(57)【要約】  装置が、増幅器と、増幅器の入力に結合された第１のインダクタとを含む。この装置はまた、第１のインダクタに誘導結合されかつ第１の供給ノードに増幅器を結合する第２のインダクタを含む。この装置は、第１のインダクタと第２のインダクタとに誘導結合されかつ第２の供給ノードに増幅器を結合する第３のインダクタをさらに含む。
2017536779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器と、
前記増幅器の入力に結合された第１のインダクタと、
前記第１のインダクタに誘導結合されかつ第１の供給ノードに前記増幅器を結合する第２のインダクタと、
前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとに誘導結合されかつ第２の供給ノードに前記増幅器を結合する第３のインダクタと、
を備える装置。
【請求項２】
前記第１のインダクタは、前記増幅器の前記入力に接続され、前記第２のインダクタは、前記第１の供給ノードに前記増幅器を接続する第２のデジェネレイティブインダクタであり、前記第３のインダクタは、前記第２の供給ノードに前記増幅器を接続する第３のデジェネレイティブインダクタである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２のインダクタおよび前記第３のインダクタの両方が、インダクタ係数によって前記第１のインダクタに誘導結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記インダクタ係数の値は、前記増幅器のインピーダンスをチューニングするように修正される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のインダクタは、シャントインダクタである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の供給ノードは、電圧供給に対応し、前記第２の供給ノードは、接地に対応し、前記シャントインダクタの第１の端子は、接地に結合され、前記シャントインダクタの第２の端子は、前記増幅器の前記入力に結合される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のインダクタは、直列に結合されたインダクタである、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記直列に結合されたインダクタの負端子は、前記増幅器の前記入力に結合され、前記直列に結合されたインダクタの第１の端子は、入力信号を受信するように結合される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
第２の増幅器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記増幅器は、第１の低雑音増幅器（ＬＮＡ）を備え、前記第２の増幅器は、第２のＬＮＡを備え、前記第１のＬＮＡは、第１の周波数帯域における信号を増幅するように構成され、前記第２のＬＮＡは、第２の周波数帯域における信号を増幅するように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の周波数帯域は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）周波数帯域を備え、前記第２の周波数帯域は、極超短波帯域（ＵＨＢ）を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２の増幅器は、第４のインダクタ、第５のインダクタ、および第６のインダクタを備える三重結合インダクタに結合される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１のＬＮＡは、第１のスイッチを介して入力に結合され、前記第２のＬＮＡは、第２のスイッチを介して前記入力に結合される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のＬＮＡは、第１のミキサに第１の変成器を介して結合され、前記第２のＬＮＡは、第２のミキサに第２の変成器を介して結合される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のインダクタ、前記第２のインダクタ、および前記第３のインダクタは、入れ子ループで配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
信号増幅の方法であって、前記方法は、
増幅器の入力において第１の信号を受信すること、ここで、前記入力は、第１のインダクタに結合される、と、
増幅された出力信号を供給するために、前記増幅器において前記第１の信号を増幅すること、ここで、前記増幅器は、前記第１のインダクタに誘導結合された第２のインダクタによって第１の供給ノードに結合され、前記増幅器は、前記第１のインダクタに誘導結合された第３のインダクタによって第２の供給ノードに結合される、と、
を備える、方法。
【請求項１７】
第２の増幅器において第２の信号を増幅することをさらに備え、ここにおいて、前記第１の信号は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）周波数帯域信号を備え、前記第２の信号は、極超短波帯域（ＵＨＢ）信号を備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
増幅するための手段の入力において信号を増幅するための前記手段と、
第１の供給ノードに前記増幅するための手段を結合するための第１の手段と、
第２の供給ノードに前記増幅するための手段を結合するための第２の手段と、
