共源共栅放大器中的线性度增强及其自动化的制作方法

本公开总体上涉及电子电路设计，更具体地，涉及共源共栅放大器架构以及用于共源共栅放大器电路的偏置和控制技术。

背景技术：

1、射频（rf）系统及其应用包括第六代（6g）及更先进的电信网络、wi-fi系统、卫星和非地面网络（ntn）、通感一体化（isac）、车联网（v2x）系统、物联网（iot）应用、工业与专网、国防和航空航天系统以及医疗和可穿戴设备，其已经成为现代社会不可或缺的一部分。

2、共源共栅放大器架构常用于射频和混合信号前端，包括功率放大器、低噪声放大器、可变增益放大器、移相器和接收机增益级，其中阻抗环境和信号电平会随工作条件而变化。在典型的共源共栅配置中，输入晶体管被布置成接收输入信号并在中间节点处生成放大信号，共源共栅晶体管耦合到输入晶体管，以便减小中间节点处的电压变化并抑制不期望的从输出到输入的反馈。

3、常规上，选择共源共栅放大器的偏置以满足电压裕量约束、增益目标、噪声考量和稳定性要求。例如，在a类工作条件下，输入晶体管可以被偏置，以支持低噪声性能和可预测的小信号增益。通常使共源共栅晶体管偏置以维持中间节点处的适当的电压，并相对于预期的信号摆幅范围，将共源共栅晶体管保持在期望的工作区域，例如饱和区。在许多实现中，输入晶体管的偏置根据放大级的工作类别进行选择，同时协调共源共栅晶体管，使得两个器件呈现一致的导通行为。

4、然而，常规的共源共栅偏置方式可能会限制大信号操作。随着输入信号幅度的增加，共源共栅放大器可能会出现增益压缩、互调失真和线性度下降，这在存在强阻塞信号、邻道干扰信号或大幅度有用信号的情况下可能会成为问题。在许多接收机应用中，线性度约束的产生可能是因为需要承受高功率干扰，同时对较弱信号仍保持可接受的性能。提高线性度的常规方式可以涉及增加偏置电流、增大器件尺寸、增加辅助线性化电路或改变负载条件，可能增加功耗、面积和电路复杂度。此外，共源共栅放大器通常以针对标称工作点选择的固定偏置条件来施加偏置。在实际系统中，由于信道条件的变化或外部干扰的变化，信号条件会随时间而变化。在一些条件下，固定偏置的共源共栅放大器可能会被迫进入不利的工作状态，而在其他条件下则可能会导致过度设计。

5、因此，仍然需要改进的共源共栅放大器技术，以解决常规的偏置和控制方式在变化的信号条件下的限制，同时适应实际的集成电路约束。

技术实现思路

1.一种放大器电路，包括：

2.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述第一导通角对应于所述第一晶体管的基本全周期导通，并且其中，所述第二导通角对应于所述第二晶体管的非全周期导通。

3.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述偏置控制电路被配置为在将所述第二晶体管偏置在所述第二工作模式的同时维持所述第一晶体管的偏置基本恒定。

4.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述偏置控制电路被配置为选择性地使所述第二晶体管工作在第三工作模式，所述第三工作模式对应于第三导通角，所述第三导通角小于所述第二导通角。

5.根据权利要求4所述的放大器电路，其中，所述第三导通角对应于所述第二晶体管的基本全周期导通。

6.根据权利要求4所述的放大器电路，还包括：

7.根据权利要求6所述的放大器电路，其中，所述偏置控制电路被配置为基于所述信号电平是否满足与1db压缩点（p1db）要求和/或三阶输入截距点（iip3）要求相关联的阈值条件来选择所述第二晶体管的合适的工作模式。

8.根据权利要求6所述的放大器电路，其中，所述偏置控制电路被配置为基于所述控制信号在所述第二工作模式与所述第三工作模式之间进行选择。

9.根据权利要求6所述的放大器电路，其中，所述传感器电路被配置为感测所述输入信号的输入功率。

10.根据权利要求6所述的放大器电路，其中，所述传感器电路被配置为感测所述放大信号的输出功率。

11.根据权利要求6所述的放大器电路，其中，所述传感器电路被配置为感测所述输入信号的输入功率和所述放大信号的输出功率两者。

12.根据权利要求6所述的放大器电路，其中，所述偏置控制电路包括比较器，所述比较器被配置为将来自所述传感器电路的控制信号与阈值进行比较，并相应地生成模式选择信号。

13.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述偏置控制电路被配置为使所述第二晶体管在多于两种工作模式的工作模式下工作。

14.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述偏置控制电路被配置为在偏置值的范围内连续调整所述第二晶体管的偏置。

15.根据权利要求1所述的放大器电路，还包括：

16.根据权利要求15所述的放大器电路，其中，所述输出匹配网络被配置为相对于带内频率范围衰减带外频率分量。

17.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述偏置控制电路集成在相同的半导体管芯上。

18.一种放大器电路，包括：

19.根据权利要求18所述的放大器电路，还包括：

20.根据权利要求19所述的放大器电路，还包括控制电路，所述控制电路被配置为向所述偏置控制电路提供一个或多个控制信号，以便基于与所述放大器电路相关联的信号电平来调整施加到所述第三晶体管和所述第四晶体管的偏置。

21.根据权利要求20所述的放大器电路，其中，所述控制电路被配置为基于从所述放大器电路的差分输入信号导出的信号和/或从所述放大器电路的差分输出信号导出的信号来调整施加到所述第三晶体管和所述第四晶体管的偏置。