單差分變壓器核的制作方法
【專利摘要】公開了一種集成電路。該集成電路包括初級線圈。該集成電路還包括第一次級線圈，該第一次級線圈與該初級線圈一起充當(dāng)?shù)谝蛔儔浩鳌Ｔ摷呻娐愤€包括第二次級線圈，該第二次級線圈與該初級線圈一起充當(dāng)?shù)诙儔浩?。初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈在該集成電路上可以具有使第一次級線圈和第二次級線圈之間的耦合最小化的布局。
【專利說明】單差分變壓器核
[0001]根據(jù)35U.S.C.§ 119的優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請是要求于2011年10月28日提交的名稱為“SINGLE DIFFERENTIALTRANSFORMER CORE (單差分變壓器核)”的臨時申請序列號61/553，049的優(yōu)先權(quán)的非臨時申請，該臨時申請已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人并由此通過援引明確納入于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開一般涉及電子通信。更具體地，本公開涉及用于單差分變壓器核的系統(tǒng)和方法。
[0004]背景
[0005]無線通信系統(tǒng)被廣泛部署以提供諸如語音、視頻、數(shù)據(jù)等各種類型的通信內(nèi)容。這些系統(tǒng)可以是能夠支持多個無線通信設(shè)備與一個或多個基站的同時通信的多址系統(tǒng)。
[0006]為了在無線通信網(wǎng)絡(luò)上正確地接收和傳送無線信號，無線通信設(shè)備可使用一個或多個壓控振蕩器(VCO)來生成具有期望頻率的信號。無線通信設(shè)備和/或無線通信系統(tǒng)規(guī)范可能要求所生成的信號的振幅滿足某些要求而同時信號還保持高可靠性水平。另外，無線通信設(shè)備可使用電池來工作。因此，使用較少電流的壓控振蕩器是有利的。各好處可以通過提供對壓控振蕩器(VCO)的改進(jìn)以及與壓控振蕩器(VCO)內(nèi)的電路系統(tǒng)有關(guān)的改進(jìn)來實現(xiàn)。
[0007]概述
[0008]描述了一種集成電路。該集成電路包括初級線圈、與初級線圈形成第一變壓器的第一次級線圈、以及與初級線圈形成第二變壓器的第二次級線圈。
[0009]第一耦合可發(fā)生在初級線圈和第一次級線圈之間以形成第一變壓器。第二耦合可發(fā)生在初級線圈和第二次級線圈之間以形成第二變壓器。初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈在該集成電路上可以具有使第一次級線圈和第二次級線圈之間的耦合最小化的布局。初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈可以是電感器。第一變壓器和第二變壓器可以形成單差分變壓器核。單差分變壓器核可在低噪放大器或功率放大器中使用。
[0010]單差分變壓器核可以與2分頻加載電路一起用來形成壓控振蕩器。壓控振蕩器可包括耦合在第一次級線圈和初級線圈之間的第一晶體管以及耦合在第二次級線圈和初級線圈之間的第二晶體管。初級線圈可以被耦合在第一晶體管的柵極和第二晶體管的柵極之間。第一次級線圈可以被耦合在第一晶體管的漏極和2分頻加載電路之間。第二次級線圈可以被耦合在第二晶體管的漏極和2分頻加載電路之間。
[0011]第一變壓器和第二變壓器可以生成為所需頻率的兩倍的頻率。2分頻加載電路可以輸出具有該所需頻率的第一差分輸出以及具有該所需頻率的第二差分輸出。該集成電路還包括第三次級線圈。第三次級線圈和第二次級線圈可以形成第三變壓器。
[0012]還描述了一種用于形成單差分變壓器核的方法。在第一線圈和第二線圈之間提供第一耦合以形成第一變壓器。在第二線圈和第三線圈之間提供第二耦合以形成第二變壓器。第一變壓器和第二變壓器用于形成單差分變壓器核。[0013]第一線圈、第二線圈和第三線圈在該集成電路上可以具有使第一線圈和第三線圈之間的耦合最小化的布局。第一線圈、第二線圈和第三線圈可以是電感器。第一變壓器和第二變壓器可以形成單差分變壓器核。單差分變壓器核可在低噪放大器或功率放大器中使用。單差分變壓器核可以與2分頻加載電路一起用來形成壓控振蕩器。該壓控振蕩器可包括耦合在第一線圈和第二線圈之間的第一晶體管以及耦合在第二線圈和第三線圈之間的第二晶體管。第二線圈可以被耦合在第一晶體管的柵極和第二晶體管的柵極之間。第二線圈可以被耦合在第一晶體管的漏極和2分頻加載電路之間。第三線圈可以被耦合在第二晶體管的漏極和2分頻加載電路之間。
[0014]可以在第四線圈和第三線圈之間提供第三耦合以形成第三變壓器。第一變壓器、第二變壓器和第三變壓器可用于形成差分變壓器核。
[0015]描述了一種設(shè)備。該設(shè)備包括用于在第一線圈和第二線圈之間提供第一耦合以形成第一變壓器的裝置。該設(shè)備還包括用于在第二線圈和第三線圈之間提供第二耦合以形成第二變壓器的裝置。該設(shè)備還包括用于使用第一變壓器和第二變壓器來形成單差分變壓器核的裝置。
