CN106558988A - 共享集成直流－直流电源调节器 - Google Patents

Abstract

通过将直流－直流电源调节器与FEM组合，在此描述的系统和处理能够减小无线设备的内部设备的脚印。此外，通过在多个FEM之间共享集成直流－直流电源调节器，从而减小或者减少对无线设备的每个FEM使用独立直流－直流电源调节器，能够进一步减小设备脚印。此外，在特定实施例中，通过将直流－直流电源调节器集成到2G FEM中，能够对某些无线设备改善功效。例如，直流－直流电源调节器可以用作用于高频带2G传输功能的PA的电源。与直接由电源对高频带2G PA供电的系统相比，利用直流－直流电源调节器能够改善功效。

Description

共享集成直流－直流电源调节器

技术领域

所公开的技术涉及直流－直流电源调节器(DC-DC supply regulator)，并且尤其涉及用于支持功率放大操作的直流－直流电源调节器。

背景技术

可以将一种将一个直流(“DC”)电压电平转换为另一个直流电压电平的设备称为直流－直流电源调节器或者直流－直流转换器(DC-DC转换器)。直流－直流转换器可以包括在诸如移动电话、膝上型计算机等的电池供电设备中，其中该设备的各种子系统要求许多离散电压电平。在诸如以多种不同模式工作的移动电话的某些类型的设备中，可能希望以对工作模式更有效的电平对诸如功率放大器的特定元件供给电源电压，而不浪费功率并不因此而过早耗尽电池。在这种设备中，可能希望采用能够产生许多离散电压电平的直流－直流转换器。

发明内容

本公开的一个方案涉及一种无线设备的前端模块(FEM)。该FEM可以包括第一功率放大器和集成直流－直流电源调节器。该集成直流－直流电源调节器可以调节提供给第一功率放大器的第一电源电压。此外，集成直流－直流电源调节器可以调节提供给位于FEM外部的第二功率放大器的第二电源电压。

在特定实施例中，第二功率放大器包括在不同的FEM中。可以对2G通信配置FEM。然而，在某些情况下，可以对非2G通信配置包括第二功率放大器的不同FEM。

此外，FEM可以包括开关，配置该开关，以将来自第一功率放大器和第二功率放大器中的一个的信号提供到天线。此外，FEM可以包括第三功率放大器，配置该第三功率放大器，以提供低频带2G通信。相反，可以配置第一功率放大器，以提供高频带2G通信。在某些情况下，第三功率放大器从电源接收第三电源电压。可以直接地或者间接地从电源，而非从集成直流－直流电源调节器接收第三电源电压。

在某些实现中，集成直流－直流电源调节器根据从电源收到的电压调节第一电源电压和第二电源电压。此外，集成直流－直流电源调节器可以与偏压电路组合。该偏压电路能够将偏置电流提供到第一功率放大器。此外，集成直流－直流电源调节器能够包括位于FEM外部的电容器和电感器。因此，在特定实施例中，集成直流－直流电源调节器可以部分地与FEM集成并且部分地位于FEM外部。对于某些实现，FEM还可以包括一个或者多个阻抗匹配网络，配置该一个或者多个阻抗匹配网络，以使第一功率放大器的阻抗值与天线的阻抗值匹配。

本公开的另一个方案涉及多芯片模块(MCM)。该MCM可以包括第一前端模块(FEM)，该第一前端模块(FEM)能够包括：第一功率放大器和集成直流－直流电源调节器，配置该集成直流－直流电源调节器，以调节提供给第一功率放大器的第一电源电压。此外，该MCM可以包括第二FEM，该第二FEM能够包括第二功率放大器。可以配置该第二功率放大器，以接收来自集成直流－直流电源调节器的第二调节电源电压。

在某些实施例中，对2G通信配置第一FEM，而对非2G通信配置第二FEM。此外，第一FEM还可以包括开关，配置该开关，以将来自第一功率放大器和第二功率放大器中的一个的信号提供到天线。此外，第一FEM可以包括第三功率放大器。在某些这种情况下，可以配置第一功率放大器，以提供高频带2G通信，并且配置第三功率放大器，以提供低频带2G通信。此外，第三功率放大器可以从源而非从集成直流－直流电源调节器接收电源电压。

在某些设计中，集成直流－直流电源调节器可以根据从电源收到的电压调节第一电源电压和第二电源电压。此外，集成直流－直流电源调节器可以与偏压电路组合。配置该偏压电路，以将偏置电流提供到第一功率放大器。此外，该MCM还可以包括在第一FEM的外部的电容器和电感器。该电容器和电感器都是第一FEM的集成直流－直流电源调节器的一部分。

在本公开的又一个方案中，公开了一种无线设备。该无线设备可以包括天线，配置该天线，以提供信号和/或者接收来自多芯片模块(MCM)的信号。此外，无线设备可以包括MCM。该MCM可以包括第一前端模块(FEM)和第二FEM。第一FEM可以包括：第一功率放大器和集成直流－直流电源调节器，配置该集成直流－直流电源调节器，以调节提供给第一功率放大器的第一电源电压。第二FEM可以包括第二功率放大器，可以配置该第二功率放大器，以接收来自集成直流－直流电源调节器的第二电源电压。

