CN103620955A - 具有改善的效率和输出功率的rf功率放大器 - Google Patents

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Abstract

Doherty放大器（10）可操作用于接收输入信号（P输入）并在放大器输出（95）处提供经放大的输出信号（P输出）。Doherty放大器（10）包括：第一（30）和第二（40）放大器级，每个放大器级可在放大状态与非放大状态之间切换，每个放大器级被并联地安排以接收输入信号（P输入）并且在放大状态在相应放大器级输出处提供相应的经放大信号；以及输出网络（50），其包括第一（80）和第二（90）阻抗变换器，每个阻抗变换器在第一侧与相应放大器级输出耦合并在第二侧与放大器输出（95）耦合在一起。通过使用替换的并联架构，经放大的信号在不同操作条件下所经历的阻抗变换率与使用对来自两个放大器级（30，40）的经放大信号进行组合和变换的单个串联的阻抗变换器的传统架构相比得到了显著降低。

Description

具有改善的效率和输出功率的RF功率放大器
背景
I.领域
本公开一般涉及电子器件，尤其涉及放大器。
II.背景技术
放大器常常被使用在各种电子设备中以提供信号放大。不同类型的放大器可供不同用途使用。例如，无线通信设备（诸如，蜂窝电话）可包括用于双向通信的发射机和接收机。发射机可包括激励放大器（DA）和功率放大器（PA），接收机可包括低噪声放大器（LNA），并且发射机和接收机可包括可变增益放大器（VGA）。
高输出功率和良好的效率是功率放大器的重要设计目标。可能需要功率放大器以便以较高的最大输出功率电平（例如，对于GSM为+33dBm并且对于CDMA为+27dBm）进行发射。功率放大器可被使用在无线设备中并且可消耗该无线设备的总功率中相对较大的部分。因此，具有良好效率和高输出功率的功率放大器会是高度期望的。
附图简述
图1示出无线通信设备的框图。
图2示出功率放大器的示意图。
图3示出图2中的功率放大器的模型。
图4示出图2中的功率放大器内的各个节点处的信号。
图5示出具有改善的效率的功率放大器的示意图。
图6示出图5中的功率放大器的模型。
图7示出图5中的功率放大器内的各个节点处的信号。
图8示出图5中的功率放大器的示例性布局。
图9示出差分功率放大器的示意图。
图10示出用于执行信号放大的过程。
详细描述
以下阐述的详细描述旨在作为本公开的示例性设计的描述，而无意表示可在其中实践本公开的仅有设计。术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何设计不必被解释为优于或胜过其他设计。本详细描述包括具体细节以提供对本公开的示例性设计的透彻理解。对于本领域技术人员将明显的是，没有这些具体细节也可实践本文描述的示例性设计。在一些实例中，公知的结构和器件以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性设计的新颖性。
本文中描述了具有改善的效率和输出功率的放大器。这些放大器可被用作功率放大器、激励放大器、LNA、VGA等。这些放大器还可被用于各种电子设备，诸如无线通信设备、蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、手持式设备、无线调制解调器、膝上型计算机、平板设备、无绳电话、蓝牙设备、消费电子设备等。为清楚起见，以下描述将放大器用作无线通信设备中的功率放大器。
图1示出了无线通信设备100的示例性设计的框图。在此示例性设计中，无线设备100包括数据处理器110和收发机120。收发机120包括支持双向无线通信的发射机130和接收机150。一般而言，无线设备100可包括用于任何数目的通信***和任何数目的频带的任何数目的发射机和任何数目的接收机。
在发射路径中，数据处理器110处理要被传送的数据并且向发射机130提供模拟输出信号。在发射机130内，模拟输出信号由放大器（Amp）132放大，由低通滤波器134进行滤波以移除由数模转换造成的镜频，由VGA136放大，并且由上变频器138从基带上变频至射频（RF）。经上变频的信号由滤波器140进行滤波，由激励放大器142和功率放大器144进一步放大，通过开关/双工器146路由，并且经由天线148发射。
在接收路径中，天线148接收来自基站和/或其他发射机站的信号并且提供收到信号，该收到信号通过开关/双工器146路由并且提供给接收机150。在接收机150内，收到信号由LNA152放大，由带通滤波器154进行滤波，并由下变频器156从RF下变频至基带。经下变频的信号由VGA158放大，由低通滤波器160进行滤波，并且由放大器162放大以获得提供给数据处理器110的模拟输入信号。
图1示出了实现直接转换架构的发射机130和接收机150，该直接转换架构在一级中使信号在RF与基带之间变频。发射机130和/或接收机150还可实现超外差式架构，该超外差式架构在多级中使信号在RF与基带之间变频。本地振荡器（LO）发生器170生成发射LO信号和接收LO信号并且将其分别提供给上变频器138和下变频器156。锁相环（PLL）172接收来自数据处理器110的控制信息并且向LO发生器170提供控制信号以在正确的频率下生成发射LO信号和接收LO信号。
图1示出了示例性收发机设计。一般而言，在发射机130和接收机150中对信号的调理可由一级或多级的放大器、滤波器、混频器等执行。这些电路可与图1中所示的配置不同地安排。另外，图1中未示出的其他电路也可在发射机和接收机中使用。例如，匹配电路可被用于匹配图1中的各个有源电路。还可省略图1中的一些电路。收发机120的全部或一部分可被实现在一个或多个模拟集成电路（IC）、射频IC（RFIC）、混合信号IC等上。例如，发射机130中的放大器132到功率放大器144可实现在一RFIC上。激励放大器142和功率放大器144还可实现在该RFIC外部的另一IC上。
数据处理器110可执行无线设备100的各种功能，例如，对正被传送和接收的数据进行处理。存储器112可存储供数据处理器110使用的程序代码和数据。数据处理器110可实现在一个或多个专用集成电路（ASIC）和/或其他IC上。
图2示出用堆栈式晶体管实现的功率放大器200的示例性设计的示意图。功率放大器200可被用于图1中的功率放大器144或激励放大器142。在图2中所示的示例性设计中，功率放大器200是以堆栈（或串联）形式耦合的K个N沟道金属氧化物半导体（NMOS）晶体管210a到210k来实现的，其中K为3或更大。以堆栈形式耦合的NMOS晶体管的数目（K）可以取决于各种因素，诸如用于功率放大器200的电源电压（Vdd）、来自功率放大器200的输出RF信号（RF输出）的预期最大电压摆动、每个NMOS晶体管210的击穿电压等。
输入匹配电路216在一端接收输入RF信号（RF输入）并且使其另一端耦合至最底下的NMOS晶体管210a的栅极。NMOS晶体管210a使其源极耦合至电路接地。堆栈中的每个其余NMOS晶体管210使其栅极接收偏置电压（V偏置）并且使其源极耦合至该堆栈中紧邻其下的NMOS晶体管的漏极。电感器218耦合在电源（Vdd）与最上面的NMOS晶体管210k的漏极之间。输出匹配电路220使一端耦合至最上面的NMOS晶体管210k的漏极并且使另一端提供RF输出信号。RF输出信号可被提供给负载（图2中未示出），该负载可以是天线或者某个其他电路。
