TW201004137A - Amplifier with improved linearization - Google Patents

Description

201004137 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示案大體而言係關於電路，且更具體言之’係關於 一種適用於無線通信及其他應用之放大器。 【先前技術】 放大盗通常用於各種電子裝置以提供信號放大。舉例而 言，無線通信系統中之接收器可包括低雜訊放大器（lna)以 放大經由通信頻道接收之低振幅信號。LNA常常為藉由接收 信號遇到之第一主動電路且因此可顯著地影響接收器之效 能。因此，非線型可影響隨後階段之設計（且常常對其具有 更嚴格的要求）以滿足對接收器之總體效能要求。因此，除 其他優勢外，具有更線型之LNA可減輕對其他階段之效能要 求，其可引起接收器之較低功率消耗及較小之電路面積。 接收器（或其中之主動裝置）之線型可藉由輸入參考三階 截取點（IIP3)加以表徵。通常，相對於輸入射頻（RF)信號 來標繪輸出RF信號及三階相互調變產物。隨著輸入rF信 號增加’ ΠΡ3為所要輸出RF信號與三階產物在振幅上變得 相等的理論點。IIP3為外推值，因為主動裝置在達到HP3 點之前進入壓縮。 已設計各種電路以增強通用放大器（諸如LNA)之IIP3。 舉例而言，已顯示修改之微分疊加（MDS)方案在石夕中行之 有效，從而達成大於+10 dBm之IIP3。（例如）在Vladimir Aparin及Lawrence E. Larson之「Modified Derivative Superposition method for Linearizing FETs for Low-Noise Amplifiers，」IEEE Trans. 140584.doc 201004137

On Microwave Theory and Techniques (第 52卷，第 3號，2005年 2 月，第571-581頁）中更詳細地描述MDS。然而，此方案之 侷限性中的一者為其窄頻帶頻率操作區域，從而使寬頻帶 應用（諸如TV調諧器、超寬頻帶系統等）變得不合意。在後 失真（PD)方案中，一裝置之非線型由另一裝置對抗。（例 如）在 Namsoo Kim等人之「A Cellular-band CDMA 0.25 um CMOS LNA Linearized using Active Post-Distortion，」IEEE JSSC (第41卷，第7號，2006年7月，第1532-1536頁）中更詳細地 描述PD方案。然而，此方案亦對頻率敏感，從而亦使寬頻 帶應用變得不合意。在自適應式偏壓方案中，跨導（§|11)級 使用基於輸入電壓而改變之尾電流。（例如）在S· Sengupta 之「Adaptively-biased Linear Transconductor,」IEEE CAS-Ι (第 52卷’第11號，2005年11月，第2369-2375頁）中更詳細地 描述此方案。習知自適應式偏壓放大器實質上為寬頻帶， 但遭受共模斥拒比（CMRR)問題。 圖1說明實例習知自適應式偏壓、差動對放大器電路。 如所示’放大器100包括跨導（gm)級110、電流緩衝級12〇、 尾電流源級130及自適應式偏壓電路160。跨導（gm)級110包 括兩個電晶體112及114(例如’ JFET)，其分別稱作Μ1及 M2。可將輸入電壓vin差動地施加至Μ1及M2之閘極。舉 例而言’在圖1中，將+Vin/2施加至Ml之閘極，且將_vin/2 施加至M2之閘極。電流缓衝級120包括級聯電晶體122及 124(例如’ JFET)，其分別稱作M3及M4。M3及M4共同組 成級聯對。尾電流源級130包括兩個尾電流源電晶體132及 140584.doc 201004137 1 34(例如，JFET)，其分別稱作M5及M6。自適應式偏壓電 路160將DC偏壓電壓分別提噍至電晶體M5及M6之閘極。 