JP2017527229A - プログラム可能な安定化ネットワーク - Google Patents

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Abstract

本開示は、プログラム可能な安定化回路および方法を含む。一実施形態では、ワイヤレス送信機における電力増幅器は、ゲート、ソース、およびドレインを備えるトランジスタを含む。ドレインからゲートへのフィードバックは、複数の変化する動作条件の下で増幅器を安定させるために、動的に修正される。一実施形態では、直列ＲＣ回路がドレイン、ゲート間に構成され、ＲＣ回路値が異なる電力供給電圧モードに基づいて調整される。

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０１４年９月１５日に出願された米国出願番号第１４／４８７，０００号に対して優先権を主張し、その内容は、すべての目的のためにその全体が参照によりここに組み込まれる。
[0002] 本開示は、電子回路および方法に関し、具体的には、プログラム可能な安定化回路および方法に関する。
[0003] ワイヤレス技術および規格の普及は、電子回路技術にかつてない程の高い要求をつきつけている。回路は、大幅に異なる動作条件の下で動作することができる必要があり、また一部の例では、ワイヤレスシステムが様々な動作のモード間で変化するときに、うまく機能することができる必要がある。この動的環境の複雑性は、ワイヤレス送信機における電力増幅器等のアナログ増幅器に関して特に挑戦的なものである（challenging）。電力増幅器は、例えば、信号を受信システムにブロードキャストするために充分な出力電力で、アンテナを駆動し得る。したがって、電力増幅器は、ワイヤレス送信機が、例えば、送信の間に動作条件を変化させるとき、安定性を維持する必要がある。
[0004] 図１は、電力増幅器回路１００で使用される典型的なトランジスタデバイス１１０を例示する。ロバストな増幅器設計に伴う１つの課題は、送信経路において信号を増幅するために使用されるトランジスタの構造および寄生効果（parasitic effects）に関連する。例えば、いくつかのＭＯＳトランジスタデバイスは、いくつかのデバイス構造に関連する高いゲート・ツー・ドレイン・キャパシタンス（gate to drain capacitance）（Ｃｇｄ）１２０を補償（compensate for）するために、非常に短いゲート長を有し得る。しかしながら、ゲート長を低減することはまた、増幅器をある特定の条件下で不安定にする可能性がある。この例によって例示されるように、いくつかの動作条件に関して安定するように設計された、いくつかのトランジスタデバイスおよび回路は、他の動作条件に関しては不安定であり得る。しかしながら、すべての動作条件の下で安定する伝統的な設計は、いくつかの状況では極めて非効率であり得、例えば、無駄な電力をもたらし得る。
[0005] 本開示は、プログラム可能な安定化回路および方法を含む。一実施形態では、ワイヤレス送信機における電力増幅器は、ゲート、ソース、およびドレインを備えるトランジスタを含む。ドレインからゲートへのフィードバックは、複数の変化する動作条件の下で、増幅器を安定させるために、動的に修正される。一実施形態では、直列ＲＣ回路（a series RC circuit）がドレイン、ゲート間に構成（configured）され、ＲＣ回路値が異なる電力供給電圧（power supply voltage）モードに基づいて調整される。
[0006] 以下の詳細な説明および添付の図面は、本開示の性質および利点のさらなる理解を提供する。
[0007] 図１は、電力増幅器回路で使用される典型的なトランジスタデバイスを例示する。 [0008] 図２は、１つの実施形態にしたがって、電力増幅器を含むワイヤレス送信機を例示する。 [0009] 図３は、別の実施形態による、電力増幅器を含むワイヤレス送信機を例示する。 [0010] 図４は、さらに別の実施形態による、電力増幅器を含むワイヤレス送信機を例示する。 [0011] 図５Ａは、１つの実施形態にしたがって、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。 [0012] 図５Ｂは、別の実施形態による、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。 [0013] 図５Ｃは、さらに別の実施形態による、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。 [0014] 図６Ａは、別の実施形態による、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。 [0015] 図６Ｂは、さらに別の実施形態による、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。 [0016] 図７は、別の実施形態による、例示的なトランジスタフィードバック回路構成を例示する。
詳細な説明
[0017] 本開示は、プログラム可能な安定化回路および方法に関連する。以下の説明には、説明を目的として、本開示の完全な理解を提供するために、多数の例および特定の詳細が記載されている。しかしながら、特許請求の範囲に表される本開示が、これらの例における特徴のうちのいくつかまたはすべてを単独であるいは以下に示される他の特徴と組み合わせて含み得ること、また、ここに説明される特徴および概念の修正および同等物をさらに含み得ることは、当業者には明らかであろう。
[0018] 図２は、１つの実施形態にしたがって、電力増幅器（ＰＡ）２１０を含むワイヤレス送信機２００を例示する。ワイヤレス送信機２００は、ＲＦ信号を使用して情報を送るおよび受け取ることができるワイヤレス通信システムの一部であり得る（受信機は示されていない）。ワイヤレス送信機２００は、送信されることになるデジタル情報および送信機の動作を制御するための制御情報を受け取るためのベースバンドコントローラ２０１を含み得る。例えば、送信機２００は、多様なモードで動作し得、送信機回路を異なるモードで動作するように設定（configure）するための送信（Ｔｘ）モード制御回路２０２を含み得る。様々なモードは、異なる利得設定、電力設定を有し得る、または、例えば異なる周波数帯域およびプロトコルに関連し得る。
