(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バランであって、
複数の巻き導体を含む第１の巻き導体セットと、
複数の巻き導体を含む第２の巻き導体セットと
を備え、
前記第１の巻き導体セットは、導電結合された第１ループ部および第２ループ部を有し、
前記第２の巻き導体セットは、導電結合された第３ループ部および第４ループ部を有し、
前記第１ループ部および前記第３ループ部は、誘導結合され、
前記第２ループ部および前記第４ループ部は、誘導結合され、
前記バランは、第１バランであり、前記第１バランは、
前記第１ループ部および前記第３ループ部の内部に配置された第２バラン
をさらに備える
バラン。
【請求項２】
前記第１の巻き導体セットは、前記第１ループ部と前記第２ループ部との間に配置された一セットの導電交差部を有し、前記第１ループ部と前記第２ループ部とを導電的に連結させる請求項１に記載のバラン。
【請求項３】
前記第２の巻き導体セットは、前記第３ループ部と前記第４ループ部との間に配置された別の一セットの導電交差部を有し、前記第３ループ部と前記第４ループ部とを導電的に連結させる請求項１または２に記載のバラン。
【請求項４】
前記第１の巻き導体セットは、前記第１ループ部と前記第２ループ部との間に配置された一セットの導電非交差部を有し、前記第１ループ部と前記第２ループ部とを導電的に連結させる請求項１に記載のバラン。
【請求項５】
前記第２の巻き導体セットは、前記第３ループ部と前記第４ループ部との間に配置された別の一セットの導電非交差部を有し、前記第３ループ部と前記第４ループ部とを導電的に連結させる請求項１または４に記載のバラン。
【請求項６】
前記第１の巻き導体セットは、前記第２の巻き導体セットの上に重ねられる請求項１から５のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項７】
前記第１の巻き導体セットの前記第１ループ部および前記第２ループ部は、前記第２の巻き導体セットの前記第３ループ部および前記第４ループ部とインターリーブされる請求項１から５のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項８】
前記第１の巻き導体セットの前記第１ループ部および前記第２ループ部は、前記第２の巻き導体セットの前記第３ループ部および前記第４ループ部に重ねられ、かつ、インターリーブされる請求項１から５のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項９】
前記第１の巻き導体セットに含まれる巻き導体の数は、前記第２の巻き導体セットに含まれる巻き導体の数と一致しない請求項１から８のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項１０】
前記第１バランは、
前記第２ループ部および前記第４ループ部の内部に配置された第３バラン
をさらに備える
請求項１から９のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項１１】
前記第１ループ部、前記第２ループ部、前記第３ループ部、および前記第４ループ部は、実質的に丸い請求項１から１０のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項１２】
前記第１ループ部、前記第２ループ部、前記第３ループ部、および前記第４ループ部は、実質的に長円形である請求項１から１０のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項１３】
前記第１ループ部、前記第２ループ部、前記第３ループ部、および前記第４ループ部は、実質的に長方形である請求項１から１０のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項１４】
前記第１ループ部、前記第２ループ部、前記第３ループ部、および前記第４ループ部は、それぞれ、実質的に直線状の部分を含む請求項１から１０のいずれか１項に記載のバラン。
【請求項１５】
前記第１ループ部および前記第２ループ部は、第１の８の字構造を形成し、前記第３ループ部および前記第４ループ部は、第２の８の字構造を形成する請求項１から１４のいずれか１項に記載のバラン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１０年１２月２３日にＬｅｏｎｇ他により出願された米国仮特許出願第６１／４２６，９６９号、発明の名称「８の字バラン」の利益および優先権を主張し、その全体をあらゆる目的において本明細書に参照として組み込む。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において特段の断りがない限り、本願の背景に記載される方法は、本願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、背景に含めたことによって先行技術であると自認するものでない。
