KR101704924B1 - 공유된 공통 베이스 바이어싱을 갖는 전력 증폭 시스템 - Google Patents

공유된 공통 베이스 바이어싱을 갖는 전력 증폭 시스템 Download PDF

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필립 존 레톨라
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스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드
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Abstract

공유된 공통 베이스 바이어싱을 갖는 전력 증폭 시스템. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함할 수 있다. 복수의 증폭기 섹션의 각각의 섹션은 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다. 전력 증폭 시스템은 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트를 포함할 수 있다. 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트의 각각의 컴포넌트는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 섹션의 제1 트랜지스터의 베이스에 결합될 수 있으며, 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 섹션의 제1 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능할 수 있다. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 제2 트랜지스터의 베이스에 결합되고 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 제2 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능한 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트를 포함할 수 있다.

Description

공유된 공통 베이스 바이어싱을 갖는 전력 증폭 시스템{POWER AMPLIFICATION SYSTEM WITH SHARED COMMON BASE BIASING}
관련 출원(들)의 상호 참조
본 출원은 2015년 2월 15일자로 출원된 미국 가출원 제62/116,497호(발명의 명칭 "COMMON CASCODE BASE BIASING"의 우선권을 주장하며, 그 개시 내용 전체가 참고로 본 명세서에 명시적으로 포함된다.
본 개시 내용 내용은 일반적으로 전력 증폭기들에 관한 것이다.
전력 증폭 시스템은 복수의 주파수 대역에 대응하는 다수의 전력 증폭기 스테이지를 포함할 수 있다. 특히 각각의 스테이지가 다수의 트랜지스터를 포함할 때, 전력 증폭기 스테이지들 각각의 바이어싱은 중복 바이어스 회로, 제어 회로 및 대응하는 라우팅을 포함할 수 있다.
일부 구현에 따르면, 본 개시 내용은 전력 증폭 시스템과 관련된다. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함한다. 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 섹션은 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함한다. 전력 증폭 시스템은 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트를 포함한다. 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트의 각각의 컴포넌트는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터의 베이스에 결합되고, 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능하다. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터의 베이스에 결합되고 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능한 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트를 포함한다.
일부 실시예에서, 전력 증폭 시스템은 대역 선택 신호에 기초하여 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 대역 선택 신호에 기초하여, 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 중 하나 이상이 각각의 제1 바이어싱 신호를 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 하나 이상의 섹션의 제1 트랜지스터의 베이스에 제공할 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는, 대역 선택 신호에 상관없이, 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트가 제2 바이어싱 신호를 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터들의 베이스들에 제공할 수 있게 하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 바이어싱 신호들은 목표 출력 전력을 기초로 할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 바이어싱 신호는 목표 출력 전력을 기초로 할 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 바이어싱 신호는 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트에 결합되고 배터리로부터의 전압에 의해 구동되는 전류원으로부터 유도될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 바이어싱 신호들은 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 중 하나 이상에 결합되고 배터리로부터의 전압에 의해 구동되는 각각의 전류원들로부터 유도될 수 있다.