自適應式偏壓電路160包括位準移位器162及164，其分接 放大器100之輸出（亦即，分別地，電晶體M3與Ml之間的 連接，及電晶體M4與M2之間的連接），且將其作為電壓參 考Vsh反饋至尾電流源級130(亦即，分別至電晶體M5及M6 之閘極）。可使用（例如）簡單的源極隨耦器來實施位準移位 器162及164。放大器100亦包括負載102及104。因此，負 載102及104提供阻抗以將放大器100中之電流轉換為輸出 電壓，且可實施為電阻器、電感器等。 放大器100係有線的以使得負載102及104在第一端子處 耦合至通用電源電壓VDD，且在第二端子處分別耦合至 M3及M4之汲極。可自負載102及104之第二端子中的一者 分接輸出電壓Vout。舉例而言，在圖1中，分接負載104之 第二端子與M4之汲極之間的連接以提供+ Vout，且分接負 載1 02之第二端子與M3之汲極之間的連接以提供- Vout。 M3及M4之閘極各接收同一偏壓電壓VDD。M3及M4之源 極分別連接至Μ1及M2之汲極。Μ1及M2之閘極差動地連 接至輸入電壓Vin，如上文所描述。Μ1及M2之源極被連接 在一起且連接至Μ5及Μ6之汲極。如上文所描述，將Μ5及 Μ6之閘極連接至由位準移位器162及164提供之反饋參考 電壓Vsh。在此組態中，六個電晶體Μ1至Μ6中之每一者經 匹配且其主體連接至其源極。 因為Ml與M3經匹配且傳導相等量之電流，所以其閘極 140584.doc 201004137 至源極電壓（Vgs)實質上相等。類似地，M2與M4之Vgs電 壓相等。因此，M3與M4之源極處的電壓差等於差動輸入 電壓Vin。歸因於差動對^^與河]之共模斥拒，即使輸入信 號為單端的，此等源極電壓亦為全平衡的。在此設計中， 调整 Vsh以使得 VgS(M1)=Vgs(M3)=Vgs(M5)。目此，* 之 平衡版本分別由位準移位器162及164複製至m5&m6之閘 極電壓。 可顯示M5與M6中之汲極電流的和含有非線型消除之二 次相依。此外，DC工作電流由VDD及反饋參考電壓VA來 確疋，而與共模輸入位準無關。另外，不需要全平衡信 號。可藉由Ml與M2之共模斥拒來減少由矩形脈衝形成電 路中之組件產生的雜訊。歸因於自其源極向下看所見之較 大阻抗（導致較低有效的跨導（gra))，由級聯電晶體奶及刚 產生之雜訊可相對地忽略。因此，高頻率效能可猶微增 強，因為反饋信號不必藉由若干電流鏡來傳播。 然而，放大器100之線型仍具有顯著缺陷。舉例而言， 因為自適應、式偏Μ電路 大階段中經受非線型失真），且接著將其反饋至尾電流源 級150 ’所以已存在於放大器中之非線型由放大器_之自 適應式偏壓進一步傳播。此外，放大器i 〇〇使用DC耦合， 其可影響DC偏壓條件且因此影響隨過程、電壓及=度 (PVT)中之變化的跨導（gm)線型化。VDD及Vsh上之 電流的強相依性亦使共模斥拒比（CMRR)降級。 【發明内容】 140584.doc 201004137 本發明之例示性實施例針對一種適用於無線通信及其他 應用之具增強線型化之放大器。 因此，本發明之實施例可包括一種設備，該設備包含具 有跨導級、尾電流源級及自適應式偏Μ級之放大益。跨導 級可經組態以接收輸入電壓。尾電流源級可經組態以將電 流提供至跨導級。自適應式偏壓級可將跨導級電容性地耦 合至尾電流源級。 另一實施例可包括一種放大器，其包含：用於接收輸入 電壓之跨導構件；用於將電流提供至跨導構件之電流提供 構件；及用於將跨導構件電容性地耦合至電流提供構件之 自適應式偏壓構件。 另一實施例可包括一種用於放大輸入電壓之積體電路， 該積體分支電路包含：第一分支電路，其用於接收輸入電 壓；第二分支電路，其用於將電流提供至第一分支電路； 及第三分支電路，其用於藉由將第一分支電路電容性地耦 合至第二分支電路而自適應地加偏壓於放大器。 另一實施例可包括一種用於放大接收信號之方法，其包 含：在跨導級處接收輸入電壓；藉由電流源將電流提供至 跨導級；及藉由將跨導級電容性地耦合至電流源而自適應 地加偏壓於電流源。 【實施方式】 呈現隨附圖式以幫助描述本發明之實施例且僅為了說明 實施例而提供該等圖式且不對其限制。 本發明之態樣揭示於針對本發明之特定實施例之以下描 140584.doc 201004137 述及相關圖式中。