【０００３】
バランは、略グラウンドで平衡した電気信号を略グラウンドで不平衡な電気信号に変換する変成器である。バランは、略グラウンドで不平衡な電気信号を変換することもあり、電気信号が略グラウンドで平衡するよう変換する。
【０００４】
バランは、通常２つのインダクタを備え、各インダクタは、複数の巻き導体を含む巻き導体セットから形成される。一方の巻き導体セットに電流を流すと、両方の巻き導体セットは誘導結合される。図１は、従来のバラン１００の簡略図である。バラン１００は、第１の巻き導体セット１０５と第２の巻き導体セット１１０を備える。図１には、各巻き導体セット１０５および１１０から、簡略化のため、それぞれ一つずつ巻き導体を示す。巻き導体セット１０５の各巻き導体は、巻き導体セット１１０の巻き導体に隣接してよい。従来のバランは、通常、付近の回路、たとえば、他のインダクタ、他のバラン等に、比較的多量のクロストーク（つまり、干渉）を導入する傾向がある。
【０００５】
したがって、従来のバランよりもクロストークが少なく、かつ、従来のバランよりも小さい面積で同一の効率性を備える新しいバランを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載の実施形態は、全体的にバランに関し、特に、従来のバランと同等の電力伝達を従来のバランよりも小さい面積で実現する８の字形状を有するバランに関する。
【０００７】
一実施形態によると、バランは、第１ループ部および第２ループ部を有する第１の巻き導体セットを備える。第１ループ部および第２ループ部は、導電結合され、第１の８の字構造を形成する。バランは、第３ループ部および第４ループ部を有する第２の巻き導体セットをさらに備える。第３ループ部および第４ループ部は、導電結合され、第２の８の字構造を形成する。第１ループ部および第３ループ部は、誘導結合される。第２ループ部および第４ループ部は、誘導結合される。
【０００８】
特定的な実施形態によると、第１の巻き導体セットは、第１ループ部と第２ループとの間に配置された一セットの導電交差部を有し、第１ループ部および第２ループ部を導電的に連結させる。
【０００９】
別の特定的な実施形態によると、第２の巻き導体セットは、第３ループ部と第４ループ部との間に配置された別のセットの導電交差部を有し、第３ループ部および第４ループ部を導電的に連結させる。
【００１０】
別の特定的な実施形態によると、第１の巻き導体セットは、第１ループ部と第２ループ部との間に配置された一セットの導電非交差部を有し、第１ループ部および第２ループ部を導電的に連結させる。
【００１１】
別の特定的な実施形態によると、第２の巻き導体セットは、第３ループ部と第４ループ部との間に配置された別のセットの導電非交差部を有し、第３ループ部および第４ループ部を導電的に連結させる。
【００１２】
別の特定的な実施形態によると、第１の巻き導体セットは、第２の巻き導体セットの上に重ねられる。
【００１３】
別の特定的な実施形態によると、第１の巻き導体セットに含まれる巻き導体は、第２の巻き導体セットに含まれる巻き導体とインターリーブされる。
【００１４】
別の特定的な実施形態によると、第１の巻き導体セットに含まれる巻き導体は、第２の巻き導体セットに含まれる巻き導体に重ねられ、かつ、インターリーブされる。
【００１５】
別の特定的な実施形態によると、第１の巻き導体セットに含まれる巻き導体の数は、第２の巻き導体セットに含まれる巻き導体の数と一致しない。
【００１６】
別の特定的な実施形態によると、バランは、第１ループ部および第３ループ部の内部に配置された別のバランと、第２ループ部および第４ループ部の内部に配置された別のバランとをさらに備える。
【００１７】
別の特定的な実施形態によると、第１ループ部、第２ループ部、第３ループ部、および第４ループ部は、実質的に丸い。
【００１８】
別の特定的な実施形態によると、第１ループ部、第２ループ部、第３ループ部、および第４ループ部は、実質的に長円形である。
【００１９】
別の特定的な実施形態によると、第１ループ部、第２ループ部、第３ループ部、および第４ループ部は、実質的に長方形である。
【００２０】
