JP5739075B2 - チューナブル負荷整合を用いたマルチモードバイパスドライバ増幅器 - Google Patents

Description

本開示は、一般に電子機器に関し、より詳細には、改善された性能を有するドライバ増幅器に関する。

ワイヤレス通信システムにおけるワイヤレスデバイス（たとえば、セルラーフォンまたはスマートフォン）は、双方向通信のためのデータを送信および受信し得る。ワイヤレスデバイスは、データ送信のための送信機と、データ受信のための受信機とを含み得る。データ送信では、送信機は、無線周波数（ＲＦ）キャリア信号をデータで変調して被変調信号を取得し、被変調信号を増幅して、適切な出力電力レベルを有する出力ＲＦ信号を取得し、アンテナを介して出力ＲＦ信号を基地局に送信し得る。データ受信では、受信機は、アンテナを介して受信ＲＦ信号を取得し得、受信ＲＦ信号を調整し処理して、基地局によって送られたデータを復元し得る。

送信機は複数の動作モード（または単に、モード）をサポートし得る。各モードは、異なる送信電力レベル、異なる無線技術、異なる周波数帯域などに対応し得る。送信機は、複数のモードをサポートするためのいくつかの送信経路を含み得る。各送信経路は、固有のモードをサポートし得、ドライバ増幅器、電力増幅器、インピーダンス整合回路など、様々な回路を含み得る。その場合、比較的多数の増幅器および回路が送信機に必要であり得、それにより送信機のサイズとコストとが増加し得る。

異なるワイヤレス通信システムと通信することが可能なワイヤレスデバイスを示す図。 ワイヤレスデバイスのブロック図。 電力増幅器（ＰＡ）モジュールのブロック図。 図３中のＰＡモジュール中のインピーダンス整合回路の概略図。 本開示の様々な態様を組み込んだＰＡモジュールの概略図。 図５中のＰＡモジュール中のインピーダンス整合回路の概略図。 チューナブルインピーダンス整合回路（tunable impedance matching circuit）の例示的な設計を示す図。 チューナブルインピーダンス整合回路の例示的な設計を示す図。 チューナブルインピーダンス整合回路の例示的な設計を示す図。 チューナブルインピーダンス整合回路の例示的な設計を示す図。 チューナブルインピーダンス整合回路の例示的な設計を示す図。 チューナブルインピーダンス整合回路の例示的な設計を示す図。 チューナブルキャパシタの概略図。 出力インピーダンス整合回路の異なるキャパシタンス値についてのマルチモードドライバ増幅器の線形性を示す図。 出力インピーダンス整合回路の異なるキャパシタンス値についてのマルチモードドライバ増幅器のＤＣバイアス電流を示す図。 増幅器の概略図。 信号を増幅するためのプロセスを示す図。

以下に示す発明を実施するための形態は、本開示の例示的な設計を説明するものであり、本開示が実施され得る設計のみを表すものではない。「例示的」という用語は、本明細書では、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。「例示的」として本明細書で説明するいかなる設計も、必ずしも他の設計よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきであるとは限らない。発明を実施するための形態は、本開示の例示的な設計の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。本明細書で説明する例示的な設計はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの例では、本明細書で提示する例示的な設計の新規性を不明瞭にしないように、よく知られている構造およびデバイスをブロック図の形式で示す。

本明細書では、チューナブル出力インピーダンス整合を用いた、および複数のモードをサポートすることが可能な、マルチモードドライバ増幅器について説明する。このドライバ増幅器は、ワイヤレスデバイスおよび他のエレクトロニクスデバイスのために使用され得る。

図１に、異なるワイヤレス通信システム１２０および１２２と通信することが可能なワイヤレスデバイス１１０を示す。ワイヤレスシステム１２０および１２２は、それぞれ、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標）：Global System for Mobile Communications）システム、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）システム、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システム、または何らかの他のワイヤレスシステムであり得る。ＣＤＭＡシステムは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、ｃｄｍａ２０００、またはＣＤＭＡの何らかの他のバージョンを実装し得る。簡単のために、図１に、１つの基地局１３０と１つのシステムコントローラ１４０とを含むワイヤレスシステム１２０と、１つの基地局１３２と１つのシステムコントローラ１４２とを含むワイヤレスシステム１２２とを示す。概して、各ワイヤレスシステムは、任意の数の基地局と、ネットワークエンティティの任意のセットとを含み得る。

ワイヤレスデバイス１１０は、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局などと呼ばれることもある。ワイヤレスデバイス１１０は、セルラーフォン、スマートフォン、タブレット、ワイヤレスモデム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、スマートブック、ネットブック、コードレスフォン、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイスなどであり得る。ワイヤレスデバイス１１０はワイヤレスシステム１２０および／または１２２と通信することが可能であり得る。ワイヤレスデバイス１１０はまた、放送局（たとえば、放送局１３４）から信号を受信することが可能であり得る。ワイヤレスデバイス１１０はまた、１つまたは複数のグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ：global navigation satellite systems）中の衛星（たとえば、衛星１５０）から信号を受信することが可能であり得る。ワイヤレスデバイス１１０は、ＬＴＥ、ｃｄｍａ２０００、ＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＩＥＥＥ８０２．１１など、ワイヤレス通信のための１つまたは複数の無線技術をサポートし得る。

図２に、図１中のワイヤレスデバイス１１０の例示的な設計のブロック図を示す。この例示的な設計では、ワイヤレスデバイス１１０は、データプロセッサ／コントローラ２１０と、トランシーバ２２０と、アンテナ２５２とを含む。トランシーバ２２０は、双方向ワイヤレス通信をサポートする送信機２３０と受信機２６０とを含む。

送信経路では、データプロセッサ２１０は、送信されるべきデータを処理（たとえば、符号化および変調）し、送信機２３０にアナログ出力信号を与える。送信機２３０内で、送信回路２３２は、アナログ出力信号を増幅し、フィルタ処理し、ベースバンドからＲＦにアップコンバートし、被変調ＲＦ信号を与える。送信回路２３２は、増幅器、フィルタ、ミキサ、発振器、局部発振器（ＬＯ）生成器、位相ロックループ（ＰＬＬ）などを含み得る。電力増幅器（ＰＡ）モジュール２４０は、被変調ＲＦ信号を受信し、増幅し、適切な出力電力レベルを有する出力ＲＦ信号を与える。ＰＡモジュール２４０は、以下で説明するように、ドライバ増幅器、電力増幅器、インピーダンス整合回路などを含み得る。出力ＲＦ信号は、スイッチ／デュプレクサ２５０を介してルーティングされ、アンテナ２５２を介して送信される。

受信経路では、アンテナ２５２は、基地局および／または他の送信機局から信号を受信し、受信ＲＦ信号を与え、その受信ＲＦ信号は、スイッチ／デュプレクサ２５０を介してルーティングされ、受信機２６０に与えられる。受信機２６０内で、低雑音増幅器（ＬＮＡ）モジュール２６２は、受信ＲＦ信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を与える。受信回路２６４は、増幅されたＲＦ信号を増幅し、フィルタ処理し、ＲＦからベースバンドにダウンコンバートし、データプロセッサ２１０にアナログ入力信号を与える。受信回路２６４は、増幅器、フィルタ、ミキサ、発振器、ＬＯ生成器、ＰＬＬなどを含み得る。

図２は、トランシーバ２２０の例示的な設計を示している。送信機２３０および／または受信機２６０は、図２に示されていない、異なったおよび／または追加の回路を含み得る。たとえば、送信機２３０は、簡単のために図２に明示的に示されていない、フィルタ、インピーダンス整合回路などを含み得る。トランシーバ２２０の全部または一部分が、１つまたは複数のアナログ集積回路（ＩＣ）、ＲＦ ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号ＩＣなどの上に実装され得る。たとえば、送信回路２３２、ＰＡモジュール２４０、ＬＮＡモジュール２６２、および受信回路２６４は、ＲＦＩＣ上に実装され得る。ＰＡモジュール２４０および場合によっては他の回路は、別個のＩＣまたはモジュール上にも実装され得る。