旁路电容器212b到212k分别使一端耦合至NMOS晶体管210b到210k的栅极，并且使另一端耦合至电路接地。偏置电压V偏置2到V偏置K分别被提供给NMOS晶体管210b到210k的栅极。V偏置1电压经由（如图2中所示的）输入匹配电路216或者经由（图2中未示出的）RF输入信号被提供给最底下的NMOS晶体管210a的栅极。
改善的可靠性可通过使用以堆栈形式耦合的多个（K个）NMOS晶体管来达成。RF输出信号可具有大电压摆动，该大电压摆动可超过一个NMOS晶体管的击穿电压。RF输出信号的大电压摆动可大致相等地跨这K个NMOS晶体管210a到210k划分或分布。每个NMOS晶体管210随后可仅观察到该大电压摆动的一小部分，该部分应当小于该NMOS晶体管的击穿电压以达成功率放大器200的良好的可靠性。堆栈式晶体管的使用尤其适于用深亚微米IC工艺制造并具有低击穿电压的晶体管所实现的高频放大器。堆栈式晶体管实质上可将击穿电压倍乘以因子K以改善可靠性。
功率放大器200如下来操作。最底下的NMOS晶体管210a是为RF输入信号提供信号放大的增益晶体管。其余NMOS晶体管210b到210k为RF输出信号提供信号放大以及信号驱动。旁路电容器212b到212k分别为V偏置2到V偏置K电压提供滤波。V偏置1到V偏置K电压分别为NMOS晶体管210a到210k提供期望偏置，并且可被选择以获得输出RF信号的大电压摆动跨这K个NMOS晶体管的期望分布。输入匹配电路216为功率放大器200提供输入阻抗匹配。输出匹配电路220为功率放大器200提供输出阻抗匹配。
旁路电容器212b到212k的大小和阻抗可通过计算机模拟或演算来选择以分别允许在NMOS晶体管210b到210k的栅极处有一些电压摆动，以使得跨NMOS晶体管210b到210k的端子的电压摆动跨晶体管堆栈达到平衡。电容器212b到212k可随着在晶体管堆栈中的进一步向上而逐渐变小，其中电容器212b是最大的并且电容器212k是最小的。这是因为NMOS晶体管210b到210k的漏极处的电压摆动随着在晶体管堆栈中的进一步向上而逐渐变大。随着K的增大，较小的电容器212k允许在NMOS晶体管210k的栅极处有较大的电压摆动，从而使量值max|VDK-VGK|被保持得到控制，其中VGK是NMOS晶体管210k的栅电压并且VDK是其漏电压。
图2示出了功率放大器200的示例性设计。一般而言，功率放大器可用以堆栈形式耦合的任何数目的NMOS晶体管来实现。功率放大器还可包括图2中未示出的不同的和/或附加的电路组件。例如，K-1个电阻器可被用于为NMOS晶体管210b到210k提供隔离，并且该K-1个电阻器可使一端接收V偏 置2到V偏置K电压，并且使另一端耦合至NMOS晶体管210b到210k的栅极。作为另一示例，可取代电阻器而使用二极管式连接的NMOS晶体管以为NMOS晶体管210b到210k提供隔离。这些二极管式连接的NMOS晶体管可改善功率放大器的增益和/或线性度。
图3示出了图2中的功率放大器200的模型。每个NMOS晶体管210可包括各种寄生电容器。为简单化，在图3中仅示出每个NMOS晶体管的栅-源寄生电容器（CGS），并且该CGS耦合在该NMOS晶体管的栅极与源极之间。在图3中分别为NMOS晶体管210a到210k示出了CGS寄生电容器222a到222k。
在功率放大器200的操作期间，堆栈中的每个NMOS晶体管的CGS寄生电容器222被重复地充电和放电。该K个NMOS晶体管的CGS1到CGSK寄生电容器的连续充电和放电导致能量损耗并且因此降低功率放大器200的效率。最底下的NMOS晶体管210a的CGS1寄生电容器可由输入匹配电路216解谐。在此情形中，经由CGS1寄生电容器的能量损耗可以是可忽略的。然而，存储在其余NMOS晶体管的CGS2到CGSK寄生电容器中的绝大部分能量可能在每个RF循环中损耗。
图4示出了图2和图3中的功率放大器200内的各个节点处的信号的图示。为简单化，图4示出了K=3并且3个NMOS晶体管210a、210b和210k耦合成堆栈的情形。标绘410示出了最底下的NMOS晶体管210a的栅极处的栅电压信号（VG1）。标绘412示出了NMOS晶体管210a的漏极处的漏电压信号（VD1）。VD1信号具有与VG1信号的极性相反的极性。当VG1信号越过阈值电压时，VD1信号切换极性。当VG1信号在时间T1处落到阈值电压以下时，VD1信号从时间T1到时间T2从低转换到高。相反，当VG1信号在时间T3处超过阈值电压时，VD1信号从时间T3到时间T4从高转换到低。VD1信号的转换速率是由NMOS晶体管210a的速度来决定的。标绘414示出了NMOS晶体管210a的漏极处的漏电流信号（ID1）。ID1信号(i)在VG1信号低于阈值电压时大致为0并且(ii)在VG1信号超过阈值电压时一般跟随VG1信号。当VG1信号在时间T3处转换到阈值电压上方时，ID1信号还具有从时间T3到时间T4的尖峰416。
标绘420示出了中间的NMOS晶体管210b的栅极处的栅电压信号（VG2）。VG2信号与VD1信号的经衰减版本相似。标绘424示出了NMOS晶体管210b的漏极处的漏电流信号（ID2）。ID2信号(i)在VD1信号为高时大致为0，以及(ii)否则一般跟随ID1信号。然而，ID2信号转换到低要晚于ID1信号，并且在转换到高时不包括尖峰。标绘432示出了最上面的NMOS晶体管210k的漏极处的漏电压信号（VD3）。
尽管为简单化而未在图4中示出，但是NMOS晶体管210b的漏电压信号（VD2）与VD1信号的经延迟版本相似。最上面的NMOS晶体管210k的栅极处的栅电压信号（VG3）与VD2信号的经衰减版本相似。NMOS晶体管210k的漏极处的漏电流信号（ID3）(i)在VD2信号为高时大致为0，以及(ii)否则一般跟随ID1信号。
尖峰416是由VG1信号交越阈值电压并且升高时最底下的NMOS晶体管210a对CGS2寄生电容器进行充电所产生的。尖峰416下面的区域440表示通过NMOS晶体管210a损耗的能量。来自NMOS晶体管210b的电流从时间T1到时间T2对CGS2寄生电容器进行充电。区域442表示来自Vdd电源的存储在CGS2寄生电容器和旁路电容器212b中的能量。
如图4中所示，能量因对具有堆栈式NMOS晶体管的功率放大器200中的中间节点进行充电和放电而被损耗。此能量损耗降低了功率放大器的效率。
在一方面，可在堆栈中的每个NMOS晶体管（可能最底下的NMOS晶体管除外）的漏极与源极之间添加漏-源电容器（CDS）以改善功率放大器的效率。CDS电容器可以实现对于原本因对堆栈式NMOS晶体管中的中间节点进行连续的充电和放电所损耗的能量的回收。
图5示出用堆栈式晶体管实现且具有改善的效率的功率放大器202的示例性设计的示意图。功率放大器202包括图2中的功率放大器200中的全部电路组件。功率放大器202还包括分别用于K-1个NMOS晶体管210b到210k的K-1个电容器214b到214k。每个电容器214使一端耦合至相关联的NMOS晶体管210的漏极，并且使另一端耦合至相关联的NMOS晶体管的源极。电容器214b到214k可实现对于原本被损耗的能量的回收，如以下所描述的。
电容器214b到214k可设计有合适的电容，这些电容可基于计算机模拟、经验测量等来确定。电容器214b到214k还可分别位于靠近NMOS晶体管210b到210k之处以改善其有效性。在一种示例性设计中，可以例如使用通常用于在RFIC上形成电容器的制造工艺来显式地实现电容器214b到214k。在另一种示例性设计中，可以例如用寄生金属电容来隐式地实现电容器214b到214k。
