真吸收器耦接到放大器系统的输出。互调失真吸收器可包括串联耦接在输出和电接地之间的配置作为二极管的晶体管、电容器和电阻器。虽然提供了用于某些操作条件的改进的性能，但互调失真吸收器在宽的温度范围或宽的工艺变化范围内都无法良好地扩展。在某些情况下(例如，在某些温度下，在某些放大器增益设置等)，互调失真吸收器可能不会提供放大器系统线性度的任何改进，并且相反，其可能会限制放大器系统的性能。

本文讨论的各个方面和示例减少了在宽范围的温度变化和工艺变化上的放大信号的互调失真。此外，本文讨论的各个方面和示例可允许对波动的(例如，变化的)互调失真的适应。在许多应用中可能非常需要这种能力。例如，在许多无线装置中，期望组成器件在各种条件下表现出最小的失真。本文讨论的放大器电路、器件、系统、模块和工艺的多个方面和示例可针对一系列这样的条件满足这些目标，无论温度或工艺条件如何都提供稳定的性能。因此，本文公开的各个方面和示例可提供从常规的无线装置不能获得的重要功能。

应当理解，本文讨论的方法和装置的示例不限于应用于以下描述中阐述的或附图中示出的构造细节和部件布置。所述方法和装置能够在其他示例中实现并且能够以各种方式实践或执行。本文提供的具体实施方式的示例仅用于说明性目的，而不意在限制。此外，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变形意味着涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。对“或”的提及可被解释为包含性的，使得使用“或”描述的任何术语可指示单个、多于一个和所有所描述的术语中的任何术语。对前和后、左和右、顶部和底部、上部和下部以及垂直和水平的任何提及旨在便于描述，而不是将本系统和方法或它们的部件限制到任何一个位置或空间方向。

图1是根据本文描述的各种示例的放大器电路100的框图。放大器电路100示出为包括放大器102、反馈路径104和放大器线性度提升电路106。放大器102包括信号输入108和信号输出110。反馈路径104在第一端部连接到信号输入108，并且在第二端部连接到信号输出110。放大器线性度提升电路106位于信号输入108和信号输出110之间的反馈路径104中。如图1所示，放大器电路100可包括旁路开关112，旁路开关112沿着反馈路径104耦接并插置在放大器线性度提升电路106和信号输出110之间。因此，旁路开关112可闭合或断开以将放大器线性度提升电路106与信号输出110耦接或解耦。然而，在某些其他示例中，可以移除旁路开关112，并且信号输出110可直接耦接到放大器线性度提升电路106。在各种示例中，并且如图1所示，放大器线性度提升电路106可包括非线性电流发生器114和相移电路116。非线性电流发生器114和相移电路116中的每一个沿着信号输出110和信号输入108之间的反馈路径104耦接。

放大器102布置为在信号输入108处接收信号并在信号输出110处产生放大信号。在本文所述的许多示例中，信号是射频信号。相应地，举几个例子，放大器102可以是低噪声放大器、功率放大器或射频放大器。在一个特定示例中，放大器102是耦接在诸如智能电话或平板电脑的无线装置的前端接收路径内的射频放大器。在这样的示例中，放大器102可在信号输入108处从天线或耦接到天线的一个或多个开关部件接收信号，并且可在信号输出110处将放大信号提供给射频收发器。然而，其他示例并不如此受限，并且在其他实施方式中，放大器102可以是另一种类型的放大器，并且特别地，其可以是除射频放大器之外的放大器(例如，音频放大器)。

虽然在图1中示出具有单个输入，但在各种其他示例中，放大器102可具有不同类型的输入，或者具有多于一个输入的布置(例如，差分输入)。在一些示例中，放大器102向在信号输入108处接收的信号提供增益，以在信号输出110处产生放大信号。放大器102可具有一个或多个增益级，并且在一些示例中，可向所接收的信号提供可变增益(例如，可调增益)。例如，放大器102可具有配置为提供第一增益的低增益级、配置为相对于低增益级增加增益的中增益级、以及配置为相对于中增益级增加增益的高增益级。每个增益级可对应于放大器102的相应增益设置，例如，低增益设置、中增益设置和高增益设置。应当理解，在各种其他示例中，放大器102可具有任何其他数量的增益级，并且因此可具有任何数量的增益设置。在某些示例中，放大器102还可具有放大器旁路设置，在此期间增益级被禁用或旁路，并且放大器102不提供任何增益。