データプロセッサ／コントローラ２１０は、ワイヤレスデバイス１１０のための様々な機能を実行し得る。たとえば、データプロセッサ２１０は、送信機２３０を介して送信されており、受信機２６０を介して受信されているデータのための処理を実行し得る。コントローラ２１０は、送信回路２３２、受信回路２６４、ＰＡモジュール２４０、ＬＮＡモジュール２６２、スイッチ／デュプレクサ２５０などの動作を制御し得る。メモリ２１２は、データプロセッサ／コントローラ２１０のプログラムコードおよびデータを記憶し得る。データプロセッサ／コントローラ２１０は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または他のＩＣ上に実装され得る。

ワイヤレスデバイス１１０は、異なる送信／出力電力レベル、異なる無線技術、異なる周波数帯域などをカバーし得る、複数のモードをサポートし得る。ＰＡモジュール２４０は、ワイヤレスデバイス１１０によってサポートされるモードのすべてをサポートするように設計され得る。

ＣＤＭＡについて、送信電力レベルの広い範囲にわたって、たとえば、−５０ｄＢｍから＋２９ｄＢｍまで、ＰＡモジュール２４０について高い電力付加効率（ＰＡＥ：power added efficiency）を得ることが望ましい。電力増幅器は、ワイヤレスシステムによって必要とされる高い送信電力（たとえば、＋２７ｄＢｍ〜＋３３ｄＢｍ）を与えることができる。しかしながら、電力増幅器は、一般に、それがオンにされたとき、大量の電力および電流を消費する。高い送信電力が少量の時間の間のみ必要であり得るので、ＰＡモジュールは、送信電力レベルの異なる範囲のための複数の送信経路を含み得る。電力増幅器は、送信電力レベルの最も高い範囲だけに必要とされ得、主送信経路中に含まれ得る。送信電力レベルのより低い範囲にはドライバ増幅器だけで十分であり得る。したがって、ドライバ増幅器だけが、送信電力レベルのより低い範囲をカバーするバイパス送信経路中に含まれ得る。

ＰＡモジュールは単一のバイパス送信経路を含み得る。この単一のバイパス送信経路中のドライバ増幅器は、バイパス送信経路によってサポートされる最も高い送信電力レベルにおいて、必要とされる性能（たとえば、必要とされる線形性）を与えるように設計され得る。このドライバ増幅器は、その場合、より低い送信電力レベルにおいて低い効率を有し得る。ＰＡモジュールは、効率を改善するために複数のバイパス送信経路を含み得る。

図３に、図２中のＰＡモジュール２４０の１つの例示的な設計である、ＰＡモジュール２４０ａのブロック図を示す。ＰＡモジュール２４０ａは、主／全電力送信経路３１０とＫ個のバイパス経路３１２ａ〜３１２ｋとを含み、ただし、Ｋは、１よりも大きい任意の整数値であり得る。主送信経路３１０は、ドライバ増幅器３４０と電力増幅器３６０とを含む。各バイパス経路３１２は、ドライバ増幅器３４２のみを含み、電力増幅器を含まない。バイパス送信経路中のドライバ増幅器はバイパスドライバ増幅器と呼ばれることがある。

主送信経路３１０内で、スイッチ３２０は、一方の端部がＰＡモジュール２４０ａの入力（ＲＦｉｎ）に結合され、他方の端部が入力インピーダンス整合回路３３０の入力に結合される。ドライバ増幅器（ＤＡ）３４０は、それの入力が整合回路３３０の出力に結合され、それの出力が段間インピーダンス整合回路３５０の入力に結合される。電力増幅器（ＰＡ）３６０は、それの入力が整合回路３５０の出力に結合され、それの出力が出力インピーダンス整合回路３７０の入力に結合される。スイッチ３８０は、一方の端部が整合回路３７０の出力に結合され、他方の端部がＰＡモジュール２４０ａの出力（ＲＦｏｕｔ）に結合される。

各バイパス送信経路３１２内で、スイッチ３２２は、一方の端部がＰＡモジュール２４０ａの入力に結合され、他方の端部が入力インピーダンス整合回路３３２の入力に結合される。ドライバ増幅器３４２は、それの入力が整合回路３３２の出力に結合され、それの出力が出力インピーダンス整合回路３５２の入力に結合される。スイッチ３８２は、一方の端部が整合回路３５２の出力に結合され、他方の端部がＰＡモジュール２４０ａの出力に結合される。

主送信経路３１０では、整合回路３３０は、ドライバ増幅器３４０のための入力インピーダンス整合を実行する。ドライバ増幅器３４０は、入力ＲＦ信号に対する増幅を行う。整合回路３５０は、ドライバ増幅器３４０の出力と電力増幅器３６０の入力との間のインピーダンス整合を実行する。電力増幅器３６０は、出力ＲＦ信号に対して増幅を行い、高出力電力を与える。整合回路３７０は、電力増幅器３６０のための出力インピーダンス整合を実行する。各バイパス送信経路３１２では、整合回路３３２は、ドライバ増幅器３４２のための入力インピーダンス整合を実行する。ドライバ増幅器３４２は、入力ＲＦ信号に対する増幅を行う。整合回路３５２は、ドライバ増幅器３４２のための出力インピーダンス整合を実行する。

１つまたは複数の増幅器が、各送信経路中に含まれ得、その送信経路によってサポートされる送信電力レベルの範囲について良好な効率を与えるように設計され得る。たとえば、増幅器中のトランジスタの数、各トランジスタのサイズ、各トランジスタのためのバイアス、増幅器の負荷、および／または増幅器の他の特性が、増幅器によってサポートされる送信電力レベルの範囲に依存し得、したがってその範囲に基づいて選択され得る。

図４に、図３中のＰＡモジュール２４０ａの例示的な設計である、ＰＡモジュール２４０ｂの概略図を示す。図４は、図３中の入力、段間、および出力インピーダンス整合回路の例示的な設計を示している。

主送信経路３１０中の入力インピーダンス整合回路３３０内で、キャパシタ４３０は、整合回路３３０の入力とノードＡとの間に結合される。インダクタ４３２は、ノードＡと整合回路３３０の出力との間に結合される。キャパシタ４３４は、ノードＡと回路接地との間に結合される。

主送信経路３１０中の段間インピーダンス整合回路３５０内で、インダクタ４５０は、整合回路３５０の入力と電源（Ｖｄｄ）との間に結合される。キャパシタ４５２は、整合回路３５０の入力とノードＢとの間に結合される。インダクタ４５４は、ノードＢと整合回路３５０の出力との間に結合される。抵抗器４５６は、整合回路３５０の出力とバイアス電圧との間に結合される。キャパシタ４５８は、ノードＢと回路接地との間に結合される。

主送信経路３１０中の出力インピーダンス整合回路３７０内で、インダクタ４７０は、整合回路３７０の入力とＶｄｄ電源との間に結合される。インダクタ４７２とキャパシタ４７４は直列に結合され、その組合せは、整合回路３７０の入力と出力との間に結合される。キャパシタ４７６は、整合回路３７０の入力と回路接地との間に結合される。

各バイパス送信経路３１２中の入力インピーダンス整合回路３３２は、主送信経路３１０中の入力インピーダンス整合回路３３０と同様の方法で実装され得る。各バイパス送信経路３１２中の出力インピーダンス整合回路３５２は、主送信経路３１０中の出力インピーダンス整合回路３７０と同様の方法で実装され得る。