[0016]附圖簡述
[0017]圖1是解說集成電路上的單差分變壓器核的框圖；
[0018]圖2是解說使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的壓控振蕩器(VCO)的框圖；
[0019]圖3是使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的壓控振蕩器(VCO)的電路圖；
[0020]圖4是解說單差分變壓器核的一種配置的布局圖；
[0021]圖5是解說差分變壓器核的差分電流流動的電路圖；
[0022]圖6是解說從分立核導(dǎo)出單差分變壓器核的電路圖；
[0023]圖7是解說差分變壓器核的框圖；
[0024]圖8是用于形成單差分變壓器核的方法的流程圖；以及
[0025]圖9示出使用單差分變壓器核的電子設(shè)備/無線設(shè)備的硬件實現(xiàn)的一部分。
[0026]詳細(xì)描述
[0027]圖1是解說集成電路102上的單差分變壓器核104的框圖。變壓器106是通過電感耦合導(dǎo)體將電能從一個電路轉(zhuǎn)移到另一電路的靜態(tài)設(shè)備。變壓器106在許多不同的電路設(shè)計中使用。例如，變壓器106可在壓控振蕩器(VCO)和放大器(諸如，低噪放大器(LNA)和功率放大器)中使用。圖1的單差分變壓器核104可包括三個線圈108 (也被稱為電感耦合導(dǎo)體):第一線圈108a、第二線圈108b和第三線圈108c。在一種配置中，第二線圈108b可以被稱為初級線圈，而第一線圈108a被稱為第一次級線圈，且第三線圈108c被稱為第二次級線圈。差分變壓器核可包括充當(dāng)初級線圈和次級線圈兩者的附加線圈(未示出)。在本文中可互換地使用線圈和電感器。
[0028]單差分變壓器核104可包括第一變壓器106a和第二變壓器106b。第一變壓器106b可以使用第一線圈108a和第二線圈108b來形成。第一線圈108a和第二線圈108b之間的耦合IlOa可以允許在第一線圈108a和第二線圈108b之間轉(zhuǎn)移電能，從而形成第一變壓器106a。第二變壓器106b可以使用第二線圈108b和第三線圈108c來形成。第二線圈108b和第三線圈108c之間的耦合IlOb可以允許在第二線圈108b和第三線圈108c之間轉(zhuǎn)移電能，從而形成第二變壓器106b。通常，每一變壓器106需要初級線圈和次級線圈兩者。因此，使用圖1的單差分變壓器核104設(shè)計允許消除一線圈(從而減少功耗和用于變壓器106的管芯面積)。
[0029]圖2是解說使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的壓控振蕩器(VC0)212的框圖。壓控振蕩器(VC0)212可在許多不同的應(yīng)用中被使用。例如，壓控振蕩器(VCO) 212可以在本地振蕩(LO)信號發(fā)生器中使用。壓控振蕩器(VCO) 212通?？山Y(jié)合混頻器一起被用于將輸入數(shù)據(jù)流解調(diào)成基帶頻率。壓控振蕩器(VCO) 212可以具有兩個輸出:第一差分輸出214a和第二差分輸出214b。為了保證接收質(zhì)量，來自第一差分輸出214a的信號250a和來自第二差分輸出214b的信號250b應(yīng)該總具有90度相移。由這些差分輸出214輸出的信號250可以被稱為差分輸出信號250。差分輸出信號250也可以被稱為同相和正交(I/Q)信號。
[0030]一種用于生成精確的差分輸出信號250的常用方法是使用2x振蕩(OSC)核224來生成具有為差分輸出信號214所需頻率的2倍頻率的信號254，并隨后將信號254 二分頻以創(chuàng)建有90度相移的I/Q信號。為此，壓控振蕩器(VCO) 212可以包括耦合在電源電壓VDD和2x振蕩(OSC)核224之間的2分頻(DIV2)加載電路216。該方法是流行的，因為壓控振蕩器(VCO) 212輸出可以避免與在Ix本地振蕩器(LO)頻率的強(qiáng)TX輸出發(fā)生交疊。通常相信強(qiáng)TX調(diào)制輸出可能產(chǎn)生對壓控振蕩器(VC0)212的牽引，并由此損害了由壓控振蕩器(VCO) 212生成的本地振蕩器(LO)信號(即，差分輸出信號250)的清晰度。此外，在無需首先生成具有為所需頻率的兩倍頻率的信號254情況下生成精確的I/Q信號是具有技術(shù)挑戰(zhàn)性的任務(wù)，這通常需要復(fù)雜的數(shù)字校準(zhǔn)引擎。
[0031]用于生成精確的差分輸出信號250的另一方法是要使用正交壓控振蕩器(VCO)(未示出)，并用兩個跨導(dǎo)(Gm)核來生成精確的I/Q信號。該解決方案僅在該設(shè)計不受面積和/或功率的限制的情況下才有吸引力。然而，諸如電子設(shè)備和無線通信設(shè)備之類的應(yīng)用受面積和功率兩者的限制。因此，正交壓控振蕩器(VCO)不是合適的解決方案。
