[发明专利]具有单端输出的差分放大器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及电路信号，且更具体来说，涉及将差分信号转换为单端信号。

背景技术

设计者较容易认识到在射频(RF)集成电路(IC)以及具有这些IC的装置中使用 差分电路的优点，且在此领域中是高度需要的。在这些产品中，由于常需要输入和/或输 出信号是单端的，所以通常在设计以及产品提供中使用差分到单端转换器(D/SE)。

设计中的挑战是确保偏置差分对的电流源在高频下不具有高阻抗。因此，平衡/不平 衡阻抗(“BALUN”)(常为高频变压器)用于差分/单端(D/SE)转换。

遗憾的是，BALUN虽然在操作上以及功能上是所要的选择，但其适度昂贵，且需 要留出较大占据区域，使得鉴于当前设计成果，其在印制电路板上或板侧的额外体积和 物理存在常限制最佳设计和使用需要。另外，常规上采取至少两个能量转移将差分RF IN 信号转换为单端RF OUT信号，由于平衡、转移和转换中存在的和固有的低效，其每一 转换导致能量损耗。

此外，通过替代的BALUN位置来克服损耗的尝试已被证实是低效的，且是等同或 更加低效或昂贵的。

发明内容

本发明揭示用于将差分信号转换为单端信号的各种实施例。所述实施例包括用于接 收差分信号的晶体管对以及耦合到所述晶体管对的储能电路。所述储能电路包含第一电 感器和一个或一个以上电容器。所述实施例还包含第二电感器，其磁性耦合到所述第一 电感器以形成平衡/不平衡电感器(BIMI)布置。所述BIMI布置直接将所述差分信号转 换为单端信号。

进而本发明的实施例通过电路布置中的单个能量转移而直接将差分信号转换为单 端信号，而不需要额外的芯片区域，同时部分由于较少的能量转换转移而更有效地执行。

附图说明

鉴于以下详细描述，所属领域的技术人员将明白本发明的优点，其中：

图1描绘根据一实施例的单端信号转换电路。

图2陈述一方法实施例的流程图。

具体实施方式

呈现以下描述以使得所属领域的技术人员能够制作和使用本发明，且在专利申请案 及其要求的上下文中提供以下描述。所属领域的技术人员将容易明白对所揭示的实施例 以及本文所描述的一般原理和特征的各种修改。因此，不希望本发明限于所展示的实施 例，而是赋予其与本文所描述的原理和特征一致的最广范围。

本发明在各种实施方案中通过直接将经转换的电磁能量转移到单端信号输出线而 不利用BALUN，来减少由于能量转移(转换、转移等)引起的损耗量。这样做，在某 些情况下可消除BALUN的昂贵费用和较大占据区域。此外，直接将差分信号转换为单 端信号导致减少的信号损耗，且通过芯片、封装和板布置上的连接性将单端信号提供给 功率放大器。

图1描绘根据一实施例的单端信号转换电路100。转换电路100包含耦合到接地153 的差分晶体管对137a、137b。差分对137a、137b在其各自栅极135a、135b上接收输入 信号RFIN-和RFIN+。晶体管对137a、137b还分别耦合到差分输出信号133a、133b。

晶体管对137a、137b耦合到电感器120(120a、120b)的各自端143a、143b。电容 器132耦合在电感器120的端143a、143b之间。端子155耦合到电感器120，且向其提 供DC偏压。电感器110靠近电感器120被放置在线圈电感器120a与120b之间。电感 器110的一端耦合到接地153，且电感器110的另一端提供单端输出信号131。随后通 过封装140将单端输出信号131提供到线141。线141接着经由线154耦合到放大器151。 位于印制电路板(PCB)150内的放大器151耦合到接地153，且将输出提供到天线152。

电路100的操作

起初，当差分晶体管对137a、137b在其各自栅极或基极135a、135b上接收到输入 信号RFIN-和RFIN+时，由晶体管对137a、137b在极广的频带上(例如，在1MHz与 1GHz之间)放大所述信号，且将所述信号提供到差分输出引脚133a、133b。然而，电 感器120和电容器132形成储能电路，其限制将基于储能电路的谐振频率而被放大的信 号的频带，其中由以下方程式界定所述谐振频率：