在不脫離本發明之範疇的情況下，可設 計出替代實施例。另外，本發明之熟知元件將不再被詳細 描述或將被省略以便不使本發明之相關細節含糊不清。 =习例示性」在本文中用以意謂「充當實例、例子或說 明」。不必將本文中描述為「例示性」之任何實施例解釋 為比其他實施例較佳或有利。同樣，術語「本發明之實施 例」亚不要求本發明之所有實施例包括所論述之特徵、優 點或操作模式。 本文中所使用之術語僅用於達成描述特定實施例之目的 且不欲限制本發明之實施例。如本文中所使用，除非上下 文料明確指*，否則單數形式「一」及「該」亦意欲包 括複數形式。應進—步理解，術語「包含」、「包括」在本 文中使用時指定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件 及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、 步驟、操作'元件、組件及/或其群組的存在或添加。 另外，許多實施例係關於待由（例如）計算裝置之元件幸 行之動作序絲描述。應認識到，本發明之各種態樣以 多個不同形式來實施’已預期所有該等形式皆在所主張构 的物之料内。另外，對於本文中所描述之實施例中的每 -者而言，任何此等實施例之對應形式可在本文中被描述 為例如「經組態以執行所描述之動作的邏輯」。 如上文在先前技術中所論述，習知自適應式偏塵放大哭 =有顯著的線型問題，從而至少部分地阻止分接放大器輪 出以將反饋提供至尾電流源。此技術進_步傳播 140584.doc 201004137 非線型。相較而言，本發明之實施例使用AC耦合電容器 以將輸入電壓直接或間接地饋入至尾電流源。以此方式， 本發明之實施例能夠提供較乾淨的自適應式偏壓而無需習 知自適應式偏壓放大器之非線型傳播。本文中所呈現之線 型化方案亦為有助於在頻率之廣闊範圍上操作的寬頻帶方 案。此外，與習知放大器100之主動方案不同，此設計為 被動方案，其不增加功率消耗或引入額外雜訊至系統。 圖2 A說明根據本發明之實施例的自適應式偏壓、差動對 放大器電路200。類似於圖1之習知放大器100，放大器200 包括跨導（gm)級2 1 0、電流緩衝級220、尾電流源級23 0，及 負載202及204(例如，電阻器、電感器等）。然而，與習知放 大器100相較而言，放大器200包括兩個DC偏壓電路240及 250，及新穎線型化電路260而不是習知自適應式偏壓電路。 跨導（g m)級2 1 0、電流緩衝級2 2 0、尾電流源級2 3 0 ’及 負載202與204包括與習知放大器1 00中之其對應物類似的 組件。具體言之，跨導（gm)級210包括兩個電晶體212及 214(例如，JFET)，其再次分別稱作Ml及M2。Ml及M2之 閘極可稱作輸入連接，且Ml及M2之汲極可稱作輸出連 接。可將輸入電壓Vin差動地施加至Μ1及M2之閘極。舉例 而言，在圖2Α中，將+Vin/2施加至Ml之閘極，且將-Vin/2 施加至M2之閘極。電流緩衝級220包括級聯電晶體222及 224(例如，JFET)，其再次分別稱作M3及M4。如在習知放 大器100中，M3及M4共同組成級聯對。尾電流源級230包 括兩個尾電流源電晶體232及234(例如，JFET)，其再次分 140584.doc / - 10- 201004137 別稱作M5及M6。 使用DC偏壓電路240及250來加DC偏壓於尾電流源級 230，DC偏壓電路240及250分別將偏壓電壓提供至電晶體 M5及M6之閘極。可（例如）分別用電流源242及252、輸出 電阻器244及254，及電晶體246及256(例如，JFET)來實施 DC偏壓電路240及250中之每一者。 線型化電路260包括兩個AC耦合電容器262及264，其將 輸入電壓Vin之差動輸入分別電容性地耦合至尾電流源級 230之電晶體M5及M6之閘極。AC耦合電容器262及264可 為晶片上電容、電解電容為'等。在晶片上應用中'AC 耦合電容器可為金屬氧化物半導體電容器、多晶矽-多晶 石夕電容器、金屬間（metal-to-metal)電容器等。 