[0032]全球定位系統(tǒng)(GPS)系統(tǒng)不受壓控振蕩器(VCO) 212牽引困擾，因為全球定位系統(tǒng)(GPS)僅使用RX信號鏈。然而，由于使用單差分變壓器核204以及2分頻(DIV2)加載電路216的簡單性，因此2x振蕩(OSC)核224的使用對于全球定位系統(tǒng)(GPS)系統(tǒng)而言可以是有吸引力的解決方案。在壓控振蕩器(VCO) 212中，2x振蕩(OSC)核224可以與2分頻(DIV2)加載電路216組合在單個電流支路中。2x振蕩(OSC)核224可以被形成在兩個Gm晶體管M1222a和M2222b的柵極之間。來自2x振蕩(OSC)核224的2x振蕩能量可以創(chuàng)建差分電流，該差分電流激發(fā)耦合到每一個跨導(dǎo)(Gm)晶體管222的漏極的2分頻(DIV2)加載電路216。通過在壓控振蕩器(VCO) 212中使用這種組合振蕩器核，振蕩電流就可被重用于操作2分頻(DIV2)加載電路216。因此，一個支路可以創(chuàng)建所需頻率的精確的I/Q信號。
[0033]2x振蕩(OSC)核224可包括單差分變壓器核204。圖2的單差分變壓器核204可以是圖1的單差分變壓器核104的一種配置。2x振蕩(OSC)核224可以耦合到第一 NMOS晶體管M1222a的柵極以及第二 NMOS晶體管M2222b的柵極。第一 NMOS晶體管M1222a的源極和第二 NMOS晶體管M2222b的源極可以耦合到地。第一 NMOS晶體管M1222a的漏極以及第二 NMOS晶體管M2222b的漏極也可以耦合到2x振蕩(OSC)核224。2x振蕩(OSC)核224可以耦合到2分頻(DIV2)加載電路216。
[0034]2x振蕩(OSC)核224可以生成具有為壓控振蕩器(VCO) 212的所需頻率輸出的兩倍頻率的單個振蕩信號254。通過使該單個振蕩信號254通過第一 NMOS晶體管M1222a和第二 NMOS晶體管222b，可以生成具有90度相位差的兩個差分輸出信號252a_b，每一差分輸出信號具有壓控振蕩器(VCO) 212的所需頻率輸出的兩倍頻率?？梢允沟谝徽袷幮盘?52a (對應(yīng)于第一 NMOS晶體管M1222a)通過2分頻(DIV2)加載電路216以在第一差分輸出214a處獲得具有所需頻率的第一差分輸出信號250a。同樣，可以使第二振蕩信號252b (對應(yīng)于第二 NMOS晶體管M2222b)通過2分頻(DIV2)加載電路216以在第二差分輸出214b處獲得具有所需頻率的第二差分輸出信號250b。第一差分輸出信號214a和第二差分輸出信號214b可以具有90度的相位差。
[0035]圖3是解說使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的壓控振蕩器(VCO) 312的電路圖。圖3的壓控振蕩器(VCO) 312可以是圖2的壓控振蕩器(VCO) 212的一種配置。壓控振蕩器(VCO) 312可以包括耦合到2分頻(DIV2)加載電路316的2x振蕩(OSC)核324。2分頻(DIV2)加載電路316可以耦合到VDD，并具有以下兩個輸出:第一差分輸出314a和第二差分輸出314b。
[0036]2x振蕩(OSC)核324可包括第一次級線圈Lsl308a、初級線圈Lp308b、第二次級線圈Ls2308c、第一 NMOS晶體管M1322a、第二NMOS晶體管M2322b、第一電容器Cv0318a和第二電容器Cvl318b。第一次級線圈Lsl308a和初級線圈Lp308b可以形成第一變壓器106a。第二次級線圈Ls2308b和初級線圈Lp308b可以形成第二變壓器106b。因此，初級線圈Lp308b可以是第一變壓器106a和第二變壓器106b兩者的部分。圖3的第一次級線圈Lsl308a可以是圖1中的第一線圈108a的一種配置。圖3的初級線圈Lp308b可以是圖1中的第二線圈108b的一種配置。圖3的第二次級線圈Ls2308c可以是圖1的第三線圈108c的一種配置。
[0037]第一次級線圈Lsl308a可以耦合在2分頻(DIV2)加載電路316和第一 NMOS晶體管M1322a的漏極之間。第一 NMOS晶體管M1322a的源極可以耦合到地。第一 NMOS晶體管M1322a的柵極可以耦合到初級線圈Lp308b。第一 NMOS晶體管M1322a的柵極也可以耦合到第一電容器Cv0318a。初級線圈Lpl308b也可以耦合到第二 NMOS晶體管M2322b的柵極。第二 NMOS晶體管M2322b的柵極還可以耦合到第二電容器Cvl318b。第二 NMOS晶體管M2322b的源極可以耦合到地。第二 NMOS晶體管M2322b的漏極可以耦合到第二次級線圈Ls2308c。第二次級線圈Ls2308c也可以耦合到2分頻(DIV2)加載電路316。DC偏置電壓Vbias356可以被提供給初級線圈Lp308b。
[0038]第一電容器Cv0318a可以耦合到調(diào)諧電壓Vtune342。第二電容器Cvl318b也可以耦合到調(diào)諧電壓Vtune342。壓控振蕩器(VCO) 312的頻率可以通過調(diào)節(jié)此調(diào)諧電壓Vtune342來改變。