[0019] ベースバンドコントローラ２０１の出力は、アナログ前処理ブロック２０３の入力に結合される。アナログ前処理の様々な実施形態は、例えば、送信されることになるデータのデジタルアナログ変換、フィルタリング、利得制御、および／または変調（アップコンバージョン）を含み得る。アナログ前処理２０３の出力は、入力信号Ｖｉｎを増幅し、およびアンテナ２５０を駆動するための出力信号Ｖｏｕｔを生み出すための電力増幅器２１０の入力に結合される。
[0020] 電力増幅器２１０は、トランジスタを備える１つまたは複数の利得ステージを含み得る。この例では、例示を目的として１つの利得ステージが示される。いくつかの実施形態では、利得ステージは、利得ステージトランジスタ２２０のドレインがアンテナ２５０に結合されるところである電力増幅器の出力にあり得る。他の実施形態では、利得ステージは、中間のステージであり得、ここで、ドレインは、１つまたは複数の追加的な利得ステージを通してアンテナに結合される。いくつかの実施形態では、電力増幅器内部の複数の利得ステージは、例えば、ここに説明されるようなプログラム可能なフィードバックを含み得る。各利得ステージにおけるトランジスタは、典型的には、電力供給電圧Ｖｄｄによって電力供給される。ある特定のアプリケーションでは、異なる動作モード（operational modes）は、電力増幅器２１０によって受け取られる電力供給電圧Ｖｄｄを変化させ得る。Ｖｄｄは時間にわたって変化し得るので、それは本明細書では時にＶｄｄ（ｔ）と表示される。電力供給電圧Ｖｄｄに影響を与える例示的なモードは、平均電力トラッキングモード（Average Power Tracking Mode）（「ＡＰＴモード」）、エンベロープトラッキング（ＥＴ：envelope tracking）モード（例えば、ここで電力供給電圧は送信されることになる信号のエンベロープに対応する）、または低電力モード（例えば、ここで一定なＶｄｄ（a constant Vdd）はより低い電力送信に関して低減される）を含む。電力供給電圧はまた、例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、またはＬＴＥ（登録商標）５、ＬＴＥ１０、およびＬＴＥ２０を含む様々なＬＴＥ技術等の異なるワイヤレス送信プロトコルを使用するときに要求される送信電力の影響を受け得る。
[0021] 出力電力および／または電力供給電圧の変化は、電力増幅器に対する大幅に異なる安定性の制約条件を生み出す可能性がある。したがって、本開示の特徴および利点は、トランジスタデバイス２２０のドレインとゲートとの間に構成されるプログラム可能なフィードバック回路２２１を有する、利得ステージにおけるトランジスタデバイス２２０を含む。プログラム可能なフィードバック回路２２１は、トランジスタ２２０のドレインに結合された入力端子、トランジスタ２２０のゲートに結合された出力端子、および制御信号Ｃｔｒｌを受け取るための制御入力を有する。プログラム可能なフィードバック回路２２１は、制御入力において受け取られた制御信号に基づいて、トランジスタ２２０のゲートとドレインとの間の直列ＲＣ回路を調整する。例えば、特定の実施形態では、プログラム可能なフィードバック回路２２１は、ワイヤレス送信機２００がトランジスタ２２０のドレインへの第１の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、第１のＲＣ回路値を生み出すように構成され、プログラム可能なフィードバック回路２２１は、ワイヤレス送信機２００がトランジスタ２２０のドレインへの異なる電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、トランジスタ２２０のドレインからゲートへの負のフィードバックを変化させるために、別のＲＣ回路値を生み出すように構成される。例えば、異なるモードがトランジスタ２２０のドレインに提供される電力供給電圧を変化させる際に、ドレインからゲートへの異なるフィードバック構成が電力増幅器の安定性およびパフォーマンスを維持するためにプログラムされ得るように、制御信号は送信機２００の動作のモードに基づき得る。本開示の利点を例示するために、プログラム可能なフィードバック回路２２１は、ワイヤレス送信機が入力信号のエンベロープに対応する可変電力供給電圧を生み出すように構成されるとき（例えば、ＥＴモード）、トランジスタ２２０のドレインとゲートとの間に第１のＲＣ回路値を生み出すように構成され得る。しかしながら、プログラム可能なフィードバック回路２２０は、ワイヤレス送信機がトランジスタのドレインへの定電力供給電圧（a constant power supply voltage）を生み出すように構成されるとき（例えば、ＡＰＴモード）、第２のＲＣ回路値を生み出すように構成され得、ここで、第２のＲＣ回路値（例えば、ＡＰＴモードにおける）は、例えば、ドレインからゲートへの負のフィードバックを増加させてＡＰＴモードの間に安定性を改善するために、第１のＲＣ回路値（例えば、ＥＴモードにおける）より小さい。
[0022] 図３は、１つの実施形態にしたがって、電力増幅器を含むワイヤレス送信機を例示する。この例では、送信されることになる信号Ｓｉは、プリプロセッサ３０２に提供される。制御回路３０１（例えば、ベースバンドまたは他のプロセッサ）は、送信機のための動作のモードを決定し得、またプリプロセッサ３０２を設定し得る。例えば、いくつかの動作条件においては、システムは、定電力供給電圧を用いたモード（例えば、ＡＰＴモードまたは低電力モード）において、動作するように構成され得る。この場合、電源３２３は、一定なＶｄｄを生み出すように構成され得る。別の例として、他の動作条件の下では、システムは、例えば、可変電力供給電圧が電力増幅器３１０の入力信号Ｖｉｎのエンベロープに対応するエンベロープトラッキング（ＥＴ）モード等の、可変電力供給電圧を用いたモードにおいて動作するように構成され得る。この場合、制御回路３０１は、電源３２３へのエンベロープ信号Ｖｅ、および、この例ではマッチングネットワーク３０３を通して電力増幅器３１０の入力に結合される対応する入力電圧Ｖｉｎを生み出すように、プリプロセッサ３０２を設定し得る。