別の特定的な実施形態によると、第１ループ部、第２ループ部、第３ループ部、および第４ループ部は、実質的に直線状の部分をそれぞれ含む。別の実施形態によると、バランを動作させる方法は、第１の８の字構造を形成する第１の巻き導体セットにおいて電流を方向付ける段階と、第１の巻き導体セットにおいて方向付けられた電流から、第２の８の字構造を形成する第２の巻き導体セットに電流を誘導する段階とを備える。この方法は、第１の巻き導体セットにおいて方向付けられた電流から、第１の巻き導体セットの第１の８の字構造の第１ループ部に第１磁界を形成する段階をさらに備える。この方法は、第１の巻き導体セットにおいて方向付けられた電流から、第１の巻き導体セットの第１の８の字構造の第２ループ部に第２磁界を形成する段階をさらに備え、第１磁界および第２磁界は、反対に方向付けられる。
【００２１】
特定的な実施形態によると、この方法は、第１の巻き導体セットの外部において、第１磁界の部分を第２磁界の部分で打ち消す段階をさらに備える。
【００２２】
特定的な実施形態によると、この方法は、第２の巻き導体セットにおいて方向付けられた誘導電流から、第２の巻き導体セットの第２の８の字構造の第３ループ部に第３磁界を形成する段階をさらに備える。この方法は、第２の巻き導体セットにおいて方向付けられた誘導電流から、第２の巻き導体セットの第２の８の字構造の第４ループ部に第４磁界を形成する段階をさらに備える。第３磁界および第４磁界は、反対に方向付けられる。
【００２３】
特定の実施形態によると、この方法は、第２の巻き導体セットの外部において、第３磁界の部分を第４磁界の部分で打ち消す段階をさらに備える。
【００２４】
特定の実施形態によると、この方法は、第１の打ち消し段階および第２の打ち消し段階を通じて、隣接する回路構造とのクロストークを阻止する段階をさらに備える。
【００２５】
別の実施形態によると、完全差動電力増幅器は、第１インダクタおよび第２インダクタを有し、第１インダクタおよび第２インダクタを出力ＡＣ信号が通過する第１電力増幅器コアと、第３インダクタおよび第４インダクタを有し、第３インダクタおよび第４インダクタを出力ＡＣ信号が通過する第２電力増幅器コアとを備える。完全差動電力増幅器は、第１ループ部および第１ループ部に導電結合された第２ループ部を含む巻き導体セットを有するバランをさらに備える。第１ループ部および第２ループ部は、８の字構造を形成する。第１ループ部は、第１インダクタおよび第２インダクタをバランに誘導結合する。第２ループ部は、第３インダクタおよび第４インダクタをバランに誘導結合する。
【００２６】
特定の実施形態によると、完全差動電力増幅器は、バランに結合され、バランからＡＣ信号を受け取って送信するアンテナをさらに備える。完全差動電力増幅器は、バランに結合され、バランからＡＣ信号を受け取って送信するアンテナをさらに備えてよい。
【００２７】
以下の詳細な記載および添付の図面は、本発明の特性および利点についてのより詳細な理解を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のバランの簡略図である。
【００２９】
【図２Ａ】一実施形態にかかるバランの簡略図である。
【００３０】
【図２Ｂ】第１の巻き導体セットの第１ループおよび第２ループにおり形成される磁界の簡略図であり、第１ループおよび第２ループの磁界は方向が反対である。
【００３１】
【図３Ａ】別の実施形態にかかるバランの簡略図であり、バランのループは実質的に長円形である。
【００３２】
【図３Ｂ】別の実施形態にかかるバランの簡略図であり、バランのループは実質的に長方形である。
【００３３】
【図３Ｃ】別の実施形態にかかるバランの簡略図であり、バランの一方のループセットは、バラン軸の延長線に沿って実質的に直線状の部分を有する。
【００３４】
【図４】完全差動電力増幅器の簡略図であり、完全差動電力増幅器では、本明細書に記載されるバランの実施形態が、完全差動増幅器のＡＣ出力をアンテナに結合するカプラに使用されるべく構成される。
【００３５】
【図５】図５に示す完全差動電力増幅器から出力されたＡＣ信号をアンテナに誘導結合するバランの一実施形態にかかる簡略図である。
【００３６】
【図６】バランの簡略図であり、バランの磁界が作用することによりバランにかかる機械的力を減少させるべく、バランの第１ループおよび第２ループの一部をインダクタが実質的に取り囲んでいる。
【００３７】
【図７】別の実施形態にかかるバランの簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本明細書に記載される実施形態は、一般的に、バランを提供し、特に、従来のバランと同程度の電力伝達を、従来のバランよりも小さい面積で実現する８の字形状を有するバランを提供する。
【００３９】
以下の記載では、説明目的において、多くの例および特定的な詳細を述べて、本発明の実施形態の完全な理解を促進する。特許請求の範囲に定義される特定の実施形態は、これらの例における特性のいくつかまたは全てを、それらだけで、または、以下に記載されるその他の特性とともに含んでよく、さらに、本明細書に記載される特性およびコンセプトの変形および均等物を含んでもよい。
【００４０】