前記増幅するための手段の前記入力においてインダクタンスを供給するための手段、ここで、前記インダクタンスを供給するための前記手段は、前記結合するための第１の手段と、前記結合するための第２の手段とに誘導結合される、と、
を備える装置。
【請求項１９】
前記第１の供給ノードは、電圧供給に対応し、前記第２の供給ノードは、接地に対応する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
第２の増幅するための手段をさらに備え、ここにおいて、前記増幅するための手段は、第１の低雑音増幅器（ＬＮＡ）を含み、前記第２の増幅するための手段は、第２のＬＮＡを含み、ここにおいて、前記第１のＬＮＡは、第１の周波数帯域における信号を増幅し、前記第２のＬＮＡは、第２の周波数帯域における信号を増幅する、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
[0001]本願は、２０１４年１２月４日に出願された、共同所有される米国非仮特許出願第１４／５６０，２８５号の優先権を主張し、その内容は、その全文が参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本開示は、一般にエレクトロニクスに関し、より具体的には、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]技術の進歩は、より小型で、より強力なコンピューティングデバイスをもたらした。例えば、小型で、軽く、かつユーザによって容易に持ち運ばれる携帯用ワイヤレス電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、およびページングデバイスなどのワイヤレスコンピューティングデバイスを含む、さまざまな携帯用パーソナルコンピューティングデバイスが現在存在している。より具体的には、セルラ電話およびインターネットプロトコル（ＩＰ）電話などの携帯用ワイヤレス電話が、ワイヤレスネットワーク上で音声およびデータパケットを通信することができる。さらに、多くのこのようなワイヤレス電話は、その中に組み込まれた他のタイプのデバイスを含む。例えば、ワイヤレス電話はまた、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルレコーダ、およびオーディオファイルプレーヤを含むことができる。また、このようなワイヤレス電話は、インターネットにアクセスするために使用されることができる、ウェブブラウザアプリケーションのようなソフトウェアアプリケーションを含む実行可能な命令を処理することができる。したがって、これらのワイヤレス電話は、著しいコンピューティング能力を含むことができる。
【０００４】
[0004]無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）は、ワイヤレスデバイスにおいて使用される。ＲＦＩＣは、複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ）を含み得、異なる通信チャネル（例えば、セルラ帯域またはｗｉｆｉ帯域）のための複数の周波数帯域に対応（accommodate）し得る。マルチプル帯域ＲＦＩＣ（multiple band RFIC)の１つの例は、極超短波帯域（ＵＨＢ）およびロングタームエボリューション（ＬＴＥ（登録商標））周波数帯域をサポートする。マルチ帯域ＲＦＩＣは、動作のために複数の周波数帯域のうちの１つを選択する切り替え能力を含む。加えて、ＲＦＩＣパフォーマンスがインピーダンス整合によって影響を受ける一方で、および、ＲＦＩＣ内のＬＮＡが（例えば、キャリアアグリゲーションおよび信号処理を実行するために）業界標準に合うようにパフォーマンスおよび線形性の仕様を満たすことを必要とされ得る一方で、（デバイスのサイズおよび電力消費を低減させるという目的により）インダクタおよび変成器などの電磁エネルギー型のデバイスのために利用可能な制限された集積回路チップ面積が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】[0005]図１は、ワイヤレスシステムと通信するワイヤレスデバイスを示す。
【図２】[0006]図２は、図１におけるワイヤレスデバイスのブロック図を示す。
【図３】[0007]図３は、三重結合インダクタを備えた増幅器の例示的な実施形態の回路図を示す。
【図４】[0008]図４は、三重結合された例示的なインダクタ配置の図を示す。
【図５】[0009]図５は、三重結合インダクタを備えた切り替え可能な（switchable）増幅器の例示的な実施形態の回路図を示す。
【図６】[0010]図６は、三重結合インダクタを備えた切り替え可能な増幅器の別の例示的な実施形態の回路図を示す。
【図７】[0011]図７は、三重結合インダクタを備えた切り替え可能な増幅器の別の例示的な実施形態の回路図を示す。
【図８】[0012]図８は、三重結合インダクタを備えた増幅器構造を用いた信号増幅の方法のフローチャートを例示する。
【発明の詳細な説明】
【０００６】
[0013]以下に記載される詳細な説明は、本開示の例示的な設計の説明として意図され、本開示が実施されることができる唯一の設計を表すようには意図されない。「例示的（exemplary）」という用語は、ここでは、「例、実例、または例示を提供する」という意味で使用される。「例示的」なものとしてここで説明される任意の設計は、必ずしも他の設計よりも好ましいまたは有利であるようには解釈されるべきでない。詳細な説明は、本開示の例示的な設計の完全な理解を提供することを目的とした特定の詳細を含む。ここで説明される例示的な設計がこれらの特定の詳細なしで実施され得ることは、当業者にとって明らかであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、ここで提示される例示的な設計の新規性を曖昧にしないために、ブロック図の形式で示される。
【０００７】