在各种示例中，信号输出110处的放大信号具有不期望的互调失真。例如，互调失真可能是放大器102的非线性度导致的。这样，放大器线性度提升电路106配置为减少放大信号的互调失真并改善放大器102的线性度。如下面进一步描述的，放大器线性度提升电路106的各种示例提供适应互调失真中的变化的益处，该互调失真中的变化是由于温度或工艺条件的变化(例如变化的增益设置)导致的。

特别地，非线性电流发生器114配置为基于信号输出110处的放大信号产生非线性电流。如图所示，非线性电流发生器114耦接到相移电路116，并且配置为将非线性电流提供给相移电路116。相移电路116配置为调整非线性电流的相位和幅值中的至少一个，并且将非线性电流提供给放大器102的信号输入。在各种示例中，非线性电流的相位和/或幅值由相移电路116控制，使得当非线性电流提供给信号输入108时，其减少(或完全消除)放大信号的互调失真。特别地，可调整非线性电流的相位和/或幅值，使得非线性电流相消干涉于并因此减少或消除在信号输出110处的放大信号的互调失真。在此参考图2-图6中的每一个并继续参考图1，进一步描述非线性电流发生器114和相移电路116的特定部件。

尽管本文描述为通常提供非线性电流，但在各种示例中，非线性电流发生器114基于放大信号sx具体地产生非线性响应sy。例如，非线性响应sy可表示为：

在调整非线性电流的相位和幅值中的一个或两个时，相移电路116配置为分别调整非线性响应sy的多项式项(即，a0、a1、a2、a3、......、an)的相位和幅度。具体地，相移电路配置为调整多项式项的相位和幅值，使得放大器信号响应被线性化。

尽管本文附图的部件可在框图中被示出和描述为离散元件，并且可以称为“电路”或“电路系统”，除非另有指示，否则这些元件可以被实现为模拟电路系统、数字电路系统中的一个或组合，或执行软件指令的一个或多个微处理器。除非另有指示，否则信号线可实现为离散的模拟或数字信号线。除非另有指示，否则信号可以以数字或模拟形式编码；常规的数模转换器或模数转换器可未在附图中示出。

图2是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路100的示意图。特别地，图2示出了非线性电流发生器114和相移电路116的示例实施方式。如图所示，非线性电流发生器114可包括晶体管200和偏置电路202。尽管晶体管200示为具有源极、漏极和栅极的三端子金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，但在各种其他示例中，晶体管200可以是不同类型的晶体管或者可以是具有多于三个端子的mosfet。在图2所示中，漏极经由旁路开关112选择性地耦接到信号输出110，并且源极耦接到相移电路116。

偏置电路202可包括配置为控制晶体管200的偏置的各种电路元件，并且因此控制放大器线性度提升电路106的操作模式。在各种示例中，放大器线性度提升电路106可以以旁路操作模式或反馈操作模式操作。在旁路操作模式期间，旁路开关112可断开，以将放大器线性度提升电路106，特别是非线性电流发生器114，与信号输出110解耦或旁路。这样，在旁路操作模式期间，不产生非线性电流或者没有通过放大器线性度提升电路106将非线性电流施加到信号输入108。如所讨论的，在一些示例中，旁路开关112是可选的，并且可以从反馈路径104移除。在这些示例中，可控制非线性电流发生器114的一个或多个部件以将放大器线性度提升电路106与信号输出110解耦。

在反馈操作模式期间，旁路开关112闭合以将放大器线性度提升电路106，特别是非线性电流发生器114，耦接到信号输出110。在反馈操作模式期间，偏置电路202配置为偏置晶体管200，其将非线性电流施加到信号输入108。虽然为了便于说明而示出为单刀单掷开关，但是在各种其他示例中，旁路开关112可包括用于控制信号输出110和放大器线性度提升电路106之间的电流流动的任何合适器件。

在图2中，偏置电路202示出为包括偏置开关204、第一偏置电阻器206、偏置电容器214和第二偏置电阻器208。晶体管200的漏极经由旁路开关112选择性地耦接到信号输出110，并且还经由偏置电容器214耦接到晶体管200的栅极。第一偏置电阻器206耦接在栅极和电接地之间。偏置开关204选择性地与偏置电容器214并联耦接在栅极和漏极之间。第二偏置电阻器208耦接在源极和电接地之间。

在旁路操作模式期间，偏置开关204断开以将栅极耦接到电接地(例如，通过第一偏置电阻器206)。因此，在旁路操作模式期间，晶体管200被偏置到关断(off)状态，并且在源极和漏极之间不发生电导。在旁路开关112已被移除的示例中，晶体管200在旁路模式期间用作开关以将放大器线性度提升电路106与信号输出110解耦。