[0039]為了在第一 NMOS晶體管M1322a的柵極和第二 NMOS晶體管M2322b的柵極之間形成振蕩，儲能回路阻抗(tank impedance)的實分量可能需要被抵消。實現(xiàn)此目的的一種常規(guī)方式是通過在該核處引入負(fù)電阻。在千兆赫(GHz)射頻(RF)壓控振蕩器(VCO)中，負(fù)電阻已經(jīng)以在第一 NMOS晶體管M1322a和第二 NMOS晶體管M2322b之間的交叉耦合對的形式被實現(xiàn)。然而，所提議的系統(tǒng)和方法是不同的，因為儲能回路位于每一個NMOS晶體管322的柵極處。
[0040]為了在通過變壓器106的差分對之間創(chuàng)建正反饋，可以形成在(在這些NMOS晶體管322的柵極之間的)初級線圈Lp308b和(在每一 NMOS晶體管322的漏極處的)次級線圈308a、308c之間的正確耦合310a-b。由于差分對的特性，各NMOS晶體管322的柵極彼此之間具有180相移。每一個NMOS晶體管322柵極均應(yīng)被正耦合到另一側(cè)的漏極。如果一個NMOS晶體管322的柵極耦合到其自己的漏極，則所形成的負(fù)GM將被遏制。傳統(tǒng)上，實現(xiàn)此目的的最佳方式一直是要有兩個初級線圈和兩個次級線圈，各自分開地耦合。然而，這可使用單個初級線圈Lp308b和兩個次級線圈Lsl308a和Ls2308c來實現(xiàn)。
[0041]如果假設(shè)Vbias356處的電壓等于AC地,則在Vbias356的每一側(cè)上可能出現(xiàn)去往各NMOS晶體管322的柵極的差分能量。這個能量可以經(jīng)每一個變壓器106耦合到NMOS晶體管322的漏極，從而形成正反饋并產(chǎn)生負(fù)GM，該負(fù)GM抵消了儲能回路的有損分量。該給定結(jié)構(gòu)(即，以下相對圖4解說的布局)已成功地在硅中表現(xiàn)出期望的性能。即使在面積節(jié)省的情況下，所提議的單差分變壓器核104也不要求功率懲罰，并且在壓控振蕩器(VC0)312儲能回路核中提供較高的Q，從而導(dǎo)致較好的壓控振蕩器(VCO) 312輸出擺幅、以及較好的帶內(nèi)壓控振蕩器(VC0)312相位噪聲。
[0042]圖4是解說單差分變壓器核404的一種配置的布局圖。單差分變壓器核404的布局可以包括第一次級線圈Lsl408a、初級線圈Lp408b和第二次級線圈Ls2408c。DC偏置電壓Vbias456可以被提供給初級線圈Lp408b。存在許多用于形成次級線圈以形成變壓器106的方式。變壓器106設(shè)計中的目標(biāo)可以是在初級線圈Lp408b和每一次級線圈408a、408c之間具有較高的耦合，而同時使次級-次級耦合最小化。在所解說的布局中，初級線圈Lp408b已用“金屬-5”層實現(xiàn),而第一次級線圈Lsl408a和第二次級線圈Ls2408c兩者均已用AP層實現(xiàn)。
[0043]初級線圈Lp408b的差分結(jié)構(gòu)以及匝數(shù)已從振蕩頻率要求決定。為了用合理的電容器組在大約3千兆赫進(jìn)行振蕩，初級電感器Lpl408b的值應(yīng)該為?2.6 - 3納亨(nH)。三匝式差分八邊形是創(chuàng)建初級線圈Lp308b的合理選擇。圖4中示出的布局占據(jù)300微米(μ m) *300 μ m = 90, 000 平方 μ m = 0.09 平方毫米(mnT2)。這與占據(jù) 620 μ m*340 μ m =210，800平方μ m = 0.21mnT2的具可比性的分立核變壓器相比有顯著的面積節(jié)省。
[0044]在所示的布局中，初級線圈Lp408b和第一次級線圈Lsl408a之間的耦合IlOa形成第一變壓器106a。初級線圈Lp408b和第二次級線圈Ls2408c之間的另一稱合IlOb形成第二變壓器106b。當(dāng)與使用用于分立核變壓器的布局相比時，通過使用圖4中示出的單差分變壓器核404布局，可以節(jié)省63 %的電感器面積。在包括分立核變壓器的壓控振蕩器(VCO)中，總壓控振蕩器(VCO)面積為0.44_~2。通過使用單核差分變壓器404，總壓控振蕩器(VCO) 212面積可以從0.44mnT2減少到0.32mnT2，從而節(jié)省了 27%的總壓控振蕩器(VCO)面積 212。
[0045]圖5是解說差分變壓器核的差分電流流動的電路圖。圖5中的電路解說了用于將兩個核組合成單個核的某些背景理論。單差分變壓器核104的重要方面是:只要次級電感器和初級電感器Lp308b之間的耦合極性正確，該耦合就是有益的。由于變壓器耦合的特性是通過磁通形成的，因此耦合點處的絕對電壓電平是沒有意義的。相反，創(chuàng)建該磁通的電流流動的方向和強(qiáng)度才是關(guān)鍵所在。
[0046]在差分變壓器核中，電流il640a通過第一次級電感器Lsl608a。第一次級電感器Lsl608a耦合到第一NMOS晶體管M1622a的漏極。第一初級電感器Lpl644a耦合在第一NMOS晶體管M1622a的柵極和偏置電壓Vbias656之間。電流i2640b從第一 NMOS晶體管M1622a的柵極流經(jīng)第一初級線圈Lpl644a并到達(dá)偏置電壓Vbias656。第二初級電感器Lp2644b耦合在偏置電壓Vbias656和第二 NMOS晶體管M2622b的柵極之間。電流i3640c從偏置電壓Vbias656流經(jīng)第二初級電感器Lp2644b到達(dá)第二 NMOS晶體管M2622b的柵極。第二 NMOS晶體管M2622b的漏極耦合到第二次級電感器Ls2608b。電流i4640d從第二 NMOS晶體管M2622b的漏極流經(jīng)第二次級電感器Ls2608b。
