專利名稱：自適應(yīng)線性放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放大器以及，特別地，是指一種低功耗和高線性的自適應(yīng)線性放大器。
背景技術(shù)：
圖1是一種傳統(tǒng)放大器的電路圖。如圖1所示，傳統(tǒng)放大器100有一個(gè)放大級(jí)110和一個(gè)負(fù)載級(jí)120。
放大級(jí)110有一個(gè)晶體管MN1和一個(gè)電容器C1。晶體管MN1的一個(gè)源極接地，晶體管MN1的一個(gè)柵極連接到電容器C1的一端。電容器C1的另一端連接到一個(gè)輸入端IN。晶體管MN1的一個(gè)漏極連接到負(fù)載級(jí)120的一端以及一個(gè)輸出端OUT。負(fù)載級(jí)120的另一端應(yīng)用電源電壓VDD。
在傳統(tǒng)放大器100中，一個(gè)輸入信號(hào)(更確切地說，一個(gè)小信號(hào))被應(yīng)用于晶體管MN1的柵極。為了偏置晶體管MN1，一個(gè)偏壓(更確切地說，一個(gè)大信號(hào))被施加于晶體管MN1的柵極。通過這一結(jié)構(gòu)，被偏壓所偏置的晶體管MN1放大施加于輸入端IN的輸入信號(hào)，并在輸出端OUT輸出一個(gè)放大信號(hào)。
在使用放大器100完成功率控制的情況下，為了控制輸出功率一個(gè)偏置點(diǎn)被改變。然而，上述這種使用放大器100的功率控制的構(gòu)造的缺點(diǎn)在于如果偏置點(diǎn)為了增加輸出功率被控制，只有輸出功率的數(shù)值被控制以及功耗不必要地增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于解決背景技術(shù)中的至少一個(gè)問題和缺點(diǎn)，并提供能夠改變輸出功率區(qū)域的放大器。
本發(fā)明更進(jìn)一步地提供了一種低功耗和高線性度的放大器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種自適應(yīng)線性放大器包括放大裝置和一個(gè)偏置控制器。放大裝置包括一個(gè)主晶體管和一個(gè)輔助晶體管單元。主晶體管和輔助晶體管單元相互連接。偏置控制器控制一個(gè)作用于主晶體管和輔助晶體管單元上的偏置電壓。
主晶體管和輔助晶體管單元可以并聯(lián)。
輔助晶體管單元可以包括一個(gè)第一輔助晶體管和一個(gè)第二輔助晶體管。第一輔助晶體管和第二輔助晶體管可以并聯(lián)。
偏置控制器可以通過查閱一個(gè)查找表(LUT)來產(chǎn)生偏置電壓。
LUT可以包括用于一個(gè)低輸出功率的偏置數(shù)據(jù)和用于一個(gè)高輸出功率的偏置數(shù)據(jù)。
主晶體管可以在一個(gè)飽和區(qū)操作，輔助晶體管單元可以在一個(gè)亞閾值區(qū)操作。


圖1是一種傳統(tǒng)放大器的電路圖。
圖2是一種本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器的電路圖；以及圖3是顯示一種本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器的輸出功率區(qū)域的圖解。
具體實(shí)施例本發(fā)明將參考附圖，通過一個(gè)特別的實(shí)施例來詳細(xì)描述。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器200的電路圖。
如圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器200包括放大裝置210，一個(gè)負(fù)載級(jí)220，一個(gè)偏置控制器230和一個(gè)LUT(查找表)240。
放大裝置210包括一個(gè)主晶體管MN21，和一個(gè)輔助晶體管單元211。主晶體管MN21的一個(gè)信號(hào)輸入端包括一個(gè)主電容器C21。輔助晶體管單元211包括一個(gè)第一輔助晶體管MN22a，一個(gè)第一輔助電容器C22a，一個(gè)第二輔助晶體管MN22b和一個(gè)第二輔助電容器C22b。
一個(gè)輸入端IN被連接到一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)①。主電容器C21有一端連接到第一節(jié)點(diǎn)①，另一端連接到一個(gè)第二節(jié)點(diǎn)②。主晶體管MN21有一個(gè)信號(hào)輸入端(柵極)連接到第二節(jié)點(diǎn)②。主晶體管MN21的主電流通路的一端(漏極)連接到一個(gè)第六節(jié)點(diǎn)⑥。主晶體管MN21的主電流通路的另一端(源極)連接到一個(gè)第五節(jié)點(diǎn)⑤。
