[发明专利]具有偏置和功率控制方面的放大器设计

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路(IC)，且更特定来说，涉及IC放大器设计。

背景技术

放大器是例如通信发射器和接收器的集成电路(IC)装置中的重要建置块。放大器通常经设计以向输入信号提供所要增益，同时最小化整体功率消耗和/或输出信号中的失真电平。放大器设计常常需要作出某些折衷以实现所要的性能水平，例如，为了良好线性而折衷低功率消耗或为了精细分辨率而折衷大动态范围。

将需要具有用以放宽这些设计折衷以允许较大设计灵活性以及改进整体放大器性能的技术。

发明内容

本发明的一方面提供一种放大器，其包含：主电路，其包含多个晶体管，所述多个晶体管包含第一晶体管，所述主电路进一步包含输入信号，所述输入信号AC耦合到所述主电路的输入节点，所述输入节点耦合到所述第一晶体管，所述主电路进一步包含输出信号，所述输出信号产生于所述主电路的输出节点处；以及复制品电路，其包含复制品晶体管，所述复制品晶体管匹配于所述主电路中的所述多个晶体管，所述复制品晶体管以与所述多个晶体管在所述主电路中彼此耦合相同的方式彼此耦合，所述复制品电路具有对应于所述主电路的所述输入节点和所述输出节点的输入节点和输出节点，所述复制品电路的所述输入节点耦合到所述复制品电路的所述输出节点。

本发明的另一方面提供一种用于操作放大器电路的方法，所述放大器电路包含多个晶体管，所述多个晶体管包含第一晶体管，所述放大器电路进一步包含输入信号，所述输入信号AC耦合到所述放大器电路的输入节点，所述输入节点耦合到所述第一晶体管，所述放大器电路进一步包含输出信号，所述输出信号产生于所述放大器电路的输出节点处，所述方法包含将复制品电路中的第一复制品晶体管的偏置电压耦合到所述放大器电路的所述第一晶体管，所述复制品电路包含复制品晶体管，所述复制品晶体管匹配于所述放大器电路中的所述多个晶体管，所述复制品晶体管以与所述多个晶体管在所述放大器电路中彼此耦合相同的方式彼此耦合，所述复制品电路具有对应于所述放大器电路的所述输入节点和所述输出节点的输入节点和输出节点，所述复制品电路的输入节点耦合到所述复制品电路的输出节点。

本发明的又一方面提供一种用于将信号放大到多个功率电平中的一者的方法，所述方法包含选择性地接通放大器电路内的多个子放大器电路，所述多个子放大器电路包含各自具有第一大小的第一多个子放大器电路和各自具有第二大小的第二多个子放大器电路，所述第二大小大于所述第一大小。

本发明的又一方面提供一种放大器电路，其包含多个晶体管，所述多个晶体管包含第一晶体管，所述放大器电路进一步包含输入信号，所述输入信号AC耦合到所述放大器电路的输入节点，所述输入节点耦合到所述第一晶体管，所述放大器电路进一步包含输出信号，所述输出信号产生于所述放大器电路的输出节点处，所述放大器包含：用于将复制品电路中的第一复制品晶体管的偏置电压耦合到所述放大器电路的所述第一晶体管的装置，所述复制品电路包含复制品晶体管，所述复制品晶体管匹配于所述放大器电路中的所述多个晶体管，所述复制品晶体管以与所述多个晶体管在所述放大器电路中彼此耦合相同的方式彼此耦合，所述复制品电路具有对应于所述放大器电路的所述输入节点和所述输出节点的输入节点和输出节点，所述复制品电路的输入节点经由反馈模块而耦合到所述复制品电路的输出节点。

附图说明

图1描绘使用数字反相器或“推挽”架构的现有技术放大器的实施方案；

图2描绘根据本发明的电路，其包含放大器200、电流偏置模块210和复制品偏置模块220；

图3A展示根据本发明的复制品偏置的通用实施例，其中使用复制品偏置模块320来偏置通用放大器300；

图3B描绘根据本发明的复制品偏置的替代实施例，其中输入信号IN通过单一AC耦合电容器C1而耦合到主放大器300；

图4描绘分别在给定构成晶体管MP1和MN1的固定大小W_p和W_n的情况下推挽放大器的非线性跨导g_m3与偏置电压VB1之间的关系的曲线图；

图5描绘具有恒定功率控制步长的驱动器放大器的现有技术实施方案；

图6描绘本发明的一实施例，其中子放大器A.1到A.M各自包含具有大小β₁W的主动晶体管，而子放大器A.(M+1)到A.N各自包含具有大小β₂W的主动晶体管，其中β₂＞β₁；

图7描绘利用本发明的各种方面的推挽放大器的一实施例；以及