[0023] この例示的な例では、電力増幅器３１０は、入力電圧Ｖｉｎを受け取るように構成されたゲートと、接地に結合されたソースと、ＲＦチョーク（ＲＦＣ：RF choke）３２２を通して電力供給電圧Ｖｄｄ（ｔ）を受け取るように結合されたドレインとを有するトランジスタ３２０を含む。増幅器の出力（例えば、この例では、ドレインにおける）は、出力電圧Ｖｏｕｔを生み出し、それは、マッチングネットワーク３０４を通してアンテナ３５０に結合される。電力増幅器３１０は、単に例示を目的として、単一のＭＯＳトランジスタステージのみを有するように示される。本開示の実施形態は、複数のトランジスタステージを含み得、いくつかの実施形態では、これらステージは、カスケードに配列される（arranged in cascade）（例えば、スタックされた）出力または他の典型的な電力増幅器構成を含み得ることは理解されるべきである。本開示の特徴および技法は、幅広い増幅器トポロジーに適用可能である。
[0024] この例では、プログラム可能なフィードバック回路３２１は、トランジスタ３２０のドレインに直接的に結合された入力と、トランジスタ３２０のゲートに直接的に結合された出力とを有する。この場合、プログラム可能なフィードバック回路３２１は、制御信号Ｃｔｒｌを受け取り、それは論理信号である。他の実施形態では、Ｃｔｒｌは、例えば連続信号であり得る。ここで、プログラム可能なフィードバック回路３２１は、制御回路３０１によって設定され得、それは、例えば、ワイヤレス送信機の動作のモードを決定し得、およびプログラム可能なフィードバック回路３２１を設定するための論理信号Ｃｔｒｌを生み出し得る、ベースバンド回路、プロセッサ、または他の論理回路であり得る。１つの例として、ワイヤレス送信機がＥＴモードにあるとき、安定性は、電力供給電圧が小信号（small signals）に関して低減されるとき利得が低減され得るので、それほど重大ではない可能性がある。したがって、制御回路３０１は、例えば、トランジスタ３２０のドレインとゲートの間のフィードバック抵抗を増加させることによって、より低い負のフィードバックを生み出すようにプログラム可能なフィードバック回路３２１を設定し得る。しかしながら、ワイヤレス送信機がＡＰＴモードにあるとき、増幅器によって処理される小信号は、安定性を維持するために追加的なフィードバックを要求し得る。したがって、制御回路３０１は、例えば、トランジスタ３２０のドレインとゲートの間のフィードバック抵抗を減少させることによって、より高い負のフィードバックを生み出すようにプログラム可能なフィードバック回路３２１を設定し得る。したがって、上述したように、ＡＰＴモードにおけるＲＣ回路値は、ドレインからゲートへの負のフィードバックを増加させるために、ＥＴモードにおけるＲＣ回路値より小さい可能性がある。以下に説明される１つの例示的なインプリメンテーションでは、ドレインからゲートへの高域フィルタ（a high pass filter）のコーナー周波数（corner frequency）は、負のフィードバックを増加させてデバイスを安定させるために、ＡＰＴモードにおいては減少させられる。制御回路３０１は、例えば、ドレインとゲートとの間のフィードバックを変化させて幅広い他の動作モード（operating modes）のためのトランジスタ３２０の最適化された安定性を生み出すために、プログラム可能なフィードバック回路３２１に制御信号を送り得る。したがって、上述したＡＰＴおよびＥＴモードは、単に例示的なものである。
[0025] 図４は、さらに別の実施形態による、電力増幅器を含むワイヤレス送信機を例示する。図３における例と同様に、制御回路４０１は、ＥＴモードに関して、エンベロープ信号Ｖｅ、およびトランジスタ４２０のゲートへのマッチング回路４０３（および場合によっては信号経路における追加的なステージおよび回路構成）を通した入力電圧Ｖｉｎを生み出すようにプリプロセッサ４０２を構成し得る。この例では、電源４２３は、電力供給電圧Ｖｄｄ（ｔ）を生み出し、それは、（ＲＦＣ４２２を通して）トランジスタ４２０のドレインと、プログラム可能なフィードバック回路４２１の制御入力との両方に、結合される。したがって、いくつかの実施形態では、トランジスタ４２０のドレインからゲートへのフィードバックは、例えば、電力供給電圧Ｖｄｄ（ｔ）に基づいて、調整され得る。以下の例により詳細に例示されるように、電力供給電圧の変化は、それに対応して異なる電力供給電圧要件を有する複数の変化する動作条件にわたって電力増幅器の安定性を改善するために、トランジスタ４２０のドレインからゲートへのフィードバックの変化を生み出し得る。
[0026] 図５Ａは、１つの実施形態にしたがって、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。この例では、プログラム可能なフィードバック回路は、キャパシタＣ５００および可変（またはプログラム可能な）抵抗Ｒｐ５０１を含み、それらは直列に構成される。キャパシタ５００の第１の端子は、トランジスタのドレイン（Ｄ）に結合され、キャパシタ５００の第２の端子は、Ｒｐ５０１の端子に結合される。Ｒｐ５０１の第２の端子は、トランジスタのゲート（Ｇ）に結合される。この例におけるプログラム可能なフィードバックは、抵抗とキャパシタンスとの積（Ｒｐ＊Ｃ）によって設定（set）される値を有する直列ＲＣ回路を形成する。トランジスタのゲートからドレインへと通過（passing）する信号は、反転（an inversion）を生み出すことになり、よってフィードバックは安定性を改善するために負である。キャパシタＣは、フィードバック経路からＤＣを除く（removes）。フィードバックは、抵抗によって制御される。抵抗が増加すると、フィードバック電流は低減され、それにより負のフィードバックを低減させる。抵抗が減少すると、フィードバック電流が増加し、それにより負のフィードバックを増加させ、利得を低くし、回路を安定させる。