尽管未在图5中示出，但是可以在NMOS晶体管210a的漏极与电路接地之间添加分流电容器。还可以在堆栈中的任何其余NMOS晶体管的漏极与电路接地之间添加分流电容器。这些分流电容器可被用于在功率放大器202的工作频率相对于晶体管能力而言较低时减小电压过冲。这些分流电容器还可被用于减少放大器输出端处的谐波含量。
图6示出了图5中的功率放大器202的模型。该模型包括图5中的全部电路组件。该模型还包括分别属于NMOS晶体管210a到210k的CGS1到CGSK寄生电容器222a到222k。
图7示出了图5和图6中的功率放大器202内的各个节点处的信号的图示。为简单化，图7示出了K=3并且3个NMOS晶体管210a、210b和210k以堆栈形式耦合的情形。图7示出了关于最底下的NMOS晶体管210a的栅极处的VG1信号的标绘710，关于NMOS晶体管210a的漏极处的VD1信号的标绘712，以及关于NMOS晶体管210a的漏极处的ID1信号的标绘714。图7还示出了关于中间的NMOS晶体管210b的栅极处的VG2信号的标绘720，以及关于NMOS晶体管210b的漏极处的ID2信号的标绘724。图7还示出了关于最上面的NMOS晶体管210k的漏极处的VD3信号的标绘732。图7还示出了流过CDS2电容器214b的ICDS2电流的标绘728。
尽管为简单化而未在图7中示出，但是NMOS晶体管210b的VD2电压具有(i)关于VD1信号的上升沿而言延迟的上升沿以及(ii)与VD1和VD3信号的下降沿大致对齐的下降沿。VG3电压与VD2信号的经衰减版本相似。ID3信号在VD2信号为高时大致为0，否则一般跟随ID1信号。ICDS3信号与ICDS2信号相似。所有ICDS1到ICDSK信号的尖峰一般与VD3信号的下降沿对齐。
如图7中所示，CDS2电容器214b和CDSK电容器214k将RF输出信号的一部分耦合至NMOS晶体管210a的漏极。当VD1信号从高转换到低时，CGS2寄生电容器222b在时间T3与时间T4之间通过CDS2电容器214b放电。流过CDS2电容器214b的能量（由区域744示出）被回收到功率放大器202的输出端。类似地，CGSK寄生电容器在时间T3与时间T4之间通过CDSK电容器214k放电，并且流过CDSK电容器214k的能量被回收到功率放大器202的输出端。来自NMOS晶体管210b的电流从时间T1到时间T2对CGS2寄生电容器222b进行充电。区域742表示来自Vdd电源的存储在CGS2寄生电容器222b和旁路电容器212b中的能量。
由于输出阻抗匹配被正确地调谐，因而功率放大器202的输出端处的VD3电压自然下降。通过所添加的CDS电容器，功率放大器202的输出端处的电压下降被馈送给各中间节点。在图7中，VD1电压因CDS2到CDSK电容器的存在而下降，该CDS2到CDSK电容器将放大器输出耦合至各中间节点并且尤其是耦合至VD1电压。
如图7中所示，由于对功率放大器202中的中间节点进行充电和放电所导致的能量可以用CDS电容器214b到214k来回收。所回收的能量改善了功率放大器的效率。
图8示出了对于K=3的情形图5中的功率放大器202的示例性布局。三个NMOS晶体管210a、210b和210k以堆栈形式耦合并且还分别被称为Q1、Q2和Q3。这三个NMOS晶体管Q1、Q2和Q3可以并排地形成，如图8中所示。两个漏-源电容器CDS2和CDS3可以分别紧邻两个NMOS晶体管Q2和Q3的一侧形成。两个旁路电容器CGG2和CGG3可以分别紧邻NMOS晶体管Q2和Q3的另一侧形成。功率放大器202的其他电路组件可以在NMOS晶体管Q1、Q2和Q3近旁形成以提供良好的性能。
图9示出用堆栈式晶体管实现且具有改善的效率的功率放大器204的示例性差分设计的示意图。差分功率放大器204包括图5中的单端功率放大器202中除了输出匹配电路220以外的全部电路组件，这些电组件形成该差分功率放大器的一半。差分功率放大器204还包括K个NMOS晶体管250a到250k、K-1个旁路电容器252b到252k、K-1个漏-源电容器254b到254k、输入匹配电路256、以及电感器258，这些组件形成差分功率放大器的另一半。NMOS晶体管250a到250k以堆栈形式耦合。旁路电容器252b到252k分别耦合至NMOS晶体管250b到250k的栅极。电容器254b到254k分别耦合在NMOS晶体管252b到252k的漏极与源极之间。输入匹配电路256耦合至最底下的NMOS晶体管250a的栅极。
在图9中所示的示例性设计中，差分功率放大器204还包括具有初级线圈272和次级线圈274的变压器270。初级线圈272使其两端耦合至最上面的NMOS晶体管210k和250k的漏极。次级线圈274使一端耦合至电路接地并且另一端提供单端RF输出信号。差分RF输入信号包括RF输入正极信号和RF输入负极信号。RF输入正极信号被提供给输入匹配电路216，并且RF输入负极信号被提供给输入匹配电路256。
图9示出了实现本文中所描述的用于改善效率的技术的差分功率放大器的示例性设计。差分功率放大器还可用各种其他设计来实现。例如，变压器270可在初级线圈272或次级线圈274处与输出匹配电路组合。也可省略输出匹配电路。差分至单端转换可以用变压器270来达成，如图9中所示。差分至单端转换还可以使用LC-CL匹配、或者180°耦合器、或者某个其他机制来达成。平衡放大器也可被实现并且可接收经90°移相的输入信号和提供使用90°混合器组合了的输出信号。两个输入匹配电路可被用于RF输入正极和RF输入负极信号，如图9中所示。替换地，这两个输入匹配电路可组合成一个全差分输入匹配电路，该全差分输入匹配电路还可执行单端至差分转换。
为清楚起见，以上已描述了用NMOS晶体管实现的功率放大器。功率放大器还可以用P沟道金属氧化物半导体（PMOS）晶体管、NMOS和PMOS晶体管的组合、其他类型的晶体管、或其组合来实现。电容器可以耦合在堆栈中的晶体管的全部或其子集的漏极与源极之间以改善效率和输出功率。
在一示例性设计中，一种装置（例如，无线设备、IC等）可包括放大器，该放大器包括至少三个晶体管（例如，图5中的NMOS晶体管210a到210k）和至少两个电容器（例如，电容器214b到214k）。该至少三个晶体管可以堆栈形式耦合并且可以接收和放大输入信号并提供输出信号。该至少两个电容器可以包括用于堆栈中的至少两个晶体管中的每个晶体管的、耦合在相关联的晶体管的漏极与源极之间的至少一个电容器，例如，如图5中所示。该至少一个电容器可以位于紧邻相关联的晶体管之处，例如，如图8中所示。在一示例性设计中，该至少两个电容器可以包括用于堆栈中的除了该堆栈中最底下的晶体管以外的每个晶体管的至少一个（例如，一个）电容器（例如，如图5中所示）。该至少两个电容器可以将来自该至少两个晶体管的栅-源寄生电容器的能量回收给输出信号。
在一示例性设计中，该至少三个晶体管可包括第一晶体管、第二晶体管、和第三晶体管。第一晶体管可使其源极耦合至电路接地并使其漏极耦合至第二晶体管的源极。第二晶体管可使其漏极耦合至第三晶体管的源极。在一示例性设计中，第一晶体管可接收输入信号，并且第三晶体管可提供输出信号。该堆栈还可包括三个以上晶体管。该至少三个晶体管可包括MOS晶体管（例如，NMOS晶体管）或者其他类型的晶体管。
在一示例性设计中，放大器还可包括用于堆栈中的该至少两个晶体管的至少两个旁路电容器（例如，图5中的电容器212b到212k），其中为该至少两个晶体管中的每个晶体管使用至少一个旁路电容器。每个旁路电容器可耦合至相关联的晶体管的栅极。
