CN106549564A - 具有供给调制的功率放大设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有供给调制的功率放大设备和方法。所述设备包括：降压‑升压转换器，包括连接到第一电压的供给输入以及输出；开关和电容器模块，包括连接到降压‑升压转换器的输出的第一输入以及第二输入；降压转换器，包括连接到第一电压的供给输入、连接到降压‑升压转换器的输出的输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；线性放大器，包括连接到降压‑升压转换器的输出的供给输入、输入以及连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；功率放大器，包括连接到降压转换器的输出的供给输入、接收射频输入信号的输入和输出射频输出信号的输出。

Description

具有供给调制的功率放大设备和方法
优先权
本申请要求于2015年9月18日向美国专利商标局提交的第62/220,463号美国临时专利申请、2015年10月16日向美国专利商标局提交的第62/242,939号美国临时专利申请以及2015年11月30日向美国专利商标局提交的第14/954,561号美国专利申请的优先权，这些美国专利申请的每一个的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开总体涉及一种用于功率放大器(PA)的供给调制器(SM)的设备和方法，更具体地，涉及一种支持具有高电压的平均功率跟踪(APT)模式的PA的SM的设备和方法以及在包络跟踪(ET)模式下有效且具有最佳性能的PA的SM。
背景技术
开关电源(SMPS)提供稳定的直流(DC)电源，其能够对于给定尺寸、成本和重量的功率单元提供更多功率。
图1A是DC输出电压Vout必须低于DC输入电压Vin的SMPS电路中使用的降压转换器100的示意图。
参照图1A，降压转换器100包括第三P沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管P3、第三N沟道MOS(NMOS)晶体管N3、电感器101、电容器103和被描绘为电阻器105的负载。
第三PMOS晶体管P3包括接收Vin的源极、使第三PMOS晶体管P3导通和截止的栅极以及连接到电感器101的一端和第三NMOS晶体管N3的漏极的漏极。第三NMOS晶体管N3包括使第三NMOS晶体管N3导通和截止的栅极以及连接到地电势的源极。第三PMOS晶体管P3和第三NMOS晶体管N3被分别导通/截止和截止/导通。
电感器101包括连接到电容器103的第一端和负载电阻器105的第一端的产生Vout的第二端，其中，电容器103和电阻器105的第二端连接到地电势。
图1B是示出Vout低于Vin的降压转换器100的Vout与Vin的曲线图。
图2A是DC输出电压必须高于DC输入电压Vin的SMPS电路中使用的升压转换器的示意图。
参照图2A，升压转换器200包括电感器201、第一PMOS晶体管P1、第一NMOS晶体管N1、电容器203和被描绘为电阻器205的负载。
电感器201包括接收Vin的第一端以及连接到第一PMOS晶体管P1的漏极和第一NMOS晶体管N1的漏极的第二端。
第一PMOS晶体管P1包括连接到电容器203的第一端和负载电阻器205的第一端的产生Vout的的源极以及使第一PMOS晶体管P1导通和截止的栅极。电容器203和负载电阻器205的第二端连接到地电势。第一NMOS晶体管N1包括使第一NMOS晶体管N1导通和截止的栅极和连接到地电势的源极。第一PMOS晶体管P1和第一NMOS晶体管N1被分别导通/截止和截止/导通。
图2B是示出Vout大于Vin的升压转换器200的Vout与Vin的曲线图。
图3A是在DC输出电压Vout必须低于或高于DC输入电压Vin的SMPS电路中使用的降压-升压转换器300。降压-升压转换器300可以在降压模式下作为降压转换器操作，或者在升压模式下作为升压转换器操作。
参照图3A，降压-升压转换器300包括第一PMOS晶体管P1、第一NMOS晶体管N1、电感器301、第三PMOS晶体管P3、第三NMOS晶体管N3、电容器303以及被描绘为电阻器305的负载。
第三PMOS晶体管P3包括接收Vin的源极、使第三PMOS晶体管P3导通和截止的栅极以及连接到电感器301的第一端和第三NMOS晶体管N3的漏极的漏极。第三NMOS晶体管N3包括使第三NMOS晶体管N3导通和截止的栅极和连接到地电势的源极。在降压模式下，第三PMOS晶体管P3和第三NMOS晶体管N3被分别导通/截止和截止/导通，而第一PMOS晶体管P1导通且第一NMOS晶体管N1截止。
电感器301包括连接到第一PMOS晶体管P1的漏极和第一NMOS晶体管N1的漏极的第二端。
第一PMOS晶体管P1包括连接到电容器303的第一端和负载电阻器305的第一端的出现DC输出电压Vout的源极以及使第一PMOS晶体管P1导通和截止的栅极。电容器303和负载电阻器305的第二端连接到地电位。第一NMOS晶体管N1包括使第一NMOS晶体管N1导通和截止的栅极以及连接到地电位的源。在升压模式下，第一PMOS晶体管P1和第一NMOS晶体管N1被分别导通/截止和截止/导通，而第三PMOS晶体管P3导通且第三NMOS晶体管N3截止。
图3B是示出可以Vout低于、等于或高于Vin的降压模式和升压模式两者的升压转换器300的Vout与Vin的曲线图。
在理论上，降压转换器、升压转换器和降压-升压转换器的每一个的效率是100％。然而，由于路径电阻和寄生电容而发生损失。尽管降压转换器、升压转换器和降压-升压转换器具有高效率，但是它们可能展现低速度。
图4A是线性放大器(LA)400的示意图。LA是输出与输入成比例(例如，Vout可以比Vin低得多)并且能够将更多功率传递到负载的电子电路。LA具有不同类型(例如，A类、B类、AB类等)。A类LA可以在单端和推挽拓扑两者展现出良好的线性。B类和AB类LA仅在推挽拓扑展现线性，其中，两个有源元件(例如晶体管)分别用于放大射频(RF)周期的正部分和负部分。
参照图4A，LA 400包括第一PMOS晶体管P1、第一NMOS晶体管N1和由电阻器401表示的负载。
图4B是LA 400的Vout与Vin的曲线图。
在理论上，由于实现LA400的技术(例如，互补MOS(CMOS))的电压下降，LA的效率为0％至约78.5％(π/4)。尽管LA 400效率低，但是它可以展现出高速度。
发明内容
本公开的一方面提供一种在支持高电压功率放大(HV-PA)的平均功率跟踪(APT)模式下操作的功率放大器(PA)的供给调制器(SM)的设备和方法。
本公开的另一方面提供一种在ET模式下更加有效地操作的PA的SM的设备和方法。
根据本公开的一方面，提供一种具有供给调制的功率放大设备。所述功率放大设备包括：降压-升压转换器，包括连接到第一电压的供给输入和输出；开关和电容器模块，包括连接到降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输入；降压转换器，包括连接到第一电压的供给输入、连接到降压-升压转换器的输出的输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；LA，包括连接到降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；PA，包括连接到降压转换器的输出的供给输入、接收RF输入信号的输入和输出RF输出信号的输出。
根据本公开的另一方面，提供一种具有供给调制的功率放大设备。所述功率放大设备包括：第一降压-升压转换器，包括连接到Vbat的供给输入和输出；开关和电容器模块，包括连接到第一降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输入；第二降压-升压转换器，包括连接到第一电压的供给输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；LA，包括连接到第一降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；PA，包括连接到第二降压-升压转换器的输出的供给输入、接收RF输入信号的输入和输出RF输出信号的输出。