図２Ａは、一実施形態にかかるバラン２００の簡略図である。バラン２００は、複数の巻き導体を含む第１の巻き導体セット２０５と、複数の巻き導体を含む第２の巻き導体セット２１０とを備える。簡略化するべく、第１の巻き導体セット２０５の一つの巻き導体２０５ａ（図２Ａにおいて実線で示す）を図２Ａに示し、第２の巻き導体セット２１０の一つの巻き導体２１０ａ（図２Ａにおいて破線で示す）を図２Ａに示す。第１の巻き導体セット２０５は、入力ノード２１５および出力ノード２２０を有してよい。第２の巻き導体セット２１０は、入力ノード２２５および出力ノード２３０を有してよい。
【００４１】
バラン２００についての以下の記載では、巻き導体セット２０５に含まれる巻き導体２０５ａについて記載し、巻き導体セット２１０に含まれる巻き導体２１０ａについて記載する。巻き導体２０５ａおよび巻き導体２１０ａについての以下の記載は、巻き導体セット２０５よび２１０に含まれる各巻き導体について当てはまる。具体的には、巻き導体２０５ａは、導電結合された第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃを含んでよく、第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃは隣接している。第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃは、巻き導体２０５ａの中心部２０５ｄで互いに交差してよい。それにより、第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃは、実質的に「８の字」形状の構造を形成してよい。巻き導体２１０ａは、同様に、導電結合された第１ループ２１０ｂおよび第２ループ２１０ｃを含んでよい。第１ループ２１０ｂおよび第２ループ２１０ｃは、巻き導体２１０ａの中心部２１０ｄで互いに交差してよい。それにより、第１ループ２１０ｂおよび第２ループ２１０ｃは、実質的に「８の字」形状の構造を形成してよい。中心部２０５ｄおよび２１０ｄを、横方向にオフセットして、図２Ａに示す巻き導体２０５ａおよび２１０ａの交差部が互いに異なる位置で交差するようにしてよい。巻き導体２０５ａおよび２１０ａの交差部は、別の実施形態では、重ねてもよく、または、インターリーブしてもよい。別の実施形態では、第１ループ２０５ｄおよび第２ループ２０５ｃの中心部２０５ｄは交差せず、第１ループ２１０ｂおよび第２ループ２１０ｃの中心部２１０ｄは交差しない。
【００４２】
便宜的に、第１ループ２０５ｂは、図２Ａでは、第１ループ２１０ｂの外側に示され、第２ループ２０５ｃは、第２ループ２１０ｃの外側に示されている。または、第１ループ２０５ｂおよび２１０ｂ、並びに、第２ループ２０５ｃおよび２１０ｃは、第１ループ２０５ｂが第１ループ２１０ｂに重なり、第２ループ２０５ｃが第２ループ２１０ｃに重なるように構成してよい。
【００４３】
一実施形態によると、巻き導体セット２０５は、巻き導体セット２１０の上に重ねられる。巻き導体セット２０５および２１０を重ねることで、挿入損失が比較的に小さくなり、誘導結合が比較的に大きくなる。別の実施形態では、巻き導体セット２０５の巻き導体と、巻き導体セット２１０の巻き導体とが、互いにインターリーブされる。巻き導体をインターリーブすることで、巻き導体セット間の寄生容量によって設けられる静電容量による二次共振が比較的に小さくなる。二次共振は、バラン２００が受信するＡＣ信号の基本波（つまり、基本周波数）の低次高調波（ｌｏｗｅｒ  ｏｒｄｅｒ  ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）および高次高調波（ｈｉｇｈｅｒ  ｏｒｄｅｒ  ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）である。巻き導体セット２０５および２１０を重ねることで、クロスコンデンサ（ｃｒｏｓｓ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）２６０に、比較的高い周波数で比較的大きい二次共振が生じる。一実施形態によると、巻き導体セット２０５および２１０は、重ねられ、かつ、インターリーブされる。巻き導体セット２０５および２１０を重ねてインターリーブすることで、挿入損失と二次共振の発生とがトレードオフされる。
【００４４】
図２Ｂは、第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃにより形成される磁界の簡略図であり、第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃの磁界は、互いに反対方向である。第１ループ２１０ｂおよび第２ループ２１０ｃは、図２Ｂでは、便宜上、示されない。たとえば、巻き導体セット２０５における電流の第１方向については、第１ループ２０５ｂにおける磁界の方向は、図２Ｂの紙面の平面から出る方向（従来、図２Ｂに示すように、円の中の点