在反馈操作模式期间，偏置开关204闭合以使栅极和漏极短路。因此，在反馈操作模式期间，在晶体管200的漏极接收信号输出110处的放大信号，晶体管被偏置到导通(on)状态，并且在源极和漏极之间发生电导以向相移电路116提供非线性电流。在各种示例中，可选择第一偏置电阻器206的值(例如，电阻)和/或第二偏置电阻器208的值(例如，电阻)来控制晶体管200的操作点。例如，第一偏置电阻器206(例如，超过100kω)可具有比第二偏置电阻器208(例如，1kω-10kω)显著更大的电阻值。应理解，偏置电阻器206、208的特定值将取决于供应电压和电流，且可选择以将晶体管200的偏置点设定在约100μa与700μa之间。尽管偏置开关204示出为单刀单掷开关，但在各种其他示例中，偏置开关204可以实现为任何其他合适的开关。

如图2的示意图中进一步所示，相移电路116可包括电容器210，该电容器210与电阻器212串联耦接在非线性电流发生器114和信号输入108之间。特别地，图2示出耦接在晶体管200的源极和电阻器212之间的电容器210、以及耦接在电容器210和信号输入108之间的电阻器212。在各种示例中，并且如图2中所示，电容器210是可变电容器，并且电阻器212是可变电阻器。因此，相移电路116可具有可经由电容器210和电阻器212的值调整的复阻抗。电容器210和电阻器212用于调整非线性电流的相位和幅值。因此，可增大或减小电容器210和电阻器212的值以调整相位或幅值偏移的量，并且特别地，调整非线性响应sy的多项式项的相位和幅值。

在反馈操作模式期间，相移电路116接收来自非线性电流发生器114的非线性电流并且对非线性电流的相位和/或幅值进行偏移，使得当非线性电流施加于信号输入108时，减少放大信号的互调失真。在各种示例中，选择电容器210的值和电阻器212的值以将非线性电流的相位与放大信号的互调失真异相偏移180度(例如，反相)。因此，当施加于信号输入时，非线性电流和互调失真相消干涉，从而减少(或完全消除)互调失真。在某些示例中，相移电路116可与诸如单位缓冲器和/或电感器的附加电路元件耦接，以共同提供期望的相位或幅值的偏移。这样的附加电路元件也可沿反馈路径104布置并插置在非线性电流发生器114和信号输入108之间。

虽然在一个示例中，相移电路116可将非线性电流的相位相对于互调失真偏移180度，但是在各种其他示例中，非线性电流的相位可偏移不同的量。例如，相移电路116可将非线性电流的相位偏移任意量，该任意量可以随时间变化，以实现相对于互调失真的180度相位差。即，应当理解，在某些示例中，可能需要大于或小于180度的相移以实现互调失真的期望减少。在特定示例中，可在放大器102的操作期间调整电容器210和/或电阻器212的值，以适应可能影响互调失真的各种温度变化、各种工艺变化和/或其他变化的操作条件。具体地，可基于放大器102的特定增益设置来调整电容器210和/或电阻器212的值。

例如，放大器102的低增益设置可能需要比放大器102的中增益设置更积极(例如，更大幅值和/或更大相位偏移)的非线性电流，以实现相同量的相对互调失真减少。类似地，放大器102的中增益设置可能需要比放大器102的高增益设置更积极(例如，更大幅值和/或更大相位偏移)的非线性电流，以实现相同量的相对互调失真减少。在某些示例中，可在放大器的高增益设置期间将放大器电路100控制到旁路操作模式。即，在高增益设置期间放大器线性度提升电路106可以与信号输出110解耦，并且不会将非线性电流施加到信号输入。

图3是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路100的另一示意图。类似于图2，图3示出非线性电流发生器114和相移电路116的示例实施方式。如图所示，非线性电流发生器114可包括晶体管300和偏置电路302。尽管晶体管300示出为具有源极、漏极和栅极的三端子金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，但在各种其他示例中，晶体管300可以是不同类型的晶体管或者可以是具有多于三个端子的mosfet。在图3的图示中，漏极经由旁路开关112选择性地耦接到信号输出110，并且源极耦接到相移电路116。