根据本公开的另一方面，提供一种用于在支持低电压功率放大器(LV-PA)的ART模式下控制SM的方法。所述方法包括：使降压-升压转换器失活，降压-升压转换器包括连接到电池电压(Vbat)的供给输入和输出；激活开关和电容器模块，开关和电容器模块包括连接到降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输出；激活降压(双)转换器，降压(双)转换器包括连接到Vbat的供给输入、连接到降压-升压转换器的输出的输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出，其中，降压(双)转换器在降压模式下操作，包括能够携带大于1A的电流并且输出数百mA范围内的平均电流的电感器；使LA失活，LA包括连接到降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；激活PA，PA包括连接到降压(双)转换器的输出的供给输入、接收RF信号的输入和输出RF信号的输出。
根据本公开的另一方面，提供一种用于在支持HV-PA的ART模式下控制SM的方法。所述方法包括：激活降压-升压转换器，降压-升压转换器包括连接到Vbat的供给输入和输出，其中，降压-升压转换器包括能够携带大于1A的电流并且输出数百mA范围内的平均电流的电感器；激活开关和电容器模块，开关和电容器模块包括连接到降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输入；使降压(双)转换器失活，降压(双)转换器包括连接到Vbat的供给输入、连接到降压-升压转换器的输出的输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；使LA失活，LA包括连接到降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；激活PA，PA包括连接到开关和电容器模块的第二输入的供给输入、接收RF信号的输入和输出RF信号的输出。
根据本公开的另一方面，提供一种在向LA和PA提供跟踪PA的RF输出信号的包络需要的电压的ET模式下控制SM的方法。所述方法包括：激活降压-升压转换器，降压-升压转换器包括连接到Vbat的供给输入和输出，其中，降压-升压转换器包括能够携带大于1A的电流并且输出数百mA范围内的平均电流的第一电感器；激活开关和电容器模块，开关和电容器模块包括连接到降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输入；激活降压(双)转换器，降压(双)转换器包括连接到Vbat的供给输入、连接到降压-升压转换器的输出的输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出，其中，操作降压(双)转换器以输出大于Vba的电压，包括能够携带大于1A的电流并且输出数百mA范围内的平均电流的第二电感器；激活LA，LA包括连接到降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；激活PA，PA包括连接到降压(双)转换器的输出的供给输入、接收RF信号的输入和输出RF输出信号的输出。
根据本公开的另一方面，提供一种用于在支持LV-PA的ART模式下控制SM的方法。所述方法包括：激活第一降压-升压转换器，第一降压-升压转换器包括连接到Vbat的供给输入和输出，其中，第一降压-升压转换器在降压模式下操作，包括能够携带小于1A的电流并且输出数十mA范围内的平均电流的电感器；激活开关和电容器模块，开关和电容器模块包括连接到第一降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输出；使第二降压-升压转换器失活，第二降压-升压转换器包括连接到Vbat的供给输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；使LA失活，LA包括连接到第一降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；激活PA，PA包括连接到开关和电容器模块的第二输入的供给输入、接收RF信号的输入和输出RF信号的输出。
根据本公开的另一方面，提供一种用于在支持HV-PA的ART模式下控制SM的方法。所述方法包括：使第一降压-升压转换器失活，第一降压-升压转换器包括连接到Vbat的供给输入和输出；激活开关和电容器模块，开关和电容器模块包括连接到第一降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输出；激活第二降压-升压转换器，第二降压-升压转换器包括连接到Vbat的供给输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出，其中，第二降压-升压转换器包括能够携带大于1A的电流并且输出数百mA范围内的平均电流的电感器；使LA失活，LA包括连接到第一降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；激活PA，PA包括连接到开关和电容器模块的第二输入的供给输入、接收RF信号的输入和输出RF信号的输出。
根据本公开的另一方面，提供一种在向LA和PA提供跟踪PA的RF输出信号的包络需要的电压的ET模式下控制SM的方法。所述方法包括：激活第一降压-升压转换器，第一降压-升压转换器包括连接到Vbat的供给输入和输出，其中，第一降压-升压转换器包括能够携带小于1A的电流并且输出数十mA范围内的平均电流的第一电感器；激活开关和电容器模块，开关和电容器模块包括连接到降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输出；激活第二降压-升压转换器，第二降压-升压转换器包括连接到Vbat的供给输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出，其中，第二降压-升压转换器包括能够携带大于1A的电流并且输出数百mA范围内的平均电流的第二电感器；激活LA，LA包括连接到降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；激活PA，PA包括连接到第二降压-升压转换器的输出的供给输入、接收RF信号的输入和输出RF输出信号的输出。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的特定实施例的上述和其他方面、特征和优点将会变得更加明显，在附图中：
图1A是降压转换器的示意图；
图1B是图1A的降压转换器的Vin与Vout的曲线图；
图2A是升压转换器的示意图；
图2B是图2A的升压转换器的Vin与Vout的曲线图；
图3A是降压-升压转换器的示意图；
图3B是图3A的降压-升压转换器的Vin与Vout的曲线图；
图4A是线性放大器(LA)的示意图；
图4B是图4A的LA的Vin与Vout的曲线图；
图5A是具有固定供给电压的功率放大器(PA)的框图；
图5B是射频(RF)输出信号与供给电压的曲线图；
图6A是具有基于Vmax的第一供给电压和基于平均功率跟踪(APT)的第二供给电压的PA的框图；
图6B是RF输出信号与第一供给电压和第二供给电压的曲线图；
图7A是具有基于包络跟踪(ET)的供给电压波形的PA的框图；
图7B是RF输出信号与供给电压波形的曲线图；
图8是在APT和ET RF下的低电压PA的输出信号与Vcc的曲线图；
图9是在APT和ET RF下高电压PA的输出信号与Vcc的曲线图；
图10是PA的SM的框图；
图11是在支持低电压功率放大(LV-PA)的APT模式下图10的PA的SM的框图；
图12是在支持LV-PA的ET模式下图10的PA的SM的框图；
图13是根据本公开的实施例的PA的SM的框图；