該電路係有線的以使得負載202及204在第一端子處連接 至通用電源電壓VDD，且在第二端子處分別連接至M3及 M4之汲極。可自負載202及204之第二端子中的一者分接 輸出電壓Vout。舉例而言，在圖2A中，分接負載204之第 二端子與M4之汲極之間的連接以提供+ Vout，且分接負載 202之第二端子與M3之汲極之間的連接以提供-Vout。M3 及M4之閘極各接收同一偏壓電壓VDD。M3及M4之源極分 別連接至Ml及M2之汲極。Ml及M2之閘極差動地連接至 輸入電壓Vin，如上文所描述。Ml及M2之源極被連接在一 起且連接至M5及M6之汲極。如上文所描述，M5及M6之 閘極分別連接至DC偏壓電路240及250之輸出。又，如上 文所描述，M5及M6之閘極經由AC耦合電容器262及264進 140584.doc -11 - 201004137 一步耦合至差動輸入電壓。六個電晶體Ml至M6中之每一 者可經匹配且其主體連接至其源極。 當輸入電壓Vin增加時，驅動Μ1以載運更多電流，AC耦 合電容器262將與輸入至Ml之閘極之同一輸入電壓（例如， 圖2A中之+Vin/2)耦合至M5之閘極。因此，M5充當自適應 式偏壓AC電流源。因此，由M5驅動之電流隨輸入電壓Vin 之增加而增加，且M5能夠將更多電流供應至Ml。當輸入 電壓Vin增加時，電晶體M2與M6類似地運轉，經由AC耦 合電容器264耦合該等電晶體之閘極。 因此，在尾電流源級260中，M5及M6充當恆定DC電流 源，但亦充當可變AC電流源。如上文所描述，此允許放 大器200提供較乾淨的自適應式偏壓而不影響DC偏壓狀態 且因此不影響隨過程、電壓及溫度（PVT)中之變化的放大 器之線型。 應瞭解，上文關於圖2A之差動放大器所描述的技術可應 用於各種其他放大器組態。舉例而言，圖2B說明根據本發 明之實施例的單端輸入放大器。 如圖2B中所示，放大器201包括跨導化^級210、電流緩 衝級220、尾電流源級230、負載202及204、兩個DC偏壓 電路240及250，及類似於圖2A之放大器200的新穎線型化 電路260。然而，與圖2A之差動輸入設計相較而言，圖2B 之單端輸入設計在跨導（gm)級電晶體中之一者（例如，電晶 體2 12)處接收單端輸入Vin且另一跨導（gm)級電晶體（例 如，電晶體2 14)耦合至接地電壓。因此，為了自適應地加 140584.doc -12- 201004137 偏壓於尾電流源級230，圖28之線型化電路26〇自電晶體 2 12及214之汲極（與圖2A之差動輸入設計中的電晶體212及 2 14之閘極相比）電容性地耦合輸入電壓vin。具體言之， 電晶體212及2M之汲極交又耦合至AC耦合電容器以之及 264以使得電晶體212之汲極耦合至AC耦合電容器264， 且電晶體214之汲極耦合至AC耦合電容器262。因此，在 圖2B之單端輸入設計中，AC耦合電容器212接收大約 + Vin/2之電壓，且AC耦合電容器214接收大約劣匕/2之電 壓’此與圖2A之差動輸入設計相同。 如在先前技術中所論述，放大器之線型可藉由量測其輸 ^參考三階截取點（ΠΡ3)來進行量化。如在此項技術；二 熟知，可（例如）使用標準雙載頻調測試來執行此。在雙载 頻調測試中，稍微變化之基本頻率下之兩個正弦波輸Ζ至 放大器。因為放大器並非極佳地線型，所以除輸出對應於 兩個輸入頻率之兩個所要信號外，放大器亦產生兩個三階 相互調變產物。三階相互調變產物為藉由放大器中之非^ 型混合（或調變）雙载頻調輸入的結果。相對於輸入頻率來 標緣輸出信號及三階相互調變產物，且將πρ3量測為所要 輸出信號與三階產物在振幅上變得相等的理論點。因為_ 階相互調變產物常常在頻率上極接近於所要信號，且因此 不可藉由濾波容易地加以移除，雙載頻調測試提供對系 之線型的良好量測。 ’' 圖3說明在標準雙載頻調測試下，根據本發明之實施例 之自適應式偏壓放大器的效能。在圖3中，對實施圖2八及 140584.doc •13- 201004137 _之技術之具有5 pF《AC柄合電容值的自適應式偏厭 放大器執行雙載頻調測試。