用于低噪声放大器的系统和方法_3

文档序号:9226120阅读:来源:国知局
中,额外的LNA在LNA系统240中被耦合到输出250,如由LNA 248图解的,所述LNA 248包含耦合到偏置电路243和BJT Qlb的输入253以及退化电感器L3。晶体管、输出储能电路、偏置电路、以及退化元件的其它配置被预见,如在本文中参考其它图描述的。
[0032]LNA系统240也可以包含电阻器R5。在各种实施例中,与供给电压VCC相比,电阻器R5可以允许不同的供给电压在LNA系统240中被内部地供给。LNA系统240也可以包含电容器C5和C6以及二极管结构254、260、和262以及BJT 256和258用于静电释放保护(ESD)和电压钳位。在特定实施例中,每个部件具有依据下面范围的值:C1:5-20 pF、C2:0-10 pF、C3:0-10 pF、C4:0-10 pF、C5:0-15 pF、C6:0-10 pF、Rl:10-50 Ω、R2:100-500kQ、R3:10-50 kQ、R4:10-50 kQ ,L1:0-10 nH、L2:0-10 nH、以及 L3:0-10 nH。在又更特定实施例中,每个部件具有依据下面的值:Cl:12.8 pF、C2:1.8 pF、C3:2 pF、C4:2.1 pF、C5:7.2 pF、C6:2.79 pF、Rl:26.66 Ω、R2:310 k Ω、R3:20 k Ω、R4:20 k Ω、L1:5.2 nH、L2:1.17 nH、以及L3:1.1 nH。任何其它值针对每个部件也被预见。
[0033]通常,在本文呈现的所有图中,放大元件和/或晶体管可以被实施为任何类型的晶体管。比如,在本文中描述的晶体管可以包含互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、BJT、砷化镓晶体管、FinFET、或如在本领域中所知的任何其它实施方式。
[0034]图9图解另一个实施例无线系统300的更详细的框图,所述另一个实施例无线系统300包含天线开关306、滤波器B1-B10、LNA组308、LNA组310、以及选择开关318。依据各种实施例,在输入302处从天线或天线组接收输入。在输入302处接收的信号被传送到天线开关306。天线开关306选择滤波器B1-B10,其包含频带B1-B10。来自天线开关306的选择信号被供给到滤波器B1-B10,所述滤波器Bl-BlO对信号滤波并且将频带Bl-BlO经由电感器L11-L18供给到在LNA组308和LNA组310中的LNA 1_8。LNA组308和310的输出被耦合到选择开关318,所述选择开关318选择信号路径中的一个以提供为输出RFOUT。
[0035]依据各种实施例,如参考在本文中包含的其它图描述的,LNA组308和310通过包含带有被耦合在一起且被双工或被复用的输出的LNA而包含减少数目的输出。比如,LNA I和LNA 3具有耦合到在开关318上的端子RX4的双工输出,LNA 2和LNA 3具有耦合到在开关318上的端子RX3的双工输出,LNA 5和LNA 7具有耦合到在开关318上的端子RX2的双工输出,并且LNA 6和LNA 8具有耦合到在开关318上的端子RXl的双工输出。每个LNA的输出也可以使用诸如低通滤波器或带通滤波器的额外的部件来复用或双工。在一些实施例中,LNA组仅具有耦合到在LNA组中的每个LNA的输出的单个共同输出(未被示出),如参考其它图在本文中描述的。
[0036]在各种实施例中,频带滤波器Bl-BlO可以包含任何频带,诸如低频带、中频带、以及高频带。在一些实施例中,频带滤波器可以包含带有范围为100 MHz到10 GHz的频率的频带,其中频带如0.01 MHz—样窄或如200 MHz —样宽。在替选的实施例中可以包含其它频带。在一个实施例中,LNA组308被耦合到低频带信号并且LNA组310被耦合到高频带信号。
[0037]在一些实施例中,无线系统300被设置在单个电路板320上。电路板320可以是移动电话或其它移动装置的部分。在实施例中,块308和310每个在被封装在无线系统300中之前被形成在分离的半导体管芯或电路板上。
[0038]图10图解包含步骤402-410的操作无线系统以便传送在多个频带内的多个信号的实施例方法400的框图。依据各种实施例,步骤402包含在第一 LNA的输入处接收第一信号并且步骤404包含在第二 LNA的输入处接收第二信号。在步骤406中,第一信号在第一LNA处被放大并且第二信号在第二 LNA处被放大。在步骤408中,第一和第二信号在第一和第二 LNA的共享输出处被复用。步骤410包含将第一和第二信号在耦合到共享输出的单个耦合线上供给到处理电路。在各种实施例中,操作的方法400可以包含额外的步骤并且步骤402-410可以以各种不同的顺序来执行。
[0039]图11图解替选实施例无线系统340的框图,所述替选实施例无线系统340包含天线系统342、天线开关344、滤波器组346、包含LNA 1-η的LNA组348、以及RF芯片组350。在这样的替选实施例中,每个LNA 1-η包含到RF芯片组350的分离的耦合。无线系统340可以被包含在电路板352上。