0005686353.tif 000002
により示される）であり、第２ループ２０５ｃにおける磁界の方向は、図２の紙面の平面に向かう方向（従来、図２Ｂに示すように、円の中の十字
0005686353.tif 000003
により示される）である。当業者には理解されるであろうが、第１ループ２０５ｂおよび２１０ｂから外に延びる磁界は、第２ループ２０５ｃおよび２１０ｃから外に延びる磁界と方向が反対である。第１ループ２０５ｂにより形成される磁界は、第２ループ２０５ｃにより形成される磁界とは方向が反対であるので、バラン２００から延びる磁界は、互いに打ち消し合う傾向にある。反対方向の磁界が打ち消し合うことで、インダクタ、他のバラン等の隣接する回路構造に磁界がクロストーク（つまり、干渉）を誘導する可能性が比較的小さくなる。たとえば、図１に示すバラン１００等の従来のバランと比較すると、バラン２００は、他のバラン等の隣接する回路構造からの絶縁による利得が約３０ｄＢである。図２Ｂは、第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃの磁界を示したが、第１ループ２１０ｂおよび第２ループ２１０ｃの磁界も同様であるが、図２Ｂに示す電流の方向とは反対の方向である
【００４５】
バラン２００は、従来のバランよりも小さい面積で、従来のバランに匹敵するインダクタンスを提供する。たとえば、バラン２００は、従来のバランの面積の約１／１．６〜１／１．７の面積で、従来のバランのインダクタンスと実質的に等しいインダクタンスを提供する。したがって、集積回路等の用途では、バラン２００が占有するダイ面積は、従来のバランよりも大幅に小さい。
【００４６】
図２では第１ループ２０５ｂおよび２１０ｂ並びに第２ループ２０５ｃおよび２１０ｃが実質的に円形として示されているが、巻き導体セット２０５および２１０の第１ループおよび第２ループは、別の実施形態では別の形状を有してよい。図３Ａは、別の実施形態に係るバラン２５０の簡略図であり、第１ループ２０５ｂおよび２１０ｂ、並びに、第２ループ２０５ｃおよび２１０ｃは、実質的に長円形である。図３Ｂは、別の実施形態に係るバラン２６０の簡略図であり、第１ループ２０５ｂおよび２１０ｂ、並びに、第２ループ２０５ｃおよび２１０ｃは、実質的に長円形である。図３Ａに示す長円形ループの延長軸は、図３Ｂに示す長円形ループの延長軸から約９０度回転している。図３Ｃは、別の実施形態に係るバラン２７０の簡略図であり、第１ループ２０５ｂおよび２１０ｂ、並びに、第２ループ２０５ｃおよび２１０ｃは、バラン２７０の延長軸２９０に沿って実質的に直線状の部分２８０および２８５を有する。バラン２００は、巻き導体セット２０５および２１０を８の字状に含むと記載したが、別のバランの実施形態は、巻き導体セット２０５または巻き導体セット２１０に結合された巻き導体セットをさらに含んでよい。このようなバランは、導電結合された隣り合う巻き導体ループを含む、３個、４個、またはそれ以上の個数の巻き導体セットを備えた様相となる。本明細書に記載する多様な実施形態において、第１の巻き導体セット２０５に含まれる巻き導体の数は、第２の巻き導体セット２１０に含まれる巻き導体の数と一致してよい。または、第１の巻き導体セット２０５に含まれる巻き導体の数は、第２の巻き導体セット２１０に含まれる巻き導体の数と違ってよい。
【００４７】
図４は、一セットのインダクタ５１５を有するカプラ５０５に誘導結合された完全差動電力増幅器５００の簡略図である。カプラ５０５は、完全差動電力増幅器５００の出力をアンテナ５１０に誘導結合する。本明細書に記載のバランの実施形態は、以下により詳細に記載するように、カプラ５０５を完全差動電力増幅器５００に誘導結合するべく、カプラ５０５および第１の完全差動増幅器５００に含まれるよう構成される。完全差動電力増幅器５００等の電力増幅器は、一般的に、ＲＦ信号等のＡＣ信号を受信し、受信したＡＣ信号の電力を昇圧させる。完全差動電力増幅器は、たとえば、携帯電話、コンピュータ（たとえば、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ等）、携帯情報端末等の多様な携帯デバイスに含まれうる。電力増幅されたＡＣ信号は、携帯デバイスのアンテナに方向付けられ、送信される。
【００４８】