[0047]在給定結(jié)構(gòu)中，由于差分電流流動的特性，流經(jīng)兩個初級電感器(即，i2640b和i3640c)的電流示出了相同的極性。因此,在本身的初級和次級之間(例如，Lsl608a和Lpl644a之間)的耦合也可以是有益的。在圖5(b)中示出的簡化示圖中，i2640b和i3640c被示為具有相同的極性。這允許第一初級電感器Lpl644a和第二初級電感器Lp2644b被組合成單個初級電感器Lp308b，以形成在每一次級電感器和該初級電感器Lp308b之間具有耦合的差分變壓器。
[0048]圖6是解說從分立核導(dǎo)出單差分變壓器核104的電路圖。圖6的電路解說了將兩個主核組合成單個核的理論。在圖6(a)中，解說了具有分立核的壓控振蕩器(VCO)。該壓控振蕩器(VCO)可包括耦合到分立核的2分頻(DIV2)加載電路716。2分頻(DIV2)加載電路716可以耦合到VDD。
[0049]分立核可包括第一次級電感器Lsl708a、第一初級電感器Lpl744a、第二初級電感器Lp2744b、第二次級電感器Ls2708c、第一 NMOS晶體管M1722a、第二 NMOS晶體管M2722b、第一電容器Cv0718a和第二電容器Cvl718b。在第一次級線圈Lsl708a和第二初級線圈Lp2744b之間可發(fā)生耦合762。在第二次級線圈Ls2708c和第一初級線圈744a之間也可發(fā)生耦合764。第一次級線圈Lsl708a和第二初級線圈Lp2744b可因此形成第一變壓器。第二次級線圈Ls2708c和第一初級線圈Lpl744a可因此形成第二變壓器。
[0050]第一次級線圈Lsl708a可以耦合在2分頻(DIV2)加載電路716和第一 NMOS晶體管M1722a的漏極之間。第一 NMOS晶體管M1722a的源極可以耦合到地。第一 NMOS晶體管M1722a的柵極可以耦合到第一初級線圈Lpl744a。第一 NMOS晶體管M1722a的柵極也可以耦合到第一電容器Cv0718a。第一初級線圈Lpl744a也可以耦合到偏置電壓Vbias756。第二初級線圈Lp2744b也可以耦合到偏置電壓Vbias756和第二 NMOS晶體管M2722b的柵極兩者。第二 NMOS晶體管M2722b的柵極還可以耦合到第二電容器Cvl718b。第二 NMOS晶體管M2722b的源極可以耦合到地。第二 NMOS晶體管M2722b的漏極可以耦合到第二次級線圈Ls2708c。第二次級線圈Ls2708c也可以耦合到2分頻(DIV2)加載電路716。第一電容器Cv0718a可以耦合到調(diào)諧電壓Vtune742。第二電容器Cvl718b也可以耦合到調(diào)諧電壓Vtune7420
[0051]在圖6(b)中，添加了附加耦合。因此，在第一次級電感器Lsl708a和第二初級線圈Lpl744a之間可發(fā)生耦合766。在第二次級電感器Ls2708c和第二線圈Lp2744b之間也可發(fā)生耦合772。
[0052]在圖6(c)中，第一初級電感器Lpl744a和第二初級電感器Lp2744b已被組合以形成單個初級電感器Lp708b。偏置電壓Vbias756位于初級電感器Lp708b的中間。在第一次級電感器Lsl708a和初級電感器Lp708b之間發(fā)生第一耦合710a，從而形成第一變壓器。在第二次級電感器Ls2708c和初級電感器Lp708b之間發(fā)生第二耦合710b，從而形成第二變壓器。
[0053]圖7是解說差分變壓器核804的框圖。差分變壓器核804可位于集成電路802上。差分變壓器核可包括第一線圈808a、第二線圈808b、第三線圈808c和直到第η線圈808η的附加線圈。第一線圈808a和第二線圈808b可具有耦合810a，使得它們形成第一變壓器806a。同樣，第二線圈808b和第三線圈808c可具有耦合810b，使得它們形成第二變壓器806b。第三線圈808c也可以是與另一線圈(未示出)的第三變壓器的一部分。第η線圈808η可具有與第η-1線圈的耦合810η，以形成第η變壓器806η。在各線圈808之間可存在附加耦合(未示出)。例如，第N線圈808η可耦合到第一線圈808a和/或第二線圈808b。
[0054]圖8是用于形成單差分變壓器核104的方法900的流程圖。方法900可以由電子設(shè)備來執(zhí)行。例如，方法900可以由全球定位系統(tǒng)(GPS)單元、無線通信設(shè)備、便攜式電子設(shè)備等執(zhí)行。電子設(shè)備可以在第一線圈108a和第二線圈108b之間提供(902)耦合110a，以形成第一變壓器106a。第一線圈108a可以是第一次級電感器Lsl308a，并且第二線圈108b可以是初級電感器Lp308b。電子設(shè)備還可以在第二線圈108b和第三線圈108c之間提供(904)耦合110b，以形成第二變壓器106b。第三線圈108c可以是第二次級電感器Ls2308c。電子設(shè)備可隨后使用(906)第一變壓器106a和第二變壓器106b來形成單差分變壓器核104。