[0027] 図５Ｂは、別の実施形態による、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。プログラム可能なフィードバック回路の実施形態は、複数の抵抗器、複数のスイッチ（例えば、スイッチとして構成されたＭＯＳトランジスタ）、およびトランジスタのドレインとゲートとの間に構成されたキャパシタを含み得る。図５Ａと同様に、キャパシタ５００の第１の端子は、トランジスタのドレインに結合され、第２の端子は、並列配置（parallel configuration）の複数の抵抗器および複数のスイッチに結合される、例えば、キャパシタ５００の第２の端子は、５１０−５１２と表示されたＮ個のスイッチＳＷ１−ＳＷＮの端子に結合される。各スイッチ５１０−５１２の他の端子は、特定の抵抗器Ｒ１−ＲＮ５０２−５０４の端子に結合される。各抵抗器５０２−５０４の第２の端子は、トランジスタのゲートに結合される。したがって、並列配置の複数の直列抵抗器およびスイッチは、キャパシタ５００と直列な抵抗を変化させるようにプログラムされ得る。例えば、すべてのスイッチＳＷ１−ＳＷＮが開かれるとき、ドレインからゲートへのフィードバックはない。ＳＷ１が閉じられ、他のスイッチが開かれるとき、Ｒ１ ５０２は、第１のＲＣ回路値を生み出すためにキャパシタ５００と直列である。追加的なスイッチが閉じられるとき、並列配置の複数の抵抗器は、キャパシタ５００と直列な全抵抗を低減するように機能し、それによりＲＣ回路値を減少させる。スイッチは、例えば、上述したように、制御回路からの論理信号によって開かれ得る、および閉じられ得る。この特定の例示的なプログラム可能なフィードバック回路の実施形態は、例えば、特定の設計のニーズに応じて、フィードバックをチューニング（tune）するために、同じ値または異なる値を有する抵抗器Ｒ１−ＲＮを備え得る。
[0028] 図５Ｃは、さらに別の実施形態による、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。この例では、キャパシタ５００の端子は、トランジスタのドレインに結合され、キャパシタ５００の別の端子は、抵抗器Ｒ２ ５０６の第１の端子およびスイッチＳＷ２ ５１４の第１の端子に結合される。抵抗器Ｒ２ ５０６の第２の端子は、ＳＷ２が閉じられるとき、ＳＷ２がＲ２と並列に構成されて、Ｒ２の周りに短絡回路を作り出し、それによりフィードバック回路からＲ２を除くように、スイッチＳＷ２ ５１４の第２の端子に結合される。Ｒ２の第２の端子およびＳＷ２の第２の端子は、スイッチＳＷ１ ５１３の第１の端子に結合される。ＳＷ１ ５１３の第２の端子は抵抗器Ｒ１ ５０５の第１の端子に結合される。抵抗器５０５の第２の端子は、トランジスタのゲートに結合される。したがって、ＳＷ１が開かれるとき、ドレインからゲートへのフィードバックはない。ＳＷ１が閉じられ、ＳＷ２が開かれるとき、Ｒ１とＲ２の和にＣを掛ける（すなわち、（Ｒ１＋Ｒ２）＊Ｃ）ことによって設定されるＲＣ回路値を有する直列ＲＣ回路が形成される。この構成は、ドレインからゲートへの最も少ない総量の負のフィードバックおよび最も高いフィードバック抵抗で最も高いＲＣ回路値を設定する。負のフィードバックは、ＳＷ２を閉じることおよびＲ２を短絡させることによって増加し得、それによりトランジスタのドレインからゲートへのフィードバック経路における抵抗を低減する。結果的なＲＣ回路値は、ＳＷ２が開かれるときのＲＣ回路値より小さく、負のフィードバックは、動作のこの特定のモードについて回路の安定性を増加させるために増加させられる。他の実施形態に従った様々なプログラム可能なフィードバック回路は、例えば、多種多様な異なる動作のモードまたは送信条件に対応するプログラミングのために利用可能な多くの数のディスクリート・フィードバック抵抗（または、連続的な範囲（continuous range）さえも）を有し得ることは理解されるべきである。
[0029] 図６Ａは、別の実施形態による、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。この例では、電力供給電圧は、電力増幅器回路におけるトランジスタのドレインとゲートとの間のフィードバック経路における抵抗を変えるための制御入力信号として使用され、それによりその回路の安定性を動的に調整する。この例では、シェイパー回路（a shaper circuit）６２３は、可変抵抗６２１の値を制御するための電力供給電圧Ｖｄｄ（ｔ）を受け取る。可変抵抗６２１は、トランジスタ６２０のドレインとトランジスタ６２０のゲートとの間のキャパシタ６２２と直列に構成される。シェイパー回路６２３は、例えば、Ｖｄｄ（ｔ）を受け取ることおよびＶｄｄ（ｔ）の関数である制御入力信号を生み出すことによって、Ｖｄｄ（ｔ）と抵抗との間の多様な関数関係（functional relations）を生み出し得る。例えば、いくつかの実施形態では、シェイパー回路の出力は、抵抗がＶｄｄｎ（ｔ）の関数であるように、Ｖｄｄのｎ乗（an nth power of Vdd）（例えば、１＜Ｎ＜２のような、Ｖｄｄｎ（ｔ））に関係し得る。シェイパー回路がＶｄｄの任意の他の好適な関数（例えば、指数関数）を使用し得ることは、理解されるべきである。
[0030] 図６Ｂは、さらに別の実施形態による、例示的なプログラム可能なフィードバック回路を例示する。この例は、電力増幅器回路におけるトランジスタのドレインとゲートとの間のフィードバック経路における抵抗を変えるための制御入力信号として、電力供給電圧を使用することの、１つの特定のインプリメンテーションの例を例示する。例えば、トランジスタ６２０は、例えば、ゲートにおいて、ＤＣ結合キャパシタ（DC coupling capacitor）Ｃ１ ６５０を通して入力信号Ｖｉｎを受け取り得、ドレインを通して出力信号Ｖｏｕｔを生み出し得る。電力供給電圧は、ＲＦチョーク（ＲＦＣ）６１０を通してトランジスタ６２０のドレインに結合される。プログラム可能なフィードバック回路は、この例では、トランジスタ６２０のドレインに結合された第１の端子を有するキャパシタ６２２を含む。キャパシタ６２２の第２の端子は、抵抗器６１４の第１の端子に結合される。抵抗器６１４の第２の端子は、抵抗器６１３の第１の端子に結合され、抵抗器６１３の第２の端子は、トランジスタ６２０のゲートに結合される。フィードバック抵抗は、この例では、抵抗器６１４と並列に構成されたトランジスタ６１２を使用して変化させられる。トランジスタ６１２の第１の端子は、抵抗器６１４の第１の端子に結合され、トランジスタ６１２の第２の端子は、抵抗器６１４の第２の端子に結合される。