图14是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的APT模式下图13的PA的SM的框图；
图15是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的APT模式下图13的PA的SM的框图；
图16是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的ET模式下图13的PA的SM的框图；
图17是根据本公开的实施例的PA的SM的框图；
图18是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的APT模式下图17的PA的SM的框图；
图19是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的APT模式下图17的PA的SM的框图；
图20是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的ET模式下图17的PA的SM的框图；
图21是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的APT模式下控制SM的方法的流程图；
图22是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的APT模式下控制SM的方法的流程图；
图23是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的ET模式下控制SM的方法的流程图；
图24是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的APT模式下控制SM的方法的流程图；
图25是本公开的实施例的在支持HV-PA的APT模式下控制SM的方法的流程图；以及
图26是本公开的实施例的在支持LV-PA的ET模式下控制SM的方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细描述本公开的实施例。应当注意，尽管在不同附图中示出，但是将通过相同标号指示相同元件。在下面的描述中，诸如详细配置和组件的特定细节被提供为仅帮助全面理解本公开的实施例。因此，对本领域的普通技术人员明显的是，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简要，公知的功能和构造的描述被省略。下面描述的术语是考虑到在本公开的功能而定义的术语，并且可以根据用户、用户的意图或客户而不同。因此，术语的定义应当基于整个说明书的内容来确定。
本发明可以具有各种修改和各种实施例，其中，实施例在下面参照附图详细描述。然而，应当理解，本公开不受限于这些实施例，而是包括在本公开的精神和范围之内的所有修改、等同物和替代方案。
尽管包括诸如第一、第二等的序数的术语可以用于描述各种元件，但是结构元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开来。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件。类似地，第二元件可被称为第一元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个关联项的任何和所有组合。
在此使用的术语仅为了描述本公开的各种实施例的目的，而不意在限制本公开。除非上下文另外明确地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。在本公开中，将理解，术语“包括”和/或“包含”指定存在所叙述的特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或它们的组合。
除非另有定义，否则在此使用的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则诸如在通用字典中定义的术语应被解释为具有与在相关领域的上下文中的含义相同的含义，不应被解释为理想化或过于形式化的意义。
图5A是具有固定供给电压(例如，Vmax)的功率放大器(PA)501的框图。
参照图5A，PA 501具有对于提供到PA 501的输入的所有RF输入信号RF_in而固定的供给电压。对于每个RF_in信号，PA 105输出RF信号RF_out。
图5B是RF_out信号与供给电压(例如，Vmax)的曲线图。供给电压保持恒定且独立于RF_out信号。由于供给电压电平和RF_out信号的电压电平之间的差在PA 501中作为热量而耗散，而不是用于操作目的，因此具有固定供给电压的PA 501因功率损失而效率低。
图6A是具有基于Vmax的第一供给电压和基于平均功率跟踪(APT)的第二供给电压的PA 601的框图。
参照图6A，当RF_out信号高于第一预定电压电平时，PA 601被提供第一供给电压，而当RF_out信号低于第二预定电压电平时，PA 601被提供第二供给电压，其中，第二供给电压低于第一供给电压，并且第一预定电压电平和第二预定电压电平可以相同或不同。例如，第二供给电压可以被确定为跟踪PA 601的平均功率并且根据平均功率调整供给电压的功能。这可以被称为平均功率跟踪(APT)。
为了如上所述的在两个条件下提供两个不同供给电压，PA 601包括开关转换器603，其中，开关转换器603的供给电压是Vbat。在APT模式期间，当RF_out信号高于第一预定电压电平时，提供高电压作为第一供给电压，而当RF_out信号低于第二预定电压电平时，提供低电压作为第二供给电压。
图6B是RF_out信号与第一供给电压和第二供给电压的曲线图。当RF_out信号高于第一预定电压电平时，供给电压是高，但是当RF_out信号低于第二预定电压电平时，供给电压降低。由于当RF_out信号低于第二预定电压电平时，在APT模式下供给电压降低，因此，PA601展现出比上面描述的图5A的PA 501低的功率损失，因此，PA 601比PA 501效率更高。
图7A是具有基于包络跟踪(ET)的供给电压波形的PA 701的框图。也就是说，供给电压被调制为跟踪RF_out信号的包络。这通常被称为包络跟踪(ET)。
参照图7A，PA 701被提供跟踪RF_out信号的供给电压。
为了提供跟踪RF_out信号的供给电压，PA 701包括具有可变供给电压的线性放大器(LA)和具有Vbat的供给电压的开关转换器705。在ET模式期间，跟踪RF_out信号的供给电压波形被提供给PA 701。
图7B是RF_out信号与供给电压波形的曲线图。由于PA 701的供给电压跟踪RF_out信号，因此PA701展现出比上面描述的图5A的PA501和上面描述的图6A的PA601低的功率损失，因此，PA701比PA501和PA601效率更高。
图8是低电压的PA的RF_out信号与供给电压(例如，Vcc)(即，Vmin到Vmax，其中，Vmax低于最小Vbat(例如，Vbat,min))的曲线图。这被称为低电压PA(LV-PA)模式。LV-PA可以用在ART模式(例如，低电压APT)和ET模式(例如，低电压ET)。
图9是高电压的PA的RF_out信号与供给电压(例如，Vcc)(即，Vmin到Vmax，其中，Vmax高于最小Vbat,min)的曲线图。这被称为高电压PA(HV-PA)模式。HV-PA可以用在ART模式(例如，高电压APT)和ET模式(例如，高电压ET)。
本公开涉及不仅在LV-PA支持APT模式而且在HV-PA支持APT模式的功率放大器(PA)的供给调制器(SM)的设备和方法。另外，本公开提供了与下面在ET模式描述的图10的PA的SM相比，更有效地(即，具有更少的功率损失)支持ET模式的PA的SM的设备和方法。
图10是功率放大器(PA)1001的供给调制器(SM)1000的框图。
参照图10，SM 1000连接到PA1001，并且包括升压转换器1003、降压转换器1005、开关和电容器模块1007和线性放大器(LA)1009，其中，加粗的线指示它比未加粗的线携带更大的电流。