図４は、入力、段間、および出力インピーダンス整合回路の例示的な設計を示している。インピーダンス整合回路は、以下で説明するように、他の回路トポロジーを用いても実装され得る。

バイパス送信経路３１２ａ〜３１２ｋ中のドライバ増幅器３４２ａ〜３４２ｋは、それらの異なる回路設計および／または異なるバイアスにより、異なる入力および／または出力インピーダンスを有し得る。その場合、送信電力レベルの異なる範囲にわたって良好な効率を達成するために、異なる入力および／または出力インピーダンス整合回路がドライバ増幅器３４２ａ〜３４２ｋに必要であり得る。

ＰＡモジュールは、送信電力レベルの広い範囲にわたって高い効率を達成するために（たとえば、図３および図４に示すように）複数のバイパス送信経路を含み得る。しかしながら、たとえば、図４に示すように、異なるバイパス送信経路においてドライバ増幅器のためのインピーダンス整合回路を実装するために、比較的多数の回路構成要素が使用され得る。これは、複数のバイパス送信経路を用いてＰＡモジュールの複雑さ、サイズ、およびコストを増加させるであろう。

一態様では、複数のモードを効率的にサポートするために、チューナブル出力インピーダンス整合（すなわち、チューナブル負荷整合）を用いたマルチモードドライバ増幅器が使用され得る。マルチモードドライバ増幅器は、異なるモードのために変更され得る１つまたは複数の特性を有し得る。たとえば、マルチモードドライバ増幅器のバイアス、あるいは直列または並列に結合され得る増幅器段の数、および／あるいはマルチモードドライバ増幅器の他の特徴が、送信電力レベルの異なる範囲のために変更され得る。マルチモードドライバ増幅器の出力インピーダンス整合も、場合によってはマルチモードドライバ増幅器の調整とともに、異なるモード（たとえば、送信電力レベルの異なる範囲）のために変更され得る。チューナブル出力インピーダンス整合を用いたマルチモードドライバ増幅器は、（ｉ）送信電力レベルの広い範囲にわたって良好な効率を与え、（ｉｉ）ＰＡモジュール中の単一のバイパス送信経路の使用を可能にし、（ｉｉｉ）ＰＡモジュールの低減された複雑さ、サイズ、およびコストなど、他の利点を与え得る。

図５に、図２中のＰＡモジュール２４０のまた別の例示的な設計である、ＰＡモジュール２４０ｃの概略図を示す。ＰＡモジュール２４０ｃは、主送信経路５１０とマルチモードバイパス送信経路５１２とを含む。主送信経路５１０は、ドライバ増幅器５４０と電力増幅器５６０とを含む。バイパス経路５１２は、マルチモードドライバ増幅器５４２のみを含み、電力増幅器を含まない。図５に示す例示的な設計では、チューナブル入力インピーダンス整合回路５２０は、主送信経路５１０とバイパス送信経路５１２の両方によって共有される。整合回路５２０は、それの入力がＰＡモジュール２４０ｃの入力（ＲＦｉｎ）に結合され、それの出力が送信経路５１０と送信経路５１２の両方に結合される。

主送信経路５１０内で、スイッチ５３０は、一方の端部が入力インピーダンス整合回路５２０の出力に結合される。ドライバ増幅器５４０は、それの入力がスイッチ５３０の他方の端部に結合され、それの出力が段間インピーダンス整合回路５５０の入力に結合される。電力増幅器５６０は、それの入力が整合回路５５０の出力に結合され、それの出力が出力インピーダンス整合回路５７０の入力に結合される。スイッチ５８０は、一方の端部が整合回路５７０の出力に結合され、他方の端部がＰＡモジュール２４０ｃの出力（ＲＦｏｕｔ）に結合される。

バイパス送信経路５１２内で、スイッチ５３２は、一方の端部が入力インピーダンス整合回路５２０の出力に結合される。ドライバ増幅器５４２は、それの入力がスイッチ５３２の他方の端部に結合され、それの出力がチューナブル出力インピーダンス整合回路５５２の入力に結合される。スイッチ５８２は、一方の端部が整合回路５５２の出力に結合され、他方の端部がＰＡモジュール２４０ｃの出力に結合される。

主送信経路５１０では、整合回路５２０は、ドライバ増幅器５４０のための入力インピーダンス整合を実行する。ドライバ増幅器５４０は、入力ＲＦ信号に対する増幅を行う。整合回路５５０は、ドライバ増幅器５４０の出力と電力増幅器５６０の入力との間のインピーダンス整合を実行する。電力増幅器５６０は、出力ＲＦ信号に対して増幅を行い、高出力電力を与える。整合回路５７０は、電力増幅器５６０のための出力インピーダンス整合を実行する。バイパス送信経路５１２では、整合回路５２０は、ドライバ増幅器５４２のための入力インピーダンス整合を実行する。ドライバ増幅器５４２は、入力ＲＦ信号に対する増幅を行う。整合回路５５２は、ドライバ増幅器５４２のための出力インピーダンス整合を実行する。

図５は、主送信経路と、チューナブル出力インピーダンス整合を用いたマルチモードドライバ増幅器を有するマルチモードバイパス送信経路とをもつ、ＰＡモジュールの例示的な設計を示している。主送信経路とマルチモードバイパス送信経路とをもつＰＡモジュールは、他の方法でも実装され得る。たとえば、主送信経路とマルチモードバイパス送信経路は、図５に示す共有入力インピーダンス整合回路の代わりに、別個の入力インピーダンス整合回路を含み得る。別の例として、出力インピーダンス整合回路（たとえば、電力増幅器５６０のための整合回路５７０またはドライバ増幅器５４２のための整合回路５５２）は、送信機中の他の回路（たとえば、方向性結合器）と組み合わされ得る。

図６に、図５中のＰＡモジュール２４０ｃの例示的な設計である、ＰＡモジュール２４０ｄの概略図を示す。図６は、図５中のチューナブルインピーダンス整合回路５２０および５５２の例示的な設計を示している。チューナブル入力インピーダンス整合回路５２０内で、キャパシタ６２０は、整合回路５２０の入力とノードＤとの間に結合される。インダクタ６２２は、ノードＤと整合回路５２０の出力との間に結合される。チューナブルキャパシタ６２４は、ノードＤと回路接地との間に結合される。バイパス送信経路５１２中のチューナブル出力インピーダンス整合回路５５２内で、インダクタ６５２は、整合回路５５２の入力とＶｄｄ電源との間に結合される。チューナブルキャパシタ６５４は、整合回路５５２の入力と出力との間に結合される。

図６に示す例示的な設計では、出力インピーダンス整合回路５５２は、異なる送信電力レベルにおいて所望の負荷インピーダンスを達成するためのチューナブル直列キャパシタ６５４を含む。入力インピーダンス整合回路５２０は、入力インピーダンス整合を調整するためのチューナブルシャントキャパシタ６２４を含む。

図６は、チューナブルインピーダンス整合回路５２０および５５２の例示的な設計を示している。チューナブルインピーダンス整合回路は様々な他の設計にも基づいて実装され得、それらの設計のうちのいくつかについて以下で説明する。

図７Ａに、Ｌトポロジーに基づくチューナブルインピーダンス整合回路７１０の例示的な設計を示す。Ｌトポロジーは、シャント回路構成要素に結合された直列回路構成要素を含む。直列回路構成要素は、２つのノード間に接続された回路構成要素であり、シャント回路構成要素は、ノードと回路接地との間に接続された回路構成要素である。回路構成要素は、インダクタ、キャパシタ、抵抗器などであり得る。整合回路７１０は、（ｉ）整合回路７１０の入力と出力との間に結合された直列インダクタ７１２と、（ｉｉ）整合回路７１０の出力と回路接地との間に結合されたチューナブルシャントキャパシタ７１４とを含む。