[0014]図１は、ワイヤレス通信システム１２０と通信するワイヤレスデバイス１１０を示す。ワイヤレス通信システム１２０は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ（登録商標））システム、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））システム、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システム、または何らかの他のワイヤレスシステムであり得る。ＣＤＭＡシステムは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、ＣＤＭＡ １Ｘ、エボリューションデータオプティマイズド（ＥＶＤＯ）、時分割同期ＣＤＭＡ（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）、または何らかの他のバージョンのＣＤＭＡをインプリメントし得る。簡潔さのために、図１は、２つの基地局１３０および１３２と、１つのシステムコントローラ１４０とを含むワイヤレス通信システム１２０を示す。一般に、ワイヤレスシステムは、任意の数の基地局および任意のセットのネットワークエンティティを含み得る。
【０００８】
[0015]ワイヤレスデバイス１１０は、ユーザ機器（ＵＥ）、モバイル局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局などとも呼ばれ得る。ワイヤレスデバイス１１０は、セルラ電話、スマートフォン、タブレット、ワイヤレスモデム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、スマートブック、ネットブック、コードレス電話、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、ブルートゥース（登録商標）デバイスなどであり得る。ワイヤレスデバイス１１０は、ワイヤレスシステム１２０と通信し得る。ワイヤレスデバイス１１０はまた、ブロードキャスト局（例えば、ブロードキャスト局１３４）からの信号、１つまたは複数の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）における衛星（例えば、衛星１５０）からの信号などを受信し得る。ワイヤレスデバイス１１０は、ＬＴＥ、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ １Ｘ、ＥＶＤＯ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＧＳＭ、８０２.１１などの、ワイヤレス通信のための１つまたは複数の無線技術をサポートし得る。例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス１１０は、インテグレータ（integrator）を含み得る。
【０００９】
[0016]さらに、例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス１１０は、ここでさらに説明されるように、三重結合インダクタを備えた増幅器を含み得る。増幅器は、複数の周波数帯域の間でワイヤレスデバイス１１０を切り替えることを可能にする回路に結合され得るか、または含まれ得る。
【００１０】
[0017]図２は、図１におけるワイヤレスデバイス１１０の例示的な設計のブロック図を示す。この例示的な設計では、ワイヤレスデバイス１１０は、一次アンテナ２１０に結合されたトランシーバ２２０と、アンテナインタフェース回路２２６を介して二次アンテナ２１２に結合されたトランシーバ２２２と、データプロセッサ／コントローラ２８０とを含む。トランシーバ２２０は、複数の周波数帯域、複数の無線技術、キャリアアグリゲーションなどをサポートするために、複数（Ｋ個）の受信機２３０ｐａ〜２３０ｐｋおよび複数（Ｋ個）の送信機２５０ｐａ〜２５０ｐｋを含む。トランシーバ２２２は、複数の周波数帯域、複数の無線技術、キャリアアグリゲーション、受信ダイバーシティ、複数の送信アンテナから複数の受信アンテナへの多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信などをサポートするために、複数（Ｌ個）の受信機２３０ｓａ〜２３０ｓｌおよび複数（Ｌ個）の送信機２５０ｓａ〜２５０ｓｌを含む。
【００１１】
[0018]図２に示される例示的な設計では、各受信機２３０は、ＬＮＡ ２４０および受信回路２４２を含む。データ受信の場合、アンテナ２１０は、基地局および／または他の送信機局から信号を受信し、受信されたＲＦ信号を供給し、それは、アンテナインタフェース回路２２４を通じてルーティングされ、例えば、受信機２３０ｐａへの第１の入力信号経路２２５を介してまたは受信機２３０ｐｋへの第２の入力信号経路２３５を介して、選択された受信機に入力ＲＦ信号として提示される。アンテナインタフェース回路２２４は、スイッチ、デュプレクサ、送信フィルタ、受信フィルタ、整合回路などを含み得る。特定の実施形態では、図３〜図７を参照してさらに説明されるように、複数のＬＮＡ ２４０のうちの１つまたは複数は、三重結合インダクタを含む増幅器回路に対応し得る。図２の例では、受信機２３０ｐａ内のＬＮＡ ２４０ｐａが、三重結合インダクタを含む（または、それに関連付けられている）ものとして示されるが、ワイヤレスデバイス１１０のより多い、より少ない、および／または異なる増幅器が、代替の実施形態において三重結合インダクタを含み得る（または、それに関連付けられる）。
【００１２】
