[发明专利]将推挽放大器校准到低二阶失真

说明书

一种集成电路包括第一放大器电路，所述第一放大器电路具有被配置为被校准到低二阶失真的推挽放大器。所述集成电路还包括具有至少一个推挽放大器(20，21)的第二放大器电路(15)，其中，晶体管的尺寸之间的尺寸比能够通过调节至少一个晶体管器件的尺寸来调节。该尺寸比可被连续调节为多个值，且针对每个值，确定在施加了测试信号(LO_in)的情况下推挽放大器的第一输出信号(V₁)和在没有施加测试信号的情况下推挽放大器的第二输出信号(V₂)。确定使推挽放大器输出信号(V₁，V₂)之差最接近于零的尺寸比，并根据所确定的尺寸比，对第一放大器电路的推挽放大器进行校准。

技术领域

本发明涉及包括具有至少一个推挽放大器的放大器电路在内的电子集成电路、包括至少一个这种电子集成电路在内的电子装置、以及校准这种电子集成电路的方法。

背景技术

模拟信号处理用于许多电子系统，且通常模拟信号处理使用用于放大模拟信号的电路。这种电子系统的示例是用于射频信号的直接转换接收机，该接收机是移动电话中最流行的接收机类型。在这样的接收机中，射频信号或其下变频版本在被转换至数字域以供进一步处理之前通常在模拟信号处理中被放大和/或滤波。因此，与此有关的相关组成部分是放大器、混频器、滤波器和模数转换器。

这种接收机的性能很大程度上取决于模拟信号处理，因此相关的组成部分需要满足一些严格的要求。尤其，它们必须显示出足够高的线性度，从而可以使失真最小化。在大多数电子系统中不希望有偶阶非线性，并且偶阶非线性对直接转换接收机的性能特别有害。因此，在这样的接收机中，在整个模拟信号路径上对偶阶线性有非常严格的要求。应注意，偶阶非线性的最相关类型是二阶非线性，且因此经常使用该术语作为替代。

偶阶非线性是晶体管固有的。最流行的是使用MOS晶体管，它是具有纯二阶非线性的理想平方律器件。双极晶体管具有强非线性的指数特性。

通过使用差分电路可以降低或消除偶阶非线性。消除的程度取决于电路的两半之间的匹配。然而，在蜂窝接收机的设计中，为了节省成本，趋势是使用针对移动电话收发机的单端输入而不是差分输入，这降低了使用这种类型的消除的可能性。

另一个最近的趋势是减少天线和接收机之间的滤波量，以要求提高线性度。通常，天线滤波器(例如，SAW(表面声波)滤波器)已在天线和模拟信号处理之间使用。去除天线滤波器意味着：在单端的收发机芯片的输入端将存在非常强的干扰。然后偶阶非线性将在接收机的单端部分(即低噪声放大器)中产生强低频信号，并且如果未被阻挡，则也将在差分部分(即基带)中产生强低频共模信号。这些信号将减少所需信号的余量，因此应被最小化。更重要的是：在去除了天线滤波器的情况下，强带外信号可能在低噪声放大器中进行互调，并且如果互调产物与要接收的信号处于相同的频率，则会阻挡接收。互调可能由于偶阶和奇阶非线性这二者而发生。

在这些情况下可以使用的放大器类型是推挽放大器。推挽放大器通常采用在两个供电电压(通常为正供电电压和负供电电压或接地)之间串联布置的一对互补的具有相反导电类型的晶体管器件来实现。晶体管器件之一被布置为从正供电电压向负载提供电流，而另一个被布置为从负载向地或负供电电压灌入(sink)电流。这种放大器类型是令人感兴趣的的，特别是因为其具有两个晶体管器件的对称结构意味着理论上偶阶谐波被消除，使得可以避免或至少减少偶阶非线性。此外，推挽放大器结构简单，并且具有低功耗和相对高的增益。

如果两个互补晶体管器件被设计为除了导电类型相反之外具有相同的模拟特性，则放大器级的偶阶非线性应该非常低或为零。然而，在集成电路上制作放大器期间，两个晶体管器件通常在不同的工艺步骤中形成，这意味着在实践中，由于制作公差，针对两个互补晶体管器件难以得到相同的模拟特性，且因此在放大器级仍然存在一定量的偶阶非线性。因此，在实践中，推挽放大器对于该应用似乎不像其理想状态下应当的那样有益，除非可以解决制作公差的问题。