在某些情况下，对2G通信配置第一FEM，而对非2G通信配置第二FEM。此外，第一FEM还可以包括开关，配置该开关，以将来自第一功率放大器和第二功率放大器中的一个的信号提供到天线。此外，第一FEM可以包括第三功率放大器。可以配置第一功率放大器，以提供高频带2G通信，并且可以配置第三功率放大器，以提供低频带2G通信。此外，第三功率放大器能够接收来自源的而非来自集成直流－直流电源调节器的电源电压。

该无线设备还可以包括电源，并且可以进一步配置所述集成直流－直流转换器电路，以根据从电源收到的电压，调节第一电源电压和第二电源电压。此外，集成直流－直流电源调节器可以与偏压电路组合。可以配置该偏压电路，以将偏置电流提供到第一功率放大器。此外，MCM还可以包括位于第一FEM外的电容器和电感器。该电容器和电感器可以是第一FEM的集成直流－直流电源调节器的一部分。

附图说明

在全部附图中，重复使用参考编号，以指出所指元件之间的对应性。提供附图是出于说明在此描述的本发明主题的实施例的目的，而非为了限制其范围。

图1A示出具有许多分别与单独直流－直流电源调节器关联的前端模块的无线设备的实施例的方框图。

图1B示出具有许多共享集成直流－直流电源调节器的前端模块的无线设备的实施例的方框图。

图2示出包括具有共享集成直流－直流电源调节器的一对前端模块的多芯片模块的一部分的实施例的方框图。

图3示出具有共享集成直流－直流电源调节器的2G前端模块的布局的实施例的方框图。

图4示出具有集成直流－直流电源调节器和功率放大器偏压电路的前端模块的电路图的一部分。

图5示出包括许多前端模块的无线设备的方框图。

图6示出包括许多共享集成于3G前端模块中的直流－直流电源调节器的前端模块的无线设备的方框图。

具体实施方式

通常，电子设备包括许多功率放大器。无线设备也不例外。通常，无线设备包括许多包括在一个或者多个前端模块(FEM)中的功率放大器。此外，无线设备还可以包括一个或者多个支持功率放大器的附加组件。例如，无线设备通常包括许多使FEM的各种元件与天线的阻抗匹配的匹配电路，天线的阻抗通常被设计为50欧姆。作为第二例子，无线设备可以包括许多用于偏压功率放大器的偏压电路。作为第三例子，无线设备可以包含一个或者多个用于调节对功率放大器供给的电压电平和/或者电流电平的直流－直流电源调节器。

前面的段落中描述的各种组件中的每个都增加无线设备的尺寸。通常，在使无线设备中包括附加特征与减小无线设备的尺寸和重量之间存在内在矛盾。因为要求延长电池寿命而不增大电池尺寸，加剧了该内在矛盾，电池通常占据无线设备的重量的显著比例。

有利的是，在此描述的实施例减少了芯片内容，产生较小的设备脚印，同时保持或者提高功效。通过使直流－直流电源调节器与FEM组合，在此描述的系统和处理能够减小无线设备的内部设备的脚印。此外，通过在多个FEM之间共享集成直流－直流电源调节器减小或者减少对无线设备的每个FEM采用单独直流－直流电源调节器，能够进一步减小设备脚印。此外，在特定实施例中，通过将直流－直流电源调节器集成到2G FEM中，能够对某些无线设备改善功效。例如，直流－直流电源调节器可以用于对用于高频带2G传输功能的PA供电。与直接由电源对高频带2G PA供电的系统相比，采用直流－直流电源调节器能够改善功效。

示例无线设备

图1A示出具有许多分别与直流－直流电源调节器110电通信的前端模块102的简化无线设备100的实施例的方框图，还可以将该直流－直流电源调节器110称为直流－直流转换器电路。前端模块102能够包括许多有助于利用许多通信标准或者技术通过一组通信频带进行信号传输的FEM。通常，利用代或者版本区别通信标准或者技术。例如，世界上大多数采用第二代无线电话技术发射语音呼叫。该技术通常被称为2G或者2－G。其他通信标准包括2.5G、3G、4G、4G LTE、5G、WiMAX、GSM、CDMA等等。

如图1A所示，前端模块102可以包括2G FEM 104、3G FEM 106和4GFEM 108。FEM 102中的每个都可以使得便于通过天线122发射通信信号。此外，至少某些FEM 102可以利用不同的技术和/或者通过不同的频带发射。FEM 102可以分别从直流－直流电源调节器110接收功率。例如，2G FEM 104可以从直流－直流电源调节器110A、3G FEM 106可以从直流－直流电源调节器110B接收功率，并且4G FEM 108可以从直流－直流电源调节器110C接收功率。为了简化讨论，并且不限制本公开，可以将直流－直流电源调节器110A、110B和110C称为单数形式的或者复数形式的直流－直流电源调节器110。在某些实施例中，可以省略直流－直流电源调节器110A。在该实施例中，2G FEM 104可以直接从电源(例如，电池)接收功率。

通常，如图1A所示，每个FEM 102都可以由其自己的直流－直流电源调节器110供电。此外，尽管未示出，但是每个直流－直流电源调节器110都可以与其自己的电感器和电容器电连通。因此，给定的无线设备可以支持的无线技术或者标准越多，则可以对直流－直流电源调节器110分配的空间越大。