[0019]以下の説明では、受信機２３０ｐａが、選択された受信機であると仮定する。受信機２３０ｐａ内で、ＬＮＡ ２４０ｐａは、入力ＲＦ信号を増幅し、出力ＲＦ信号を供給する。受信回路２４２ｐａは、この出力ＲＦ信号をＲＦからベースバンドにダウンコンバートし、ダウンコンバートされた信号を増幅およびフィルタリングし、アナログ入力信号をデータプロセッサ２８０に供給する。受信回路２４２ｐａは、ミキサ、フィルタ、増幅器、整合回路、発振器、局部発振器（ＬＯ）ジェネレータ、位相ロックループ（ＰＬＬ）などを含み得る。トランシーバ２２０および２２２における各残りの受信機２３０は、受信機２３０ｐａと同様の方法で動作し得る。
【００１３】
[0020]図２に示される例示的な設計では、各送信機２５０は、送信回路２５２および電力増幅器（ＰＡ）２５４を含む。データ送信の場合、データプロセッサ２８０は、送信されるデータを処理し（例えば、符号化するおよび変調する）、選択された送信機にアナログ出力信号を供給する。以下の説明では、送信機２５０ｐａが、選択された送信機であると仮定する。送信機２５０ｐａ内で、送信回路２５２ｐａは、アナログ出力信号を増幅し、フィルタリングし、ベースバンドからＲＦにアップコンバートして、変調されたＲＦ信号を供給する。送信回路２５２ｐａは、増幅器、フィルタ、ミキサ、整合回路、発振器、ＬＯジェネレータ、ＰＬＬなどを含み得る。ＰＡ ２５４ｐａは、変調されたＲＦ信号を受信および増幅し、適切な出力電力レベルを有する送信ＲＦ信号を供給する。送信ＲＦ信号は、アンテナインタフェース回路２２４を通じてルーティングされ、アンテナ２１０を介して送信される。トランシーバ２２０および２２２における各残りの送信機２５０は、送信機２５０ｐａと同様の方法で動作し得る。
【００１４】
[0021]図２は、受信機２３０および送信機２５０の例示的な設計を示す。受信機および送信機はまた、フィルタ、整合回路などのような、図２に示されていない他の回路を含み得る。トランシーバ２２０および２２２の全てまたは一部は、１つまたは複数のアナログ集積回路（ＩＣ）、ＲＦ ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号ＩＣなどの上でインプリメントされ得る。例えば、ＬＮＡ ２４０および受信回路２４２は、１つのモジュール上でインプリメントされ得、これは、ＲＦＩＣなどであり得る。トランシーバ２２０および２２２における回路は、他の方法でもインプリメントされ得る。
【００１５】
[0022]データプロセッサ／コントローラ２８０は、ワイヤレスデバイス１１０のためのさまざまな機能を実行し得る。例えば、データプロセッサ２８０は、受信機２３０を介して受信されるデータおよび送信機２５０を介して送信されるデータのための処理を実行し得る。コントローラ２８０は、トランシーバ２２０および２２２内のさまざまな回路の動作を制御し得る。メモリ２８２は、データプロセッサ／コントローラ２８０のためのプログラムコードおよびデータを記憶し得る。データプロセッサ／コントローラ２８０は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または他のＩＣ上でインプリメントされ得る。
【００１６】
[0023]ワイヤレスデバイス１１０は、複数の帯域グループ、複数の無線技術、および／または複数のアンテナをサポートし得る。ワイヤレスデバイス１１０は、複数の帯域グループ、複数の無線技術、および／または複数のアンテナを介した受信をサポートするために多数のＬＮＡを含み得る。
【００１７】
[0024]例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス１１０のような装置が、三重結合インダクタを備えた切り替え可能なハイパス増幅器（switchable high-pass amplifier）を含み得る。この装置は、複数の周波数帯域（例えば、ＵＨＢ／ＬＴＥアンライセンスド（ＬＴＥＵ））の間で切り替え可能である回路（例えば、図２のＬＮＡ ２４０を含む）を含み得る。
【００１８】
[0025]図３は、インダクタの三重結合配置に結合された増幅器３０６の例示的な実施形態３００を例示する。増幅器３０６は、シャントインダクタ３０２として例示される第１のインダクタ、第２のインダクタ３０８、および第３のインダクタ３１０に結合され得る。シャントインダクタ３０２は、増幅器３０６の入力に結合される（例えば、インバータ式ＬＮＡのゲート３０４に結合される）。シャントインダクタ３０２の第１の端子３０２ａは、接地に接続され、シャントインダクタ３０２の第２の端子３０２ｂは、第１の増幅器３０６の入力に結合される。シャントインダクタ３０２は、図示されるように結合された端子３０８ａおよび３０８ｂを有する第２のインダクタ３０８に誘導結合され、また、図示されるように結合された端子３１０ａおよび３１０ｂを有する第３のインダクタ３１０に誘導結合される。例示的な例では、インダクタ３０８、３１０は、図３に図示されるような、デジェネレーション変成器（degeneration transformer）のデジェネレイティブインダクタ（degenerative inductors）である。インダクタ３０８は、第１の供給ノード３１２（例えば、電圧供給（Ｖｓ））に第１の増幅器３０６を結合し、インダクタ３１０は、第２の供給ノード３３６（例えば、接地）に第１の増幅器３０６を結合する。第２の供給ノード３３６は、接地ノードとして例示されているが、他の実施形態では、第２の供給ノード３３６は、非接地の供給電圧を供給し得る。図３では、三重結合インダクタ３０２、３０８、３１０の各々の極性は、ドット表記を用いて示される。
【００１９】