[0055]圖9解說可被包括在電子設(shè)備/無線設(shè)備1001內(nèi)的某些組件。電子設(shè)備/無線設(shè)備1001可以是接入終端、移動站、無線通信設(shè)備、基站、B節(jié)點、手持式電子設(shè)備等。電子設(shè)備/無線設(shè)備1001包括處理器1003。處理器1003可以是通用單芯片或多芯片微處理器(例如，ARM)、專用微處理器(例如，數(shù)字信號處理器(DSP))、微控制器、可編程門陣列等。處理器1003可被稱為中央處理單元(CPU)。盡管在圖9的電子設(shè)備/無線設(shè)備1001中僅示出了單個處理器1003，但在替換配置中，可以使用處理器的組合(例如，ARM和DSP)。
[0056]電子設(shè)備/無線設(shè)備1001還包括存儲器1005。存儲器1005可以是能夠存儲電子信息的任何電子組件。存儲器1005可被實施為隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、磁盤存儲介質(zhì)、光學(xué)存儲介質(zhì)、RAM中的閃存設(shè)備、隨處理器包括的板載存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器等等，包括其組合。
[0057]數(shù)據(jù)1007a和指令1009a可被存儲在存儲器1005中。指令1009a可由處理器1003執(zhí)行以實現(xiàn)本文中所公開的方法。執(zhí)行指令1009a可涉及使用存儲在存儲器1005中的數(shù)據(jù)1007a。當(dāng)處理器1003執(zhí)行指令1009a時，指令1009b的各個部分可被加載到處理器1003上，并且數(shù)據(jù)1007b的各個片段可被加載到處理器1003上。
[0058]電子設(shè)備/無線設(shè)備1001還可包括發(fā)射機(jī)1011和接收機(jī)1013，以允許向和從電子設(shè)備/無線設(shè)備1001傳送和接收信號。發(fā)射機(jī)1011和接收機(jī)1013可被合稱為收發(fā)機(jī)1015。天線1017可電耦合至收發(fā)機(jī)1015。電子設(shè)備/無線設(shè)備1001還可包括(未示出)多個發(fā)射機(jī)、多個接收機(jī)、多個收發(fā)機(jī)、和/或多個天線。
[0059]電子設(shè)備/無線設(shè)備1001可包括數(shù)字信號處理器(DSP) 1021。電子設(shè)備/無線設(shè)備1001還可包括通信接口 1023。通信接口 1023可允許用戶與電子設(shè)備/無線設(shè)備1001交互。
[0060]電子設(shè)備/無線設(shè)備1001的各種組件可由一條或多條總線耦合在一起，這些總線可包括電源總線、控制信號總線、狀態(tài)信號總線、數(shù)據(jù)總線等。為清楚起見，各種總線在圖9中被解說為總線系統(tǒng)1019。
[0061]本文中所描述的技術(shù)可以用于各種通信系統(tǒng)，包括基于正交復(fù)用方案的通信系統(tǒng)。此類通信系統(tǒng)的示例包括正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)、單載波頻分多址(SC-FDMA)系統(tǒng)、等等。OFDMA系統(tǒng)利用正交頻分復(fù)用(OFDM)，這是一種將整個系統(tǒng)帶寬劃分成多個正交副載波的調(diào)制技術(shù)。這些副載波也可以被稱為頻調(diào)、頻槽等。在OFDM下，每個副載波可以用數(shù)據(jù)獨立調(diào)制。SC-FDMA系統(tǒng)可以利用交織式FDMA(IFDMA)在跨系統(tǒng)帶寬分布的副載波上傳送，利用局部式FDMA(LFDMA)在由毗鄰副載波構(gòu)成的塊上傳送，或者利用增強(qiáng)式FDMA(EFDMA)在多個由毗鄰副載波構(gòu)成的塊上傳送。一般而言，調(diào)制碼元在OFDM下是在頻域中發(fā)送的，而在SC-FDMA下是在時域中發(fā)送的。
[0062]在以上描述中，有時結(jié)合各種術(shù)語使用了參考標(biāo)號。在結(jié)合參考標(biāo)號使用術(shù)語的場合，這可以旨在引述在附圖中的一幅或更多幅中示出的特定元素。在不帶參考標(biāo)號地使用術(shù)語的場合，這可以旨在泛指該術(shù)語而不限于任何特定附圖。
[0063]術(shù)語“確定”廣泛涵蓋各種各樣的動作，并且因此“確定”可包括演算、計算、處理、推導(dǎo)、調(diào)研、查找(例如，在表、數(shù)據(jù)庫或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找)、探明、和類似動作。另外，“確定”還可包括接收(例如，接收信息)、訪問(例如，訪問存儲器中的數(shù)據(jù))、和類似動作。另外，“確定”可包括解析、選擇、選取、建立、和類似動作。