図７Ｂに、Ｌトポロジーに基づくチューナブルインピーダンス整合回路７２０の例示的な設計を示す。整合回路７２０は、（ｉ）整合回路７２０の入力と出力との間に結合されたチューナブル直列キャパシタ７２２と、（ｉｉ）整合回路７２０の出力と回路接地との間に結合されたシャントインダクタ７２４とを含む。

図７Ｃに、Ｒトポロジーに基づくチューナブルインピーダンス整合回路７３０の例示的な設計を示す。Ｒトポロジーは、直列回路構成要素に結合されたシャント回路構成要素を含む。整合回路７３０は、（ｉ）整合回路７３０の入力と回路接地との間に結合されたチューナブルシャントキャパシタ７３２と、（ｉｉ）整合回路７３０の入力と出力との間に結合された直列インダクタ７３４とを含む。

図７Ｄに、πトポロジーに基づくチューナブルインピーダンス整合回路７４０の例示的な設計を示す。πトポロジーは、シャント回路構成要素に結合された直列回路構成要素に結合されたシャント回路構成要素を含む。整合回路７４０は、（ｉ）整合回路７４０の入力と回路接地との間に結合されたシャントキャパシタ７４２と、（ｉｉ）整合回路７４０の入力と出力との間に結合された直列インダクタ７４４と、（ｉｉｉ）整合回路７４０の出力と回路接地との間に結合されたチューナブルシャントキャパシタ７４６とを含む。

図７Ｅに、２つのＲセクションをもつチューナブルインピーダンス整合回路７５０の例示的な設計を示す。整合回路７５０は、（ｉ）整合回路７５０の入力とＶｄｄ電源との間に結合されたシャントインダクタ７５２と、（ｉｉ）整合回路７５０の入力とノードＥとの間に結合された直列キャパシタ７５４と、（ｉｉｉ）ノードＥと回路接地との間に結合されたチューナブルシャントキャパシタ７５６と、（ｉｖ）ノードＥと整合回路７５０の出力との間に結合された直列インダクタ７５８とを含む。

図７Ｆに、πトポロジーに基づくチューナブルインピーダンス整合回路７６０の例示的な設計を示す。整合回路７６０は、（ｉ）整合回路７６０の入力とＶｄｄ電源との間に結合されたシャントインダクタ７６２と、（ｉｉ）整合回路７６０の入力と出力との間に結合された直列キャパシタ７６４と、（ｉｉｉ）整合回路７６０の出力と回路接地との間に結合されたチューナブルシャントキャパシタ７６６と、（ｉｖ）整合回路７６０の出力と回路接地との間に結合されたシャントインダクタ７６８とを含む。

チューナブルインピーダンス整合回路のいくつかの例示的な設計について図６〜図７Ｆにおいて上記で説明した。概して、チューナブルインピーダンス整合回路は、整合回路の任意の数の段を含み得る。回路構成要素は多くなるが、帯域幅を増加させ、インピーダンス整合におけるより多くのフレキシビリティを与え、各段のインピーダンス変換比を低減することによって損失を低減し、および／または他の利益を与えるために、より多くの段が使用され得る。各段は、Ｌトポロジー、Ｒトポロジー、πトポロジー、Ｔトポロジーなどに基づいて実装され得る。Ｔトポロジーは、たとえば、図６において整合回路５２０について示すように、シャント回路構成要素に結合された、および別の直列回路構成要素にも結合された、直列回路構成要素を含む。異なる回路トポロジーが、増幅器の異なる公称入力または出力インピーダンスに、より好適であり得る。たとえば、いくつかの回路トポロジーは、入力または出力インピーダンスが誘導性と思われるとき、より好適であり得、他の回路トポロジーは、入力または出力インピーダンスが容量性と思われるとき、より好適であり得る。

概して、何らかの好適なチューナブルインピーダンス整合回路がマルチモードドライバ増幅器のために使用され得る。そのチューニングにより、単一のマルチモードドライバ増幅器は、送信電力レベルの広い範囲にわたって線形性要件を満たし、良好な効率を達成することが可能になる。マルチモードドライバ増幅器はまた、性能を改善するためにチューナブル入力インピーダンスを有し得る。

概して、チューナブルインピーダンス整合回路は、任意の数のチューナブル回路構成要素を含み得る。チューナブル回路構成要素は、チューナブル直列キャパシタ（たとえば、図６中の整合回路５５２中のキャパシタ６５４）、チューナブルシャントキャパシタ（たとえば、図６中の整合回路５２０中のキャパシタ６２４）、チューナブル直列インダクタ、チューナブルシャントインダクタなどであり得る。チューナブルインダクタよりもチューナブルキャパシタを実装することが容易であり得る。チューナブルキャパシタは、アナログ制御電圧に基づいて調整され得るキャパシタンスを有する可変キャパシタ（バラクタ）を用いて実装され得る。チューナブルキャパシタはまた、キャパシタンスを変更するために個々に選択されるかまたは選択されないことがあるキャパシタのセットを用いて実装され得る。いずれの場合も、チューナブルインピーダンス整合回路中のチューナブルキャパシタは、インピーダンス整合を改善し、良好な性能を得るために、変更され得る。

図８に、切替え可能なキャパシタを用いて実装されるチューナブルキャパシタ８１０の例示的な設計の概略図を示す。図８に示す例示的な設計では、チューナブルキャパシタ８１０は、固定キャパシタ８２０と、Ｎ個の切替え可能なキャパシタ８３０ａ〜８３０ｎのセットとを用いて実装され、ただし、Ｎは何らかの整数値であり得る。キャパシタ８２０は、チューナブルキャパシタ８１０の第１の端子８１２と第２の端子８１４との間に結合される。各切替え可能なキャパシタ８３０は、関連するスイッチ８３２と直列に結合される。各切替え可能なキャパシタ８３０は、一方の端部がチューナブルキャパシタ８１０の第１の端末８１２に結合され、他方の端部が、関連するスイッチ８３２の一方の端部に結合される。スイッチ８３２の他方の端部は、チューナブルキャパシタ８１０の第２の端子８１４に結合される。スイッチ８３２ａ〜８３２ｎは、簡単のために図８に示されていない、Ｎ個の制御信号を受信する。各スイッチ８３２は、それの関連する制御信号に基づいて開かれるかまたは閉じられ得る。

１つの例示的な設計では、Ｎ個の切替え可能なキャパシタ８３０ａ〜８３０ｎは同じキャパシタンス値を有し得る。別の例示的な設計では、Ｎ個の切替え可能なキャパシタ８３０ａ〜８３０ｎは異なるキャパシタンス値、たとえば、Ｃ、２Ｃ、４Ｃなどを有し得、ただし、Ｃはキャパシタンスの基本単位である。

チューナブル回路構成要素は、好適なチューニング範囲、すなわち、その回路構成要素のための値の好適な範囲を有するように設計され得る。例示的な設計では、チューナブルキャパシタは、約Ｃ〜４Ｃのチューニング範囲を有するように設計され得、ただし、２Ｃはチューナブルキャパシタの公称キャパシタンス値である。この４：１チューニング範囲は、インピーダンス整合回路中のチューナブルキャパシタの典型的なチューニング範囲よりもはるかに大きいことがある。より大きいチューニング範囲により、より多くの挿入損失が生じ得、これは概して望ましくない。より大きい挿入損失は、全電力モードでは許容できないことがあるが、バイパスモードでは許容できることがある。他の例示的な設計では、チューナブルキャパシタは、４：１よりも大きいまたは４：１よりも小さいチューニング範囲を有するように設計され得る。