在展示寬頻帶能力之頻率範圍 上執行雙載頻調測試。且體+ 、體5之對集中於250 MHz(載艏 = ::〇)、5°°MHZ(載頻調群組—。馳(載頻調 、，且 _ MHZ(载頻調群組320)及1500 MHz(載頻, 群組36〇)之例示性頻率處的載頻調執行雙載頻調測試。為 了比較，對於不具有任何自適應式偏塵之習知差動放大： 而言，亦對集中於大約㈣MHz(载頻調群組MG)之頻率: 的載頻調執行雙载頻調 „ J ^ 局了間早起見，在圖3中僅 展示一階及三階載頻調。 對應於習知差動放大 °之輸出的載頻調群組310包括二 階載頻調312、一階截镅姻。" — 載頻調314、—階載頻調3 16及三階載 頻調3 1 8。一階都相细。，Λ η '、11 及3 16對應於兩個輸入載頻調之 所要放大器輸出，且二 .„ . 二匕载頻調3丨2及318對應於歸因於放 a _線^而產生的三階譜波。自載頻調群組310導 之習知放大器的ΙΙΡ3為大約OdBm。 對應於根據本發明眘 出的載頻調群組咖包ΓΛ之自適應式偏壓放大器之輸 一 —階载頻調322、一階载頻調 324、一 白載頻調326及 比 —匕载頻调328。一階載頻調324及 2 6對應於兩個輸入巷啦# + 載頻凋之所要放大器輸出，且三階載 頻調322及328對應於产田从， # 贫因於放大器中之非線型而產生的三階 §白波。可以類似方式解釋载頻調群組330、340、35G及360。 如自圖3顯而易男，盥 〃、束自習知差動放大器之三階載頻 ° )出相比，來自自適應式偏壓放大器之第三載 140584.doc 201004137 頻調322及328輸出顯著減小。自載頻調群組3i〇導出之自 適應式偏塵放大器的1〇>3為大約12 dBm。此外，载頻調群 組3 2 0至3 6 0之二階載頻調係相對悝定的。 、° 因此’如圖3中所示，根據本發明之至少一個實施例的 自適應式偏Μ放大器可比f知差動放大器提供更線型化 (亦即’增強之ΠΡ3)的輸出。此外，增強線型化不限於窄 頻帶，而維持在相對廣闊的頻率範圍上。 C, AC麵合電容器之不同从電容值將提供 力。表1展示對於AC耦合電容器在2 pF至8 pF之範圍中之 不同私谷值，在標準雙載頻調測試下的模擬HP〗資料。然 而應瞭解AC耦合電容器值之適當範圍取決於為尾電流 源之電晶體（例如，圖2A及圖⑸之奶及祕)所選擇的實體 大J因為尾電流源之閘極至源極電容隨其實體大小而按 幻=正。因此，僅為了例示性目的而展示表1中之值， 不思奴限制。對於集中於大約7〇〇 MHz周圍之輸 調執行表丨之模擬。 AC耦合電容器 電容（pF) IIP3(dBm) 2 +5 3 +9 4 +17 5 +12 6 +9 7 +8 8 +7 表1 140584.doc 201004137 本文中所描述之放大器電路及其他線型化主動電路可用 於各種應用，諸如通信、網路連接、計算、消費電子設 備’等等。此等線型化主動電路可用於無線通信系統中， 諸如分碼多重存取（CDMA)系統、分時多重存取（TDMA)系 統、全球行動通信系統（GSM)系統、高級行動電話系統 (AMPS)系統、全球定位系統（GPS)、多輸入多輪出（MIM〇) 系統、正交分頻多工（OFDM)系統、正交分頻多重存取 (OFDMA)系統、單載波FDMA(SC-FDMA)系统、無線區域 網路（WLAN) ’等等。可將放大器用作低雜訊放大器 (LNA) '可變增益放大器（VGA)、功率放大器（PA)、跨阻 抗放大器’寺專。CDMA系統可實施cdma2〇〇〇、寬頻帶 CDMA(W-CDMA)及/或其他CDMA無線電存取技術。 圖4為說明實例無線通信裝置（WCD)402之方塊圖。WCD 4〇2 使用與天線428介面連接之傳輸信號路徑及接收信號路 徑。在傳輸信號路徑中，數據機420可自（例如）編碼使用者 輸入之編碼器（未圖示）、自麥克風或小鍵盤接收輸入信 號。數據機420將使用者輸入調變至基頻信號。傳輸處理 器422執行基頻至射頻（RF)信號處理以產生待由WCD 402 傳輸之RF彳§號。舉例而言，傳輸處理器422可將基頻信號 增頻轉換至CDMA頻帶中之RF信號，且放大基頻信號以將 仏號驅動旎力提供至功率‘大器424。