升压转换器1003包括第一电感器1011、第一PMOS晶体管P1、第一NMOS晶体管N1和第一晶体管T1。图10示出第一PMOS晶体管P1和第一NMOS晶体管N1。然而，本公开实施例的晶体管不限于任何特定晶体管类型，而是可以包括任何合适的晶体管类型(例如，NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为互补MOS(CMOS)开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管)。
第一电感器1011具有：第一端，连接到电池电压(Vbat)和例如第一晶体管T1(例如，在现有技术的升压转换器中未发现的使电流通过的导通晶体管(passingtransistor))的第一端子；第二端，连接到例如第一PMOS晶体管P1和第一NMOS晶体管N1的漏极。第一晶体管T1可以是NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管。第一电感器1011具有预定范围(例如1μH至10μH)的电感值和小于1安培(A)的电流承载能力。由于第一电感器1011的物理尺寸大约是长度2毫米(2mm)且宽度1.6mm，因此第一电感器1011被称为“小电感”。然而，随着技术的发展和这种电感的尺寸的变化，在本公开的实施例中也可以使用其它尺寸。具有此电感范围且电流承载能力小于1A的第一电感器1011的升压转换器通常被称为“小升压转换器”。
第一NMOS晶体管N1的源极连接到地，并且第一晶体管T1的第一端子连接到第一PMOS晶体管P1的源极，其中，第一晶体管T1的第一端子和第一PMOS晶体管P1的源极是升压转换器1003的输出。未示出但本领域技术人员已知的是使本公开的实施例的任何晶体管(例如，第一晶体管T1、第一PMOS晶体管P1和第一NMOS晶体管N1)导通和截止的控制信号被提供，以使升压转换器1003作为升压转换器来操作。
在操作中，升压变换器1003输出大于或等于Vbat的电压Vbb，并且根据晶体管尺寸，输出数十mA范围内的平均输出电流。
降压转换器1005包括第二电感器1013、第二晶体管T2、第二PMOS晶体管P2和第二NMOS晶体管N2。第二晶体管T2可以是NMOS晶体管、PMOS晶体管或N作为CMOS开关而连接的MOS晶体管和PMOS晶体管。第二PMOS晶体管P2被示出为PMOS晶体管，第二NMOS晶体管N2被示出为NMOS晶体管。然而，本公开不限于任何特定的晶体管类型，但是可以包括任何合适的晶体管类型。
第二电感器1013具有：第一端，连接到例如第二PMOS晶体管P2和第二NMOS晶体管N2的漏极；第二端，连接到第二晶体管T2的第一端子，其中，第二电感器1013的第二端和第二晶体管T2的第一端子是降压转换器1005的输出。第二NMOS晶体管N2的源极连接到地，并且第二晶体管T2的第二端子和第二PMOS晶体管P2的源极连接到Vbat。第二电感器1013具有在预定范围内(例如，1μH至10μH)内且电流承载能力是大于1A的电感值。由于第二电感器1013的物理尺寸大约是长度2毫米(2mm)且宽度2mm，因此第二电感器1013被称为“大电感”。然而，随着技术的发展和这种电感的尺寸的变化，在本公开的实施例中也可以使用其它尺寸。具有此电感范围且电流承载能力大于1A的电感器1013的降压转换器1005通常被称为“大降压转换器”。
在操作中，降压转换器1005输出小于或等于Vbat的电压Vcc，并且根据晶体管尺寸，输出数百mA的范围内的平均输出电流。
开关和电容器模块1007包括第三晶体管T3、第一电容器1015、第二电容器1017和第三电容器1019。第三晶体管T3可以是NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管。
第一电容器1015连接在小升压转换器1003的输出和地之间。第一电容器1015具有1微法(μF)至10μF范围内的电容值。第二电容器1017连接在第三晶体管T3的第一端子和地之间。第二电容器1017具有1μF至10μF范围内的电容值。第三电容器1019连接在大降压转换器1005的输出和地之间。第三电容器1019具有0.1纳法(nF)到10nF范围内的电容值。根据一个实施例，开关和电容器模块1007包括没有与SM 1000的其它组件一起集成在半导体集成电路(IC)或芯片上的分立电容器。在另一实施例中，开关和电容器模块1007与SM 1000的其它组件集成为半导体IC或芯片的一部分。
如下面的图11所示，第二电容器1017和第三电容器1019在图10的SM1000的操作的支持LV-PA的APT模式下并联使用，其中，在图11中没有示出通过控制信号而被失活的组件。图10的SM 1000在APT模式下不支持HV-PA，因为降压转换器1005不能输出比Vbat大的电压。
如下面的图12所示，第一电容器1015和第三电容器1019在图10的SM1000的操作的ET模式下单独使用，其中，在图12中没有示出通过控制信号而被失活的组件。
LA1009包括连接到小升压转换器1003的输出的供给电压输入、连接到地的地输入、接收将在ET模式下被跟踪以确定信号包络的信号的输入以及输出。
PA1001具有连接到大降压转换器1005的输出和LA1009的输出的供给电压输入、连接到地的地输入、接收RF输入信号RF_in的输入以及输出RF信号RF_out的输出。
图11是在支持LV-PA的APT模式下上述图10的PA1001的SM 1000的框图。由于SM1000包括大降压转换器1005，因此它仅输出小于Vbat的电压(Vcc)。因此，在APT模式下，SM1000仅支持LV-PA而不能支持HV-PA。
参照图11，SM 1000被控制为激活PA1001、大降压转换器1005和开关和电容器模块1007，并且使小升压转换器1003、第一电容器1015和LA1009失活。
开关和电容器模块1007的第三晶体管T3导通，使得开关和电容器模块1007的有效电容是第二电容器1017和第三电容器1019的电容之和。
由于大降压转换器1005输出小于Vbat的电压，因此在APT模式下操作的SM 1000仅支持LV-PA而不能支持HV-PA。
图12是在支持LV-PA的ET模式下上述图10的PA的SM 1000的框图。
参照图12，SM 1000被控制为激活PA 1001、小升压转换器1003、大降压转换器105、开关和电容器模块1007和LA 1009。
开关和电容器模块1007的第三晶体管T3截止，使得第一电容器1015和第三电容器1019分别操作，并且第二电容器1017不被使用。
在操作中，小升压转换器1003输出大于Vbat的电压，并且大降压转换器1005输出小于Vbat的电压。因此，支持ET模式的SM 1000可以向LA 1009提供跟踪PA 1001的RF_out信号的包络所需的供给电压。由于小升压变换器1003输出大于Vbat的电压，并且大降压转换器1005输小于Vbat的电压，因此SM 1000由于功率损耗展现出很差的效率。
需要一种能够在APT模式下操作并支持HV-PA的PA的SM。还需要比上述图10的SM1000更有效地在ET模式下操作的PA的SM。
图13是根据本公开的实施例的PA 1301的SM 1300的框图。
参照图13，SM 1300连接到PA 1301并且包括降压-升压转换器1303、降压(双)转换器1305、开关和电容器模块1307和线性放大器(LA)1309，其中，加粗的线表示它比未加粗的线携带更大的电流。
降压-升压转换器1303包括第一电感器1311、第一晶体管T1(例如，用于使电流通过的导通晶体管)、第一PMOS晶体管P1、第一NMOS晶体管N1、第三PMOS晶体管P3和第三NMOS晶体管N3。第一晶体管T1可以是NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管。图13示出第一PMOS晶体管P1和第三PMOS晶体管P3作为PMOS晶体管，第一NMOS晶体管N1和第三NMOS晶体管N3作为NMOS晶体管。然而，本公开的实施例的晶体管不限于任何特定的晶体管类型，而是可以包括任何合适的晶体管类型(例如NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管)。