此外，在某些实施例中，一个或者多个诸如2G FEM 104的FEM可以支持多频带。例如，2G FEM104可以支持低频带模式和高频带模式。通常，2GFEM104中的低频带支持设备(例如，低频带PA)直接由电池或者其他电源供电。尽管高频带支持设备(例如，高频带PA)可以通过直流－直流电源调节器供电，但是包括2G FEM的芯片包括单个电源引脚。因此，在这种情况下，高频带支持设备也可以由电源直接供电，与通过直流－直流电源调节器110A能够对高频带支持设备供电的系统相比，这样能够导致降低功效。

如下所做的详细讨论，通过将直流－直流电源调节器集成到FEM中并且在无线设备的FEM之间共享集成直流－直流电源调节器，在此公开的实施例减小无线通信系统的脚印，如图1B所示。此外，在某些实施例中，通过将直流－直流电源调节器集成到支持单个频带的FEM中，通过在低频带(例如，800－900MHz)支持组件由电源(例如，电池)直接供电时，使得高频带(例如，1800－1900MHz)支持组件能够通过直流－直流电源调节器供电，能够改善功效。

图1B示出具有许多共享集成直流－直流电源调节器142的前端模块120的无线设备150的实施例的方框图。与无线设备100相同，无线设备150的FEM 120可以包括多个FEM。例如，所示的例子包括2G FEM 140、3G FEM106、4G FEM 108。然而，与图1A的FEM 102不同，FEM 120共享能够集成到2G FEM 140中的直流－直流电源调节器142。

尽管在所示的例子中，直流－直流电源调节器142集成到2G FEM 140中，但是应当明白，作为一种选择，直流－直流电源调节器可以集成到诸如3G FEM 106的不同FEM中。此外，尽管无线设备150包括一个在FEM 120中的每个中共享的直流－直流电源调节器142，但是应当明白，FEM 120能够包括多个直流－直流电源调节器，其中至少一个直流－直流电源调节器在至少两个FEM之间共享。例如，2G FEM可以包括其自己的直流－直流电源调节器，而3G FEM 106可以包括与4G FEM 108共享的独立直流－直流电源调节器。

示例多芯片模块

图2示出包括具有共享集成直流－直流电源调节器的一对前端模块的多芯片模块200(MCM)的一部分的实施例的方框图。作为可以是有线设备或者是无线设备的设备的通信系统的一部分，可以包括MCM 200。应当明白，MCM 200可以包括许多附加设备，诸如功率放大器控制器和一个或者多个附加滤波器。然而，为了简化讨论并且不限制本公开，在图2中省略了这些附加组件。

MCM 200可以包括FEM 210和FEM 230。尽管示出了两个FEM，但是MCM能够包括多于或者少于2个的FEM。在某些实施例中，MCM 200可以对包括MCM 20的设备支持的每种通信技术包括单独FEM。在图2所示的例子中，FEM 210代表2G通信标准的2G FEM。可以配置FEM 230，以支持一个或者多个替换通信标准或者技术。例如，可以配置FEM 230，以支持3G和4G通信。此外，FEM 230可以支持许多通信频带。例如，FEM 230可以支持6个或者7个通信频带。在所示的例子中，FEM 230通过三个功率放大器232A、232B、232C支持许多通信频带，可以将三个功率放大器232A、232B、232C分别称为或者统称为功率放大器232。在某些情况下，每个功率放大器232都支持不同的通信频带。作为一种选择，至少一些功率放大器232可以支持多个通信频带。因此，尽管FEM 230包括三个功率放大器232，但是FEM230仍可以支持三个以上的通信频带。

FEM 210包括组合的直流－直流电源调节器(或者转换器)和偏压电路块216。为了简化讨论并且不限制本公开，在此将组合的直流－直流电源调节器和偏压电路块216称为直流－直流+偏压216。直流－直流+偏压216既能够提供直流－直流电源调节器的功能又能够提供偏压电路的功能。作为一种选择，在特定实施例中，在对2G FEM的尺寸增加最少的情况下，能够将直流－直流+偏压216集成到FEM 210中。在某些情况下，当将直流－直流电源调节器和偏压电路组合时，并入直流－直流电源调节器的芯片的尺寸增加不到20％。直流－直流+偏压芯片的这样尺寸增大可以传导到2G FEM的尺寸增大不到5％。在某些情况下，直流－直流芯片的尺寸增大的不一致性是因为在某些情况下电感器和电容器可以在2G FEM的外边。此外，尽管2G FEM的尺寸可以以小比例增大，但是可以减小无线设备的总体尺寸，因为其他FEM可以共享具有2G FEM的直流－直流电源调节器。此外，在某些实施例中，能够在不增大2G FEM的尺寸的情况下，将直流－直流+偏压216集成到FEM 210中。此外，在某些实施例中，能够在不增大或者几乎不增大FEM的尺寸的情况下，将直流－直流+偏压216集成到3G中。