チューナブルインピーダンス整合回路は様々な方法で制御され得る。１つの例示的な設計では、チューナブルインピーダンス整合回路は、整合回路の事前特徴づけに基づいて調整され得る。たとえば、ワイヤレスデバイス１１０の性能は、所与の送信電力レベルにおけるチューナブルインピーダンス整合回路中の１つまたは複数のチューナブルキャパシタの異なる可能な設定のために（たとえば、回路設計段階または製造段階中に）特徴づけられ得る。所与の送信電力レベルにおいて最も良好な性能を与えることができる設定が（たとえば、図２中のメモリ２１２中の）ルックアップテーブルに記憶され得る。上記特徴づけは、当該の異なる送信電力レベルのために実行され得、各送信電力レベルにおいて最も良好な性能を与えることができる設定はルックアップテーブルに記憶され得る。上記特徴づけは、コンピュータシミュレーション、研究室測定、工場測定、現場測定などによって実行され得る。その後、当該の送信電力レベルにおいて最も良好な性能を与えることができる設定は、ルックアップテーブルから取り出され、チューナブルインピーダンス整合回路に適用され得る。

別の例示的な設計では、チューナブルインピーダンス整合回路は、たとえば、動作中に、動的に調整され得る。たとえば、送出される電力、測定インピーダンス、反射損失、挿入損失、反射係数、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）、不整合損失など、１つまたは複数のパラメータが、チューナブルキャパシタの異なる可能な設定のために測定され得る。上記１つまたは複数のパラメータによって測定された、最良の性能を与えることができる設定が、使用のために選択され得る。

また別の例示的な設計では、チューナブルインピーダンス整合回路は、整合回路の事前特徴づけと動的調整との組合せに基づいて調整され得る。たとえば、チューナブルインピーダンス整合回路の性能が事前に特徴づけられ得、当該の送信電力レベルにおいて良好な性能を与えることができる設定は、ルックアップテーブルから取り出され、チューナブルインピーダンス整合回路に適用され得る。チューナブルインピーダンス整合回路は、その場合、動作中に（たとえば、選択された設定に対応する公称値の周辺のより狭い範囲内で）動的に調整され得る。

チューナブルインピーダンス整合回路は他の方法でも調整され得る。いずれの場合も、チューナブルインピーダンス整合回路は、異なる送信電力レベルのための複数の設定を含み得る。各設定は、整合回路中のすべてのチューナブル回路構成要素のための値の異なるセット（たとえば、図６中のキャパシタ６５２のための異なるキャパシタンス値）に対応し得る。たとえば、キャパシタ６５２は、低い送信電力レベルの場合は第１の値（Ｃ１）に、中間の送信電力レベルの場合は第２の値（Ｃ２）に、または高い送信電力レベルの場合は第３の値（Ｃ３）に設定され得る。チューナブルインピーダンス整合回路により、マルチモードドライバ増幅器は、送信電力レベルの広い範囲にわたって（たとえば、線形性および効率に関して）良好な性能を達成することが可能になり得る。

図９Ａに、図５および図６中のマルチモードドライバ増幅器５４２のＰＡＥおよび線形性対送信／出力電力レベルを示す。図９Ａでは、水平軸は、送信電力を表し、ｄＢｍの単位で与えられる。左垂直軸は、ＰＡＥを表し、パーセント（％）の単位で与えられる。右垂直軸は、隣接チャネル漏洩比（ＡＣＬＲ：adjacent channel leakage ratio）を表し、キャリアを下回るデシベル（ｄＢｃ）の単位で与えられる。ＡＣＬＲは線形性のためのメトリックであり、より低い（すなわち、より負の）ＡＣＬＲがより良い線形性に対応する。図９Ａに示す例示的な設計では、３ｄＢｍよりも小さい低い送信電力レベルの場合は、小さいキャパシタンス値（たとえば、Ｃ）がキャパシタ６５４のために選択され、３から９ｄＢｍの間の中間の送信電力レベルの場合は、公称キャパシタンス値（たとえば、２Ｃ）がキャパシタ６５４のために選択され、９ｄＢｍを上回る高い送信電力レベルの場合は、大きいキャパシタンス値（たとえば、４Ｃ）がキャパシタ６５４のために選択される。

図９Ａでは、プロット９１２は、図６中の出力インピーダンス整合回路５５２中のキャパシタ６５４のためのＣの小さいキャパシタンス値の場合のＰＡＥ対送信電力を示している。プロット９１４は、キャパシタ６５４のための２Ｃの公称キャパシタンス値の場合のＰＡＥ対送信電力を示している。プロット９１６は、キャパシタ６５４のための４Ｃの大きいキャパシタンス値の場合のＰＡＥ対送信電力を示している。

図９Ａでは、プロット９２２は、図６中の出力インピーダンス整合回路５５２中のキャパシタ６５４のためのＣの小さいキャパシタンス値の場合のＡＣＬＲ対送信電力を示している。プロット９２４は、キャパシタ６５４のための２Ｃの公称キャパシタンス値の場合のＡＣＬＲ対送信電力を示している。プロット９２６は、キャパシタ６５４のための４Ｃの大きいキャパシタンス値の場合のＡＣＬＲ対送信電力を示している。

図９Ｂに、マルチモードドライバ増幅器５４２の直流（ＤＣ）バイアス電流対送信／出力電力レベルを示す。図９Ｂでは、水平軸は、送信電力を表し、ｄＢｍの単位で与えられる。垂直軸は、ＤＣバイアス電流を表し、ミリアンペア（ｍＡ）の単位で与えられる。図９Ｂでは、プロット９３２は、キャパシタ６５４のためのＣの小さいキャパシタンス値の場合のＤＣバイアス電流対送信電力を示している。プロット９３４は、キャパシタ６５４のための２Ｃの公称キャパシタンス値の場合のＤＣバイアス電流対送信電力レベルを示している。プロット９３６は、キャパシタ６５４のための４Ｃの大きいキャパシタンス値の場合のＤＣバイアス電流対送信電力レベルを示している。

図９Ａおよび図９Ｂに示すように、良好な線形性およびより低いＡＣＬＲは、キャパシタ６５４のためのより大きいキャパシタンス値とともにより高い送信電力（たとえば、９から１６ｄＢｍまで）において達成され得る。しかしながら、キャパシタ６５４のためのキャパシタンス値が大きくなると、消費されるＤＣバイアス電流が多くなるであろう。したがって、所望の線形性を得るために、より大きいキャパシタンス値が、より高い送信電力においてキャパシタ６５４のために選択され得、電力消費を低減するために、より小さいキャパシタンス値が、より低い送信電力においてキャパシタ６５４のために選択され得る。たとえば、−３５ｄＢｃのＡＣＬＲ要件を満たし、約５．４ｍＡの低いＤＣバイアス電流を達成するために、Ｃの低いキャパシタンス値が、３．５ｄＢｍの送信電力レベルにおいてキャパシタ６５４のために選択され得る。図９Ａおよび図９Ｂに示すように、約５ｍＡの低いＤＣバイアス電流が、低い送信電力レベル約３ｄＢｍにおいて使用され得る。１５ｄＢｍの高い送信電力レベルにおいて約３７％の良好なＰＡＥと約−３８ｄＢｃの良好なＡＣＬＲとを達成するために、より高いＤＣバイアス電流が使用され得る。したがって、送信電力レベルの広い範囲にわたって良好な全体的性能が達成され得る。対照的に、（調整可能なキャパシタの代わりに）小さい値の固定キャパシタがキャパシタ６５４のために使用される場合、ＡＣＬＲは、３ｄＢｍよりも高い送信電力レベルにおいて不良であり得、仕様を満たさないことがある。大きい値の固定キャパシタがキャパシタ６５４のために使用される場合、たとえば、３ｄＢｍよりも小さい、低い送信電力レベルにおいて、ＤＣバイアス電流は高く、ＰＡＥは低いであろう。