第一輔助電容器C22a有一端連接到第一節(jié)點(diǎn)①，另一端連接到一個(gè)第三節(jié)點(diǎn)③。
第一輔助晶體管MN22a有一個(gè)信號(hào)輸入端(柵極)連接到第三節(jié)點(diǎn)③。第一輔助晶體管MN22a的主電流通路的一端(漏極)連接到第六節(jié)點(diǎn)⑥。第一輔助晶體管MN22a的主電流通路的另一端(源極)連接到第五節(jié)點(diǎn)⑤。
第二輔助電容器C22b有一端連接到第一節(jié)點(diǎn)①，另一端連接到一個(gè)第四節(jié)點(diǎn)④。
第二輔助晶體管MN22b有一個(gè)信號(hào)輸入端(柵極)連接到第四節(jié)點(diǎn)④。第二輔助晶體管MN22b的主電流通路的一端(漏極)連接到第六節(jié)點(diǎn)⑥。第二輔助晶體管MN22b的主電流通路的另一端(源極)連接到第五節(jié)點(diǎn)⑤。
負(fù)載級(jí)220有一個(gè)使用電源電壓VDD的電源端。負(fù)載級(jí)220有輸出端連接到第六節(jié)點(diǎn)⑥和一個(gè)輸出端OUT。第五節(jié)點(diǎn)⑤接地(GND)。
偏置控制器230有一個(gè)主控制端連接到第二節(jié)點(diǎn)②。一個(gè)第一輔助控制端連接到第三節(jié)點(diǎn)③，和一個(gè)第二輔助控制端連接到第四節(jié)點(diǎn)④。
主電容器C21，第一輔助電容器C22a和第二輔助電容器C22b用于阻塞施加于輸入端IN的輸入信號(hào)的直流成分。主晶體管MN21放大施加于輸入端IN的輸入信號(hào)，并輸出一個(gè)放大信號(hào)給輸出端OUT。
主晶體管MN21的這些特性如一個(gè)溝道寬度函數(shù)和一個(gè)溝道尺寸在生產(chǎn)過程中被決定。主晶體管MN21被偏置控制器230偏置(Bias1)以致其操作在飽和區(qū)。主晶體管MN21有一個(gè)較差的線性度，因?yàn)槠溆幸粋€(gè)gm″常量。gm″有一個(gè)負(fù)極。
為了減少主晶體管MN21的gm″在線性度上的影響，第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b的gm″被制造成有一個(gè)正極，從而抵消主晶體管MN21的gm″有一個(gè)負(fù)極。
第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b的這些特性如一個(gè)溝道寬度函數(shù)和一個(gè)溝道尺寸在生產(chǎn)過程中被決定。第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b被偏置控制器230偏置(Bias2a，Bias2b)以致其操作在亞閾值區(qū)。
偏置控制器230通過查閱LUT240來決定每個(gè)主晶體管MN21，第一輔助晶體管MN22a，和第二輔助晶體管MN22b的偏置值。
LUT240包括用于一個(gè)低輸出功率的偏置數(shù)據(jù)和用于一個(gè)高輸出功率的偏置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所應(yīng)用的輸出功率的情況允許一個(gè)偏置。一個(gè)寬度函數(shù)和一個(gè)抵消偏置值都被適當(dāng)?shù)乜刂?，使得第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b有在一個(gè)負(fù)區(qū)的gm″。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，IMD3(三階互調(diào)失真)，其在輸入信號(hào)被主晶體管MN21放大時(shí)產(chǎn)生，可以被第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b降低。
更進(jìn)一步地，第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b的跨導(dǎo)被偏置控制器230所改變，以及主晶體管MN21的gm″值和第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b的gm″值被改變，因此輸出功率的區(qū)域被改變。
如果主晶體管MN21，第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b的偏置點(diǎn)被改變，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器200的輸出功率區(qū)域可以被改變，降低功耗和增加線性度。