有利的是，通过将具有偏压电路的直流－直流电源调节器集成到FEM210中，可以减小2G通信电路系统要求的脚印的尺寸。此外，在某些实现中，可以提高功效，因为例如可以由直流－直流+偏压216对高频带PA 212供电。直流－直流+偏压216能够调节供给功率，从而改善高频带PA 212的功效。此外，由于2G FEM的低频带PA通常吸收大量电流，所以通过在没有直流－直流电源调节器的情况下布置与电池电连通的低频带PA 214，低频带PA214可以直接由电池204或者其他电源供电。

如图2所示，MCM 200还包括：电感器226和电容器228。电感器226和电容器228尽管在FEM 210外边但是可以形成直流－直流+偏压216的一部分。因此，可以将电感器226称为直流－直流电感器，并且可以将电容器228称为直流－直流电容器。电感器226和电容器228有助于变换来自直流－直流+偏压216的直流－直流电源调节器的功率。此外，如Vcc输入206所示，直流－直流+偏压216对FEM 230供电。因此，有利的是，FEM 210的直流－直流+偏压216能够用于对FEM 230供电，从而消除FEM 230的单独直流－直流电源调节器，并且进一步减小MCM 200的脚印。

如上所述，FEM 210包括功率放大器212和功率放大器214。能够配置功率放大器212，以支持高频带2G运行(例如，1800－1900MHz)，并且能够配置功率放大器214，以支持低频带2G运行(例如，800－900MHz)。此外，功率放大器212、214中的每个都可以支持多个通信频带。功率放大器212和功率放大器214二者都可以由一组异质结双极型晶体管(HBT)形成。同样，FEM 230的功率放大器232可以由一组HBT形成。

FEM 210还包括阻抗匹配电路218和阻抗匹配电路220，配置该阻抗匹配电路218和阻抗匹配电路220，以使功率放大器212和功率放大器214的输出处的阻抗分别与天线224的阻抗匹配。通常，将天线224设计为50欧姆的阻抗。然而，能够将天线224设计到不同在阻抗值。此外，在某些情况下，天线224的阻抗根据包括MCM 200的无线设备的运行而变化。例如，阻抗可以根据到与天线224有关的基站或者用户手的位置的距离变化。在这种情况下，可以配置阻抗匹配电路218和220，以根据天线224的测量阻抗，分别调节功率放大器212和214的输出处的阻抗。

此外，FEM 210包括开关222，配置该开关222，以确定哪个信号源自天线224或者将哪个信号提供到天线224。如图2所示，开关222能够通过双工器234从FEM 230接收信号，并且能够通过相应阻抗匹配电路218和220从PA 212和214接收信号。根据控制信号，开关222能够将选择信号提供到天线224。在某些实施例中，控制信号可以由直流－直流+偏压216提供。

如上所述，MCM包括许多双工器234。在某些情况下，在FEM 230中，对于每个PA 232都可以存在双工器234。例如，双工器234A可以对应于PA232A、双工器234B可以对应于PA 232并且双工器234B可以对应于PA 232B。在某些情况下，一个或者多个双工器2234可以由一个或者多个PA 232共享。此外，双工器234可以包括一个或者多个滤波器，用于对FEM 230的输出滤波。

MCM 200的功率放大器能够包括任何类型的功率放大器。此外，可以设定功率放大器，以在特定工作点运行。该工作点可以由可以对一个或者多个功率放大器提供偏置电流和/或者配置电压的直流－直流+偏压216配置。在某些实施例中，FEM 230可以对FEM 230的PA 232包括单独配置电压.

尽管上面的许多讨论是关于发射信号的，但是应当明白，在从天线224接收信号时也涉及FEM 210和230。例如，双工器234还可以将收到的信号提供到无线设备中的收发器。

2G FEM的示例布局

图3示出具有共享集成直流－直流电源调节器216的2G前端模块210的布局300的实施例的方框图。在图3所示的例子中，图2所示的高频带PA212低频带PA 214包括在诸如多频带PA 310的单个块中。此外，FEM 210包括一对附加阻抗匹配块、天线阻抗匹配块302和级间阻抗匹配块304。

天线阻抗匹配块302可以包括用于使天线224与开关222之间阻抗匹配的电路。此外，可以配置天线阻抗匹配块302，以当正在发射信号和正在接收信号时都使阻抗匹配。此外，在某些实施例中，配置天线阻抗匹配块302，以产生谐波匹配并且/或者滤除发射信号或者接收信号的特定谐波。此外，可以配置天线阻抗匹配块302，以防止静电损伤(ESD)，例如，人接触天线224可以引起静电损伤。

配置级间阻抗匹配块304，以在多频带PA 310的功率放大器的级之间实现阻抗匹配。通常，尽管不必，但是多频带PA 310的功率放大器包括多级，每级都对PA的增益倍数起作用。通常，将低功率输入提供给PA的输入，并且PA以较高功率输出信号。施加的增益能够导致PA的级间阻抗失配。级间阻抗匹配块304能够使包括在多频带PA 310中的PA的低功率输入级、一个或者多个中间级和输出级之间的阻抗匹配。

块布局300包括第二FEM 330，配置该第二FEM 330，以提供诸如LTE频带1的通信频带，而非FEM 210的2G频带。FEM 330包括B1 PA 332，配置该B1 PA 332，以对通过FEM 330发射或者接收的通信信号提供增益。此外，将B1 PA 332输出的信号提供到双工器334，对于要通过天线224收到的信号或者发射的信号，该双工器334能够包括一个或者多个滤波器。