일부 실시예에서, 전력 증폭 시스템은 복수의 RC 디커플링 컴포넌트를 더 포함할 수 있다. RC 디커플링 컴포넌트들 각각은 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트와 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제2 트랜지스터의 베이스 사이에 결합된 저항기를 포함할 수 있고, 복수의 캐스코드 증폭기 섹션들 중 각각의 섹션의 제2 트랜지스터의 베이스와 접지 전압 사이에 결합된 커패시터를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 제1 트랜지스터 각각의 제2 트랜지스터의 컬렉터는 각각의 인덕터를 통해 공급 전압에 결합될 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 제1 트랜지스터 각각의 제2 트랜지스터의 컬렉터는 각각의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트를 통해 안테나 스위치 컴포넌트에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트 각각은 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에 대응할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 정합 및 필터링 컴포넌트 각각은 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에 중심을 둔 필터를 이용하여 출력 RF 신호를 필터링하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 안테나 스위치 컴포넌트는 복수의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트 중 선택된 컴포넌트에서 수신된 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 안테나 스위치 컴포넌트는 복수의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트에서 수신된 신호들을 결합하고 출력하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터의 베이스에 결합되고 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에서 입력 RF 신호와 정합하도록 구성된 복수의 입력 정합 컴포넌트를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 전력 증폭 시스템은 복수의 RC 디커플링 컴포넌트를 더 포함할 수 있다. RC 디커플링 컴포넌트들의 각각의 컴포넌트는 각각의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트와 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터의 베이스 사이에 결합된 저항기를 포함할 수 있으며, 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제2 트랜지스터의 베이스와 복수의 입력 정합 컴포넌트 중 각각의 컴포넌트 사이에 결합된 커패시터를 포함할 수 있다.
일부 구현에서, 본 개시 내용은 복수의 컴포넌트를 수용하도록 구성된 패키징 기판을 포함하는 무선 주파수(RF) 모듈과 관련된다. RF 모듈은 패키징 기판상에 구현된 전력 증폭 시스템을 포함한다. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함한다. 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 섹션은 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함한다. 전력 증폭 시스템은 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트를 포함한다. 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트의 각각의 컴포넌트는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터의 베이스에 결합되고, 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능하다. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터의 베이스에 결합되고 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능한 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트를 포함한다.
일부 실시예에서, RF 모듈은 프런트 엔드 모듈(FEM, Front-End Module)이다.
일부 구현에서, 본 개시 내용은 무선 주파수(RF) 신호를 생성하도록 구성된 송수신기를 포함하는 무선 디바이스와 관련된다. 무선 디바이스는 송수신기와 통신하는 프런트 엔드 모듈(FEM)을 포함한다. FEM은 복수의 컴포넌트를 수용하도록 구성된 패키징 기판을 포함한다. FEM은 패키징 기판상에 구현된 전력 증폭 시스템을 더 포함한다. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함한다. 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 섹션은 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함한다. 전력 증폭 시스템은 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트를 포함한다. 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트의 각각의 컴포넌트는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터의 베이스에 결합되고, 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능하다. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터의 베이스에 결합되고 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능한 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트를 포함한다. 무선 디바이스는 FEM과 통신하는 안테나를 포함한다. 안테나는 RF 신호의 증폭된 버전을 전송하도록 구성된다.
본 개시 내용을 요약하기 위해, 본 발명의 소정의 양태들, 이점들 및 신규한 특징들이 본 명세서에 설명되었다. 반드시 이러한 모든 이점들이 본 발명의 임의의 특정 실시예에 따라 달성되지는 않을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은, 본 명세서에 교시되거나 암시될 수 있는 다른 이점들을 반드시 달성할 필요없이 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있다.
도 1은 예시적인 무선 시스템 또는 아키텍처를 도시한다.
도 2는 일부 구현에서 증폭 시스템이 하나 이상의 전력 증폭기를 갖는 무선 주파수(RF) 증폭기 어셈블리를 포함할 수 있음을 도시한다.
도 3a-3e는 전력 증폭기들의 비 제한적인 예들을 도시한다.
도 4는 일부 구현에서 증폭 시스템이 고전압(HV, High-Voltage) 전력 증폭 시스템으로서 구현될 수 있음을 도시한다.