偏置电路302可包括配置为控制晶体管300的偏置的各种电路元件，并且因此控制放大器线性度提升电路106的操作模式。如先前参考至少图2所讨论的，放大器线性度提升电路106可以以旁路操作模式和反馈操作模式之一操作。在旁路模式期间，旁路开关112断开，并且在反馈模式期间，旁路开关112闭合。然而，在一些示例中，旁路开关112是可选的，并且可从反馈路径104移除。在这些示例中，可控制非线性电流发生器114的一个或多个部件以将放大器线性度提升电路106与信号输出110解耦或耦接。例如，在旁路开关112已被移除的示例中，晶体管300在旁路模式期间用作开关以将放大器线性度提升电路106与信号输出解耦。

在图3中，偏置电路302示出为包括第一偏置电阻器304、第二偏置电阻器306和偏置电容器308。晶体管300的漏极经由旁路开关112选择性地耦接到信号输出110，并且还经由偏置电容器308耦接到晶体管300的栅极。第一偏置电阻器304耦接在栅极和第一偏置输入310之间，并且第二偏置电阻器306耦接在源极和第二偏置输入312之间。第一偏置输入310配置为接收第一控制信号，并且第二偏置输入312配置为接收第二控制信号。

在反馈操作模式期间，偏置电路302配置为基于在第一偏置输入310处接收的第一控制信号和在第二偏置输入312处接收的第二控制信号来偏置晶体管300。相对于与先前参考图2描述的布置，可提供第一控制信号和第二控制信号以直接控制和偏置晶体管300。例如，第一偏置输入310可耦接到高直流(dc)电源(例如，vdd电源)，并且第二偏置输入312可耦接到低dc电源(即，低值dc电源)。在一些示例中，第二偏置输入312还可替代为电接地。因此，当在第一偏置输入310处接收到第一控制信号，并且在第二偏置输入312处接收到第二控制信号时，晶体管300被偏置为on状态，并且在源极和漏极之间发生电导以向相移电路116提供非线性电流。

在旁路操作模式期间，晶体管300经由第一控制信号和第二控制信号偏置到off状态。因此，在源极和漏极之间不发生电导。例如，相对于反馈模式，可减小经由第一偏置输入310施加到栅极的电压，以使晶体管300为off。在某些示例中，晶体管300也可反向偏置以改善隔离并确保在未使能时不加载放大器102。例如，可将相对于施加到第一偏置输入310的偏置电压更大的偏置电压施加到第二偏置输入312，以反向偏置晶体管300。这样的示例可在放大器线性度提升电路106未使能时最小化杂散互调失真(intermodulationdistortion，imd)。在各种示例中，可选择第一偏置电阻器304的值、第二偏置电阻器306的值和/或偏置电容器308的值以控制晶体管300的操作点。

在各种示例中，图3中所示的相移电路116的实施方式可包括许多与图2中所示的相移电路116的实施方式相同的部件。例如，相移电路116可包括电容器210，该电容器210与电阻器212串联耦接在非线性电流发生器114和信号输入108之间。因此，如图3中所示，电容器210、电阻器212、以及更一般地相移电路116可以以与先前参考图2描述的方式类似的方式操作。

图4是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路的另一示意图。类似于图2和图3，图4示出了非线性电流发生器114和相移电路116的示例实施方式。如图所示，非线性电流发生器114可包括晶体管400和偏置电路402。尽管晶体管400示出为具有源极、漏极和栅极的三端子金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，但在各种其他示例中，晶体管400可以是不同类型的晶体管或者可以是具有多于三个端子的mosfet。在图4的图示中，漏极经由旁路开关112选择性地耦接到信号输出110，并且源极耦接到相移电路116。

偏置电路114可包括配置为控制晶体管400的偏置的各种电路元件，并且因此控制放大器线性度提升电路106的操作模式。如先前参考至少图2和图3所讨论的，放大器线性度提升电路106可以以旁路操作模式和反馈操作模式之一操作。在旁路模式期间，旁路开关112断开，并且在反馈模式期间，旁路开关112闭合。然而，如上所述，在一些示例中，旁路开关112是可选的，并且可以从反馈路径104移除。在这些示例中，可控制非线性电流发生器114的一个或多个部件以使放大器线性度提升电路106和信号输出110解耦或耦接。例如，在已经移除旁路开关112的示例中，晶体管400在旁路模式期间用作开关以将放大器线性度提升电路106与信号输出解耦。

在图4中，偏置电路402示出为包括偏置开关404和电流源406。晶体管400的漏极经由旁路开关112选择性地耦接到信号输出110，并且还耦接到晶体管400的栅极。偏置开关404布置为选择性地将栅极短路到电接地。电流源406耦接在源极和电接地之间。在图4中，电流源406示出为可变电流源。例如，电流源406可包括电流镜。然而，在其他示例中，可使用其他类型的电流源。