[0026]インダクタ３０２、３０８、３１０の三重結合インダクタ配置は、密に結合された入れ子（例えば、同心）ループの使用により小さい面積でインプリメントされ得る。例として、図４に示される例示的な設計は、１００×１００マイクロメートル（ｕｍ）の面積内にインダクタ３０２、３０８、および３１０の三重結合配置を形成するために使用され得るインダクタの配置を図示する。図４に示されるように、インダクタ３０２、３０８、３１０は、図２のトランシーバ２２０を含むＲＦＩＣのような、デバイスのチップ上の面積を保存するために入れ子にされ得る。同心インダクタ３０２、３０８、３１０の巻軸（例えば、共通軸）は、４０２において図４に示される。代替の実施形態では、インダクタ３０２、３０８、および３１０のうちの１つまたは複数は、図４に図示されるものとは異なる配置の誘導巻線を使用してインプリメントされ得る。例えば、例示されるものとは異なるインダクタが、三重結合インダクタ配置の最も内側、真ん中、または最も外側のインダクタであり得る。別の例として、（１つまたは複数の）インダクタの端子が、異なって配置され得る。
【００２０】
[0027]図５は、増幅器３０６および第２の増幅器３１６を含む回路の例示的な実施形態５００を例示し、その各々は、それぞれのインダクタの三重結合配置に結合される。第１のスイッチ３２０は、第１の増幅器３０６の入力に、第１の入力信号経路２２５を介して入力ノード３９０（例えば、図２のアンテナインタフェース回路２２４の内部のノード）を選択的に結合する。第２のスイッチ３２２は、第２の増幅器３１６の入力に入力ノード３９０を選択的に結合する。第１の増幅器３０６の出力３３０は、第１の変成器３３２および第１のミキサ３３４を含む第１の受信機回路に結合される。第２の増幅器３１６の出力３４０は、第２の変成器３４２および第２のミキサ３４４を含む第２の受信機回路に結合される。第１の増幅器３０６および第１の受信機回路は、それぞれ図２のＬＮＡ ２４０ｐａおよび受信機回路２４２ｐａに対応し得、第２の増幅器３１６および第２の受信機回路は、それぞれＬＮＡ ２４０ｐｋおよび受信機回路２４２ｐｋに対応し得る。
【００２１】
[0028]第１の増幅器３０６は、第１の周波数帯域（例えば、ＬＴＥＵ周波数帯域）に対応するＲＦ信号に対して動作するように構成され得る。第１の増幅器３０６は、シャントインダクタ３０２として例示される第１のインダクタ、第２のインダクタ３０８、および第３のインダクタ３１０を含む三重結合整合変成器（例えば、三重結合ＬＴＥＵ整合変成器３１５）に結合され得る。シャントインダクタ３０２は、第１の増幅器３０６の入力に結合される（例えば、インバータ式ＬＮＡのゲート３０４に結合される）。シャントインダクタ３０２は、三重結合インダクタ配置を形成するために、他のインダクタ３０８、３１０（例えば、図５に図示されるようなデジェネレーション変成器のインダクタ）に誘導結合される。インダクタ３０８は、第１の供給ノード３１２（例えば、電圧供給（Ｖｓ））に第１の増幅器３０６を結合し、インダクタ３１０は、第２の供給ノード３３６（例えば、接地）に第１の増幅器３０６を結合する。第２の供給ノード３３６は、接地ノードとして例示されているが、他の実施形態では、第２の供給ノード３３６は、非接地の供給電圧を供給し得る。
【００２２】
[0029]第２の増幅器３１６は、第２の周波数帯域（例えば、ＵＨＢ周波数帯域）に対応するＲＦ信号に対して動作するように構成され得る。第２の増幅器３１６は、シャントインダクタ３５２として例示される第４のインダクタ、第５のインダクタ３５８、および第６のインダクタ３６０を含む三重結合整合変成器（例えば、三重結合ＵＨＢ整合変成器３２５）に結合され得る。シャントインダクタ３５２は、第２の増幅器３１６の入力に結合され、かつ、三重結合インダクタ配置を形成するために、インダクタ３５８、３６０に誘導結合される。インダクタ３５８は、第１の供給ノード３４８（例えば、電圧供給（Ｖｓ））に第２の増幅器３１６を結合し、インダクタ３６０は、第２の供給ノード３４６（例えば、接地）に第２の増幅器３１６を結合する。第２の供給ノード３４６は、接地ノードとして例示されているが、他の実施形態では、第２の供給ノード３４６は、非接地の供給電圧を供給し得る。例示的な例では、インダクタ３５２、３５８、３６０の三重結合インダクタ配置は、インダクタ３０２、３０８、３１０に関して図４で示されたように、密に結合された入れ子型（例えば、同心）ループの使用により、小さい面積でインプリメントされる。
【００２３】
[0030]第１の増幅器３０６の出力３３０に結合された受信回路は、第１の周波数帯域（例えば、ＬＴＥＵ周波数帯域）に対応する信号を処理するように構成され得る。例えば、変成器３３２は、ＬＴＥＵ変成器であり得、ミキサ３３４は、ＬＴＥＵ周波数帯域信号をベースバンド信号または中間周波数信号にダウンミックス（down-mix）するように構成され得る。第２の増幅器３１６の出力３４０に結合された受信回路は、第２の周波数帯域（例えば、ＵＨＢ周波数帯域）に対応する信号を処理するように構成され得る。例えば、変成器３４２は、ＵＨＢ変成器であり得、ミキサ３４４は、ＵＨＢ周波数帯域信号をベースバンド信号または中間周波数信号にダウンミックスするように構成され得る。
【００２４】
[0031]第１の増幅器３０６に対応する三重結合変成器配置は、第１の結合係数Ｋ１２で第２のインダクタ３０８に誘導結合されているシャントインダクタ３０２を含む。シャントインダクタ３０２はまた、第２の結合係数Ｋ１３で第３のインダクタ３１０に誘導結合される。図５に例示されるように、第１の結合係数Ｋ１２および第２の結合係数Ｋ１３は、実質的に同じ値を有し得る（例えば、Ｋ１２＝Ｋ１３＝０．３）。第２のインダクタ３０８は、第３の結合係数Ｋ２３（例えば、Ｋ２３＝０．５）で第３のインダクタ３１０に誘導結合される。インダクタ係数Ｋ（例えば、Ｋ１２、Ｋ１３、および／またはＫ２３）の値は、第１の増幅器３０６のインピーダンスをチューニングするように選択および／または修正され得る。図５は、第１の結合係数Ｋ１２と第２の結合係数Ｋ１３が実質的に同じ値を有するものとして例示しているが、他の実施形態では、第１の結合係数Ｋ１２は、第２の結合係数Ｋ１３とは異なり得る。三重結合インダクタ３０２、３０８、３１０の各々の極性は、図５では、ドット表記を用いて示される。
【００２５】