ドライバ増幅器および電力増幅器は、たとえば、様々なタイプのトランジスタとともに、および様々な回路設計に基づいて、様々な方法で実装され得る。増幅器の例示的な設計について以下で説明する。

図１０に、電力増幅器またはドライバ増幅器であり得る、増幅器１０００の例示的な設計の概略図を示す。増幅器１０００は、スタック中で結合されたＭ個のＮチャネル金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）トランジスタ１０１０ａ〜１０１０ｍを含み、ただし、Ｍは任意の整数値であり得る。最下部のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ａは、それのソースが回路接地に結合され、それのゲートが交流（ＡＣ）結合キャパシタ１０２２を介して入力信号（Ｖｉｎ）を受信する。スタック中のもっと上の各ＮＭＯＳトランジスタ１０１０は、それのソースが、スタック中の下の別のＮＭＯＳトランジスタのドレインに結合される。最上部のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ｍは、それのドレインが出力信号（Ｖｏｕｔ）を与える。負荷インダクタ１０１２は、Ｖｄｄ電源と最上部のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ｍのドレインとの間に結合され、増幅器１０００のためのＤＣバイアス電流を与える。負荷インダクタ１０１２は、出力または段間インピーダンス整合回路の一部であり得る。たとえば、負荷インダクタ１０１２は、図６中の出力インピーダンス整合回路５５２中のシャントインダクタ６５２に対応し得る。ＮＭＯＳトランジスタ１０１０ａ〜１０１０ｍのゲートは、それぞれＭ個の抵抗器１０２０ａ〜１０２０ｍを介して、Ｍ個のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１〜ＶｂｉａｓＭを受信する。バイアス電圧は、増幅器１０００が使用可能であるときにそれをオンにし、増幅器１０００が使用不能であるときにそれをオフにするために、生成され得る。

Ｖｏｕｔ信号は、特に増幅器１０００が電力増幅器として使用される場合、大きい電圧スイング（voltage swing）を有し得る。大きい電圧スイングは、各ＮＭＯＳトランジスタ１０１０の破壊電圧を超え得る。Ｖｏｕｔ信号の大きい電圧スイングは、Ｍ個のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ａ〜１０１０ｍにわたって、ほぼ等しく分割または分散され得る。次いで、各ＮＭＯＳトランジスタ１０１０は、高信頼性を達成するために、各ＮＭＯＳトランジスタの破壊電圧よりも小さいことがある、少量の電圧スイングのみを観測し得る。Ｍ個のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１〜ＶｂｉａｓＭは、たとえば、各ＮＭＯＳトランジスタ１０１０が電圧スイングの約１／Ｍを観測するように、Ｖｏｕｔ信号の所望の電圧分割を行うように選択され得る。

図１０は、他の方法でも実装され得る、増幅器の例示的な設計を示している。たとえば、増幅器は、他のタイプのトランジスタ、または他の回路設計などを用いて実装され得る。図１０に示す例示的な設計は、図３〜図６中のドライバ増幅器のいずれかおよび電力増幅器のいずれかのために使用され得る。スタックトランジスタ（stacked transistor）の数、トランジスタサイズ、負荷インダクタ、バイアス電流、バイアス電圧、および／または他の回路特性は、ドライバ増幅器と電力増幅器とについて異なり得る。

増幅器１０００は、図５および図６中のマルチモードドライバ増幅器５４２のために使用され得る。この場合、増幅器１０００は、異なる送信電力レベルのための複数の設定を含み得る。増幅器１０００の各設定は、ＮＭＯＳトランジスタ１０１０ａ〜１０１０ｍのためのバイアス電圧の特定のセット、および／または増幅器１０００のための特定のＤＣバイアス電流に関連し得る。たとえば、Ｖｂｉａｓ１〜ＶｂｉａｓＭ電圧は、（ｉ）所望のドライブおよび線形性を得るために、より高い送信電力レベルの場合はより高く設定されるか、または（ｉｉ）電力消費を低減するために、より低い送信電力レベルの場合はより低く設定され得る。例示的な設計では、増幅器１０００の性能は、当該の各送信電力レベルについて異なる可能な設定のために特徴づけられ得る。各送信電力レベルのための最も良好な設定はルックアップテーブルに記憶され得る。動作中に、設定が、現在の送信電力レベルのためにルックアップテーブルから取り出され、増幅器１０００に適用され得る。増幅器１０００は他の方法でも設定または調整され得る。

例示的な設計では、装置（たとえば、ワイヤレスデバイス、ＩＣ、回路モジュールなど）が、たとえば、図５および図６に示すように、ドライバ増幅器とチューナブルインピーダンス整合回路とを備え得る。ドライバ増幅器（たとえば、図５および図６中のドライバ増幅器５４２）は、入力ＲＦ信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を与え得る。チューナブルインピーダンス整合回路（たとえば、図５および図６中の整合回路５５２）は、ドライバ増幅器に結合され得、ドライバ増幅器の出力インピーダンスを整合させ得る。

例示的な設計では、ドライバ増幅器は、複数のモードのための複数の設定を含み得る。複数のモードは、複数の送信電力レベル、複数の周波数帯域、または複数の無線技術のうちの少なくとも１つに関連し得る。ドライバ増幅器の複数の設定は、ドライバ増幅器のための異なるバイアス電圧および／または異なるバイアス電流に関連し得る。例示的な設計では、ルックアップテーブルが、ドライバ増幅器の複数の設定を記憶し得る。ルックアップテーブルは、選択されたモード（たとえば、選択された送信電力レベル）を受信し得、選択されたモードに対応する複数の設定のうちの１つを与え得る。

例示的な設計では、チューナブルインピーダンス整合回路は、複数のモード（たとえば、複数の送信電力レベル）のための複数の設定を含み得る。例示的な設計では、チューナブルインピーダンス整合回路は、調整可能なキャパシタンス値を有するチューナブルキャパシタを備え得る。チューナブルインピーダンス整合回路の複数の設定は、チューナブルキャパシタのための異なるキャパシタンス値に関連し得る。チューナブルキャパシタは、少なくとも２：１のチューニング範囲（たとえば、約４：１のチューニング範囲）を有し得る。チューナブルキャパシタは、複数のモードに関連する複数のキャパシタンス値を有し得る。例示的な設計では、チューナブルキャパシタは、たとえば、図８に示すように、少なくとも１つのスイッチに結合された少なくとも１つのキャパシタを備え得る。少なくとも１つのキャパシタの各々は、関連するスイッチに基づいて選択されるかまたは選択されないことがある。別の例示的な設計では、チューナブルキャパシタは、バラクタまたは何らかの他のタイプのチューナブルキャパシタを用いて実装され得る。

例示的な設計では、チューナブルインピーダンス整合回路（たとえば、整合回路５５２）は、たとえば、図６に示すように、チューナブルキャパシタとインダクタとを備え得る。チューナブルキャパシタ（たとえば、キャパシタ６５４）は、チューナブルインピーダンス整合回路の入力と出力との間に結合され得る。インダクタ（たとえば、インダクタ６５２）は、チューナブルインピーダンス整合回路の入力と（図６に示す）電源または回路接地との間に結合され得る。チューナブルインピーダンス整合回路は、たとえば、図７Ａ〜図７Ｆ中の回路設計のいずれかに基づいて、他の方法でも実装され得る。

上記装置は、ドライバ増幅器に結合され、ドライバ増幅器のための入力インピーダンス整合を実行するように構成された、第２のチューナブルインピーダンス整合回路（たとえば、図５および図６中の整合回路５２０）をさらに備え得る。例示的な設計では、第２のチューナブルインピーダンス整合回路は、第１のキャパシタと、インダクタと、チューナブルキャパシタとを備え得る。第１のキャパシタ（たとえば、図６中のキャパシタ６２０）は、第２のチューナブルインピーダンス整合回路の入力と中間ノードとの間に結合され得る。インダクタは、中間ノードと第２のチューナブルインピーダンス整合回路の出力との間に結合され得る。チューナブルキャパシタは、中間ノードと回路接地との間に結合され得る。第２のチューナブルインピーダンス整合回路は、たとえば、図７Ａ〜図７Ｆ中の回路設計のいずれかに基づいて、他の方法でも実装され得る。