[0040]依据各种实施例,低噪声放大器(LNA)包含多个分离的输入端子、多个晶体管、以及耦合到第一参考端子和LNA的单个输出的输出网络。每个晶体管包含导电路径和耦合到多个分离的输入端子中的一个的控制端子。输出网络也被耦合到多个晶体管中的每个的导电路径。
[0041]在各种实施例中,LNA包含多个退化元件并且每个退化元件被耦合在多个晶体管中的晶体管的导电路径和第二参考端子之间。LNA也可以包含耦合在多个晶体管中的每个晶体管的导电路径和第二参考端子之间的退化元件。在一些实施例中,退化元件是电感器。
[0042]在各种实施例中,输出网络包含LC储能电路。在一些实施例中,输出网络包含与耦合到LNA的单个输出的阻抗基本上匹配的复阻抗。输出网络可以具有频带内的第一阻抗和频带外的第二阻抗。第二阻抗大于第一阻抗。在一个实施例中,第一阻抗与耦合到LNA的单个输出的阻抗基本上匹配。在各种实施例中,LNA也包含耦合到多个晶体管中的每个的控制端子的偏置网络。偏置网络被配置成同时激活多个晶体管中的一个晶体管。
[0043]依据各种实施例,低噪声放大器(LNA)组包含第一 LNA和第二 LNA。第一 LNA包含:第一晶体管,包含耦合到LNA组的第一输入的控制端子;和第一输出网络,耦合到第一晶体管的导电路径和LNA组的输出。第一输出网络被配置成具有第一类型的在第一频带内的输出阻抗和第二类型的在第一频带外的输出阻抗。第二 LNA包含:第二晶体管,包含耦合到LNA组的第二输入的控制端子;和第二输出网络,耦合到第二晶体管的导电路径和LNA组的输出。第二输出网络被配置成具有第一类型的在第二频带内的输出阻抗和第二类型的在第二频带外的输出阻抗。
[0044]在各种实施例中,第一输出网络包含第一 LC储能电路并且第二输出网络包含第二LC储能电路。LNA组也可以包含第三LNA,所述第三LNA包含:第三晶体管,包含耦合到LNA组的第三输入的控制端子;和第三输出网络,耦合到第三晶体管的导电路径和LNA组的输出。第三输出网络被配置成具有第一类型的在第三频带内的输出阻抗和第二类型的在第三频带外的输出阻抗。在一些实施例中,第一频带是低频带,第二频带是中频带,并且第三频带是高频带。LNA组也可以包含:第一退化元件,耦合到第一晶体管的导电路径;第二退化元件,耦合到第二晶体管的导电路径;以及第三退化元件,耦合到第三晶体管的导电路径。第一、第二、和第三退化元件可以每个包含电感器。
[0045]在各种实施例中,第一和第二晶体管包含多个晶体管,每个晶体管包含耦合到LNA组的多个分离的输入的控制端子和耦合到相应的第一或第二输出网络的导电路径。在一些实施例中,第一类型的输出阻抗在相应的频带内与耦合到LNA组的输出的阻抗基本上匹配,并且第二类型的输出阻抗在相应的频带内高于第一类型的输出阻抗。在特定的实施例中,第一类型的输出阻抗在相应的频带内是50 Ω并且第二类型的输出阻抗在相应的频带内高于200 Ω。
[0046]依据各种实施例,方法包含:在第一低噪声放大器(LNA)的输入处接收第一信号、在第二 LNA的输入处接收第二信号、在第一 LNA处放大第一信号并且在第二 LNA处放大第二信号、在第一 LNA和第二 LNA的共享输出线处复用第一和第二信号、并且在耦合到共享输出的单个耦合线上将第一和第二信号供给到处理电路。
[0047]在各种实施例中,在单个半导体管芯上形成第一 LNA、第二 LNA、和共享输出线。可以同时执行接收第一信号和接收第二信号,并且可以同时将第一和第二信号供给到处理电路。在一些实施例中,接收第一和第二信号包含从耦合到天线电路的滤波器组接收第一和第二信号。滤波器组、第一 LNA、和第二 LNA可以与芯片的尺寸成比例彼此接近地被设置在相同的芯片上。在一些特定实施例中,接近地被设置包含紧接相邻地被设置在相同的芯片上。在其它实施例中,接近地被设置包含被设置在芯片的最长尺度的10%内。进一步,单个耦合线可以是同轴电缆并且处理电路可以远离天线电路、滤波器组、第一 LNA、以及第二LNA而被设置在相同的芯片上。
[0048]依据各种实施例,无线系统包含天线系统、耦合到天线系统的滤波器组、以及耦合到滤波器组的低噪声放大器(LNA)组。滤波器组包含多个滤波器并且在多个滤波器中的每个滤波器被耦合到天线系统。LNA组包含耦合到多个滤波器并且耦合到LNA组的单个输出的多个LNA。LNA组的单个输出被配置成被耦合到电气远离LNA组来定位的处理电路。天线系统被定位在离滤波器组的第一距离内,LNA组被定位在离滤波器组的第一距离内,并且LNA组被配置成被定位在离处理电路的第二距离内。
[0049]在各种实施例中,第二距离大于或等于第一距离的5倍。无线系统也可以包含耦合在天线系统和滤波器组之间的天线开关。天线开关包含多个开
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