在反馈操作模式期间，偏置开关404断开以将栅极与电接地解耦。因此，在反馈操作模式期间，电流源406从晶体管400的源极汲取电流，并且晶体管400被偏置到on状态。在反馈模式期间，在源极和漏极之间发生电导，以基于放大信号向相移电路116提供非线性电流。在旁路操作模式期间，偏置开关404闭合以将栅极短路到电接地。因此，在旁路操作模式期间，晶体管400被偏置到off状态，并且在源极和漏极之间不发生电导。在各种示例中，可以(例如，动态地)选择电流源406的特性以控制晶体管400的操作点。例如，电流源406可包括至少两个晶体管(例如，nfet晶体管)。两个晶体管中的第一个可以作为二极管操作，并且两个晶体管中的第二个可以作为电流源(例如，电流镜)操作。第二晶体管耦接到晶体管400的源极。通过控制通过第一晶体管(即，二极管晶体管)的电流，可操作第二晶体管(即，电流镜)以调整通过晶体管400的电流。尽管偏置开关404示出为单刀单掷开关，但在某些其他示例中，偏置开关404可以被实现为任何其他合适的开关。

在各种示例中，图4中示出的相移电路116的实施方式包括许多与图2中所示的相移电路116的实施方式相同的部件。例如，相移电路116可包括电容器210，该电容器210与电阻器212串联耦接在非线性电流发生器114和信号输入108之间。因此，如图4所示，电容器210、电阻器212，以及更一般地相移电路116可以以与先前参考图2描述的方式类似的方式操作。应该理解的是，尽管图2-图4的偏置电路114中的每个都包括三端子晶体管200、300、400，但是晶体管中的每个均可替代地用连接在旁路开关112和相移电路116之间的二极管(未示出)代替。

图5是根据本文描述的各种示例的图1的放大器电路100的另一示意图。类似于图2-图4，图5示出非线性电流发生器114和相移电路116的示例实施方式。如图所示，非线性电流发生器114可包括晶体管500和偏置电路502。尽管晶体管500示出为具有源极、漏极和栅极的三端子金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，但在各种其他示例中，晶体管500可以是不同类型的晶体管或者可以是具有多于三个端子的mosfet。在图5的图示中，漏极经由旁路开关112选择性地耦接到信号输出110，并且源极耦接到相移电路116。

偏置电路502可包括配置为控制晶体管500的偏置的各种电路元件，并且因此控制放大器线性度提升电路106的操作模式。如先前参考至少图2-4所讨论的，放大器线性度提升电路106可以以旁路操作模式和反馈操作模式之一操作。在旁路模式期间，旁路开关112断开，并且在反馈模式期间，旁路开关112闭合。然而，在一些示例中，旁路开关112是可选的，并且可从反馈路径104移除。在这些示例中，可控制非线性电流发生器114的一个或多个部件以将放大器线性度提升电路106和信号输出110解耦或耦接。例如，在旁路开关112已被移除的示例中，在旁路模式期间，晶体管500用作开关以将放大器线性度提升电路106与信号输出解耦。

在图5中，偏置电路502示出为包括第一偏置开关504、第二偏置开关506、偏置电阻器508和电流源510。晶体管500的漏极经由旁路开关112选择性地耦接到信号输出110，经由第一偏置开关504选择性地耦接到电流源510，并且还耦接到晶体管500的栅极。在一些示例中，放大器线性度提升电路106可包括dc阻断部件，该dc阻断部件位于信号输出110和放大器线性度提升电路106之间的反馈路径104中。如图5所示，dc阻断部件可以是插置在旁路开关112和信号输出110之间的dc阻断电容器512。第一偏置开关504布置为选择性地将电流源510耦接到晶体管500的漏极。第二偏置开关506布置为选择性地将晶体管500的栅极短路到电接地。偏置电阻器508插置在源极和电接地之间。

在反馈操作模式期间，第一偏置开关504闭合以将电流源510耦接到晶体管500的漏极。此外，在反馈模式期间，第二偏置开关506断开以将栅极与电接地解耦。因此，在反馈操作模式期间，电流源510向晶体管500提供电流，晶体管500被偏置到on状态，并且在源极和漏极之间发生电导以基于放大信号向相移电路116提供非线性电流。在反馈操作模式期间，dc阻断部件(例如，图示的dc阻断电容器512)位于反馈路径104中，以防止电流从电流源510反向馈送到信号输出110。