[0032]同様に、第２の増幅器３１６に対応する三重結合変成器配置は、第４の結合係数Ｋ４５で第５のインダクタ３５８に誘導結合されているシャントインダクタ３５２を含む。シャントインダクタ３５２はまた、第５の結合係数Ｋ４６で第６のインダクタ３６０に誘導結合される。図５に例示されるように、第４の結合係数Ｋ４５および第５の結合係数Ｋ４６は、実質的に同じ値を有し得る（例えば、Ｋ４５＝Ｋ４６＝０．３５）。第５のインダクタ３５８は、第６の結合係数Ｋ５６（例えば、Ｋ５６＝０．５）で第６のインダクタ３６０に誘導結合される。Ｋ４５、Ｋ４６、および／またはＫ５６の値は、第２の増幅器３１６のインピーダンスをチューニングするように選択および／または修正され得る。図５は、第４の結合係数Ｋ４５と第５の結合係数Ｋ４６が実質的に同じ値を有するものとして例示しているが、他の実施形態では、第４の結合係数Ｋ４５は、第５の結合係数Ｋ４６とは異なり得る。
【００２６】
[0033]図５に例示される三重結合インダクタ配置は、増幅器３０６、３１６の１つまたは複数の動作特性を改善し得る。例えば、デジェネレーションインダクタ３０８、３１０にシャントインダクタ３０２を結合することは、第１の増幅器３０６の線形性を改善し得る。例えば、ハイパスフィルタ整合は、下側（lower side）のジャマーをフィルタリングし、帯域外（ＯＯＢ）２次インターセプトポイント（ＩＩＰ２）および／または３次インターセプトポイント（ＩＩＰ３）（ＩＩＰ２／ＩＩＰ３）のパフォーマンス測定値を改善し得る。ＯＯＢ ＩＩＰ２／ＩＩＰ３における改善は、第１の増幅器３０６の改善された線形性を示す。同様に、インダクタ３５２、３５８、および３６０の三重結合配置は、第２の増幅器３１６の線形性を改善し得る。
【００２７】
[0034]（増幅器のゲートに結合された）直列キャパシタを使用するおよびシャントインダクタを使用するある特定のハイパス整合回路とは対照的に、図５の回路におけるシャントインダクタ３０２とデジェネレーションインダクタ３０８、３１０の間の誘導結合（Ｋ）をチューニングすることによって、整合変成器３１５は、増幅器のゲートに結合された直列キャパシタを省略するために十分なインピーダンス整合を提供するように設計され得、それによって、回路面積をさらに低減させる。
【００２８】
[0035]したがって、図５は、第１の周波数帯域における信号を増幅するように構成された第１の増幅器３０６（例えば、ＬＴＥのためのＬＮＡ）および第２の周波数帯域における信号を増幅するように構成された第２の増幅器３１６（例えば、ＵＨＢのためのＬＮＡ）を例示する。各増幅器３０６、３１６は、上記に説明されたような三重結合インダクタ配置を使用する。シャントインダクタ３０２は、第１の増幅器３０６の線形性を改善するために、インピーダンス整合を実行するために、および面積を低減させるために、デジェネレーションインダクタ３０８、３１０に結合される（すなわち、三重結合される）。シャントインダクタ３５２は、第２の増幅器３１６の線形性を改善するために、インピーダンス整合を実行するために、および面積を低減させるために、デジェネレーションインダクタ３５８、３６０に結合される（すなわち、三重結合される）。したがって、三重結合インダクタを使用することによってより少ない面積を消費する切り替え可能なマルチバンド増幅回路が提供される。
【００２９】
[0036]図５は、シャントインダクタ３０２、３５２の各々を、増幅器入力と接地の間に結合されているものとして例示しているが、他の例示的な実施形態では、図６に関してさらに詳細に説明されるように、シャントインダクタ３０２、３５２のうちの１つまたは両方が、入力ノード３９０と増幅器入力の間に結合された直列インダクタによって置き換えられ得る。図５は、増幅器３０６、３１６がスイッチ３２０、３２２を介して入力ノード３９０に選択的に結合されることを例示しているが（例えば、増幅器の選択は、動作モード（例えば、ＬＴＥＵ／ＵＨＢ）に基づいて、図２のデータプロセッサ／コントローラ２８０からの制御信号を介して制御され得る）、他の実施形態では、例えば、増幅器３０６、３１６が図２のアンテナインタフェース回路２２４の別個の信号出力ノードに結合される構成のように、スイッチ３２０、３２２のうちの１つまたは両方が省略され得る。図５は、２つの増幅器３０６、３１６が入力ノード３９０に選択的に結合されることを例示しているが、他の実施形態では、３つ以上の増幅器が、例えば、デマルチプレクサ回路を介してなど、１つまたは複数の切り替え素子を介して、入力ノード３９０に選択的に結合され得、また、入力ノード３９０から選択的に切り離され得る。
【００３０】
[0037]図６は、図５のシャントインダクタ３０２、３５２の代わりに直列に結合されたインダクタ６０２、６５２を使用する図５の増幅器３０６、３１６の例示的な実施形態６００を例示する。第１のスイッチ３２０は、入力信号を受信するために、第１の直列に結合されたインダクタ６０２の第１の端子（例えば、正端子）に、第１の入力信号経路２２５を介して入力ノード３９０を選択的に結合する。第１の直列に結合されたインダクタ６０２の第２の端子（例えば、負端子）は、第１の増幅器３０６の入力に結合される。第２のスイッチ３２２は、第２の直列に結合されたインダクタ６５２の第１の端子に、第２の入力信号経路２３５を介して入力ノード３９０を選択的に結合する。第２の直列に結合されたインダクタ６５２の第２の端子は、第２の増幅器３１６の入力に結合される。第１の増幅器３０６の出力３３０は、第１の変成器３３２および第１のミキサ３３４を含む第１の受信機回路に結合される。第２の増幅器３１６の出力３４０は、第２の変成器３４２および第２のミキサ３４４を含む第２の受信機回路に結合される。
【００３１】
[0038]第１の増幅器３０６は、第１の直列に結合されたインダクタ６０２、第２のインダクタ３０８、および第３のインダクタ３１０を含む三重結合整合変成器６１５に結合される。第２の増幅器３１６は、第２の直列に結合されたインダクタ６５２、第５のインダクタ３５８、および第６のインダクタ３６０を含む三重結合整合変成器６２５に結合される。