電力供給電圧Ｖｄｄは、利得ステージ６１１を通してトランジスタ６１２の制御端子に結合され、それは、Ｖｄｄ値の範囲を、トランジスタ６１２を制御するための対応する値の範囲に変え（translate）得る。例えば、Ｖｄｄが高いとき、トランジスタ６１２の制御端子における電圧は、トランジスタ６１２を目一杯（all the way）オンにし得、それにより抵抗器６１４を短絡させる（shorting out）。したがって、Ｖｄｄが高いとき、キャパシタ６２２と直列な抵抗は低く、ＲＣ回路値は低く、安定性を改善するためにドレインからゲートへの負のフィードバックを増加させる。しかしながら、Ｖｄｄが減少すると、トランジスタ６１２は、抵抗器６１４と並列なますます抵抗力のある経路（an increasingly resistive path）を形成する。抵抗器６１４と並列な抵抗が増加すると、ＲＣ回路の直列抵抗は増加し、負のフィードバックが減少する。Ｖｄｄが何らかの低しきい値に達するとき、トランジスタ６１２はオフになり、最大フィードバック抵抗は、抵抗器６１３と抵抗器６１４の和にキャパシタンス６２２を掛けたものに等しいＲＣ回路値で取得され、それにより電力増幅器利得ステージについてのドレインからゲートへの最小の負のフィードバックを設定する。
[0031] 図７は、別の実施形態による、例示的なトランジスタフィードバック回路構成を例示する。本開示の実施形態は、利得ステージにおけるトランジスタをセグメント化し、示されるように異なるセグメントの周りで別々のＲＣフィードバック回路を提供し得る。例えば、特定のトランジスタは、トランジスタセグメント７２０Ａ、７２０Ｂ、および７２０Ｃ（「セグメント」）へとセグメント化され得る。各セグメントは、セグメントのドレインとセグメントのゲートとの間に結合されたプログラム可能なＲＣフィードバック回路を有し得る。例えば、セグメント７２０Ａは、例えば、セグメント７２０Ａのドレインとセグメント７２０Ａのゲートとの間に直列に構成された抵抗器Ｒ１ ７１１ＡおよびキャパシタＣ１ ７１０Ａを含む。同様に、セグメント７２０Ｂは、セグメント７２０Ｂのドレインとセグメント７２０Ｂのゲートとの間に直列に構成された抵抗器Ｒ２ ７１１ＢおよびキャパシタＣ２ ７１０Ｂを含む。同様に、セグメント７２０Ｃは、セグメント７２０Ｃのドレインとセグメント７２０Ｃのゲートとの間に直列に構成された抵抗器Ｒ３ ７１１ＣおよびキャパシタＣ３ ７１０Ｃを含む。セグメント７２０Ａ−Ｃは、単一のトランジスタデバイスを形成するために連結させられた（coupled together）ゲート、ドレインおよびソースを有する。特定のセグメントに関する個別のプログラム可能なフィードバック回路は、例えば、電力増幅器ステージにおけるトランジスタにわたる均一性を改善し得る。
[0032] 上の説明は、特定の実施形態の態様がインプリメントされ得る方法の例とともに本開示の様々な実施形態を例示する。上述の例は、唯一の実施形態であると見なされるべきではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される特定の実施形態の利点および柔軟性を例示するために提示されている。上記開示および以下の特許請求の範囲に基づいて、他の配列（arrangements）、実施形態、インプリメンテーションおよび同等物が、特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく用いられ得る。
［００３２］ 上の説明は、特定の実施形態の態様がインプリメントされ得る方法の例とともに本開示の様々な実施形態を例示する。上述の例は、唯一の実施形態であると見なされるべきではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される特定の実施形態の利点および柔軟性を例示するために提示されている。上記開示および以下の特許請求の範囲に基づいて、他の配列（arrangements）、実施形態、インプリメンテーションおよび同等物が、特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく用いられ得る。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］ ワイヤレス送信機であって、
ソース、ゲート、およびドレインを備えるトランジスタと、ここにおいて、前記ゲートは、送信されることになる入力信号に結合され、前記ドレインは、電力供給電圧に、およびアンテナに結合され、前記トランジスタは、前記入力信号を増幅し出力信号を生み出すように構成される、
前記ドレインに結合された入力端子、前記ゲートに結合された出力端子、および制御入力を有するプログラム可能なフィードバック回路と、ここにおいて、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記制御入力において受け取られた制御信号に基づいて、前記トランジスタの前記ゲートと前記ドレインとの間の直列ＲＣ回路を調整する、
ここにおいて、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記ワイヤレス送信機が前記トランジスタの前記ドレインへの第１の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、第１のＲＣ回路値を生み出すように構成され、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記ワイヤレス送信機が、前記トランジスタの前記ドレインへの第２の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを変化させるために、第２のＲＣ回路値を生み出すように構成される、
を備える、ワイヤレス送信機。