包括集成直流－直流电源调节器的示例FEM电路

图4示出具有包括功率放大器偏压电路402的集成直流－直流电源调节器(或者转换器)+偏压块216的前端模块410的电路图的一部分。

除了功率放大器偏压电路404，集成直流－直流电源调节器216还包括直流－直流电源调节器402。前端模块410可以包括针对FEM 210示出的和描述的一些或者全部特征和组件。为了简化图并且不进一步限制设计，从FEM410中省略了这些附加特征和组件。

FEM 410是支持多个频带、包括多个功率放大器的2G FEM。尽管图4示出2G FEM，但是FEM 410的特定实施例也能够应用于支持诸如3G、4GLTE或者5G的其他通信技术的FEM。FEM 410可以包括多频带(或者LB)PA 214和高频带(或者HB)PA 212。在某些实施例中，HB PA 212还可以支持中频带(或者MB)运行。

LB PA 214和HB PA 212都被示为三级PA。然而，功率放大器并不局限于这种，并且可以包括较少级，诸如2级，或者较多级，诸如4级，或者任何其他数量的级。通常，与HB PA 212相比，高频带PA 214往往具有较高的上限功率(upper power)要求。例如，在某些情况下，LB PA 214的上限功率要求能够最高到3dB，高于HB PA 212的上限功率要求。因此，如图4所示，LB PA 214的每个级都由到FEM 410的电源输入供电(例如，Vbatt)。在图4中，这由将Vbatt连接到LB PA 214中的每个晶体管级214A、214B和214C的输出的线路的示出。相反，当HB PA 212的头两级212a和212b直接从Vbatt接收功率时，输出级212c能够从直流－直流偏压216吸收其功率。在某些情况下，Vbatt供给的电压可以约为3.8伏。然而，在特定实现中，Vbatt可以具有不同的电压值或者电压范围。

直流－直流+偏压216的偏压电路404能够供给基准电流，以对构成HB和/或者MB PA 212和LB PA 214的放大器的每个晶体管偏压。可以将该偏压电路404与直流－直流电源调节器402集成到同一个芯片上，这样一起形成直流－直流+偏压216。直流－直流+偏压216本身可以与单个芯片上的FEM410的诸如PA的其他特征组合，也可以是作为FEM 410的一部分包括的独立芯片。

如图所示，偏压电路404可以接收基准电压Vref1。该基准电压可以是由例如蜂窝无线电提供到系统的外部模拟电压，也可以由根据数字接口(digitalinterface)产生基准电压的集成数据转换器产生的。可以将该基准电压Vref1提供到反馈回路中的具有第一晶体管T1、对变流器产生电压的运算放大器。然后，晶体管T2、T3和T4可以将该电流提供到PA的晶体管级。例如，晶体管T2可以将偏置电流分别提供到PA 212和214的第一级212a和214b。同样，晶体管T3可以将偏置电流分别提供到PA 212和214的第二级212b和214b，并且晶体管T4可以将偏置电流分别提供到PA 212和214的输出级212c和214c。一个或者多个晶体管T1、T2、T3和T4可以是pFET。然而，晶体管并不局限于这种，并且可以包括其他类型的晶体管，诸如nFET、BJT或者HBT。

在特定实施例中，一个或者多个晶体管T2、T3和T4可以将不同的电流提供到一个或者多个PA 212和214的一个或者多个相应晶体管级。例如，与晶体管T2可以提供到PA 212和214的输入级212a和214a相比，晶体管T4可以将较大偏置电流提供到输出级212c和214c。在某些情况下，提供到PA212和214的一级的偏置电流可以是提供到另一级的偏置电流的倍数。例如，PA 212和214的输出级可以接收到PA 212和214的输入级的偏置电流的3倍。此外，在特定实施例中，PA 212的一个或者多个级可以与PA 214中的相应级接收不同的偏置电流。换句话说，第一级212a可以与第一级214a接收不同的偏置电流。

集成到能够是2G FEM的FEM 410中的直流－直流电源调节器402可以将功率提供到位于FEM 410外的PA，诸如一个或者多个支持无线设备的3G或者4G的PA。这样将功率提供到外部设备被示为提供到FEM 410的“3G/4G”输出。尽管输出线寻址3G或者4G，但是应当明白，本公开并不局限于这种，并且FEM 410的直流－直流电源调节器402可用将功率提供到支持诸如5G的其他类型的无线运行。有利的是，图4的设计使得支持不同无线通信标准和/或者频带的多个PA能够共享单个直流－直流电源调节器402，这样可以实现廉价并且较小的设备，因为例如可以减少无线设备的直流－直流电源调节器的数量。

通常，包括在2G支持FEM中的高频带PA的每级都由Vbatt供电。通常是这种情况，因为低频带PA由于较高的功率要求而需要从Vbatt吸收功率。如图4所示，通过将直流－直流电源调节器402集成到FEM 410中，HB PA 212的输出级212c能够从直流－直流电源调节器402吸收功率。通常，可以对输出级212c供给输出到3G/4G(或者支持的其他通信技术)功率放大器的相同功率。通过从直流－直流电源调节器402而不像其他特定FEM中那样从Vbatt将功率提供到HB PA 212，能够改善HB PA 212的效率。