在一示例性设计中，放大器还可包括至少三个第二晶体管（例如，图9中的NMOS晶体管250a到250k）和至少两个第二电容器（例如，电容器254b到254k）。该至少三个第二晶体管可以第二堆栈形式耦合并且可以接收和放大第二输入信号并提供第二输出信号。该至少两个第二电容器可包括用于第二堆栈中的至少两个第二晶体管中的每个第二晶体管的、耦合在相关联的第二晶体管的漏极与源极之间的至少一个第二电容器。
该放大器还可包括耦合至该堆栈中最上面的晶体管并且还耦合至第二堆栈中最上面的第二晶体管的变压器（例如，如图9中所示）。该放大器可以是差分放大器。输入信号和第二输入信号可以形成差分输入信号。输出信号和第二输出信号可以形成差分输出信号。变压器可以接收差分输出信号并且提供单端输出信号。
在一示例性设计中，放大器可以是接收输入RF信号并且提供输出RF信号的功率放大器。在一示例性设计中，该装置可以是无线设备并且还可以包括直接或间接地耦合至功率放大器并且被用于发射输出RF信号的天线。
图10示出了用于执行信号放大的过程1000的示例性设计。输入信号可以用以堆栈形式耦合的至少三个晶体管来放大以获得输出信号（框1012）。该堆栈中的至少两个晶体管可以用用于该至少两个晶体管中的每个晶体管的、耦合在相关联的晶体管的漏极与源极之间的至少一个电容器来旁路（框1014）。在一示例性设计中，该堆栈中除在该堆栈中最底下的晶体管以外的每个晶体管可以用至少一个电容器来旁路。
本文中所描述的技术可以基于晶体管堆栈来改善功率放大器的效率和输出功率。通过将数个较小的漏-源电容器添加至堆栈中的晶体管，可以减少由于对功率放大器中的中间节点进行连续的充电和放电所导致的能量损耗，并且可以显著地改善效率和输出功率。这些技术对于被要求提供大电压摆动并且利用以堆栈形式耦合的数个MOS晶体管来提供该大电压摆动的MOS功率放大器而言可以是特别有利的。这些技术还可以特别适于用具有低击穿电压的亚微米晶体管实现的并且需要三个或更多个晶体管来提供所需要的大电压摆动的功率放大器。这些技术还可以用于各种IC工艺技术并且在绝缘硅片（SOI）MOS工艺中可以是特别有效的。
本文中描述的放大器可在IC、模拟IC、RFIC、混合信号IC、ASIC、印刷电路板（PCB）、电子设备等上实现。放大器还可用各种IC工艺技术来制造，诸如NMOS、PMOS、互补MOS（CMOS）、双极结型晶体管（BJT）、双极CMOS（BiCMOS）、硅锗（SiGe）、砷化镓（GaAs）、异质结双极型晶体管（HBT）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、SOI等。
实现本文中所描述的放大器的装置可以是独立设备或者可以是较大设备的一部分。设备可以是(i)独立的IC，(ii)具有可以包括用于存储数据和/或指令的存储器IC的一个或多个IC的集合，(iii)RFIC，诸如RF接收机（RFR）或RF发射机/接收机（RTR），(iv)ASIC，诸如移动站调制解调器（MSM），(v)可嵌入在其他设备内的模块，(vi)接收机、蜂窝电话、无线设备、手持机或者移动单元，(vii)其他等等。
在一个或多个示例性设计中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。此外，任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线（DSL）、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web站点、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘（disk）和碟（disc）包括压缩碟（CD）、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD）、软盘和蓝光碟，其中盘（disk）往往以磁的方式再现数据，而碟（disc）用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对于本领域技术人员将是明显的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他变形而不会脱离本公开的范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (21)

1.一种装置，包括：
放大器，所述放大器包括：
至少三个晶体管，所述至少三个晶体管以堆栈形式耦合并且配置成接收和放大输入信号并提供输出信号；以及
用于所述堆栈中的至少两个晶体管中的每个晶体管的、耦合在相关联的晶体管的漏极与源极之间的至少一个电容器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个电容器耦合在所述堆栈中除在所述堆栈中最底下的晶体管以外的每个晶体管的漏极与源极之间。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个电容器位于紧邻所述相关联的晶体管之处。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于所述堆栈中的所述至少两个晶体管中的每个晶体管的所述至少一个电容器将来自所述至少两个晶体管的栅-源寄生电容器的能量回收给所述输出信号。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于所述堆栈中的所述至少两个晶体管中的每个晶体管的所述至少一个电容器包括寄生金属电容。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少三个晶体管包括第一晶体管、第二晶体管、和第三晶体管，所述第一晶体管具有耦合至电路接地的源极和耦合至所述第二晶体管的源极的漏极，并且所述第二晶体管具有耦合至所述第三晶体管的源极的漏极。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一晶体管接收所述输入信号，并且所述第三晶体管提供所述输出信号。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少三个晶体管包括金属氧化物半导体（MOS）晶体管。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述放大器还包括：
用于所述堆栈中的所述至少两个晶体管中的每个晶体管的、耦合至相关联的晶体管的栅极的至少一个旁路电容器。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述放大器包括用于接收输入射频（RF）信号并且提供输出RF信号的功率放大器。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：
耦合至所述功率放大器并且发射所述输出RF信号的天线。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述放大器还包括：
至少三个第二晶体管，所述至少三个第二晶体管以第二堆栈形式耦合并且配置成接收和放大第二输入信号并提供第二输出信号；以及
用于所述第二堆栈中的至少两个第二晶体管中的每个第二晶体管的、耦合在相关联的第二晶体管的漏极与源极之间的至少一个第二电容器。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述放大器包括差分放大器，所述输入信号和所述第二输入信号形成差分输入信号，并且所述输出信号和所述第二输出信号形成差分输出信号。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：