完全差動電力増幅器５００は、第１電力増幅器コア３００ａ（図４において、全体を破線で取り囲まれている）と、第２電力増幅器コア３００ｂ（図４において、同じく全体を破線で取り囲まれている）とを備える。第１電力増幅器コア３００ａの回路要素を識別するのと同一の採番システムを、第２電力増幅器コア３００ｂの実質的に同じ回路要素を識別するべく使用し、第２電力増幅器３００ｂに使用する番号には、ダッシュ記号を付ける。第１電力増幅器コア３００ａおよび第２電力増幅器コア３００ｂは実質的に似通った回路を備え、実質的に似通った回路レイアウトを有する。したがって、第１電力増幅器コア３００ａを詳細に記載し、第２電力増幅器コア３００ｂは記載しない。第１電力増幅器コア３００ａについての記載は、第２電力増幅器コア３００ｂにも当てはまる。
【００４９】
第１電力増幅器コア３００ａは、プッシュ−プル対のトランジスタ３０５および３１０（トランジスタ３０５および３１０と呼ぶ）を有する。第１電力増幅器コア３００ａは、トランジスタ３０５と第１インダクタ３１５との間に配置されたトランジスタ４０５と、トランジスタ３１０と第２インダクタ３２０との間に配置されたトランジスタ４１０とをさらに有する。トランジスタ４０５および４１０は、本明細書では、第２プッシュ−プル対のトランジスタと呼ぶこともある。
【００５０】
トランジスタ３０５および４０５は、共通ソースおよび共通グラウンドを有するかカスコード構成であってよい。より具体的には、トランジスタ４０５のソース４０５ｂは、トランジスタ３０５のドレイン３０５ｃに結合されてよく、トランジスタ４０５のドレイン４０５ｃは第１インダクタ３１５の第１端に結合されてよく、第１インダクタ３１５の第２端は、電圧源Ｖｄｄに結合される。トランジスタ４０５のゲート４０５ａは、トランジスタ４０５を比較的に強度にオンするべく、接地等されてよい。
【００５１】
トランジスタ３１０および４１０は、同じく、共通ソースおよび共通グラウンドを有するカスコード構成であってよい。より具体的には、トランジスタ４１０のソース４１０ｂは、トランジスタ３１０のドレイン３１０ｂに結合されてよく、トランジスタ４１０のドレイン４１０ｃは、第２インダクタ３２０の第１端に結合されてよく、インダクタ３２０の第２端はグラウンドに結合される。トランジスタ４１０のゲート４１０ａは、トランジスタ４１０を比較的に強度にオンするべく、接地等されてよい。当業者には十分に理解されるであろうが、トランジスタのカスコード構成によって、電力増幅器４００が応力から保護される。一実施形態によると、ゲート３０５ａおよび３１０ａは、完全差動電力増幅器５００の第１入力３５０および第２入力３５５である。
【００５２】
第１電力増幅器コア３００ａは、第１タンクコンデンサ３３０および第２タンクコンデンサ３３５をさらに有してよい。コンデンサ３３０は、インダクタ３１５に並列に（つまり、「タンク」構成で）結合される。タンクコンデンサ３３０は、インダクタ３１５の共振周波数を調整する。タンクコンデンサ３３５は、インダクタ３２０にタンク構成で結合される。タンクコンデンサ３３５は、インダクタ３２０の共振周波数を調整する。
【００５３】
トランジスタ３０５、３１０、４０５、および４１０は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴｓ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴｓ）、またはその他の種類のトランジスタであってよい。一実施形態によると、トランジスタ３０５および４０５は、ｎＭＯＳトランジスタであり、トランジスタ４０５のドレイン４０５ｃ（ドレイン領域と呼ぶこともある）は、インダクタ３１５の第１端に結合され、インダクタ３１５の第２端は、電圧源Ｖｄｄに結合される。第１出力ノード（Ｖｏｕｔ１）３４７ａは、ドレイン４０５ｃとインダクタ３１５の第１端との間に配置される。トランジスタ３０５のソース３０５ｂは、第３インダクタ３４０の第１端に結合されてよく、第３インダクタ３４０の第２端は、グラウンドに結合される。特定の実施形態を説明する便宜上、トランジスタ３０５、３１０、４０５、および４１０のソースおよびドレインの特定の構成を、本明細書では記載する。当業者には理解されるであろうが、電力増幅器の別の実施形態では、トランジスタ３０５および３１０のソースおよびドレインの別の構成を使用してよい。さらに、当業者には理解されるであろうが、ソースおよびドレインは、本明細書では、ソース−ドレインノードと呼ぶこともある。
【００５４】
一実施形態では、トランジスタ３１０および４１０は、ｐＭＯＳトランジスタであり、トランジスタ４１０のドレイン４１０ｃは、インダクタ３２０の第１端に結合され、インダクタ３２０の第２端は、グラウンドに結合される。第２出力ノード（Ｖｏｕｔ２）３４７ｂが、ソース４１０ｃとインダクタ３２０の第１端との間に配置される。トランジスタ３１０のソース３１０ｃは、第４インダクタ３４５の第１端に結合され、第４インダクタ３４５の第２端は、電圧源Ｖｄｄに結合される。インダクタ３１５および３２０は、プッシュ−プル対のトランジスタ３０５および３１０のそれぞれに対する負荷であると考えてよい。