［Ｃ２］ 前記第１のＲＣ回路値は、前記ワイヤレス送信機が前記入力信号のエンベロープに対応する可変電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、生み出され、前記第２のＲＣ回路値は、前記ワイヤレス送信機が前記トランジスタの前記ドレインへの定電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、生み出され、前記第２のＲＣ回路値は、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを増加させるために、前記第１のＲＣ回路値より小さい、Ｃ１に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ３］ 前記制御信号は、論理信号である、Ｃ１に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ４］ 前記制御信号は、連続信号である、Ｃ１に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ５］ 前記制御信号は、前記電力供給電圧である、Ｃ１に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ６］ 前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記電力供給電圧を受け取るように結合された入力、および前記電力供給電圧に対する関数関係を有するフィードバック抵抗を生み出す出力、を有する電圧シェイピング回路を備える、Ｃ５に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ７］ 前記トランジスタは第１のトランジスタであり、ここにおいて、プログラム可能なフィードバック回路は、
前記第１のトランジスタの前記ドレインに結合された第１の端子と、第２の端子とを有するキャパシタと、
前記キャパシタの前記第２の端子に結合された第１の端子と、第２の端子とを有する第１の抵抗器と、
前記第１の抵抗器の前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記第１のトランジスタの前記ゲートに結合された第２の端子とを有する第２の抵抗器と、
前記第１の抵抗器の前記第１の端子に結合された第１の端子、前記第１の抵抗器の前記第２の端子に結合された第２の端子、および前記電力供給電圧に基づいた制御電圧に結合された制御端子を有する第２のトランジスタと、ここにおいて、前記第２のトランジスタの前記ドレインと前記ゲートとの間の直列抵抗を低減し、およびそれにしたがって、前記第１のトランジスタの前記ドレインから前記ゲートへの前記負のフィードバックを増加させるために、前記電力供給電圧が増加するときに、前記制御電圧は、前記第２のトランジスタをオンにする、
を備える、Ｃ５に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ８］ 前記プログラム可能なフィードバック回路は、複数の抵抗器、複数のスイッチ、およびキャパシタを備える、Ｃ１に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ９］ 前記複数の抵抗器のうちの各１つは、前記複数のスイッチのうちの１つと直列であり、前記複数の抵抗器は、互いに並列に、および前記キャパシタと直列に、構成される、Ｃ８に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ１０］ 前記複数の抵抗器および前記複数のスイッチは、
前記キャパシタの第１の端子に結合された第１の端子と、第２の端子とを有する第１の抵抗器と、
前記第１の抵抗器の前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記第１の抵抗器の前記第１の端子に結合された第２の端子とを有する第１のスイッチと、
前記第１の抵抗器の前記第２の端子に結合された第１の端子と、第２の端子とを有する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチの前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記トランジスタの前記のゲートに結合された第２の端子とを有する第２の抵抗器と、
を備え、
ここにおいて、前記キャパシタの第２の端子は、前記トランジスタの前記ドレインに結合される、Ｃ８に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ１１］ 前記トランジスタは、各々がソース、ゲート、およびドレインを備える複数のセグメントを備え、ここにおいて、各セグメントは、前記セグメントの前記ドレインと前記ゲートとの間に直列に構成された抵抗器およびキャパシタを備える、Ｃ１に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ１２］ 前記ドレインは、１つまたは複数の追加的な利得ステージを通して前記アンテナに結合される、Ｃ１に記載のワイヤレス送信機。
［Ｃ１３］ 方法であって、
トランジスタのゲートにおいて入力信号を受け取ることと、前記トランジスタはソース、ゲート、およびドレインを備え、ここにおいて、前記ドレインは、電力供給電圧に、およびアンテナに結合され、前記トランジスタは、前記入力信号を増幅し出力信号を生み出すように構成される、
前記トランジスタの前記ドレインからの前記出力信号の一部を、前記ドレインに結合された入力端子、前記ゲートに結合された出力端子、および制御入力を有するプログラム可能なフィードバック回路を通して、前記トランジスタの前記ゲートに動的に結合することと、ここにおいて、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記制御入力において受け取られた制御信号に基づいて、前記トランジスタの前記ゲートと前記ドレインとの間の直列ＲＣ回路を調整する、
ここにおいて、前記プログラム可能なフィードバック回路は、ワイヤレス送信機が前記トランジスタの前記ドレインへの第１の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、第１のＲＣ回路値を生み出すように構成され、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記ワイヤレス送信機が、前記トランジスタの前記ドレインへの第２の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを変化させるために、第２のＲＣ回路値を生み出すように構成される、
を備える、方法。