第一电感器1311具有预定范围(例如，1μH至10μH)内的电感值且电流承载能力大于1A。由于第一电感器1311的物理尺寸大约是长度2毫米(2mm)且宽度2mm，因此第一电感器1311被称为“大电感”。然而，随着技术的发展和这种电感的尺寸的变化，在本公开的实施例中也可以使用其它尺寸。具有此电感范围且电流承载能力大于1A的电感器1311的降压-升压转换器1303通常被称为“大降压-升压转换器”。
第一电感器1311具有：第一端，连接到例如第一PMOS晶体管P1和第一NMOS晶体管N1的漏极；第二端，连接到第三PMOS晶体管P3和第三NMOS晶体管N3的漏极。第一NMOS晶体管N1和第三NMOS晶体管N3的源极连接到地。第一晶体管T1的第一端子和第三PMOS晶体管P3的源极连接到电池电压(Vbat)。第一晶体管T1的第二端子连接到第一PMOS晶体管P1的源极，其中，第一晶体管T1的第二端子和第一PMOS晶体管P1的源极是大降压-升压转换器1303的输出。
在操作中，降压-升压转换器1303被控制为在降压模式下操作时输出小于的Vbat的电压Vbb，而在升压模式下操作时输出大于Vbat的电压Vbb。根据晶体管尺寸，产生数百mA(例如，100mA至1000mA)的范围内的平均输出电流。为了在APT模式下支持HV-PA，降压-升压转换器1303输出大于Vbat的电压。在ET模式下，降压-升压转换器1303向LA1309和大降压(双)转换器1305的第四PMOS晶体管P4的源极两者输出大于Vbat的电压。因此，大降压双转换器1305可以输出大于Vbat的电压。
降压(双)转换器1305包括第二电感器1313、第二PMOS晶体管P2、第四PMOS晶体管P4和第二NMOS晶体管N2。图13示出第二PMOS晶体管P2和第四PMOS晶体管P4作为PMOS晶体管，第二NMOS晶体管N2作为NMOS晶体管。然而，本公开的实施例的晶体管不限于任何特定的晶体管类型，而是可以包括任何合适的晶体管类型(例如，NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管)。
第二电感器1313具有预定范围内(例如，1μH至10μH)的电感值和大于1A的电流承载能力。由于第二电感器1313的物理尺寸大约是长度2毫米(2mm)且宽度2mm，因此第二电感器1313被称为“大电感”。然而，随着技术的发展和这种电感1313的尺寸的变化，在本公开的实施例中也可以使用其它尺寸。具有此电感范围且电流承载能力大于1A的电感器1313的降压(双)转换器1305通常被称为“大降压(双)转换器”。第二电感器1313具有：第一端，连接到例如第二PMOS晶体管P2、第四PMOS晶体管P4和第二NMOS晶体管N2的漏极；第二端，作为降压(双)转换器1305的输出。第四PMOS晶体管P4的源极连接到降压-升压转换器1303的输出。第二PMOS晶体管P2的源极连接到Vbat，第二NMOS晶体管N2的源极连接到地。
在操作中，在支持LV-PA的APT模式下，降压(双)转换器1305在支持LV-PA的APT模式下输出小于Vbat的电压Vcc，而在ET模式下输出需要跟踪PA1301的RF_out信号的包络的小于或大于Vbat的输出电压。根据晶体管尺寸，降压(双)转换器1305输出数百mA(例如，100mA至1000mA)范围内的平均电流(以下，简称为“大降压(双)转换器”)。由于大降压-升压转换器1303输出大于Vbat的电压，并且大降压(双)转换器1305经由连接到大降压-升压转换器1303的第四PMOS晶体管P4输出大于Vbat的电压，因此与上述图10的SM 1000相比，SM1300由于更少的功率损耗而展现出提高的效率。
开关和电容器模块1307包括第三晶体管T3、第一电容器1317和第二电容器1319。第三晶体管T3可以是任何适当的晶体管类型(例如，NMOS晶体管、PMOS晶体管、作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管等)。
在本公开的实施例中，开关和电容器模块1307可被构造为图10所述的开关和电容器模块1007。
第一电容器1317连接在大降压-升压转换器1303的输出和地之间。第一电容器1317具有1μF至10μF范围内的电容值。第二电容器1319连接在大降压(双)转换器1305的输出和地之间。第二电容器1319具有在范围0.1nF至10nF范围内的电容值。根据一个实施例，开关和电容器模块1307包括没有与SM 1300的其它组件一起集成在半导体IC或芯片上的分立电容器。在另一个实施例中，开关和电容器模块1307与SM 1300的其它组件集成为半导体IC或芯片的一部分。
如下面图14和15分别所示，开关和电容器模块1307的第一电容器1317和第二电容器1319并联使用，以使SM 1300在APT模式下支持LV-PA和HV-PA的SM 1300。通过使第三晶体管T3导通使第一电容器1317与第二电容器1319结合。
在如下面的图16所示的ET模式下，第一电容器1317与第二电容器1319通过使第三晶体管T3截止来被单独使用。
LA1309包括连接到大降压-升压转换器1303输出的供给电源输入、连接到地的地输入、接收输入信号EnV的输入以及输出。
PA1301包括连接到大降压(双)转换器1305的输出和LA1309的输出的供给电压输入、连接到地的地输入、接收RF输入信号RF_in的输入和输出RF输出信号RF_out的输出。
图14是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的APT模式下的上述图13的PA1301的SM 1300的框图。
参照图14，SM 1300被控制为激活PA1301、大降压(双)转换器1305、开关和电容器模块1307，并且使大降压-升压转换器1303和LA1309失活。
在操作中，连接到失活的大降压-升压转换器1303的第四PMOS晶体管P4截止，使得大降压(双)转换器1305用作降压转换器。开关和电容器模块1307的第三晶体管T3导通，使得开关和电容器模块1307具有等于第一电容器1317与第二电容器1319的电容值之和的有效电容。因此，大降压(双)转换器1305输出小于Vbat的电压Vcc。根据晶体管尺寸，降压(双)转换器1305输出数百mA的范围内的平均电流。由于大降压(双)转换器1305输出小于Vbat的电压，因此SM 1300在APT模式下支持LV-PA。
图15是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的APT模式下上述图13的PA1301的SM1300的框图。
参照图15，SM 1300被控制为激活PA1301、大降压-升压转换器1303和开关和电容器模块1307，并且使大降压(双)转换器1305和LA1309失活。
在操作中，开关和电容器模块1307的第三晶体管T3导通，使得开关和电容器模块1307具有等于第一电容器1317和第二电容器1319的电容值之和的有效电容。因此，大降压-升压转换器1303输出大于Vbat的电压Vcc。根据晶体管尺寸，大降压-升压降压转换器1303输出数百mA的范围内的平均电流。由于大降压-升压型转换器1303可以输出大于Vbat的电压，因此SM1300在APT模式下支持HV-PA。
图16是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的ET模式下上述的图13的PA1301的SM1300的框图。
参照图16，SM 1300被控制为激活PA1301、大降压-升压转换器1303、大降压双转换器1305、开关和电容器模块1307和LA1309。
在操作中，大降压(双)转换器1305的第四PMOS晶体管P4导通以连接到大降压-升压转换器1303，使得大降压(双)转换器1305可以输出大于Vbat的电压。开关和电容器模块1307的第三晶体管T3截止，使得第一电容器1317与第二电容器1319单独操作。因此，大降压-升压转换器1303可以输出大于Vbat的电压Vbb，并且大降压(双)转换器1305可以输出大于Vbat的电压Vcc。根据晶体管尺寸，大降压-升压型转换器1303和降压(双)转换器1305的每个都输出数百mA的范围内的平均电流。大降压-升压型转换1303和大降压(双)转换器1305每个都输出大于Vbat的输出电压。因此，支持ET模式的SM 1300可向LA1309提供跟踪PA130的RF_out信号的包络需要的供给电压。由于大降压-升压转换器1303和大降压(双)转换器1305的每个可以输出大于Vbat的电压，因此由于展现更少的功率损耗，SM 1000在ET模式下比上述图12的SM 1300更有效。