[0064]除非明確另行指出，否則短語“基于”并非意味著“僅基于”。換言之，短語“基于”描述“僅基于”和“至少基于”兩者。
[0065]本文中描述的各功能可以作為一條或多條指令存儲在處理器可讀介質(zhì)或計算機(jī)可讀介質(zhì)上。術(shù)語“計算機(jī)可讀介質(zhì)”是指能被計算機(jī)或處理器訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，此類介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPR0M、閃存、CD-ROM或其他光盤儲存、磁盤儲存或其他磁儲存設(shè)備、或任何其他能夠用于存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且能由計算機(jī)或處理器訪問的介質(zhì)。如本文中所使用的盤和碟包括壓縮碟(CD)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光？碟，其中盤常常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)而碟用激光光學(xué)地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)注意，計算機(jī)可讀介質(zhì)可以是有形且非暫態(tài)的。術(shù)語“計算機(jī)程序產(chǎn)品”是指計算設(shè)備或處理器結(jié)合可由該計算設(shè)備或處理器執(zhí)行、處理或計算的代碼或指令(例如，“程序”)。如本文中所使用的，術(shù)語“代碼”可以是指可由計算設(shè)備或處理器執(zhí)行的軟件、指令、代碼或數(shù)據(jù)。
[0066]軟件或指令還可以在傳輸介質(zhì)上傳送。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)從web網(wǎng)站、服務(wù)器、或其它遠(yuǎn)程源傳送而來，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)就被包括在傳輸介質(zhì)的定義之中。
[0067]進(jìn)一步，還應(yīng)領(lǐng)會，用于執(zhí)行本文中所描述的(諸如圖8所解說那樣的)方法和技術(shù)的模塊和/或其他恰適裝置可以由設(shè)備下載和/或以其他方式獲得。例如，可以將設(shè)備耦合至服務(wù)器以便于轉(zhuǎn)送用于執(zhí)行本文中所描述的方法的裝置。替換地，本文中所描述的各種方法可經(jīng)由存儲裝置(例如，隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、諸如壓縮碟(CD)或軟盤等物理存儲介質(zhì)等等)來提供，以使得一旦將該存儲裝置耦合至或提供給設(shè)備，該設(shè)備就可獲得各種方法。此外，能利用適于向設(shè)備提供本文中所描述的方法和技術(shù)的任何其他合適的技術(shù)。
[0068]本文所公開的方法包括用于達(dá)成所描述的方法的一個或多個步驟或動作。這些方法步驟和/或動作可以彼此互換而不會脫離權(quán)利要求的范圍。換言之，除非所描述的方法的正確操作要求步驟或動作的特定次序，否則便可改動具體步驟和/或動作的次序和/或使用而不會脫離權(quán)利要求的范圍。
[0069]應(yīng)該理解的是，權(quán)利要求并不被限定于以上所解說的精確配置和組件?？稍诒疚闹兴枋龅南到y(tǒng)、方法、和裝置的布局、操作及細(xì)節(jié)上作出各種改動、變化和變型而不會脫離權(quán)利要求的范圍。
[0070]權(quán)利要求的任何要素都不應(yīng)當(dāng)在35U.S.C.§ 112第六款的規(guī)定下來解釋，除非該要素是使用措辭“用于……的裝置”來明確敘述的或者在方法權(quán)利要求情形中該要素是使用措辭“用于……的步驟”來敘述的`。
【權(quán)利要求】
1.一種集成電路，包括: 初級線圈； 第一次級線圈，所述第一次級線圈與所述初級線圈形成第一變壓器；以及 第二次級線圈，所述第二次級線圈與所述初級線圈形成第二變壓器，其中所述初級線圈、所述第一次級線圈和所述第二次級線圈在所述集成電路上具有使所述第一次級線圈和所述第二次級線圈之間的耦合最小化的布局。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，在所述初級線圈和所述第一次級線圈之間發(fā)生第一耦合以形成所述第一變壓器，并且其中在所述初級線圈和所述第二次級線圈之間發(fā)生第二耦合以形成所述第二變壓器。
3.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述初級線圈、所述第一次級線圈和所述第二次級線圈是電感器。
4.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述第一變壓器和所述第二變壓器形成單差分變壓器核。