基頻正交信號可在 被增頻轉換至CDMA頻帶之前首先被增頻轉換至中頻。或 者’基頻正交信號可直接被增頻轉換至CDMA頻帶而無需 首先被增頻轉換至中頻。在任一狀況下，功率放大器424 140584.doc •16· 201004137 進一步放大RF信號且將放大信號提供至雙工器426。雙工 器426接著將RF信號提供至天線428，天線428傳輸奵信 號。 在接收k龙路徑中，雙工器426接收RF信號。因為與基 頻信號相比，RF信號具有相對低的功率，所以lNA 43〇放 大RF彳5號。接收處理器432接著執行RF至基頻信號處理以 產生待由數據機420解調變之基頻信號。舉例而言，接收

處理器432可將RF信號降頻轉換至適當基頻信號。RF信號 可在被降頻轉換至基頻之前首先被降頻轉換至中頻。或 者號可直接被降頻轉換至基頻而無需首先被降頻轉 換至中頻。在任一狀況下，數據機42〇解調變基頻信號以 產生經解碼且提供至輸出裝置（例如，揚聲器或顯示螢幕） 之輸出信號。 藉由具有低功率之所接收RF信號，RF前端（包括lna 430)展現高線型度係重要的。心，可根據本發明之各種 實施例中的任一者(例如，圖2A之自適應式偏壓放大器· 或圖2B之202)實施LNA 430。 繁於上述内容，應瞭解本發明之實施例亦可包括具有分 支電路之積體電路，其用於執行本文中所描述之功能、動 作序列及/或演算法。亦應瞭解本發明之實施例可包括用 於執行本文中所描述之功能、動作序列及/或演算法的方 法。舉例而言，圖5為說明根據本發明之實施例之用於放 大接收信號之方法的流程圖。如所示，該方法可包括在於 導級處接收輸人電壓（步驟5G2)、藉由電流源將電流提供: I40584.doc -17- 201004137 跨導級（步驟504)、緩衝自電源提供至跨導級之電流（步驟 5叫、藉由將跨導級電容性地轉合至電流源而自適應地加 偏壓於電流源(步驟508)、將Dc偏壓電壓提供至自適應式 偏壓級（步驟5U))，及使用至少—個貞載阻抗來阻止電^ 電源與電流緩衝級之間流動以在負載阻抗與電流緩衝器之 間的連接處為至少-個輸出電壓提供分接頭（步驟叫。 在一或多個例示性實施例中，所述功能可以硬體、軟 體、拿刃體或其任何組合來實施。若以軟體實施，則該等: 能可作為-或多個指令或程式碼健存於電腦可讀媒體 經由該電腦可讀媒體而傳輸。電腦可讀媒體包括電腦館存 媒體及通㈣體（包括有助於將電腦程式自一處傳送至另 一處之任何媒體）兩者。儲存《可為可由電腦存取之任 媒體。以實例說明且並非限制，此等電 =含Γ、職、—、-職或其他光碟健存 磁㈣㈣置或其他㈣料裝置，或可用於載運 ^存呈指令或資料結構之形式的所要程式碼 存取的任何其他媒體。又’可恰當地 :讀:體。舉例而言，若使_電規、光纖電::： 、·泉、數位用戶線（DSL)或諸如紅外、無線電'‘ 技術自網站、伺服哭1A Λ /之…線 增丄』 或其他运端源傳輸軟體’則同軸電 备、光纖電繞、雙絞線、DSL或諸如 j⑽毛 之無線技術包括在媒體的定義中。本文使 用光磾Jz； Γ #射光碟、光學光碟、數位化通 先碟叫軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常㈣ 140584.doc -18- 201004137 性方式再生資料，而光碟用雷射以光學方式再生資料。上 述之組合亦應包括在電腦可讀媒體之範疇内。 雖然上述揭示内容展示本發明之說明性實施例，但應注 思，在不脫離由隨附之申請專利範圍界定的本發明之範疇 之情形下本文中可進行各種改變及修改。無需以任何特定 次序執行根據本文中所描述之本發明之實施例的方法項之 功能、步驟及/或動作。此外，雖然可能以單數形式描述 或主張本發明之元件，但除非明確陳述對於單數之限制， 否則亦可預期複數形式。 【圖式簡單說明】 圖1說明實例習知自適應式偏壓、差動對放大器電路； 圖2 A說明根據本發明之實施例的自適應式偏壓、差動對 放大器電路200 ; 圖2B s兒明根據本發明之實施例的單端輸入放大写. 