［Ｃ１４］ 前記第１のＲＣ回路値は、前記ワイヤレス送信機が前記入力信号のエンベロープに対応する可変電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、生み出され、前記第２のＲＣ回路値は、前記ワイヤレス送信機が前記トランジスタの前記ドレインへの定電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、生み出され、前記第２のＲＣ回路値は、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを増加させるために、前記第１のＲＣ回路値より小さい、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１５］ 前記制御信号は、論理信号である、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１６］ 前記制御信号は、連続信号である、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１７］ 前記制御信号は、前記電力供給電圧である、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１８］ ワイヤレス送信機であって、
ソース、ゲート、およびドレインを備えるトランジスタと、ここにおいて、前記ゲートは、送信されることになる入力信号に結合され、前記ドレインは、電力供給電圧に、およびアンテナに結合され、前記トランジスタは、前記入力信号を増幅し、前記ドレインにおいて出力信号を生み出すように構成される、
制御信号に基づいて、前記トランジスタの前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを調整するための手段と、
ここにおいて、負のフィードバックを調整するための前記手段は、前記ワイヤレス送信機が、前記トランジスタの前記ドレインへの前記入力信号のエンベロープに対応する可変電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、第１のＲＣ回路値を生み出すように構成され、負のフィードバックを調整するための前記手段は、前記ワイヤレス送信機が、前記トランジスタの前記ドレインへの定電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを増加させるために、前記第１のＲＣ回路値より小さい第２のＲＣ回路値を生み出すように構成される、
を備える、ワイヤレス送信機。

Claims (18)

  1. ワイヤレス送信機であって、
    ソース、ゲート、およびドレインを備えるトランジスタと、ここにおいて、前記ゲートは、送信されることになる入力信号に結合され、前記ドレインは、電力供給電圧に、およびアンテナに結合され、前記トランジスタは、前記入力信号を増幅し出力信号を生み出すように構成される、
    前記ドレインに結合された入力端子、前記ゲートに結合された出力端子、および制御入力を有するプログラム可能なフィードバック回路と、ここにおいて、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記制御入力において受け取られた制御信号に基づいて、前記トランジスタの前記ゲートと前記ドレインとの間の直列ＲＣ回路を調整する、
    ここにおいて、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記ワイヤレス送信機が前記トランジスタの前記ドレインへの第１の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、第１のＲＣ回路値を生み出すように構成され、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記ワイヤレス送信機が、前記トランジスタの前記ドレインへの第２の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを変化させるために、第２のＲＣ回路値を生み出すように構成される、
    を備える、ワイヤレス送信機。
  2. 前記第１のＲＣ回路値は、前記ワイヤレス送信機が前記入力信号のエンベロープに対応する可変電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、生み出され、前記第２のＲＣ回路値は、前記ワイヤレス送信機が前記トランジスタの前記ドレインへの定電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、生み出され、前記第２のＲＣ回路値は、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを増加させるために、前記第１のＲＣ回路値より小さい、請求項１に記載のワイヤレス送信機。
  3. 前記制御信号は、論理信号である、請求項１に記載のワイヤレス送信機。
  4. 前記制御信号は、連続信号である、請求項１に記載のワイヤレス送信機。
  5. 前記制御信号は、前記電力供給電圧である、請求項１に記載のワイヤレス送信機。
  6. 前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記電力供給電圧を受け取るように結合された入力、および前記電力供給電圧に対する関数関係を有するフィードバック抵抗を生み出す出力、を有する電圧シェイピング回路を備える、請求項５に記載のワイヤレス送信機。
  7. 前記トランジスタは第１のトランジスタであり、ここにおいて、プログラム可能なフィードバック回路は、
    前記第１のトランジスタの前記ドレインに結合された第１の端子と、第２の端子とを有するキャパシタと、
    前記キャパシタの前記第２の端子に結合された第１の端子と、第２の端子とを有する第１の抵抗器と、
    前記第１の抵抗器の前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記第１のトランジスタの前記ゲートに結合された第２の端子とを有する第２の抵抗器と、