在旁路操作模式期间，第一偏置开关504断开以使电流源510与漏极解耦，并且第二偏置开关506闭合以将栅极短路到电接地。因此，在旁路操作模式期间，晶体管500被偏置到off状态，并且在源极和漏极之间不发生电导。在各种示例中，可(例如，动态地)选择电阻器508的值和/或电流源510的特性以控制晶体管500的操作点。例如，如图所示，电流源510可以是可变电流源。在某些示例中，如参考图4所讨论的，电流源510可包括电流镜。虽然第一偏置开关504和第二偏置开关506每个均示出为单刀单掷开关，但是在各种其他示例中，第一偏置开关504和第二偏置开关506中的每个还可以实现为任何其他合适的开关。

在各种示例中，图5中示出的相移电路116的实施方式包括许多与图2中示出的相移电路116的实施方式相同的部件。例如，相移电路116可包括电容器210，该电容器210与电阻器220串联耦接在非线性电流发生器114和信号输入108之间。因此，如图5中所示，电容器210、电阻器220、以及更一般地相移电路116，可以以与先前参考图2描述的方式类似的方式操作。

图6是根据本文描述的各种示例的放大器电路610的框图。图6包括许多与先前参考图1描述的放大器电路100相同的部件。例如，放大器电路610可包括放大器102、反馈路径104和放大器线性度提升电路106。如前所述，放大器线性度提升电路106可包括非线性电流发生器114和相移电路116。非线性电流发生器114和相移电路116中的每个沿信号输出110和信号输入108之间的反馈路径104耦接。

还如图6所示，放大器电路100可包括阻抗匹配电路600。阻抗匹配电路600位于放大器102的信号输出110处。尽管在图6中，反馈路径104被示出为在放大器102的输出和阻抗匹配电路600之间的节点处耦接到信号输出110，但在某些其他示例中，阻抗匹配电路600还可耦接在放大器102的输出和反馈路径104之间。即，在某些示例中，反馈路径104可从阻抗匹配电路600接收放大信号。在所示的示例中，阻抗匹配电路600示出为包括电感器602、第一匹配电路电容器604和第二匹配电路电容器606。电感器602和第一匹配电路电容器604每个耦接在电压源(例如，示为vdd电压源)和信号输出110之间。第二匹配电路电容器606串联耦接在放大器102和信号输出110之间。第一匹配电路电容器604和第二匹配电路电容器606中的每个均可以是如图所示的可变电容器。在各种示例中，阻抗匹配电路600配置为将输出阻抗设置为特定值，例如50ω。特定阻抗值可取决于放大器电路100和/或特定放大器102的特定实施方式。参考图6示出和描述的阻抗匹配电路600可以以先前参考图2-图5所示的放大器电路100的任何示意图实现。

如所讨论的，在各种示例中，放大器电路100可包括一个或多个开关部件，例如旁路开关和一个或多个偏置开关。参考图1、2、3、4、5或6讨论和描述的开关中的每个可耦接到控制器并由控制器操作。控制器可提供一个或多个开关信号以断开或闭合每个相应的开关。在某些示例中，控制器可耦接到偏置电路的其他部件和/或参考图1、2、3、4、5或6描述的相移电路的部件。

例如，控制器可以耦接到图4中所示的电流源406、在图5中所示的电流源510、和/或相移电路116的电容器210和可变电阻器212。控制器可经由一个或多个控制信号控制这些部件的一个或多个值或特性。即，控制器可提供控制信号以调整(例如，增大或减小)由电流源提供或消耗的电流，可提供控制信号以调整(例如，增大或减小)电阻器的电阻，和/或可提供控制信号以调整(例如，增大或减小)电容器的电容。在各种示例中，控制器可以使用查找表来确定和设置电流源的特性、电阻器的电阻和/或电容器的电容。查找表可包括采用索引操作来替换运行时计算的任何数组。例如，查找表可包括存储在静态程序存储器中的预先计算和索引的电流源特性、电阻器值和电容器值的数组。在某些其他示例中，控制器可执行一个或多个运行时计算以动态地确定实现期望的互调失真的减少所需的电流源的特性、电阻器的电阻和/或电容器的电容。

控制器还可耦接到图3中示出的偏置输入310、312，并且可向其提供偏置电压以直接控制和偏置晶体管300。偏置输入310、312中的每个的控制信号值(例如，电压值)可从查找表中提取或者基于一个或多个运行时计算来动态确定。在各种示例中，控制器包括处理器，该处理器可例如使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。处理器可经由硬件或软件系统界面来提供一个或多个开关信号或控制信号。本文参考至少图8进一步描述处理器(并且更通常地，控制器)的各种示例。