与偏压电路414相同，直流－直流电源调节器402可以接收基准电压Vref2。基准电压Vref2是与偏压电路404收到的基准电压Vref1独立的基准电压。然而，在某些实施例中，Vref1和Vref2可以是从独立源收到的独立基准电压，但是它们可以共享相同电压值。此外，在某些实施例中，Vref1和Vref2二者都可以从同一个源接收。在某些这种情况下，可以在FEM 410的同一个引脚接收Vref1和Vref2。

可以利用在直流－直流电源调节器402收到的基准电压Vref2配置直流－直流电源调节器402收到的电源电压。通常，基准电压Vref2独立于偏压电路404，并且在配置或者将偏置电流提供到PA 212和214时，不涉及该基准电压Vref2。

除了基准电压Vref2，直流－直流电源调节器402还接收时钟信号420。如图4所示，该时钟信号420可以是锯齿波信号。此外，时钟信号420可以是脉宽调制信号。根据直流电流电平，时钟信号420可以产生较短或者较长的脉冲。这些脉冲宽度将使晶体管422和424表示的开关导通和断开不同的时长，以改变从直流－直流电源调节器402输出的位于电感器426两端的电压。如上所述，可以将该输出信号提供到其他FEM，诸如3G或者4G FEM和/或者FEM 410的HB PA 212的输出级。此外，改变时钟信号420的脉冲宽度可以改变直流－直流电源调节器402的占空因数，这样使得能够调节输出单元，从而使其更接近至少部分地可以根据基准电压Vref2确定的目标电压。

逆变器430能够将可以基于收到的基准电压Vref2和时钟信号420的控制信号提供到晶体管422和424。根据该控制信号，晶体管422和424能够导通或者断开，从而在Vbatt与地之间切换电感器426。

在特定情况下，目标电压可以处于或者接近Vbatt电压。当发生这些情况时，不能有效使用直流－直流电源调节器402调节FEM 410输出的电压，从而试图满足要求的目标电压。因此，在某些这种情况下，可以关闭直流－直流电源调节器402或者其功能，并且可以通过旁路晶体管432将Vbatt提供到或者短接到通过电感器426的输出。有利的是，在特定实施例中，当目标电压接近(例如，在阈值压差内)Vbatt时，通过电感器426将Vbatt提供到输出，可以减少使直流－直流电源调节器402的功能运行所需的能量，从而延长并入了直流－直流电源调节器402的无线设备的电池寿命。

附加无线设备示例

图5示出包括具有许多前端模块540的多芯片模块550的无线设备500的方框图。多芯片模块550能够包括MCM 200。此外，MCM 550能够包括上面针对MCM 200和/或者块布局300描述的一个或者多个实施例。

在图5所示的例子中，FEM 540包括三个FEM，即，2G FEM 210、3G FEM544和4G FEM 546。在某些实现中，可以将一个或者多个FEM组合。例如，可以将3G FEM 544和4G FEM 546组合为单个FEM 230，如图2所示。此外，FEM 540可以包括比所示多或者比所示少的FEM。如上所述，2G FEM能够包括直流－直流电源调节器，该直流－直流电源调节器可以与2G FEM的偏压电路集成。该直流－直流电源调节器可以与3G FEM 544和4G FEM 546共享，从而使得减小FEM 540的尺寸。

除了FEM 540，MCM550可以包括许多附加系统，配置该附加系统，从而有助于包括在FEM 540中的PA运行。例如，MCM 550可以包括PA控制器552，配置该PA控制器552，以设定包括在MEM 540中的一个或者多个PA的模式。此外，PA控制器552可以配置2G FEM 210的开关222，以选择从FEM 540中的一个或者从一个或者多个FEM 540支持的特定频带传输信号。

在某些实施例中，通过调节诸如直流－直流+偏压216的偏压电路，PA控制器552可以设定包括在FEM 540中的PA的工作点。例如，PA控制器552可以设定或者调节图2的直流－直流+偏压216提供到PA 212的偏置电流。

此外，MCM 550可以包括一个或者多个阻抗匹配网络554，配置该阻抗匹配网络554，以使负载线上的一个或者多个电路之间的一个或者多个阻抗值匹配。例如，可以配置阻抗匹配网络554，以使天线522A和FEM 540的阻抗匹配。

在某些情况下，MCM 550能够从收发器510接收RF信号，能够配置该收发器510，并且能够使收发器510以公知的方式运行，从而产生要放大并且发射的RF信号并且处理收到的信号。示出收发器510基带子系统508相互作用，配置该基带子系统508，以在适于用户的数据和/或者语音信号与适于收发器510的RF信号之间转换。收发器510还可以连接到电源管理组件506，配置该电源管理组件506，以管理用于无线设备运行的功率。这种电源功率还能够控制基带子系统508和MCM 550的运行。还应当明白，电源管理组件506可以包括诸如电池的电源。作为一种选择，或者此外，一个或者多个电池可以是无线设备500中的独立组件。