    前記第１の抵抗器の前記第１の端子に結合された第１の端子、前記第１の抵抗器の前記第２の端子に結合された第２の端子、および前記電力供給電圧に基づいた制御電圧に結合された制御端子を有する第２のトランジスタと、ここにおいて、前記第２のトランジスタの前記ドレインと前記ゲートとの間の直列抵抗を低減し、およびそれにしたがって、前記第１のトランジスタの前記ドレインから前記ゲートへの前記負のフィードバックを増加させるために、前記電力供給電圧が増加するときに、前記制御電圧は、前記第２のトランジスタをオンにする、
    を備える、請求項５に記載のワイヤレス送信機。
  8. 前記プログラム可能なフィードバック回路は、複数の抵抗器、複数のスイッチ、およびキャパシタを備える、請求項１に記載のワイヤレス送信機。
  9. 前記複数の抵抗器のうちの各１つは、前記複数のスイッチのうちの１つと直列であり、前記複数の抵抗器は、互いに並列に、および前記キャパシタと直列に、構成される、請求項８に記載のワイヤレス送信機。
  10. 前記複数の抵抗器および前記複数のスイッチは、
    前記キャパシタの第１の端子に結合された第１の端子と、第２の端子とを有する第１の抵抗器と、
    前記第１の抵抗器の前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記第１の抵抗器の前記第１の端子に結合された第２の端子とを有する第１のスイッチと、
    前記第１の抵抗器の前記第２の端子に結合された第１の端子と、第２の端子とを有する第２のスイッチと、
    前記第２のスイッチの前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記トランジスタの前記のゲートに結合された第２の端子とを有する第２の抵抗器と、
    を備え、
    ここにおいて、前記キャパシタの第２の端子は、前記トランジスタの前記ドレインに結合される、請求項８に記載のワイヤレス送信機。
  11. 前記トランジスタは、各々がソース、ゲート、およびドレインを備える複数のセグメントを備え、ここにおいて、各セグメントは、前記セグメントの前記ドレインと前記ゲートとの間に直列に構成された抵抗器およびキャパシタを備える、請求項１に記載のワイヤレス送信機。
  12. 前記ドレインは、１つまたは複数の追加的な利得ステージを通して前記アンテナに結合される、請求項１に記載のワイヤレス送信機。
  13. 方法であって、
    トランジスタのゲートにおいて入力信号を受け取ることと、前記トランジスタはソース、ゲート、およびドレインを備え、ここにおいて、前記ドレインは、電力供給電圧に、およびアンテナに結合され、前記トランジスタは、前記入力信号を増幅し出力信号を生み出すように構成される、
    前記トランジスタの前記ドレインからの前記出力信号の一部を、前記ドレインに結合された入力端子、前記ゲートに結合された出力端子、および制御入力を有するプログラム可能なフィードバック回路を通して、前記トランジスタの前記ゲートに動的に結合することと、ここにおいて、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記制御入力において受け取られた制御信号に基づいて、前記トランジスタの前記ゲートと前記ドレインとの間の直列ＲＣ回路を調整する、
    ここにおいて、前記プログラム可能なフィードバック回路は、ワイヤレス送信機が前記トランジスタの前記ドレインへの第１の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、第１のＲＣ回路値を生み出すように構成され、前記プログラム可能なフィードバック回路は、前記ワイヤレス送信機が、前記トランジスタの前記ドレインへの第２の電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを変化させるために、第２のＲＣ回路値を生み出すように構成される、
    を備える、方法。
  14. 前記第１のＲＣ回路値は、前記ワイヤレス送信機が前記入力信号のエンベロープに対応する可変電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、生み出され、前記第２のＲＣ回路値は、前記ワイヤレス送信機が前記トランジスタの前記ドレインへの定電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、生み出され、前記第２のＲＣ回路値は、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを増加させるために、前記第１のＲＣ回路値より小さい、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記制御信号は、論理信号である、請求項１３に記載の方法。
  16. 前記制御信号は、連続信号である、請求項１３に記載の方法。
  17. 前記制御信号は、前記電力供給電圧である、請求項１３に記載の方法。
  18. ワイヤレス送信機であって、
    ソース、ゲート、およびドレインを備えるトランジスタと、ここにおいて、前記ゲートは、送信されることになる入力信号に結合され、前記ドレインは、電力供給電圧に、およびアンテナに結合され、前記トランジスタは、前記入力信号を増幅し、前記ドレインにおいて出力信号を生み出すように構成される、
    制御信号に基づいて、前記トランジスタの前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを調整するための手段と、
    ここにおいて、負のフィードバックを調整するための前記手段は、前記ワイヤレス送信機が、前記トランジスタの前記ドレインへの前記入力信号のエンベロープに対応する可変電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、第１のＲＣ回路値を生み出すように構成され、負のフィードバックを調整するための前記手段は、前記ワイヤレス送信機が、前記トランジスタの前記ドレインへの定電力供給電圧を生み出すように構成されるとき、前記ドレインから前記ゲートへの負のフィードバックを増加させるために、前記第１のＲＣ回路値より小さい第２のＲＣ回路値を生み出すように構成される、
    を備える、ワイヤレス送信機。
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