圖3是顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器的輸出功率區(qū)域的圖解。
以圖3為例，圖解顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器的輸出功率區(qū)域包括三種類型的偏置狀態(tài)。
第一區(qū)域300是一個(gè)關(guān)于主晶體管MN21的輸出功率的區(qū)域，其被偏置控制器230和IP3所偏置。在這個(gè)區(qū)域中，和現(xiàn)有技術(shù)相同輸出功率通過改變偏置點(diǎn)來控制。
第二區(qū)域310和第三區(qū)域320是關(guān)于主晶體管MN21，第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b的輸出功率的區(qū)域，其被偏置控制器230和IP3所偏置。
當(dāng)一個(gè)輸入信號(hào)需要被放大以及一個(gè)相對低的輸出功率被需要，同時(shí)增加線性度和最小化功耗時(shí)，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器200的第二區(qū)域310是有用的。
當(dāng)一個(gè)輸入信號(hào)需要被放大以及一個(gè)相對高的輸出功率被需要，同時(shí)增加線性度和最小化功耗時(shí)，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種自適應(yīng)線性放大器200的第三區(qū)域310是有用的。
通過這種結(jié)構(gòu)，如果偏置控制器230依靠查閱LUT得出的輸出功率的數(shù)值來控制主晶體管MN21，第一輔助晶體管MN22a和第二輔助晶體管MN22b的偏置，一種具有高線性度和低功耗的放大器可以被構(gòu)成。
如上所述，本發(fā)明的優(yōu)勢在于它能改變一個(gè)放大器的輸出功率區(qū)域。
更多地，本發(fā)明的優(yōu)勢在于它能降低一個(gè)放大器的功耗和增加它的線性度。
本發(fā)明根據(jù)具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，但其并不限制于所揭露的具體實(shí)施例，相反地是，其可以覆蓋多種變化形式和等同結(jié)構(gòu)，而不脫離本發(fā)明精神和所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一個(gè)自適應(yīng)線性放大器，包括放大裝置包括一個(gè)主晶體管和一個(gè)輔助晶體管單元，主晶體管和輔助晶體管單元相互連接；以及偏置控制器控制一個(gè)作用于主晶體管和輔助晶體管單元上的偏置電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的自適應(yīng)線性放大器，其中主晶體管和輔助晶體管單元并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的自適應(yīng)線性放大器，其中輔助晶體管單元可以包括一個(gè)第一輔助晶體管和一個(gè)第二輔助晶體管，以及第一輔助晶體管和一個(gè)第二輔助晶體管并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的自適應(yīng)線性放大器，其中偏置控制器通過查閱一個(gè)查找表(LUT)來產(chǎn)生偏置電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的自適應(yīng)線性放大器，其中LUT包括用于一個(gè)低輸出功率的偏置數(shù)據(jù)和用于一個(gè)高輸出功率的偏置數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的自適應(yīng)線性放大器，其中主晶體管在一個(gè)飽和區(qū)操作，以及輔助晶體管單元在一個(gè)亞閾值區(qū)操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種放大器以及，尤其是，涉及一種低功耗和高線性度的自適應(yīng)線性放大器。本發(fā)明中的自適應(yīng)線性放大器包括放大裝置和一個(gè)偏置控制器。放大裝置包括一個(gè)主晶體管和一個(gè)輔助晶體管單元。主晶體管和輔助晶體管單元相互連接。偏置控制器控制一個(gè)作用于主晶體管和輔助晶體管單元上的偏置電壓。
文檔編號(hào)H03F1/02GK101034874SQ20071008641
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者金兌昱, 俞熙勇, 金本冀, 丁民秀 申請人:因特格瑞特科技有限公司