无线设备500的各种组件的其他连接是可能的，并且仅为了使说明清楚请见且不限制本公开，从图5中省略其。例如，电源管理组件506可以电连接到基带子系统508、MCM 550、DSP 512、或者其他组件514。作为第二例子，基带子系统508可以连接到用户接口处理器516，该用户接口处理器516可以有助于输入和输出提供到用户的和从用户接收的语音和/或者数据。基带子系统508还能够连接到存储器518，可以配置该存储器518，以存储有助于无线设备500运行的数据和/或者指令并且/或者提供存储用户的信息。

除了上述组件，无线设备还可以包括一个或者多个中央处理器520。每个中央处理器520都可以包括一个或者多个处理器核。此外，无线设备500可以包括一个或者多个天线522A、522B。在某些情况下，可以配置无线设备500的一个或者多个天线，以以不同的频率或者在不同的频率范围内进行发射和接收。此外，可以配置一个或者多个天线，以利用不同的无线网工作。因此，例如，可以配置天线522A，以通过2G网络，发射和接收信号，并且可以配置天线522B，以通过3G网络，发射和接收信号。在某些情况下，既可以配置天线522A又可以配置天线522B，以通过例如2.5G网络但是以不同的频率发射和接收信号。

许多其他无线设备配置能够采用在此描述的一个或者多个特征。例如，无线设备不需要是多频带设备。在另一个例子中，无线设备能够包括诸如分集式天线的附加天线和诸如Wi-Fi、蓝牙和GPS的附加连接性特征。此外，无线设备500可以包括任何数量的附加组件，诸如模数转换器、数模转换器、图形处理单元、固态驱动器等等。此外，无线设备500能够包括可以通过一个或者多个无线网络通信并且可以包括许多FEM 540的任何类型的设备，该FEM 540可以共享集成直流－直流电源调节器。例如，无线设备500可以是蜂窝电话，包括智能电话或者哑铃型电话、平板电脑、膝上型计算机、视频游戏设备、智能家电等。

图6示出包括许多共享集成于3G前端模块620中的直流－直流电源调节器的前端模块604的另一个无线设备600的方框图。

无线设备600包括许多与无线设备500的相同的元件。此外，如图6所示，无线设备600的FEM 604可以包括许多FEM。FEM 604可以包括2G FEM610、3G FEM 620和4G FEM 612。在所示的例子中，3G FEM 620可以包括直流－直流+偏压622，该直流－直流+偏压622可以包括组合的直流－直流电源调节器和用于将偏置电流提供到FEM 604包括的一个或者多个功率放大器的偏压电路。直流－直流+偏压622可以与2G FEM 610和4G FEM 612电连通。

如虚线所示，在某些实施例中，2G FEM 610可以是任选的。在这种情况下，可以在3G GEM 620和4G FEM 612之间共享直流－直流+偏压622。

术语

除非上下文清楚地要求，在整个说明书和权利要求书中，应当将单词“包含”、“含有”等理解为包括的意义，与排除或者穷尽的意义不同，也就是说，是“包括但并不局限于”的意义。术语“耦合”用于指两个元件之间的连接，该术语指可以直接连接的，也可以通过一个或者多个中间元件连接的两个或者两个以上的元件。此外，单词“在此”、“上面”、“下面”和类似含有的单词当在本说明书中使用时应当指本说明书整体，而非指本说明书的任何特定部分。如果上下文许可，则在上面的具体实施方式中采用单数形式或者复数形式的单词也可以分别包括复数或者单数。在两个或者两个以上条目的一系列中用单词“或者”指该单词包含该单词的所有如下解释：该系列中的任何一个条目、该系列中的所有条目以及该系列中的条目的任何组合。

上面对本发明的实施例的详细描述不旨在穷尽的，也不旨在使本发明局限于上面公开的具体形式。尽管出于说明的目的，上面描述了本发明的特定实施例和例子，但是相关技术的技术人员明白，在不脱离本发明范围的情况下，能够存在各种等同修改。例如，尽管以给定顺序阐述了处理或者块，但是替换实施例可以执行具有不同顺序的步骤的例程，或者采用具有不同顺序的块的系统，并且可以删除、移动、增加、细分、组合并且/或者修改一些处理或者块。这些处理或者块中的每个都可以以各种不同方式实现。此外，尽管处理或者块有时被示为正在串行处理，但是可以代之以并行执行这些处理或者块，也可以在不同时间执行这些处理或者块。

在此提供的本发明的技术能够应用于其他系统，并不一定是上面描述的系统。能够将上面描述的各种实施例的元件和操作组合，以提供其他实施例。

除非另有具体说明，或者除非从上下文中的使用中另外理解，在此使用的诸如尤其是“能够”、“可”、“可以”的条件语言通常旨在阐明特定实施例包括而其他实施例不包括特定特征、元件和/或者状态。因此，这种条件语言通常不旨在指无论如何都对一个或者多个实施例要求这些特征、元件和/或者状态，也不旨在指在有或者没有作者的输入或者提醒的情况下，一个或者多个实施例一定包括用于判定是否包括这些特征、元件和/或者状态，或者在任何特定实施例中是否执行这些特征、元件和/或者状态的逻辑。