图17是根据本公开的实施例的PA1701的SM 1700的框图。
参照图17，SM 1700连接到PA1701，并包括小降压-升压转换器1703、大降压-升压转换器1705、开关和电容器模块1707和LA1709，其中，加粗的线指示它比未加粗的线携带更大的电流。
小降压-升压转换器1703包括第一电感器1711、第一晶体管T1(例如，使电流通过的导通晶体管)、第一PMOS晶体管P1、第一NMOS晶体管N1、第三PMOS晶体管P3和第三NMOS晶体管N3。图17示出第一PMOS晶体管P1和第三PMOS晶体管P3作为PMOS晶体管，以及第一NMOS晶体管N1和第三NMOS晶体管N3作为NMOS晶体管。然而，本公开的实施例的晶体管不限于任何特定的晶体管类型，而是可以包括任何合适的晶体管类型(例如，NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管)。
第一电感器1711具有预定范围内(例如，1μH至10μH)的电感值和小于1A的电流承载能力。由于第一电感器1711的物理尺寸大约是长度2毫米(2mm)且宽度1.6mm，因此第一电感器1711被称为“小电感”。然而，随着技术的发展和这种电感的尺寸的变化，在本公开的实施例中也可以使用其它尺寸。具有此电感范围且电流承载能力小于1A的电感器1711的降压-升压转换器通常被称为“小降压-升压转换器”。
第一电感器1711具有：第一端，连接到例如第一PMOS晶体管P1和第一NMOS晶体管N1的漏极；第二端，连接到例如第三晶体管P3和第三NMOS晶体管N3的漏极。第一NMOS晶体管N1和第三NMOS晶体管N3的源极连接到地。第一晶体管T1的第一端子和第三PMOS晶体管P3的源极连接到电池电压(Vbat)。第一晶体管T1的第二端子连接到第一PMOS晶体管P1的源极，其中，第一晶体管T1的第二端子和第一PMOS晶体管P1的源极是小降压-升压转换器1703的输出。
在操作中，小降压-升压转换器1703被控制为在降压模式下操作时输出小于Vbat的电压Vbb，而在升压模式下操作时输出大于Vbat的电压。根据晶体管尺寸，产生数十mA(例如，10mA至100mA)范围内的平均输出电流。为了在APT模式和ET模式下支持HV-PA，小降压-升压转换器1703输出大于Vbat的电压Vbb。
大降压-升压转换器1705包括第二电感器1713、第二晶体管T2(例如，使电流通过的导通晶体管)、第二PMOS晶体管P2、第二NMOS晶体管N2、第五PMOS晶体管P5和第四NMOS晶体管N4。图17示出第二PMOS晶体管P2和第五PMOS晶体管P5作为PMOS晶体管，第二NMOS晶体管N2和第四NMOS晶体管N4作为NMOS晶体管。然而，本公开的实施例的晶体管不限于任何特定的晶体管类型，而是可以包括任何合适的晶体管类型(例如，NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管)。
第二电感器1713具有预定范围内(例如，1μH至10μH)的电感值和大于1A的电流承载能力。由于第二电感器1713的物理尺寸大约是长度2毫米(2mm)且宽度2mm，因此第二电感器1713被称为“大电感”。然而，随着技术的发展和这种电感的尺寸的变化，在本公开的实施例中也可以使用其它尺寸。具有此电感范围且电流承载能力大于1A的电感器的降压-升压转换器通常被称为“大降压-升压转换器”。
第二电感器1713具有：第一端，连接到例如第二PMOS晶体管P2和第二NMOS晶体管N2的漏极；第二端，连接到例如第五PMOS晶体管P5和第四NMOS晶体管N4的漏极。第二NMOS晶体管N2和第四NMOS晶体管N4的源极连接到地。第二晶体管T2的第一端子和第二PMOS晶体管P2的源极连接到电池电压(Vbat)。第二晶体管T2的第二端子连接到第五PMOS晶体管P5的源极，其中，第二晶体管T2的第二端子和第五PMOS晶体管P5的源极是大降压-升压转换器1705的输出。
在操作中，大降压-升压转换器1705被控制为在降压模式下操作时输出小于Vbat的电压Vcc，而在升压模式下操作时输出大于Vbat的电压。根据晶体管尺寸，产生数百mA(例如，100mA至1000mA)范围内的平均输出电流。为了在APT模式和ET模式下支持HV-PA，大降压-升压转换器1705输出大于Vbat的电压Vcc。
开关和电容器模块1707包括第三晶体管T3、第一电容器1717和第二电容器1719。第三晶体管T3可以是任何适当的晶体管类型(例如，NMOS晶体管、PMOS晶体管、作为CMOS开关而连接的NMOS晶体管和PMOS晶体管等)。
在本公开的实施例中，开关和电容器模块1707可以被构造为上述图10的开关和电容器模块1007。
第一电容器1717连接在小降压-升压转换器1703的输出和地之间。第一电容器1717具有1μF至10μF范围内的电容值。第二电容器1719连接在大降压-升压转换器1705的输出和地之间。第二电容器1719具有0.1nF至10nF范围内的电容值。根据一个实施例，开关和电容器模块1707没有与SM 1700的其它组件一起集成在半导体IC或芯片上。在另一个实施例中，开关和电容器模块1707与SM 1700的其它组件集成为半导体集成电路或芯片的一部分。
如下面的图18和图19所示，开关和电容器模块1707的第一电容器1717和第二电容器1719并联使用，以使SM 1700在APT模式下支持LV-PA和HV-PA。第一电容器1717与第二电容器1719通过使第三晶体管T3导通而被结合。
在下面描述的图20所示的ET模式下，第一电容器1717和第二电容器1719通过使第三晶体管T3截止而被单独使用。
LA 1709包括连接到小降压-升压转换器1703的输出的供给电压输入、连接到地的地输入、接收输入信号Env的输入以及输出。
PA 1701包括连接到大降压-升压转换器1705的输出和LA 1709的输出的供给电压输入、连接到地的地输入、接收RF输入信号RF_in的输入和输出RF输出信号RF_out的输出。
图18是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的APT模式下上述的图17的PA 1701SM1700的框图。
参照图18，SM 1700被控制为激活PA 1701、小降压-升压转换器1703和开关和电容器模块1707，并且使大降压-升压转换器1705和LA 1709失活。
在操作中，小降压-升压转换器1703的第一晶体管T1和第一NMOS晶体管N1截止，使得小降压-升压转换器1703用作降压转换器(即，降压模式)。在降压模式下，小降压-升压型转换器1703输出小于Vbat的电压Vbb。开关和电容器模块1707的第三晶体管T3导通，使得开关和电容器模块1707具有等于第一电容器1717和第二电容器1719的电容值之和的有效电容。根据晶体管尺寸，小降压-升压型转换器1703输出数十mA范围内的平均电流。由于小降压-升压型转换器1703输出小于Vbat的电压，SM 1700在APT模式下支持LV-PA。
图19是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的APT模式下上述图17的PA 1701的SM1700的框图。
参照图19，SM 1700被控制为激活PA 1701、大降压-升压转换器1705和开关和电容器模块1707，并且使小降压-升压转换器1703和LA 1709失活。
在操作中，开关和电容器模块1707的第三晶体管T3导通，使得开关和电容器模块1707具有等于第一电容器1717和第二电容器1719的电容值之和的有效电容。因此，大降压-升压转换器1705输出大于Vbat的电压Vcc。根据晶体管尺寸，大降压-升压降压转换器1705输出在数百mA范围内的平均电流。由于大降压-升压型转换器1705可以输出大于Vbat的电压，因此SM1700在APT模式下支持HV-PA。