变压器，所述变压器耦合至所述堆栈中最上面的晶体管和所述第二堆栈中最上面的第二晶体管并且提供单端输出信号。
15.一种集成电路，包括：
放大器，所述放大器包括：
至少三个金属氧化物半导体（MOS）晶体管，所述至少三个MOS晶体管以堆栈形式耦合并且配置成接收和放大输入射频（RF）信号并提供输出RF信号；以及
用于所述堆栈中的至少两个MOS晶体管中的每个MOS晶体管的、耦合在相关联的MOS晶体管的漏极与源极之间的至少一个电容器。
16.如权利要求15所述的集成电路，其特征在于，至少一个电容器耦合在所述堆栈中除在所述堆栈中最底下的MOS晶体管以外的每个MOS晶体管的漏极与源极之间。
17.如权利要求15所述的集成电路，其特征在于，所述至少三个MOS晶体管包括N沟道MOS（NMOS）晶体管。
18.一种用于执行信号放大的方法，包括：
用以堆栈形式耦合的至少三个晶体管来放大输入信号以获得输出信号；以及
以用于所述堆栈中的至少两个晶体管中的每个晶体管的、耦合在相关联的晶体管的漏极与源极之间的至少一个电容器来旁路所述至少两个晶体管。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述旁路包括：
用至少一个电容器来旁路所述堆栈中的所述至少三个晶体管中除在所述堆栈中最底下的晶体管以外的每个晶体管。
20.一种设备，包括：
用于放大输入信号以获得输出信号的装置，所述用于放大的装置包括以堆栈形式耦合的至少三个晶体管；以及
用于旁路所述堆栈中的至少两个晶体管的装置，所述用于旁路的装置包括用于所述至少两个晶体管中的每个晶体管的、耦合在相关联的晶体管的漏极与源极之间的至少一个电容器。
21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述用于旁路的装置包括用于所述堆栈中的所述至少三个晶体管中除在所述堆栈中最底下的晶体管以外的每个晶体管的至少一个电容器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105553429A (zh) * 2015-12-09 2016-05-04 北京中科汉天下电子技术有限公司 一种射频放大器
CN106656058A (zh) * 2015-10-30 2017-05-10 艾壳 电容交叉耦合与谐波抑制
CN107493085A (zh) * 2016-06-10 2017-12-19 株式会社村田制作所 放大器
CN108768308A (zh) * 2018-05-16 2018-11-06 清华大学 基于晶体管堆叠结构的非对称Doherty功率放大器

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9484973B1 (en) * 2010-08-09 2016-11-01 Qorvo Us, Inc. Voltage equalization for stacked FETs in RF switches
US9431975B2 (en) 2011-04-04 2016-08-30 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Circuits for providing class-E power amplifiers
US8975968B2 (en) * 2013-01-25 2015-03-10 Qualcomm Incorporated Amplifiers with improved isolation
US8872590B2 (en) * 2013-03-06 2014-10-28 Rafael Microelectronics, Inc. Low-noise signal amplifying circuit and method thereof
US9496122B1 (en) 2014-01-10 2016-11-15 Reno Technologies, Inc. Electronically variable capacitor and RF matching network incorporating same
US9844127B2 (en) 2014-01-10 2017-12-12 Reno Technologies, Inc. High voltage switching circuit
US9196459B2 (en) 2014-01-10 2015-11-24 Reno Technologies, Inc. RF impedance matching network
US9697991B2 (en) 2014-01-10 2017-07-04 Reno Technologies, Inc. RF impedance matching network
US10455729B2 (en) 2014-01-10 2019-10-22 Reno Technologies, Inc. Enclosure cooling system
US9865432B1 (en) 2014-01-10 2018-01-09 Reno Technologies, Inc. RF impedance matching network
US9755641B1 (en) 2014-01-10 2017-09-05 Reno Technologies, Inc. High speed high voltage switching circuit
US10431428B2 (en) 2014-01-10 2019-10-01 Reno Technologies, Inc. System for providing variable capacitance
WO2015117217A1 (en) * 2014-02-06 2015-08-13 Ghannouchi Fadhel M High efficiency ultra-wideband amplifier
US10063197B2 (en) 2014-03-05 2018-08-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Circuits for power-combined power amplifier arrays
US9509256B2 (en) * 2014-07-29 2016-11-29 Qualcomm Incorporated Linearized gate capacitance in power amplifiers
US9673853B2 (en) * 2014-08-21 2017-06-06 Skyworks Solutions, Inc. Cascode power amplifier with voltage limiter
US10032731B2 (en) 2014-09-08 2018-07-24 Skyworks Solutions, Inc. Voltage compensated switch stack
US9438170B2 (en) * 2014-09-15 2016-09-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Power amplifier