如前所讨论的，尽管在图1-图6中示出的放大器102具有单个输入，但在各种其他示例中，放大器102可具有不同类型的输入。特别地，放大器102可以是具有差分输入的差分放大器。在这些示例中，放大器102可具有位于每个信号输入和信号输出对之间的单独的反馈路径，例如反馈路径104。相应的放大器线性度提升电路106可沿着每个相应的反馈路径耦接。每个放大器线性度提升电路可包括与本文前面参考图1-图6的放大器线性度提升电路106所讨论的部件类似的那些部件，并且可以以类似的方式操作。

图7是模块700的一个示例的框图，该模块700可包括图1中所示的放大器电路100的实施方式。继续参考图1中所示的放大器电路100讨论图7示出的模块700。

在图7示出的示例中，模块700包括配置为接纳多个部件的封装衬底702。在一些示例中，这样的部件可包括具有本文描述的放大器电路100的部件(诸如放大器102和/或放大器线性度提升电路106)的晶片704。在某些示例中，其他电路系统或部件706可耦接到晶片704。其他电路系统或部件708可以安装或形成在封装衬底702上。在一些示例中，封装衬底702可包括叠层衬底。

在一些示例中，模块700还可包括一个或多个封装结构，以例如提供保护并且有助于更容易地处理模块700。这样的封装结构可包括包覆件(overmold)，该包覆件在封装衬底702上方形成，并且尺寸设计成基本上密封其上的各种晶片和部件。如上所述，应当理解，尽管在基于引线键合的电连接的背景中描述了模块700，但是本公开的一个或多个特征也可以在其他封装配置(包括倒装芯片配置)中实现。

图8是无线通信装置800的一个示例的框图，其中可使用图7的示例模块700。示例无线装置800可以是移动装置，例如智能电话或平板电脑。作为示例，无线器件800可根据长期演进(longtermevolution，lte)通信。在该示例中，无线器件800可配置为在由lte标准定义的一个或多个频带处操作。无线器件800可替代地或附加地配置为根据一个或多个其他通信标准通信，该通信标准包括但不限于wi-fi标准、蓝牙标准、3g标准、4g标准或lte-a标准中的一个或多个。

如图8所示，无线器件800可包括收发器802、天线804、开关部件806、控制部件808(例如，控制器)、计算机可读存储介质810、至少一个处理器812和放大器电路100。放大器电路100可电耦接到一个或多个收发器802和开关部件806的一个或多个部件，并且可用作低噪声接收放大器(示出放大器电路100a)，或者可电耦接到一个或多个收发器802和开关部件806的一个或多个部件，并且可用作功率放大器(示出为放大器电路100b)。如本领域技术人员将理解的，无线装置800可包括未在图8中明确示出的附加部件和/或所示部件的子组合中。虽然示出放大器电路100a的第一实例位于接收路径内并且放大器电路100b的第二实例位于发送路径内，但是在一些示例中，放大器电路100a的第一实例可采用传统的低噪声放大器来代替，或者放大器电路100b的第二实例可采用传统的功率放大器来代替。

收发器802可生成经由天线804发射的射频信号。此外，收发器802可从天线804接收输入的射频信号。应当理解，与rf信号的发射和接收相关联的各种功能可通过图8中共同表示为收发器802的一个或多个部件实现。例如，单个部件可配置为提供发射和接收功能两者。在另一个示例中，发射和接收功能可由单独的部件提供。

在图8中，来自收发器802的一个或多个输出信号被描绘为经由一个或多个发射路径814，通过放大器电路100b的第二实例提供到天线804。在所示的示例中，(一个或多个)不同的发射路径814可表示与不同频带(例如，高频带和低频带)和/或不同功率输出相关联的输出。虽然示出为单个放大器电路100b，但是在某些示例中，(一个或多个)不同的发射路径814中的每个可具有单独的放大器电路100。

类似地，来自天线804的一个或多个信号被描绘为经由一个或多个接收路径816，通过放大器电路100a的第一实例提供给收发器802。虽然示出为单个放大器电路100a，但是在某些其他示例中，(一个或多个)不同的接收路径816中的每个可具有单独的放大器电路100。开关部件806可沿着一个或多个发射路径814或一个或多个接收路径816引导任何给定的射频信号。在所示的示例中，不同的接收路径816可表示与不同的信令模式和/或不同的接收频带相关联的路径。无线器件800可适应于包括任何合适数量的发射路径814或接收路径816。当布置在(一个或多个)发射路径中时，放大器电路100b的第二实例可帮助提升具有相对较低功率的射频信号为适用于传输的较高功率。如所讨论的，在其他布置中，该功能可由一个或多个功率放大器提供。