图20是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的ET模式下上述图17的PA 1701的SM的框图。
参照图20，SM 1700被控制为激活PA 1701、小降压-升压转换器1703、大降压-升压转换器1705、开关和电容器模块1707和LA 1709。
在操作中，大降压-升压转换器1705的第二晶体管T2和第四NMOS晶体管N4截止，使得大降压-升压转换器1705作为降压转换器(即，降压模式)操作。也就是说，在降压模式下大降压-升压型转换器1705输出小于Vbat的电压Vcc。开关和电容器模块1707的第三晶体管T3截止，使得第一电容器1717和第二电容器1719单独操作。在降压模式下，小降压-升压型转换器1703输出小于Vbat的电压Vbb。在升压模式下(即，第一晶体管T1和第三NMOS晶体管N3截止，使得小降压-升压转换器1703用作升压转换器)，小降压-升压转换器1703输出大于Vbat的电压Vbb。根据晶体管尺寸，小降压-升压型转换器1703输出数十mA范围内的平均电流，大降压-升压型转换器1705输出数百mA范围内的平均电流。因此，支持ET模式的SM 1700可以向LA 1709和PA 1701提供跟踪PA1701的RF_out信号的包络需要的供给电压。由于SM1700包括小降压-升压1703和大降压-升压1705，因此，由于更少的功率损耗，SM 1700可以比上述图10的SM 1000更有效。
图21是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的APT模式下控制SM的方法的流程图。
参照图21，以及上述图13的SM1300，在步骤2101，大降压-升压转换器(例如，图13的大降压-升压转换器1303)被失活。
在步骤2103，开关和电容器模块(例如，图13的开关和电容器模块1307)被激活为一个电容器来操作。
在步骤2105，大降压(双)转换器(例如，图13的大降压(双)转换器1305)被激活为大降压转换器(即，降压模式)操作，其中，大降压(双)转换器的输出连接到开关和电容器模块。
在步骤2107，LA(例如，图13的LA1309)被失活。
在步骤2109，PA(例如，图13的PA1301)被激活而被提供大降压(双)转换器的输出电压，以在APT模式下作为LV-PA操作。
图22是根据本公开的实施例的在支持HV-PA的APT模式下控制SM的方法的流程图。
参照图22以及上述图13的SM 1300，在步骤2201，大降压-升压转换器(例如，图13的大降压-升压转换器1303)被激活。
在步骤2203，开关和电容器模块(例如，图13的开关和电容器模块1307)被激活为连接到大降压-升压转换器的输出的一个电容器来操作。
在步骤2205，大降压(双)转换器(例如，图13的大降压(双)转换器1305)被失活。
在步骤2207，LA(例如，图13的LA 1309)被失活。
在步骤2209，PA(例如，图13的PA 1301)被激活而被提供大降压(双)转换器的输出电压，以在APT模式下作为HV-PA操作。
图23是根据本公开的实施例的在ET模式下控制SM的方法的流程图。
参照图23以及上述图13的SM 1300，在步骤2301，大降压-升压转换器(例如，图13的大降压-升压转换器1303)被激活。
在步骤2303，开关和电容器模块(例如，图13的开关和电容器模块1307)被激活而作为两个单独的电容器来操作，其中，第一电容器连接到大降压-升压转换器的输出，并且存在具有小于第一电容器的电容值的第二电容器。
在步骤2305，大降压(双)转换器(例如，图13的大降压(双)转换器1305)被激活而能够输出大于Vbat的电压，并且大降压(双)转换器的输出连接到第二电容器。
在步骤2307，LA(例如，图13的LA 1309)被激活而被提供大降压-升压转换器的输出电压。
在步骤2309，PA(例如，图13的PA1301)被激活而被提供LA的输出和大降压(双)转换器的输出，以跟踪PA的RF输出信号RF_out的包络。
图24是根据本公开的实施例的在支持LV-PA的APT模式下控制SM的方法的流程图。
参照图24，以及上述图17的SM 1700，在步骤2401，小降压-升压转换器(例如，图17的小降压-升压型转换器1703)被激活而作为小降压转换器(即，降压模式)操作。
在步骤2403，开关和电容器模块(例如，图17的开关和电容器模块1707)被激活为连接到小降压-升压转换器的输出的一个电容器来操作。
在步骤2405，大降压-升压转换器(例如，图17的大降压-升压型转换器1703)被失活。
在步骤2407，LA(例如，图17的LA1709)被失活。
在步骤2409，PA(例如，图17的PA1701)被激活而被提供小降压-升压转换器的输出电压以在APT模式下作为LV-PA操作。
图25是本公开的实施例的在支持HV-PA的APT模式下控制SM的方法的流程图。
参照图25以及上述图17的SM 1700，在步骤2501，小降压-升压转换器(例如，图17的小降压-升压型转换器1703)被失活。
在步骤2503，开关和电容器模块(例如，图17的开关和电容器模块1707)被激活为一个电容器来操作。
在步骤2505，大降压-升压转换器(例如，图17的大降压-升压型转换器1703)被激活，其中，大降压-升压转换器的输出连接到开关和电容器模块的一个有效电容器。
在步骤2507，LA(例如，图17的LA1709)被失活。
在步骤2509，PA(例如，图17的PA1701)被激活而被提供大降压-升压转换器的输出电压以在APT模式下作为HV-PA操作。
图26是本公开的实施例的在ET模式下控制SM的方法的流程图。
参照图26以及上述图17的SM 1700，在步骤2601，小降压-升压转换器(例如，图17的小降压-升压型转换器1703)被激活。
在步骤2603，开关和电容器模块(例如，图17的开关和电容器模块1707)被激活而作为两个单独的电容器来操作，其中，第一电容器连接到小降压-升压转换器的输出，并且存在具有小于第一电容器的电容值的第二电容器。
在步骤2605，大降压-升压转换器(例如，图17的大降压-升压型转换器1703)被激活而作为大降压转换器(即，降压模式)操作，其中，大降压-升压型转换器的输出连接到第二电容器。
在步骤2607，LA(例如，图17的LA1709)被激活而被提供小降压-升压转换器的输出电压。
在步骤2609，PA(例如，图17的PA1701)被激活而被提供LA的输出和大降压-升压转换器的输出电压，以跟踪PA的RF输出信号RF_out的包络。
尽管已经参照本公开的详细描述说明了本公开的特定实施例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本公开进行各种形式的修改。因此，本公开的范围不应仅基于描述的实施例确定，而是基于所附权利要求及其等同物确定。

Claims (27)

1.一种具有供给调制的功率放大设备，包括：
降压-升压转换器，包括连接到第一电压的供给输入以及输出；
开关和电容器模块，包括连接到降压-升压转换器的输出的第一输入以及第二输入；
降压转换器，包括连接到第一电压的供给输入、连接到降压-升压转换器的输出的输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；
线性放大器，包括连接到降压-升压转换器的输出的供给输入、输入以及连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；以及
功率放大器，包括连接到降压转换器的输出的供给输入、接收射频输入信号的输入和输出射频输出信号的输出。
2.如权利要求1所述的功率放大设备，其中，
在支持低电压功率放大的平均功率跟踪模式下，降压-升压转换器和线性放大器被失活，降压转换器、开关和电容模块和功率放大器被激活，并且降压转换器在降压模式下操作，
在支持高电压功率放大的平均功率跟踪模式下，降压转换器和线性放大器被失活，降压-升压转换器、开关和电容模块和功率放大器被激活，并且降压-升压转换器在升压模式下操作，