圖3說明在標準雙載頻調測試下，根據本發明之實施例 之自適應式偏壓放大器的效能； 圖4為說明實例無線通信裝置（WCD)之方塊圖；及 圖5為說明根據本發明之實施例之用於放大接收彳二货 方法的流程圖。 【主要元件符號說明】 100 放大器 102 負載 104 負載 110 跨導（gm)級 140584.doc -19· 201004137 112 電晶體 114 電晶體 120 電流緩衝級 122 級聯電晶體 124 級聯電晶體 130 尾電流源級 132 尾電流源電晶體 134 尾電流源電晶體 160 自適應式偏壓電 162 位準移位器 164 位準移位器 200 放大電路 201 放大器 202 負載 204 負載 210 跨導（gm)級 212 電晶體 214 電晶體 220 電流緩衝級 222 電晶體 224 電晶體 230 尾電流源級 232 尾電流源電晶體 234 尾電流源電晶體 140584.doc -2〇. 201004137 240 242 244 246 250 252 ' 254 256 Γ、 260 262 264 3 10 3 12 314 316 ί 318 320 322 324 • 326 328 330 340 350 DC偏壓電路 電流源 輸出電阻器 電晶體 DC偏壓電路 電流源 輸出電阻器 電晶體 線型化電路 AC耦合電容器 AC耦合電容器 載頻調群組 三階載頻調 一階載頻調 一階載頻調 三階載頻調 載頻調群組 三階載頻調 一階載頻調 一階載頻調 三階載頻調 載頻調群組 載頻調群組 載頻調群組 140584.doc 201004137 360 402 420 422 424 426 428 430 432 Ml M2 M3 M4 M5 M6 VDD Vin Vout Vsh 載頻調群組 無線通信裝置（WCD) 數據機 傳輸處理器 功率放大器 雙工器 天線

LNA 接收處理器 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 通用電源電壓 輸入電壓 輸出電壓 電壓參考 140584.doc -22-

Claims (1)

1. 201004137 七、申請專利範圍： 1. 一種包含一放大器之設備，其中該放大器包含： 一跨導級，其經組態以接收一輸入電壓； 一尾電流源級，其經組態以將電流提供至該跨導級；及 一自適應式偏壓級，其經組態以將該跨導級電容性地 ' 耦合至該尾電流源級。 ' 2.如請求項1之放大器，其中該跨導級包含第一電晶體及 第二電晶體，該自適應式偏壓級經組態以基於在該第一 (' 電晶體及該第二電晶體之閘極處所接收之一差動輸入電 壓而將該第一電晶體及該第二電晶體之該等閘極電容性 地搞合至該尾電流源級之偏壓輸入。 3.如請求項2之放大器，其中該自適應式偏壓級包括AC耦 合電容器，每一 AC耦合電容器在一第一端子處連接至該 跨導級之該第一電晶體及該第二電晶體中之一者的一閘 極，且在一第二端子處連接至該尾電流源級之一偏堡輸 入。 ^ 1 》 4.如請求項3之放大器，其中每一 AC耦合電容器具有一在 約2 pF至約8 pF之範圍中的電容。 • 5.如請求項3之放大器，其中每一 AC耦合電容器具有一約4 - pF至約5 pF之電容。 6.如請求項1之放大器，其中該跨導級包含第一電晶體及 第二電晶體，該自適應式偏壓級經組態以基於在該第一 電晶體及該第二電晶體中之一者之一開極處所接收的一 早端輸入電壓而將該弟一電晶體及該第二電晶體之及極 140584.doc 201004137 電容性地交叉耦合至該尾電流源級之偏壓輸入。 7. 如請求項6之放大器，其中該自適應式偏壓級包括AC耦 合電容器，每一 AC耦合電容器在一第一端子處連接至該 跨導級之該第一電晶體及該第二電晶體中之一者的一汲 極，且在一第二端子處連接至該尾電流源級之一偏壓輸 入0 8. 如請求項7之放大器，其中每一 AC耦合電容器具有一在 約2 pF至約8 pF之範圍中的電容。 9. 如請求項7之放大器，其中每一 AC耦合電容器具有一約4 pF至約5 pF之電容。 10. 如請求項1之放大器，其進一步包含： 至少一個DC偏壓電路，其耦合至該尾電流源級之一偏 壓輸入且經組態以將一 DC偏壓電壓提供至該尾電流源 級。 