【００３２】
[0039]第１の増幅器３０６のためのインダクタ６０２、３０８、３１０の三重結合インダクタ配置および第２の増幅器３１６のためのインダクタ６５２、３５８、および３６０の三重結合インダクタ配置は、密に結合された入れ子にされた（例えば、同心）ループの使用により、小さい面積（例えば、図４参照）でインプリメントされ得る。例として、第１の増幅器３０６のインダクタ６０２、３０８、および３１０は、１００×１００マイクロメートル（ｕｍ）の面積内の三重結合配置において、図４に示されるように配置され得る。代替の実施形態では、インダクタ６０２、３０８、および３１０のうちの異なるものは、図４に示される三重結合配置の最も内側、真ん中、および最も外側のインダクタであり得、および／または、インダクタ６０２、３０８、および３１０のうちの１つまたは複数は、図４に図示されるものとは異なる配置の誘導巻線を使用してインプリメントされ得る。
【００３３】
[0040]図６に例示される三重結合インダクタ配置は、増幅器３０６、３１６の１つまたは複数の動作特性を改善し得る。例えば、図６の三重結合インダクタ配置は、図５に関して説明されたのと同様の方法で増幅器の線形性を改善し得る。しかしながら、より低い周波数成分が接地に短絡されるようにハイパスフィルタ整合を提供する図５のシャントインダクタ３０２、３５２とは対照的に、図６の直列に結合されたインダクタ６０２、６５２は、代わりに、より高い周波数成分が増幅器入力において直列インダクタンスによってブロックされるにように、より高い周波数ジャマーブロッキング（jammar blocking）を提供し得る。
【００３４】
[0041]図７は、カスコード構成を有する図５の第１の増幅器３０６および第２の増幅器３１６を含むシステムの別の例示的な実施形態７００を例示する。第１のスイッチ３２０は、第１の増幅器３０６の入力に結合されたシャントインダクタ３０２に、第１の入力信号経路２２５を介して入力ノード３９０を選択的に結合するように構成される。第２のスイッチ３２２は、第２の増幅器３１６に、第２の入力信号経路２３５を介して入力ノード３９０を選択的に結合し得る。第１の増幅器３０６の出力３３０は、第１の変成器３３２および第１のミキサ３３４を含む第１の受信機回路に結合される。第２の増幅器３１６の出力３４０は、第２の変成器３４２および第２のミキサ３４４を含む第２の受信機回路に結合される。
【００３５】
[0042]第１の増幅器３０６は、第１のカスコードトランジスタ７０４（例えば、ｐ型金属酸化膜半導体（ＰＭＯＳ）トランジスタのようなｐ型トランジスタ）および第２のカスコードトランジスタ７０６（例えば、Ｎ型ＭＯＳ（ＮＭＯＳ）トランジスタのようなｎ型トランジスタ）を含む。第１のカスコードトランジスタ７０４は、第１のバイアス電圧Ｖｃａｓｃ＿ｐによってバイアスをかけられ得、第２のカスコードトランジスタ７０６は、第２のバイアス電圧Ｖｃａｓｃ＿ｎによってバイアスをかけられ得る。カスコードトランジスタ７０４、７０６は、第１の増幅器３０６の出力インピーダンスを増大させ得、第１の増幅器３０６の入力／出力絶縁を改善し得る。図５の第２の増幅器３１６はまた、第１の増幅器３０６と同様のカスコード構成を有するカスコードトランジスタ７０４、７０６を含む。
【００３６】
[0043]図７は、シャントインダクタ３０２を含む三重結合整合変成器に結合された第１の増幅器３０６のカスコード構成を図示しているが、他の実施形態では、カスコード増幅器構成は、直列に結合されたインダクタを含む三重結合整合変成器に結合され得る。例えば、第１のカスコードトランジスタ７０４および第２のカスコードトランジスタ７０６は、図６の第１の増幅器３０６および／または第２の増幅器３１６の中に含まれ得る。
【００３７】
[0044]信号増幅の例示的な方法８００が、図８に示される。方法８００は、８０２において、増幅器の入力において第１の信号を受信することを含み得る。この入力は、第１のインダクタに結合され得る。例えば、図５を参照すると、信号は、第１の入力信号経路２２５を介して、第１の増幅器３０６の入力において受信され得る。第１の増幅器３０６の入力は、第１のインダクタ３０２に結合される。
【００３８】
[0045]方法８００はまた、８０４において、増幅された出力信号を供給するために、増幅器の入力信号を増幅することを含み得る。増幅器は、第１のインダクタに誘導結合された第２のインダクタによって電圧源に結合され得る。例えば、図５を参照すると、動作中、第１の増幅器３０６は、入力信号を増幅し、出力３３０において、増幅された出力信号を供給する。第１の増幅器３０６は、第１のインダクタ３０２に誘導結合された第２のインダクタ３０８によって供給ノード（例えば、電圧源）３１２に結合される。増幅器はまた、第１のインダクタに誘導結合された第３のインダクタによって接地に結合され得る。例えば、図５を参照すると、第１の増幅器３０６は、第１のインダクタ３０２に誘導結合された第３のインダクタ３１０によって接地に結合される。別の例として、図６を参照すると、第１の増幅器３０６は、第１の直列に結合されたインダクタ６０２に誘導結合された第３のインダクタ３１０によって接地に結合される。増幅された出力信号は、第１の増幅器３０６から、図５の変成器３３２のような変成器に供給され得る。
【００３９】
[0046]方法８００はまた、第２の増幅器において第２の信号を増幅することを含み得る。例えば、図５を参照すると、第２の信号は、第２の入力信号経路２３５を介して、第２の増幅器３１６の入力において受信され得る。第１の信号はＬＴＥ周波数帯域信号であり得、第２の信号はＵＨＢ信号であり得る。
【００４０】
[0047]図３および図５のシャントインダクタ３０２およびデジェネレーションインダクタ３０８、３１０に結合された第１の増幅器３０６のような、三重結合構成における３つのインダクタに結合された増幅器において入力信号を増幅することは、増幅器の向上した線形性および／またはインピーダンス整合による、改善された出力信号特性をもたらし得る。インダクタの三重結合構成は、図２のトランシーバ２２０を含むＲＦＩＣのような、チップまたはデバイス上の面積使用量をさらに低減させ得る。