在支持高电压功率放大的包络跟踪模式下，降压转换器、线性放大器、降压-升压转换器、开关和电容模块和功率放大器被激活，并且降压转换器通过降压转换器的输入接收来自降压-升压转换器的输出，而输出大于第一电压的电压。
3.如权利要求2所述的功率放大设备，其中，降压-升压转换器包括：
第一晶体管，包括连接到第一电压的第一端子、栅极和连接到降压-升压转换器的输出的第二端子；
第二晶体管，包括连接到降压-升压转换器的输出的第一端子、栅极和第二端子；
第三晶体管，包括连接到第二晶体管的第二端子的第一端子、栅极和连接到地的第二端子；
第四晶体管，包括连接到第一电压的第一端子、栅极和第二端子；
第五晶体管，包括连接到第四晶体管的第二端子的第一端子、栅极和连接到地的第二端子；以及
第一电感器，连接在第二晶体管的第二端子和第四晶体管的第二端子之间。
4.如权利要求3所述的功率放大设备，其中，第一电感器能够携带大于1A的电流，其中，降压-升压转换器输出100mA至1000mA范围内的平均电流。
5.如权利要求3所述的功率放大设备，其中，第一晶体管至第五晶体管中的每个晶体管是NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的PMOS晶体管和NMOS晶体管。
6.如权利要求2所述的功率放大设备，其中，降压转换器包括：
第六晶体管，包括连接到降压-升压转换器的输出的第一端子、栅极和第二端子；
第七晶体管，包括连接到第一电压的第一端子、栅极和连接到第六晶体管的第二端子的第二端子；
第八晶体管，包括连接到第六晶体管的第二端子的第一端子、栅极和连接到地的第二端子；以及
第二电感器，连接在第六晶体管的第二端子和降压转换器的输出之间。
7.如权利要求6所述的功率放大设备，其中，第二电感器能够携带大于1A的电流，其中，降压转换器输出100mA至1000mA范围内的平均电流。
8.如权利要求2所述的功率放大设备，其中，开关和电容器模块包括：
第九晶体管，包括连接到降压-升压转换器的输出的第一端子、栅极和连接到降压转换器的输出的第二端子；
第一电容器，连接在第九晶体管的第一端子和地之间；以及
第二电容器，连接在第九晶体管的第二端子和地之间。
9.如权利要求8所述的功率放大设备，其中，第一电容器具有1μF至10μF范围内的电容值，其中，第二电容器具有0.1nF至10nF范围内的电容值。
10.如权利要求8所述的功率放大设备，其中，在支持低电压功率放大的平均功率跟踪模式和支持高电压功率放大的平均功率跟踪模式下，第九晶体管导通，
在支持高电压功率放大的包络跟踪模式下，第九晶体管截止。
11.如权利要求2所述的功率放大设备，其中，开关和电容器模块包括：
第十晶体管，包括连接到降压转换器的输出的第一端子、栅极和第二端子；
第三电容器，连接在降压-升压转换器的输出和地之间；
第四电容器，连接在第十晶体管的第二端子和地之间；以及
第五电容器，连接在第十晶体管的第一端子和地之间。
12.如权利要求11所述的功率放大设备，其中，在支持低电压功率放大的平均功率跟踪模式和支持高电压功率放大的平均功率跟踪模式下，第十晶体管导通，
在支持高电压功率放大的包络跟踪模式下，第十晶体管截止。
13.如权利要求1所述的功率放大设备，其中，第一电压是电池电压。
14.一种具有供给调制的功率放大设备，包括：
第一降压-升压转换器，包括连接到第一电压的供给输入和输出；
开关和电容器模块，包括连接到第一降压-升压转换器的输出的第一输入和第二输入；
第二降压-升压转换器，包括连接到第一电压的供给输入和连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；
线性放大器，包括连接到第一降压-升压转换器的输出的供给输入、输入、连接到开关和电容器模块的第二输入的输出；以及
功率放大器，包括连接到第二降压-升压转换器的输出的供给输入、接收射频输入信号的输入和输出射频输出信号的输出。
15.如权利要求14所述的功率放大设备，其中，从第一降压-升压转换器输出的平均电流小于从第二降压-升压转换器输出的平均电流。
16.如权利要求15所述的功率放大设备，其中，
在支持低电压功率放大的平均功率跟踪模式下，第二降压-升压转换器和线性放大器被失活，第一降压-升压转换器、开关和电容模块和功率放大器被激活，并且第一降压-升压转换器在降压模式下操作，
在支持高电压功率放大的平均功率跟踪模式下，第一降压-升压转换器和线性放大器被失活，第二降压-升压转换器、开关和电容模块和功率放大器被激活，并且第二降压-升压转换器在升压模式下操作，
在支持高电压功率放大的包络跟踪模式下，第一降压-升压转换器、第二降压-升压转换器、线性放大器、开关和电容模块和功率放大器被激活，其中，第一降压-升压转换器在升压模式下操作，而第二降压-升压转换器在降压模式下操作。
17.如权利要求16所述的功率放大设备，其中，第一降压-升压转换器包括：
第一晶体管，包括连接到第一电压的第一端子、栅极和连接到第一降压-升压转换器的输出的第二端子；
第二晶体管，包括连接到第一降压-升压转换器的输出的第一端子、栅极和第二端子；
第三晶体管，包括连接到第二晶体管的第二端子的第一端子、栅极和连接到地的第二端子；
第四晶体管，包括连接到第一电压的第一端子、栅极和第二端子；
第五晶体管，包括连接到第四晶体管的第二端子的第一端子、栅极和连接到地的第二端子；以及
第一电感器，连接在第二晶体管的第二端子和第四晶体管的第二端子之间。
18.如权利要求17所述的功率放大设备，其中，第一电感器能够携带小于1A的电流，其中，第一降压-升压转换器输出10mA至100mA范围内的平均电流。
19.如权利要求17所述的功率放大设备，其中，第一晶体管至第五晶体管中的每个晶体管是NMOS晶体管、PMOS晶体管或作为CMOS开关而连接的PMOS晶体管和NMOS晶体管。
20.如权利要求16所述的功率放大设备，其中，第二降压-升压转换器包括：
第六晶体管，包括连接到第一电压的第一端子、栅极和连接到第二降压-升压转换器的输出的第二端子；
第七晶体管，包括连接到第一电压的第一端子、栅极和第二端子；
第八晶体管，包括连接到第七晶体管的第二端子的第一端子、栅极和接地的第二端子；
第九晶体管，包括连接到第六晶体管的第二端子的第一端子、栅极和第二端子；
第十晶体管，包括连接到第九晶体管的第二端子的第一端子、栅极和接地的第二端子；以及
第二电感器，连接在第七晶体管的第二端子和第九晶体管的第二端子之间。
21.如权利要求20所述的功率放大设备，其中，第二电感器能够携带大于1A的电流，其中，第二降压-升压转换器输出100mA至1000mA范围内的平均电流。
22.如权利要求16所述的功率放大设备，其中，开关和电容器模块包括：
第十一晶体管，包括连接到第一降压-升压转换器的输出的第一端子、栅极和连接到第二降压-升压转换器的输出的第二端子；
第一电容器，连接在第十一晶体管的第一端子和地之间；以及
第二电容器，连接在第十一晶体管的第二端子和地之间。
23.如权利要求22所述的功率放大设备，其中，第一电容器具有1μF至10μF范围内的电容值，其中，第二电容器具有0.1nF至10nF范围内的电容值。
24.如权利要求22所述的功率放大设备，其中，在支持低电压功率放大的平均功率跟踪模式和支持高电压功率放大的平均功率跟踪模式下，第十一晶体管导通，
在支持高电压功率放大的包络跟踪模式下，第十一晶体管截止。
25.如权利要求16所述的功率放大设备，其中，开关和电容器模块包括：
第十二晶体管，包括连接到第二降压-升压转换器的输出的第一端子、栅极和第二端子；
第三电容器，连接在第一降压-升压转换器的输出和地之间；
第四电容器，连接在第十二晶体管的第二端子和地之间；以及
第五电容器，连接在第十二晶体管的第一端子和地之间。
26.如权利要求25所述的功率放大设备，其中，在支持低电压功率放大的平均功率跟踪模式和支持高电压功率放大的平均功率跟踪模式下，第十二晶体管导通，
在支持高电压功率放大的包络跟踪模式下，第十二晶体管截止。
27.如权利要求14所述的功率放大设备，其中，第一电压是电池电压。
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