5.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其特征在于，所述單差分變壓器核在低噪放大器中使用。
6.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其特征在于，所述單差分變壓器核在功率放大器中使用。
7.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其特征在于，所述單差分變壓器核與2分頻加載電路一起用于形成壓控振蕩器。`
8.如權(quán)利要求7所述的集成電路，其特征在于，所述壓控振蕩器包括: 耦合在所述第一次級線圈和所述初級線圈之間的第一晶體管；以及 耦合在所述第二次級線圈和所述初級線圈之間的第二晶體管。
9.如權(quán)利要求8所述的集成電路，其特征在于，所述初級線圈耦合在所述第一晶體管的柵極和所述第二晶體管的柵極之間，其中所述第一次級線圈耦合在所述第一晶體管的漏極和所述2分頻加載電路之間，并且其中所述第二次級線圈耦合在所述第二晶體管的漏極和所述2分頻加載電路之間。
10.如權(quán)利要求9所述的集成電路，其特征在于，所述第一變壓器和所述第二變壓器生成為所需頻率兩倍的頻率，并且其中所述2分頻加載電路以所述所需頻率輸出第一差分輸出，并以所述所需頻率輸出第二差分輸出。
11.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，還包括第三次級線圈，其中所述第三次級線圈和所述第二次級線圈形成第三變壓器。
12.一種用于形成單差分變壓器核的方法，其特征在于，所述方法包括: 在第一線圈和第二線圈之間提供第一耦合以形成第一變壓器； 在所述第二線圈和第三線圈之間提供第二耦合以形成第二變壓器；以及 使用所述第一變壓器和所述第二變壓器來形成單差分變壓器核，其中所述第一線圈、所述第二線圈和所述第三線圈在集成電路上具有使所述第一線圈和所述第三線圈之間的率禹合最小化的布局。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一線圈、所述第二線圈和所述第三線圈是電感器。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一變壓器和所述第二變壓器形成單差分變壓器核。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述單差分變壓器核在低噪放大器中使用。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述單差分變壓器核在功率放大器中使用。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述單差分變壓器核與2分頻加載電路一起用于形成壓控振蕩器。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述壓控振蕩器包括: 耦合在所述第一線圈和所述第二線圈之間的第一晶體管；以及 耦合在所述第二線圈和所述第三線圈之間的第二晶體管。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述第二線圈耦合在所述第一晶體管的柵極和所述第二晶體管的柵極之間，其中所述第一線圈耦合在所述第一晶體管的漏極和所述2分頻加載電路之間，并且其中所述第三線圈耦合在所述第二晶體管的漏極和所述2分頻加載電路之間。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一變壓器和所述第二變壓器生成為所需頻率兩倍的頻率，并且其中所述2分頻加載電路以所述所需頻率輸出第一差分輸出，并以所述所需頻率輸出第二差分輸出。
21.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括: 在第四線圈和所述第三線圈之間提供第三耦合以形成第三變壓器；以及 使用所述第一變壓器、所述第二變壓器和所述第三變壓器來形成差分變壓器核。
22.—種設(shè)備,包括: 用于在第一線圈和第二線圈之間提供第一耦合以形成第一變壓器的裝置； 用于在所述第二線圈和第三線圈之間提供第二耦合以形成第二變壓器的裝置；以及用于使用所述第一變壓器和所述第二變壓器來形成單差分變壓器核的裝置，其中所述第一線圈、所述第二線圈和所述第三線圈在集成電路上具有使所述第一線圈和所述第三線圈之間的稱合最小化的布局。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一線圈、所述第二線圈和所述第三線圈是電感器。
24.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一變壓器和所述第二變壓器形成單差分變壓器核。
【文檔編號】H03B5/12GK103891134SQ201280052586
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月28日
【發(fā)明者】Y·G·金, H·S·金 申請人:高通股份有限公司