11. 如請求項1之放大器，其進一步包含： 一電流缓衝級，其耦合至該跨導級且經組態以緩衝自 一電源提供至該跨導級之電流。 12. 如請求項11之放大器，其進一步包含： 負載阻抗，該等負載阻抗連接於該電源與該電流緩衝 級之間，其中自該等負載阻抗中之至少一者與該電流缓 衝級之間的連接分接至少一個輸出電壓。 13. 如請求項12之放大器，其中該等負載阻抗為電阻器。 14. 如請求項1之設備，其中該設備為一無線通信裝置。 1 5. —種放大器，其包含： 140584.doc 201004137 用於接收一輸入電壓之跨導構件； 用於將電流提供至該跨導構件之電流提供構件，·及 用於將該跨導構件電容性㈣合至該電流提供構 自適應式偏壓構件。 16.如請求項15之放大器’其中該自適應式偏麼構件基於一 差動輸入電壓而將該跨導構件之輪入連接耗合至_ 提供構件之偏壓輸入。 〜 17·如請求項15之放大器，其中該自適應式偏Μ構件基於— 早端輸入·而將該跨導構件之輸出連接交又輕合至該 電流提供構件之偏壓輸入。 ^ 18·如請求項15之放大器，其中該自適應式偏壓構件包括— 在約2 PF至約8 pF之範圍中的電容。 19.如請求項15之放大器，其中該自適應式偏壓構件包括— 約4 pF至約5 pF之電容。 2〇·如請求項15之放大器，其進一步包含： 用於將一 DC偏麼電塵提供至該自適應式偏壓構 DC偏壓構件。 21.如請求項15之放大器，其進一步包含： 用於緩衝自一電源提供至該跨導構件之電流的電 衝構件。 22·如請求項21之放大器，其進一步包含： 用於阻止電流在該電源與該電流緩衝構件之間流動的 阻抗構件’其中自該阻抗構件與該電流緩衝構件之間的 連接分接至少一個輸出電壓。 140584.doc 201004137 23· —種用於放大一輸入電壓之積體電路，該積體電路包 含： 一第一分支電路，其用於接收該輸入電壓； 一第二分支電路，其用於將電流提供至該第一分支電 路；及 一第三分支電路，其用於藉由將該第一分支電路電容 性地耦合至該第二分支電路而自適應地加偏壓於放大 器。 24. 如請求項23之積體電路，其中該第三分支電路基於一差 動輸入電壓而將該第一分支電路之輸入連接耦合至該第 三分支電路之偏壓輸入。 25. 如請求項23之積體電路，其中該第三分支電路基於一單 端輸入電壓而將該第一分支電路之輸出連接交叉耦合至 該第三分支電路之偏壓輸入。 26. 如請求項23之積體電路，其中該第三分支電路提供一在 約2 pF至約8 pF之範圍中的電容。 27·如請求項23之積體電路，其中該第三分支電路提供一約 4 pF至約5 pF之電容。 28. 如請求項23之積體電路，其進一步包含： 一第四分支電路，其用於將一 DC偏壓電壓提供至該第 三分支電路。 29. 如請求項28之積體電路，其進一步包含： 一第五分支電路，其用於緩衝自一電源提供至該第一 分支電路之電流。 140584.doc 201004137 30.如請求項29之積體電路，其進一步包含： 一第六分支電路，其用於阻止電流在該電源與該第五 分支電路之間流動，其中自該第六分支電路與該第五分 支電路之間的連接分接至少—個輪出電壓。 31· —種用於放大接收信號之方法，其包含： 在一跨導級處接收一輸入電整·， 藉由一電流源將電流提供至該跨導級；及 藉由將該跨導級電容性地耦合至該電流源而自適應地 加偏壓於該電流源。 32.如請求項31之方法，其中自適應地加偏壓包括：基於一 差動輪入電壓而將該跨導級之輸入連接耦合至該電流源 之偏壓輸入。 3 3 .如吻求項3丨之方法，其中自適應地加偏壓包括：基於一 單端輸入電塵而將該跨導級之輸出連接轉合至該電流源 之偏壓輸入。 3 4.如請求項3 1之方法，其進一步包含： 將—DC偏壓電壓提供至一自適應式偏壓級。 3 5.如請求項3 1之方法，其進一步包含： 、爰衝自一電源知：供至該跨導級之電流。 36.如請求項35之方法，其進一步包含： 阻止電流在該電源與電流緩衝級之間流動，其中自至 ^個負載阻机與一電流緩衝器之間的連接分接至少一 個輸出電壓。 140584.doc