尽管描述了本发明的特定实施例，但是仅作为例子阐述这些实施例，并且不旨在限制本公开的范围。的确，可以以各种其他方式实现在此描述的新颖方法和系统；此外，可以对在此描述的方法和系统的形式方面进行各种省略、替换和变更，而不脱离本公开的精神。所附权利要求书及其等同旨在涵盖落入本公开的范围和精神内的这些形式或者修改。

Claims (20)

1.一种在无线设备中使用的前端模块(FEM)，所述FEM包括：

第一功率放大器；以及

集成直流－直流转换器电路，所述集成直流－直流转换器电路配置以调节第一电源电压，将调节的第一电源电压提供给所述第一功率放大器，所述集成直流－直流转换器电路进一步配置以调节第二电源电压，将调节的第二电源电压提供给第二功率放大器，所述第二功率放大器在所述FEM的外部。

2.根据权利要求1所述的FEM，其中所述FEM配置用于2G通信，并且所述第二功率放大器与所述第一功率放大器包括在不同的FEM中，所述不同FEM配置用于非2G通信。

3.根据权利要求1所述的FEM，还包括开关，所述开关配置以将来自所述第一功率放大器和所述第二功率放大器中的一个的信号提供到天线。

4.根据权利要求1所述的FEM，还包括接收第三电源电压的第三功率放大器，从电源而非从所述直流－直流转换器电路接收所述第三电源电压，所述第三功率放大器配置以提供低频带2G通信，所述第一功率放大器配置以提供高频带2G通信。

5.根据权利要求1所述的FEM，其中所述集成直流－直流转换器电路根据从电源收到的电压调节所述第一电源电压和所述第二电源电压。

6.根据权利要求1所述的FEM，其中所述集成直流－直流转换器电路与偏压电路组合，所述偏压电路配置以将偏置电流提供到所述第一功率放大器。

7.根据权利要求1所述的FEM，其中所述集成直流－直流转换器电路包括电容器和电感器，所述电容器和所述电感器在所述FEM的外部。

8.根据权利要求1所述的FEM，还包括一个或者多个阻抗匹配网络，所述一个或者多个阻抗匹配网络配置以使所述第一功率放大器的阻抗值与天线的阻抗值匹配。

9.一种多芯片模块(MCM)，包括：

第一前端模块(FEM)，所述第一前端模块(FEM)包括：第一功率放大器；以及集成直流－直流转换器电路，所述集成直流－直流转换器电路配置以调节第一电源电压，将调节的第一电源电压提供给所述第一功率放大器，以及

第二FEM，所述第二FEM包括第二功率放大器，所述第二功率放大器配置以接收由所述集成直流－直流转换器电路提供的第二调节电源电压。

10.根据权利要求9所述的MCM，其中所述第一FEM配置用于2G通信，并且所述第二FEM配置用于非2G通信。

11.根据权利要求9所述的MCM，其中所述第一FEM还包括开关，所述开关配置以将来自所述第一功率放大器和所述第二功率放大器中的一个的信号提供到天线。

12.根据权利要求9所述的MCM，其中所述第一FEM包括从电源而非从所述集成直流－直流转换器电路接收电源电压的第三功率放大器，所述第一功率放大器配置以提供高频带2G通信，并且所述第三功率放大器配置以提供低频带2G通信。

13.根据权利要求9所述的MCM，其中所述集成直流－直流转换器电路根据从电源收到的电压调节所述第一电源电压和所述第二电源电压。

14.根据权利要求9所述的MCM，其中所述集成直流－直流转换器电路与偏压电路组合，所述偏压电路配置以将偏置电流提供到所述第一功率放大器。

15.根据权利要求9所述的MCM，还包括在所述第一FEM的外部的电容器和电感器，所述电容器和所述电感器是所述第一FEM的所述集成直流－直流转换器电路的一部分。

16.一种无线设备，包括：

多芯片模块(MCM)，所述多芯片模块(MCM)包括第一前端模块(FEM)和第二FEM，所述第一前端模块(FEM)包括第一功率放大器以及集成直流－直流转换器电路，所述集成直流－直流转换器电路配置以调节第一电源电压，所述调节的第一电源电压提供给所述第一功率放大器，并且所述第二FEM包括第二功率放大器，所述第二功率放大器配置以接收由所述集成直流－直流转换器电路提供的第二调节电源电压；以及

天线，所述天线配置以提供信号和/或者接收来自所述MCM的信号。

17.根据权利要求16所述的无线设备，其中所述第一FEM还包括开关，所述开关配置以将来自所述第一功率放大器和所述第二功率放大器中的一个的信号提供到所述天线。

18.根据权利要求16所述的无线设备，其中所述第一FEM包括从电源而非从所述集成直流－直流转换器电路接收电源电压的第三功率放大器，所述第一功率放大器配置以提供高频带2G通信，并且所述第三功率放大器配置以提供低频带2G通信。

19.根据权利要求16所述的无线设备，还包括电源，所述集成直流－直流转换器电路进一步配置以根据从所述电源收到的电压，调节所述第一电源电压和所述第二电源电压。

20.根据权利要求16所述的无线设备，其中所述集成直流－直流转换器电路与偏压电路组合，所述偏压电路配置以将偏置电流提供到所述第一功率放大器。