例示的な設計では、上記装置は、主送信経路とバイパス送信経路とを備え得る。バイパス送信経路（たとえば、図５および図６中のバイパス送信経路５１２）は、ドライバ増幅器と、チューナブルインピーダンス整合回路とを備え、電力増幅器を備えないことがある。主送信経路（たとえば、図５および図６中の主送信経路５１０）は、第２のドライバ増幅器と電力増幅器とを備え得る。例示的な設計では、主送信経路は、しきい値レベルよりも高い送信電力レベルのために選択され得、バイパス送信経路は、しきい値レベルよりも低い送信電力レベルのために選択され得る。主送信経路およびバイパス送信経路はまた、それら２つの送信経路間でヒステリシスを与え、連続トグリングを緩和するために、異なるしきい値レベルに基づいて選択され得る。

例示的な設計では、第２のチューナブルインピーダンス整合回路は、主送信経路とバイパス送信経路とに結合され（およびそれらの送信経路によって共有され）得、ドライバ増幅器または第２のドライバ増幅器の入力インピーダンスを整合させ得る。別の例示的な設計では、別個のチューナブル入力インピーダンス整合回路が、主送信経路とバイパス送信経路とに結合され得る。各チューナブル入力インピーダンス整合回路は、それの送信経路中のドライバ増幅器の入力インピーダンスを整合させ得る。

図１１に、ワイヤレスデバイスによって実行されるプロセス１１００の例示的な設計を示す。増幅されたＲＦ信号を取得するためにドライバ増幅器を用いて入力ＲＦ信号を増幅する（ブロック１１１２）。ドライバ増幅器に結合されたチューナブルインピーダンス整合回路を用いてドライバ増幅器の出力インピーダンスを整合させる（ブロック１１１４）。ドライバ増幅器に結合された第２のチューナブルインピーダンス整合回路を用いてドライバ増幅器の入力インピーダンスを整合させる（ブロック１１１６）。ドライバ増幅器を複数のモード、たとえば、複数の送信電力レベルに関連する複数の設定のうちの１つに設定する（ブロック１１１８）。ドライバ増幅器の複数の設定は、異なるバイアス電圧および／または異なるバイアス電流に関連し得る。また、チューナブルインピーダンス整合回路を複数のモードに関連する複数の設定のうちの１つに設定する（ブロック１１２０）。チューナブルインピーダンス整合回路の複数の設定は、異なるキャパシタンス値などに関連し得る。

本明細書で説明するチューナブル出力インピーダンス整合を用いたマルチモードドライバ増幅器は、ＩＣ、アナログＩＣ、ＲＦＩＣ、混合信号ＩＣ、ＡＳＩＣ、プリント回路板（ＰＣＢ）、電子デバイスなどの上に実装され得る。マルチモードドライバ増幅器はまた、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）、ＮチャネルＭＯＳ（ＮＭＯＳ）、ＰチャネルＭＯＳ（ＰＭＯＳ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、バイポーラＣＭＯＳ（ＢｉＣＭＯＳ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）など、様々なＩＣプロセス技術を用いて作製され得る。

本明細書で説明するチューナブル出力インピーダンス整合を用いたマルチモードドライバ増幅器を実装する装置は、スタンドアロンデバイスであり得るか、またはより大きいデバイスの一部であり得る。デバイスは、（ｉ）スタンドアロンＩＣ、（ｉｉ）データおよび／または命令を記憶するためのメモリＩＣを含み得る１つまたは複数のＩＣのセット、（ｉｉｉ）ＲＦ受信機（ＲＦＲ）またはＲＦ送信機／受信機（ＲＴＲ）などのＲＦＩＣ、（ｉｖ）移動局モデム（ＭＳＭ）などのＡＳＩＣ、（ｖ）他のデバイス内に埋め込まれ得るモジュール、（ｖｉ）受信機、セルラーフォン、ワイヤレスデバイス、ハンドセット、またはモバイルユニット、（ｖｉｉ）その他であり得る。

１つまたは複数の例示的な設計では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザーで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。

本開示についての以上の説明は、いかなる当業者も本開示を作成または使用することができるように与えたものである。本開示への様々な修正は当業者には容易に明らかとなり、本明細書で定義した一般原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書で説明した例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示した原理および新規の特徴に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。以下に、本願の出願当初請求項に記載された発明を付記する。
［１］装置であって、該装置は以下を備える、
入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を与えるように構成されたドライバ増幅器と、
前記ドライバ増幅器に結合され、前記ドライバ増幅器の出力インピーダンスを整合させるように構成された、チューナブルインピーダンス整合回路。
［２］［１］の装置であって、
前記ドライバ増幅器が、複数のモードのための複数の設定を含む、
前記装置。
［３］［２］の装置であって、
前記複数のモードが、複数の送信電力レベル、複数の周波数帯域、または複数の無線技術のうちの少なくとも１つに関連する、
前記装置。
［４］［２］の装置であって、
前記ドライバ増幅器の前記複数の設定が、前記ドライバ増幅器のための異なるバイアス電圧または異なるバイアス電流のうちの少なくとも１つに関連する、
前記装置。
［５］［２］の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
前記ドライバ増幅器の前記複数の設定を記憶し、選択されたモードを受信し、前記選択されたモードに対応する前記複数の設定のうちの１つを与えるように構成されたルックアップテーブル。
［６］［１］の装置であって、
前記チューナブルインピーダンス整合回路が、複数のモードのための複数の設定を含む、
前記装置。
［７］［１］の装置であって、
前記チューナブルインピーダンス整合回路が、調整可能なキャパシタンス値を有するチューナブルキャパシタを備える、
前記装置。
［８］［７］の装置であって、
前記チューナブルキャパシタが、少なくとも１つのスイッチに結合された少なくとも１つのキャパシタを備え、前記少なくとも１つのキャパシタの各々が、関連するスイッチに基づいて選択されるかまたは選択されない、
前記装置。
［９］［１］の装置であって、
前記チューナブルインピーダンス整合回路が以下を備える、
前記チューナブルインピーダンス整合回路の入力と出力との間に結合されたチューナブルキャパシタと、および
前記チューナブルインピーダンス整合回路の前記入力と電源または回路接地との間に結合されたインダクタ。
［１０］［１］の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
前記ドライバ増幅器に結合され、前記ドライバ増幅器のための入力インピーダンス整合を実行するように構成された、第２のチューナブルインピーダンス整合回路。
［１１］［１０］の装置であって、
前記第２のチューナブルインピーダンス整合回路が以下を備える、
前記第２のチューナブルインピーダンス整合回路の入力と中間ノードとの間に結合された第１のキャパシタと、
前記中間ノードと前記第２のチューナブルインピーダンス整合回路の出力との間に結合されたインダクタと、
前記中間ノードと回路接地との間に結合されたチューナブルキャパシタ。
［１２］［１］の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
前記ドライバ増幅器と、前記チューナブルインピーダンス整合回路とを備え、電力増幅器を備えない、バイパス送信経路と、
第２のドライバ増幅器と電力増幅器とを備える主送信経路。
［１３］［１２］の装置であって、
前記主送信経路が、しきい値レベルよりも高い送信電力レベルのために選択され、前記バイパス送信経路が、前記しきい値レベルよりも低い送信電力レベルのために選択される、
前記装置。
［１４］［１２］の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
前記主送信経路と前記バイパス送信経路とに結合され、前記ドライバ増幅器または前記第２のドライバ増幅器のための入力インピーダンス整合を実行するように構成された、第２のチューナブルインピーダンス整合回路。
［１５］方法であって、該方法は以下を備える、
増幅された無線周波数（ＲＦ）信号を取得するためにドライバ増幅器を用いて入力ＲＦ信号を増幅することと、
前記ドライバ増幅器に結合されたチューナブルインピーダンス整合回路で前記ドライバ増幅器の出力インピーダンスを整合させること。
［１６］［１５］の方法であって、該方法はさらに以下を備える、
前記ドライバ増幅器に結合された第２のチューナブルインピーダンス整合回路で前記ドライバ増幅器の入力インピーダンスを整合させること。
［１７］［１５］の方法であって、該方法はさらに以下を備える、
前記ドライバ増幅器を複数のモードに関連する複数の設定のうちの１つに設定すること。
［１８］［１５］の方法であって、該方法はさらに以下を備える、
前記チューナブルインピーダンス整合回路を複数のモードに関連する複数の設定のうちの１つに設定すること。
［１９］装置であって、該装置は以下を備える、
増幅された無線周波数（ＲＦ）信号を取得するために入力ＲＦ信号を増幅するための手段と、
増幅するための前記手段の出力インピーダンスを整合させるための手段であって、前記出力インピーダンスを整合させるための前記手段がチューナブルである、整合させるための手段。
［２０］［１９］の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
増幅するための前記手段の入力インピーダンスを整合させるための手段であって、入力インピーダンス整合を実行するための前記手段がチューナブルである、整合させるための手段。