【００５５】
簡潔に上記したように、カプラ５０５は、インダクタ５１５のセットを介して、インダクタ３１５、３２０、３１５´、および３２０´からＡＣ信号をアンテナ５１０に誘導結合する。便宜的に、カプラ５０５を、一セットのインダクタ５１５を含むものとして示し、インダクタ３１５、３２０、３１５´、および３２０´からアンテナ５１０への出力ＡＣ信号の誘導結合を簡略化して示す。簡潔に上記したように、本明細書に記載されるバランの実施形態は、インダクタ３１５、３２０、３１５´、および３２０´からアンテナ５１０にＡＣ出力信号を誘導結合するものであってよい。
【００５６】
図５は、一実施形態に係る、完全差動電力増幅器５００の出力ＡＣ信号をアンテナ５１０に誘導結合するバラン６００の簡略図である。バラン６００は、第１の巻き導体セット２０５を備え、第１ループ２０５ｂは、インダクタ３１５および３２０に誘導結合され、第２ループ２０５ｃは、インダクタ３１５´および３２０´に誘導結合される。インダクタ３１５および３２０は、第１ループ２０５ｂのループ形状に適合するように屈曲し、インダクタ３１５´および３２０´は、第２ループ２０５ｃのループ形状に適合するように屈曲して、インダクタ３１５および３２０、並びに、３１５´および３２０´が、第１の巻き導体セット２０５の８の字形状に類似した８の字形状を実質的に形成するようにしてよい。バラン６００は、インダクタ３１５、３２０、３１５´、および３２０´を備えてよい。第１の巻き導体セット２０５は、インダクタ３１５、３２０、３１５´、および３２０´を介してＡＣ出力信号をアンテナ５１０に誘導結合し、ＡＣ出力信号が送信されるようにしてよい。
【００５７】
一実施形態によると、インダクタ３１５、３２０、３１５´、および３２０´は、第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃの一部を実質的に取り囲むような形状であってよい。図６は、バラン７００の簡略図であり、インダクタ３１５、３２０、３１５´、および３２０´が、第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃの一部を実質的に取り囲んでいる。
【００５８】
図７は、別の実施形態に係るバラン８００の簡略図である。バラン８００は、上記のバラン６００およびバラン７００と実質的に類似しているが、バラン８００が追加的な第１バラン２００ａおよび／または追加的な第２バラン２００ｂを備える点が異なり、バラン２００ａおよび２００ｂは、第１ループ２０５ｂおよび第２ループ２０５ｃの内部に配置してよい。本発明の実施形態に係る「入れ子」バランによって、集積回路等におけるこれらのバランのスペースが効率的に使用される。バラン２００ａおよび２００ｂは、それぞれ、上記のバラン２００であってよく、または、本明細書に記載のその他のバランの実施形態であってよい。バラン２００ａおよび２００ｂは、完全差動電力増幅器５００の一セットの入力インダクタ等、その他の回路構造を誘導結合するよう構成してよい。インダクタ３１５´および３２０´は、図５、図６、および図７において、グラウンドに結合されるよう図示されているが、別の実施形態では、インダクタ３１５´および３２０´は、ＡＣグラウンドに結合されてよい。
【００５９】
上記の記載は、本発明の多様な実施形態を、本発明の観点を実施する方法の例とともに示すものである。上記の例および実施形態は、唯一の実施形態とみなされるべきではなく、以下の特許請求の範囲に定義される本発明の柔軟性および利点を示すべく提示されている。上記の開示および以下の特許請求の範囲に基づいて、特許請求の範囲に定義される発明の範囲から逸脱することなく、その他の配列、実施形態、実施例、および均等物を採用しうる。
「項目１］
複数の巻き導体を含む第１の巻き導体セットと、
複数の巻き導体を含む第２の巻き導体セットと
を備え、
前記第１の巻き導体セットは、導電結合された第１ループ部および第２ループ部を有し、
前記第２の巻き導体セットは、導電結合された第３ループ部および第４ループ部を有し、
前記第１ループ部および前記第３ループ部は、誘導結合され、
前記第２ループ部および前記第４ループ部は、誘導結合される
バラン。
「項目２］
前記第１の巻き導体セットは、前記第１ループ部と前記第２ループ部との間に配置された一セットの導電交差部を有し、前記第１ループ部と前記第２ループ部とを導電的に連結させる項目１に記載のバラン。
「項目３］
前記第２の巻き導体セットは、前記第３ループ部と前記第４ループ部との間に配置された別の一セットの導電交差部を有し、前記第３ループ部と前記第４ループ部とを導電的に連結させる項目１または２に記載のバラン。
「項目４］
前記第１の巻き導体セットは、前記第１ループ部と前記第２ループ部との間に配置された一セットの導電非交差部を有し、前記第１ループ部と前記第２ループ部とを導電的に連結させる項目１に記載のバラン。