US9614541B2 (en) * 2014-10-01 2017-04-04 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Wireless-transmitter circuits including power digital-to-amplitude converters
US9621110B1 (en) 2014-11-03 2017-04-11 Acco Capacitive cross-coupling and harmonic rejection
US10340879B2 (en) 2015-02-18 2019-07-02 Reno Technologies, Inc. Switching circuit
US11017983B2 (en) 2015-02-18 2021-05-25 Reno Technologies, Inc. RF power amplifier
US9525412B2 (en) 2015-02-18 2016-12-20 Reno Technologies, Inc. Switching circuit
US9729122B2 (en) 2015-02-18 2017-08-08 Reno Technologies, Inc. Switching circuit
US9306533B1 (en) 2015-02-20 2016-04-05 Reno Technologies, Inc. RF impedance matching network
US9543910B2 (en) * 2015-03-06 2017-01-10 Apple Inc. Radio frequency system switching power amplifier systems and methods
KR102178526B1 (ko) * 2015-03-18 2020-11-16 삼성전기주식회사 전력 증폭기
US9899970B2 (en) * 2015-06-18 2018-02-20 Eridan Communications, Inc. Current enhanced driver for high-power solid-state radio frequency power amplifiers
US11081316B2 (en) 2015-06-29 2021-08-03 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network and method
US10692699B2 (en) 2015-06-29 2020-06-23 Reno Technologies, Inc. Impedance matching with restricted capacitor switching
US11342161B2 (en) 2015-06-29 2022-05-24 Reno Technologies, Inc. Switching circuit with voltage bias
US10984986B2 (en) 2015-06-29 2021-04-20 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network and method
US11342160B2 (en) 2015-06-29 2022-05-24 Reno Technologies, Inc. Filter for impedance matching
US11150283B2 (en) 2015-06-29 2021-10-19 Reno Technologies, Inc. Amplitude and phase detection circuit
US11335540B2 (en) 2015-06-29 2022-05-17 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network and method
US9825597B2 (en) 2015-12-30 2017-11-21 Skyworks Solutions, Inc. Impedance transformation circuit for amplifier
JP6662072B2 (ja) * 2016-02-04 2020-03-11 富士通株式会社 増幅器
US10110168B2 (en) * 2016-04-01 2018-10-23 Skyworks Solutions, Inc. Multi-mode stacked amplifier
US10062670B2 (en) 2016-04-18 2018-08-28 Skyworks Solutions, Inc. Radio frequency system-in-package with stacked clocking crystal
CN106160673B (zh) * 2016-06-30 2021-03-30 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 谐波抑制方法及相应的低噪声放大器、通信终端
US10491172B2 (en) 2016-08-09 2019-11-26 Qualcomm Incorporated Systems and methods providing a matching circuit that bypasses a parasitic impedance
EP3503388A4 (en) 2016-08-22 2020-04-01 China Communication Microelectronics Technology Co. Ltd. AMPLIFIER CIRCUIT FOR HARMONIOUS PERFORMANCE WITH HIGH EFFICIENCY AND WIDE BANDWIDTH AND HIGH FREQUENCY POWER AMPLIFIERS
GB2606088B (en) 2016-08-31 2023-02-08 Skyworks Solutions Inc Amplifier with improved return loss and mismatch over gain modes
US9882531B1 (en) * 2016-09-16 2018-01-30 Peregrine Semiconductor Corporation Body tie optimization for stacked transistor amplifier
TWI744822B (zh) 2016-12-29 2021-11-01 美商天工方案公司 前端系統及相關裝置、積體電路、模組及方法
US10515924B2 (en) 2017-03-10 2019-12-24 Skyworks Solutions, Inc. Radio frequency modules
US9948252B1 (en) 2017-04-06 2018-04-17 Psemi Corporation Device stack with novel gate capacitor topology