【００４１】
[0048]説明された実施形態に関連して、装置が、増幅するための手段の入力において、信号を増幅するための手段を含み得る。例えば、増幅するための手段は、図２のＬＮＡ ２４０、図３、図５、図６、または図７の第１の増幅器３０６、図５、図６、または図７の第２の増幅器３１６、１つまたは複数の他のデバイス、回路、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
【００４２】
[0049]この装置はまた、増幅するための手段を第１の供給ノードに結合するための第１の手段を含み得る。例えば、結合するための第１の手段は、図３、図４、図５、図６、または図７のインダクタ３０８、図５または図６のインダクタ３５８、１つまたは複数の他のデバイス、回路、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
【００４３】
[0050]この装置は、増幅するための手段を第２の供給ノードに結合するための第２の手段をさらに含み得る。例えば、結合するための第２の手段は、図３、図４、図５、図６、または図７のインダクタ３１０、図５、図６、または図７のインダクタ３６０、１つまたは複数の他のデバイス、回路、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
【００４４】
[0051]装置はまた、増幅するための手段の入力において、インダクタンスを供給するための手段を含み得る。インダクタンスを供給するための手段は、結合するための第１の手段と、結合するための第２の手段とに誘導結合され得る。例えば、インダクタンスを供給するための手段は、図３、図５、または図７のインダクタ３０２、図３、図５、または図７のインダクタ３５２、図６のインダクタ６０２、図６のインダクタ６５２、１つまたは複数の他のデバイス、回路、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
【００４５】
[0052]当業者であれば、情報および信号は、さまざまな異なる技術および技法のうちの任意のものを用いて表され得ることを理解するであろう。例えば、上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または光粒子、あるいはこれらの任意の組合せによって表され得る。
【００４６】
[0053]当業者であれば、ここに開示された実施形態に関連して説明されたさまざまな例示的な論理ブロック、構成、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、プロセッサによって実行されるコンピュータソフトウェア、または両方の組合せとしてインプリメントされ得ることをさらに理解するであろう。さまざまな例示的なコンポーネント、ブロック、構成、モジュール、回路、およびステップは、概してそれらの機能の観点から上記に説明された。このような機能が、ハードウェアとしてインプリメントされるか、あるいはプロセッサ実行可能な命令としてインプリメントされるかは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課せられる設計制約に依存する。当業者は、特定のアプリケーションごとに多様な方法において、説明された機能をインプリメントし得るが、このようなインプリメンテーションの決定は、本開示の範囲から逸脱を引き起こしていると解釈されるべきでない。
【００４７】
[0054]ここに開示された実施形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはこれら２つの組合せにおいて、具現化（embodied）され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、または当該技術分野において周知であるその他任意の形態の非一時的な記憶媒体内に存在し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、また記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体化され得る。プロセッサおよび記憶媒体は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内に存在し得る。ＡＳＩＣは、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末内に存在し得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末内に個別のコンポーネントとして存在し得る。
【００４８】
[0055]開示された実施形態の以上の説明は、当業者が開示された実施形態を製造または使用することができるように提供されたものである。これらの実施形態へのさまざまな修正は、当業者には容易に明らかとなり、ここで定義した原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本開示は、ここに示された実施形態に限定されるようには意図されず、以下の特許請求の範囲によって定義される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられることとなる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図８】
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【国際調査報告】
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