「項目５］
前記第２の巻き導体セットは、前記第３ループ部と前記第４ループ部との間に配置された別の一セットの導電非交差部を有し、前記第３ループ部と前記第４ループ部とを導電的に連結させる項目１または４に記載のバラン。
「項目６］
前記第１の巻き導体セットは、前記第２の巻き導体セットの上に重ねられる項目１から５のいずれか１項に記載のバラン。
「項目７］
前記第１の巻き導体セットの前記第１ループ部および前記第２ループ部は、前記第２の巻き導体セットの前記第３ループ部および前記第４ループ部とインターリーブされる項目１から５のいずれか１項に記載のバラン。
「項目８］
前記第１の巻き導体セットの前記第１ループ部および前記第２ループ部は、前記第２の巻き導体セットの前記第３ループ部および前記第４ループ部に重ねられ、かつ、インターリーブされる項目１から５のいずれか１項に記載のバラン。
「項目９］
前記第１の巻き導体セットに含まれる巻き導体の数は、前記第２の巻き導体セットに含まれる巻き導体の数と一致しない項目１から８のいずれか１項に記載のバラン。
「項目１０］
前記バランは、第１バランであり、前記第１バランは、
前記第１ループ部および前記第３ループ部の内部に配置された第２バランと、
前記第２ループ部および前記第４ループ部の内部に配置された第３バランと
をさらに備える
項目１から９のいずれか１項に記載のバラン。
「項目１１］
前記第１ループ部、前記第２ループ部、前記第３ループ部、および前記第４ループ部は、実質的に丸い項目１から１０のいずれか１項に記載のバラン。
「項目１２］
前記第１ループ部、前記第２ループ部、前記第３ループ部、および前記第４ループ部は、実質的に長円形である項目１から１０のいずれか１項に記載のバラン。
「項目１３］
前記第１ループ部、前記第２ループ部、前記第３ループ部、および前記第４ループ部は、実質的に長方形である項目１から１０のいずれか１項に記載のバラン。
「項目１４］
前記第１ループ部、前記第２ループ部、前記第３ループ部、および前記第４ループ部は、それぞれ、実質的に直線状の部分を含む項目１から１０のいずれか１項に記載のバラン。
「項目１５］
前記第１ループ部および前記第２ループ部は、第１の８の字構造を形成し、前記第３ループ部および前記第４ループ部は、第２の８の字構造を形成する項目１から１４のいずれか１項に記載のバラン。
「項目１６］
バランを動作させる方法であって、
第１の８の字構造を形成する第１の巻き導体セットにおいて電流を方向付ける段階と、
前記第１の巻き導体セットにおいて方向付けられた前記電流から、第２の８の字構造を形成する第２の巻き導体セットに電流を誘導する段階と、
前記第１の巻き導体セットにおいて方向付けられた前記電流から、前記第１の巻き導体セットの前記第１の８の字構造の第１ループ部に第１磁界を形成する段階と、
前記第１の巻き導体セットにおいて方向付けられた前記電流から、前記第１の巻き導体セットの前記第１の８の字構造の第２ループ部に第２磁界を形成する段階と
を備え、
前記第１磁界および前記第２磁界は、反対に方向付けられる
バランを動作させる方法。
「項目１７］
前記第２の巻き導体セットにおいて方向付けられた誘導された前記電流から、前記第２の巻き導体セットの前記第２の８の字構造の第３ループ部に第３磁界を形成する段階と、
前記第２の巻き導体セットにおいて方向付けられた誘導された前記電流から、前記第２の巻き導体セットの前記第２の８の字構造の第４ループ部に第４磁界を形成する段階と
をさらに備え、
前記第３磁界および前記第４磁界は、反対に方向付けられる
項目１６に記載のバランを動作させる方法。
「項目１８］
第１インダクタおよび第２インダクタを有し、前記第１インダクタおよび前記第２インダクタを出力ＡＣ信号が通過する第１電力増幅器コアと、
第３インダクタおよび第４インダクタを有し、前記第３インダクタおよび前記第４インダクタを前記出力ＡＣ信号が通過する第２電力増幅器コアと、
第１ループ部および前記第１ループ部に導電結合された第２ループ部を含む巻き導体セットを有するバランと
を備え、
前記第１ループ部および前記第２ループ部は、８の字構造を形成し、
前記第１ループ部は、前記第１インダクタおよび前記第２インダクタを前記バランに誘導結合し、
前記第２ループ部は、前記第３インダクタおよび前記第４インダクタを前記バランに誘導結合する
完全差動電力増幅器。
「項目１９］
前記バランに結合され、前記バランから前記ＡＣ信号を受け取るアンテナをさらに備える項目１８に記載の完全差動電力増幅器。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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