US11315758B2 (en) 2017-07-10 2022-04-26 Reno Technologies, Inc. Impedance matching using electronically variable capacitance and frequency considerations
US11476091B2 (en) 2017-07-10 2022-10-18 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network for diagnosing plasma chamber
US11393659B2 (en) 2017-07-10 2022-07-19 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network and method
US11289307B2 (en) 2017-07-10 2022-03-29 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network and method
US10727029B2 (en) 2017-07-10 2020-07-28 Reno Technologies, Inc Impedance matching using independent capacitance and frequency control
US11398370B2 (en) 2017-07-10 2022-07-26 Reno Technologies, Inc. Semiconductor manufacturing using artificial intelligence
US10714314B1 (en) 2017-07-10 2020-07-14 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network and method
US10483090B2 (en) 2017-07-10 2019-11-19 Reno Technologies, Inc. Restricted capacitor switching
US11101110B2 (en) 2017-07-10 2021-08-24 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network and method
US11521833B2 (en) 2017-07-10 2022-12-06 Reno Technologies, Inc. Combined RF generator and RF solid-state matching network
US11114280B2 (en) 2017-07-10 2021-09-07 Reno Technologies, Inc. Impedance matching with multi-level power setpoint
CN112042115B (zh) * 2018-04-26 2024-04-30 株式会社村田制作所 放大电路
CN108847826B (zh) * 2018-06-21 2020-10-27 西安交通大学 一种采用动态偏置网络的堆叠式e类功率放大器及其应用
CN108574465A (zh) * 2018-06-27 2018-09-25 成都嘉纳海威科技有限责任公司 一种基于左右手传输线的高效率f类堆叠功率放大器
US10790307B2 (en) 2018-11-27 2020-09-29 Qorvo Us, Inc. Switch branch structure
KR102463983B1 (ko) * 2018-12-26 2022-11-07 삼성전자 주식회사 누설 전류를 차단하기 위한 증폭기 및 상기 증폭기를 포함하는 전자 장치
KR102538339B1 (ko) * 2019-01-07 2023-05-31 삼성전자 주식회사 후왜곡을 이용한 선형화 증폭기
US11521831B2 (en) 2019-05-21 2022-12-06 Reno Technologies, Inc. Impedance matching network and method with reduced memory requirements
US11601098B2 (en) * 2021-03-26 2023-03-07 Psemi Corporation Differential cascode amplifier arrangement with reduced common mode gate RF voltage
US20220321062A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. High voltage stacked transistor amplifier

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4394590A (en) * 1979-12-28 1983-07-19 International Rectifier Corp. Japan Ltd. Field effect transistor circuit arrangement
US5012123A (en) * 1989-03-29 1991-04-30 Hittite Microwave, Inc. High-power rf switching system
US6924701B1 (en) * 2002-09-03 2005-08-02 Ikanos Communications, Inc. Method and apparatus for compensating an amplifier
US20090102571A1 (en) * 2007-09-21 2009-04-23 Electronics And Telecommunications Research Institute Cascode amplifier and differential cascode voltage-controlled oscillator using the same
US7786807B1 (en) * 2009-04-23 2010-08-31 Broadcom Corporation Cascode CMOS RF power amplifier with programmable feedback cascode bias under multiple supply voltages
US20110025408A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Qualcomm Incorporated Switches with bias resistors for even voltage distribution

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2506541B1 (fr) * 1981-05-22 1985-10-04 Thomson Csf Amplificateur a transistor fonctionnant en hyperfrequence en regime impulsionnel