在某些示例中，天线804可连接到开关部件806上的天线端子。收发器802可经由一个或多个发射路径814或一个或多个接收路径816连接到开关部件806上的射频端子。如上所述，根据某些示例，通过选择性地将天线804电连接到选定的发射路径或接收路径，开关部件806可以路由所接收的射频信号并促进接收路径和/或发射路径之间的切换。因此，发射路径814中的一个或多个可以是激活的，而其他发射路径814中的一个或多个是非激活的，并且对于接收路径816来说这是类似的。开关部件806可提供多个与无线装置800的操作相关联的切换功能。

在某些示例中，至少一个处理器812可配置为便利无线装置800上的各种过程的实现。至少一个处理器812可例如使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。例如，至少一个处理器812可包括可执行操纵数据的一系列指令的一个或多个微处理器或其他类型的控制器。然而，在其他示例中，处理器812可包括专门编程的专用硬件，例如，专用于执行本文公开的特定操作的专用集成电路(asic)。在某些实施方式中，无线装置800可包括非暂时性计算机可读介质810，例如存储器，其可存储可提供给至少一个处理器812并由该处理器812执行的计算机程序指令。部件806、100a、100b、808中的各种(之一)部件以及(一个或多个)发射和接收路径814、816可在与放大器电路100相同的晶片中实现，或者可集成在与放大器电路100相同的模块内。

上面描述的一些实施方式已经结合移动装置提供示例。然而，示例的原理和优点可用于可受益于本文描述的任何电路的任何其他系统或装置，例如任何上行链路蜂窝装置。本文讨论的任何原理和优点可在使用基于晶体管的开关的电子系统中实现。因此，本公开的各方面可在各种电子装置中实现。电子装置的示例可包括但不限于消费电子产品、消费电子产品的部件、电子测试装备、诸如基站的蜂窝通信基础设施、诸如智能电话的移动电话、电话、电视、电脑显示器、电脑、调制解调器、手持电脑、笔记本电脑、平板电脑、电子书阅读器、诸如智能手表的可穿戴电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant、pda)、微波炉、冰箱、汽车、立体声系统、dvd播放器、cd播放器、诸如mp3播放器的数字音乐播放器、收音机、便携式摄像机、相机、数码相机、便携式存储芯片、医疗保健监视装置、诸如汽车电子系统或航空电子系统的车辆电子系统、外围装置、时钟等。此外，电子装置可包括未完成的产品。

如本文所讨论的，所描述的放大器电路的各种示例包括沿着放大器的信号输入和信号输出之间的反馈路径耦合的放大器线性度提升电路。基于放大器的信号输出处的放大信号，放大器线性度提升电路配置为将非线性电流施加到放大器的信号输入，以减少放大信号的互调失真。图9a是典型放大器电路的蒙特卡罗模拟响应的曲线图900，并且表示典型放大器所经历的互调失真。例如图9a示出放大器的蒙特卡罗模拟响应，其在供应电流为4ma下具有约15db的中增益。在图9a的曲线图900中，纵轴表示样本数，横轴表示典型放大器电路的采样(或测量)的三阶互调截取点(iip3)值。曲线图900内的标绘条表示三阶互调截取点(iip3)，标绘线表示标称值。

图9b是图1的放大器电路的蒙特卡罗模拟响应的曲线图902，并且示出根据本文描述的各种示例，相对于由图9a的曲线图900表示的互调失真的减少的互调失真。类似于图9a的曲线图900，图9b的曲线图902具有表示样本数的纵轴、以及表示图1的放大器电路的采样(或测量)的三阶互调截取点(iip3)值的横轴。曲线图902内的标绘条表示三阶互调截取点(iip3)，并且标绘线表示标称值。与图9a的曲线图900相比，图9b的曲线图902示出了在200个样本上大约6db的平均改进。图9b仅表示本文描述的放大器电路的一种实施方式。应当理解，在各种其他示例中，所描述的放大器电路可提供不同级别的改进。

已经在上面描述了至少一个示例的多个方面，应当理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这些改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本公开的范围内。因此，前面的描述和附图仅是示例性的，并且本公开的范围应该由所附权利要求及其等同物的适当解释来确定。