Claims (18)

1. 装置であって、 入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を与えるように構成されたマルチモードバイパス送信経路における第１のドライバ増幅器であって、前記マルチモードバイパス送信経路は電力増幅器を含まない、と、
   前記第１のドライバ増幅器に結合され、前記第１のドライバ増幅器の複数のモードのそれぞれに関して前記第１のドライバ増幅器の出力インピーダンスを整合させるように構成された、チューナブルインピーダンス整合回路と、
   第２のドライバ増幅器と電力増幅器とを備える主送信経路と、
   を備え、
   前記主送信経路が、第１のしきい値レベルよりも高い送信電力レベルのために選択され、前記マルチモードバイパス送信経路が、第２のしきい値レベルよりも低い送信電力レベルのために選択される、ここにおいて、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値は異なるしきい値レベルに基づいて選択される、
   前記装置。
2. 請求項１の装置であって、
   前記第１のドライバ増幅器が、前記複数のモードのための複数の設定を含む、
   前記装置。
3. 請求項２の装置であって、
   前記複数のモードが、複数の送信電力レベル、複数の周波数帯域、または複数の無線技術のうちの少なくとも１つに関連する、
   前記装置。
4. 請求項２の装置であって、
   前記第１のドライバ増幅器の前記複数の設定が、前記第１のドライバ増幅器のための異なるバイアス電圧または異なるバイアス電流のうちの少なくとも１つに関連する、
   前記装置。
5. 請求項２の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
   前記第１のドライバ増幅器の前記複数の設定を記憶し、選択されたモードを受信し、前記選択されたモードに対応する前記複数の設定のうちの１つを与えるように構成されたルックアップテーブル。
6. 請求項１の装置であって、
   前記チューナブルインピーダンス整合回路が、前記複数のモードのための複数の設定を含む、
   前記装置。
7. 請求項１の装置であって、
   前記チューナブルインピーダンス整合回路が、調整可能なキャパシタンス値を有するチューナブルキャパシタを備える、
   前記装置。
8. 請求項７の装置であって、
   前記チューナブルキャパシタが、少なくとも１つのスイッチに結合された少なくとも１つのキャパシタを備え、前記少なくとも１つのキャパシタの各々が、関連するスイッチに基づいて選択されるかまたは選択されない、
   前記装置。
9. 請求項１の装置であって、
   前記チューナブルインピーダンス整合回路が以下を備える、
   前記チューナブルインピーダンス整合回路の入力と出力との間に結合されたチューナブルキャパシタと、および
   前記チューナブルインピーダンス整合回路の前記入力と電源または回路接地との間に結合されたインダクタ。
10. 請求項１の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
    前記第１のドライバ増幅器に結合され、前記第１のドライバ増幅器のための入力インピーダンス整合を実行するように構成された、第２のチューナブルインピーダンス整合回路。
11. 請求項１０の装置であって、
    前記第２のチューナブルインピーダンス整合回路が以下を備える、
    前記第２のチューナブルインピーダンス整合回路の入力と中間ノードとの間に結合された第１のキャパシタと、
    前記中間ノードと前記第２のチューナブルインピーダンス整合回路の出力との間に結合されたインダクタと、
    前記中間ノードと回路接地との間に結合されたチューナブルキャパシタ。
12. 請求項１の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
    前記主送信経路と前記マルチモードバイパス送信経路とに結合され、前記第１のドライバ増幅器または前記第２のドライバ増幅器のための入力インピーダンス整合を実行するように構成された、第２のチューナブルインピーダンス整合回路。
13. 方法であって、
    増幅された無線周波数（ＲＦ）信号を取得するためにマルチモードバイパス送信経路における第１のドライバ増幅器を用いて入力ＲＦ信号を増幅することであって、前記マルチモードバイパス送信経路は電力増幅器を含まない、と、
    前記第１のドライバ増幅器の複数のモードのそれぞれに関して、前記第１のドライバ増幅器に結合されたチューナブルインピーダンス整合回路で前記第１のドライバ増幅器の出力インピーダンスを整合させることと、
    主送信経路において第２のドライバ増幅器と電力増幅器とを用いて前記入力ＲＦ信号を増幅することと、
    を備え、
    前記主送信経路が、第１のしきい値レベルよりも高い送信電力レベルのために選択され、前記マルチモードバイパス送信経路が、第２のしきい値レベルよりも低い送信電力レベルのために選択される、ここにおいて、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値は異なるしきい値レベルに基づいて選択される、
    前記方法。
14. 請求項１３の方法であって、該方法はさらに以下を備える、
    前記第１のドライバ増幅器に結合された第２のチューナブルインピーダンス整合回路で前記第１のドライバ増幅器の入力インピーダンスを整合させること。
15. 請求項１３の方法であって、該方法はさらに以下を備える、
    前記第１のドライバ増幅器を前記複数のモードに関連する複数の設定のうちの１つに設定すること。
16. 請求項１３の方法であって、該方法はさらに以下を備える、
    前記チューナブルインピーダンス整合回路を前記複数のモードに関連する複数の設定のうちの１つに設定すること。
17. 装置であって、
    増幅された無線周波数（ＲＦ）信号を取得するためにマルチモードバイパス送信経路における入力ＲＦ信号を増幅するための手段であって、前記マルチモードバイパス送信経路は電力増幅手段を含まない、と、
    増幅するための前記手段の出力インピーダンスを整合させるための手段であって、増幅するための前記手段の複数のモードのそれぞれに関する増幅するための前記手段に結合された前記出力インピーダンスを整合させるための前記手段と、
    主送信経路において電力増幅手段を用いて前記入力ＲＦ信号を増幅する手段と、
    を備え、
    前記主送信経路が、第１のしきい値レベルよりも高い送信電力レベルのために選択され、前記マルチモードバイパス送信経路が、第２のしきい値レベルよりも低い送信電力レベルのために選択される、ここにおいて、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値は異なるしきい値レベルに基づいて選択される、
    前記装置。
18. 請求項１７の装置であって、該装置はさらに以下を備える、
    増幅するための前記手段の入力インピーダンスを整合させるための手段であって、入力インピーダンス整合を実行するための前記手段がチューナブルである、整合させるための手段。

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