JPH02284510A (ja) 1989-04-25 1990-11-21 Nec Corp Ｃｍｏｓ遅延回路
JP2003060062A (ja) * 2001-08-21 2003-02-28 Semiconductor Res Found 信号変換集積回路
TW200306062A (en) 2002-03-11 2003-11-01 California Inst Of Techn Multi-cascode transistors
JP2004180364A (ja) 2002-11-25 2004-06-24 Seiko Epson Corp 電源回路
JP4262545B2 (ja) * 2003-07-09 2009-05-13 三菱電機株式会社 カスコード接続回路及びその集積回路
JP2005159860A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Mitsubishi Electric Corp 広帯域増幅器
US7248120B2 (en) * 2004-06-23 2007-07-24 Peregrine Semiconductor Corporation Stacked transistor method and apparatus
DE102004056435A1 (de) 2004-11-23 2006-06-01 Universität Stuttgart Leistungsverstärker zum Verstärken von Hochfrequenz(HF)-Signalen
US7276976B2 (en) 2004-12-02 2007-10-02 Electronics And Telecommunications Research Institute Triple cascode power amplifier of inner parallel configuration with dynamic gate bias technique
JP2007018600A (ja) 2005-07-07 2007-01-25 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JP2007135097A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Renesas Technology Corp 高出力増幅器
JP2008178085A (ja) * 2006-12-21 2008-07-31 Sanyo Electric Co Ltd 増幅器
JP2008235815A (ja) 2007-03-23 2008-10-02 Toshiba Corp 不揮発性記憶装置
US7960772B2 (en) * 2007-04-26 2011-06-14 Peregrine Semiconductor Corporation Tuning capacitance to enhance FET stack voltage withstand
JP5019989B2 (ja) * 2007-08-01 2012-09-05 三菱電機株式会社 高周波増幅器
US9479202B2 (en) 2008-02-19 2016-10-25 Infineon Technologies Ag System and method for burst mode amplifier
TWI404329B (zh) * 2009-06-11 2013-08-01 Nat Univ Tsing Hua 寬頻高電流輸出級電路
US8847351B2 (en) * 2009-06-29 2014-09-30 Qualcomm Incorporated Integrated power amplifier with load inductor located under IC die
KR101102128B1 (ko) * 2009-12-15 2012-01-02 서울대학교산학협력단 Ｅ 급 전력 증폭기

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4394590A (en) * 1979-12-28 1983-07-19 International Rectifier Corp. Japan Ltd. Field effect transistor circuit arrangement
US5012123A (en) * 1989-03-29 1991-04-30 Hittite Microwave, Inc. High-power rf switching system
US6924701B1 (en) * 2002-09-03 2005-08-02 Ikanos Communications, Inc. Method and apparatus for compensating an amplifier
US20090102571A1 (en) * 2007-09-21 2009-04-23 Electronics And Telecommunications Research Institute Cascode amplifier and differential cascode voltage-controlled oscillator using the same
US7786807B1 (en) * 2009-04-23 2010-08-31 Broadcom Corporation Cascode CMOS RF power amplifier with programmable feedback cascode bias under multiple supply voltages
CN101873104A (zh) * 2009-04-23 2010-10-27 美国博通公司 可使用不同电池电源电压的射频功率放大器及其操作方法
US20110025408A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Qualcomm Incorporated Switches with bias resistors for even voltage distribution

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106656058A (zh) * 2015-10-30 2017-05-10 艾壳 电容交叉耦合与谐波抑制
CN105553429A (zh) * 2015-12-09 2016-05-04 北京中科汉天下电子技术有限公司 一种射频放大器
CN105553429B (zh) * 2015-12-09 2018-09-11 北京中科汉天下电子技术有限公司 一种射频放大器
CN107493085A (zh) * 2016-06-10 2017-12-19 株式会社村田制作所 放大器
CN108768308A (zh) * 2018-05-16 2018-11-06 清华大学 基于晶体管堆叠结构的非对称Doherty功率放大器
CN108768308B (zh) * 2018-05-16 2020-06-12 清华大学 基于晶体管堆叠结构的非对称Doherty功率放大器

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