도 5는 일부 실시예에서 전력 증폭 시스템이 복수의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함할 수 있음을 도시한다.
도 6은 일부 실시예에서 전력 증폭 시스템이 복수의 공유된 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트를 가질 수 있음을 도시한다.
도 7은 RF 신호를 처리하는 방법의 흐름도 표현을 도시한다.
도 8은 본 명세서에 설명된 것과 같은 하나 이상의 특징을 갖는 모듈을 도시한다.
도 9는 본 명세서에 설명된 것과 같은 하나 이상의 특징을 갖는 무선 디바이스를 도시한다.
본 명세서에 제공된 제목들이 있다면 이는 단지 편의를 위한 것이며, 반드시 청구 발명의 의미 또는 범위에 영향을 미치는 것은 아니다.
도 1을 참고하면, 본 개시 내용의 하나 이상의 특징은 일반적으로 증폭 시스템(52)을 갖는 무선 시스템 또는 아키텍처(50)와 관련된다. 일부 실시예에서, 증폭 시스템(52)은 하나 이상의 디바이스로서 구현될 수 있고, 이런 디바이스(들)는 무선 시스템/아키텍처(50)에서 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 무선 시스템/아키텍처(50)는 예를 들어, 휴대용 무선 디바이스로 구현될 수 있다. 그런 무선 디바이스의 예들은 본 명세서에 설명된다.
도 2는 도 1의 증폭 시스템(52)이 전형적으로 하나 이상의 전력 증폭기(PA, Power Amplifier)를 갖는 무선 주파수(RF) 증폭기 어셈블리(54)를 포함함을 도시한다. 도 2의 예에서, 3개의 PA(60a-60c)가 RF 증폭기 어셈블리(54)를 형성하는 것으로서 도시된다. 다른 수의 PA(들)가 또한 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 개시 내용의 하나 이상의 특징이 다른 유형의 RF 증폭기들을 갖는 RF 증폭기 어셈블리들에 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일부 실시예에서, RF 증폭기 어셈블리(54)는 하나 이상의 반도체 다이 상에 구현될 수 있고, 이런 다이는 전력 증폭기 모듈(PAM, Power Amplifier Module) 또는 프런트 엔드 모듈(FEM)과 같은 패키지형 모듈에 포함될 수 있다. 이런 패키지형 모듈은 전형적으로 예를 들어, 휴대용 무선 디바이스와 연관된 회로 보드에 장착된다.
증폭 시스템(52)에서 PA들(예를 들어, 60a-60c)은 전형적으로 바이어스 시스템(56)에 의해 바이어싱된다. 또한, PA들에 대한 공급 전압들은 전형적으로 공급 시스템(58)에 의해 제공된다. 일부 실시예에서, 바이어스 시스템(56)과 공급 시스템(58) 중 하나 또는 둘 다는 RF 증폭기 어셈블리(54)를 갖는 상술한 패키지형 모듈에 포함될 수 있다.
일부 실시예에서, 증폭 시스템(52)은 정합 회로망(62)을 포함할 수 있다. 이런 정합 회로망은 입력 정합 및/또는 출력 정합 기능들을 RF 증폭기 어셈블리(54)에 제공하도록 구성될 수 있다.
설명의 목적을 위해, 도 2의 각각의 PA(60a-60c)가 다수의 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도 3a-3e는 이런 PA가 어떻게 구성될 수 있는지에 대한 비 제한적인 예들을 도시한다. 도 3a는 증폭 트랜지스터(64)를 갖는 예시적인 PA를 도시하며, 여기서 입력 RF 신호(RF_in)는 트랜지스터(64)의 베이스에 제공되고, 증폭된 RF 신호(RF_out)는 트랜지스터(64)의 컬렉터를 통해 출력된다.
도 3b는 스테이지로 배열된 복수의 증폭 트랜지스터(예를 들어, 64a, 64b)를 갖는 예시적인 PA를 도시한다. 입력 RF 신호(RF_in)는 제1 트랜지스터(64a)의 베이스에 제공되고, 제1 트랜지스터(64a)로부터의 증폭된 RF 신호는 그 컬렉터를 통해 출력된다. 제1 트랜지스터(64a)로부터의 증폭된 RF 신호는 제2 트랜지스터(64b)의 베이스에 제공되고, 제2 트랜지스터(64b)로부터의 증폭된 RF 신호는 그 컬렉터를 통해 출력되며, 이에 따라 PA의 출력 RF 신호(RF_out)를 생성한다.
일부 실시예에서, 도 3b의 상술한 예시적인 PA 구성은 도 3c에 도시된 바와 같이 2 이상의 스테이지로서 표현될 수 있다. 제1 스테이지(64a)는 예를 들어, 드라이버 스테이지로서 구성될 수 있고; 제2 스테이지(64b)는 예를 들어, 출력 스테이지로서 구성될 수 있다.
도 3d는 일부 실시예에서 PA가 도허티(doherty) PA로서 구성될 수 있음을 도시한다. 이런 도허티 PA는 증폭된 출력 RF 신호(RF_out)를 생성하기 위해 입력 RF 신호(RF_in)의 반송파 증폭과 피킹(peaking) 증폭을 제공하도록 구성된 증폭 트랜지스터들(64a, 64b)을 포함할 수 있다. 입력 RF 신호는 스플리터에 의해 반송파 부분과 피킹 부분으로 분할될 수 있다. 증폭된 반송파와 피킹 신호들은 결합기에 의해 출력 RF 신호를 생성하기 위해 결합될 수 있다.
도 3e는 일부 실시예에서 PA가 캐스코드 구성으로 구현될 수 있음을 도시한다. 입력 RF 신호(RF_in)는 공통 에미터 디바이스로서 동작하는 제1 증폭 트랜지스터(64a)의 베이스에 제공될 수 있다. 제1 증폭 트랜지스터(64a)의 출력은 그 컬렉터를 통해 제공되고 공통 베이스 디바이스로서 동작하는 제2 증폭 트랜지스터(64b)의 에미터에 제공될 수 있다. 제2 증폭 트랜지스터(64b)의 출력은 PA의 증폭된 출력 RF 신호(RF_out)를 생성하기 위해 그 컬렉터를 통해 제공될 수 있다.
도 3a-3e의 다양한 예에서, 증폭 트랜지스터들은 헤테로 접합 바이폴라 트랜지스터(HBT, Heterojunction Bipolar Transistor)들과 같은 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT, Bipolar Junction Transistor)들로서 설명된다. 본 개시 내용의 하나 이상의 특징이 전계효과 트랜지스터(FET)들과 같은 다른 유형의 트랜지스터들로 또는 이들을 이용하여 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 4는 일부 실시예에서 도 2의 증폭 시스템(52)이 고전압(HV) 전력 증폭 시스템(70)으로서 구현될 수 있음을 도시한다. 이러한 시스템은 PA들(예를 들어, 60a-60c)의 일부 또는 모두의 HV 증폭 동작을 포함하도록 구성된 HV 전력 증폭기 어셈블리(54)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 이런 PA들은 바이어스 시스템(56)에 의해 바이어싱될 수 있다. 일부 실시예에서, 전술한 HV 증폭 동작은 HV 공급 시스템(58)에 의해 용이하게 될 수 있다. 일부 실시예에서, 인터페이스 시스템(72)은 바이어스 시스템(56)과 HV 공급 시스템(58) 중 하나 또는 둘 다와 HV 전력 증폭기 어셈블리(54) 사이에 인터페이스 기능들을 제공하도록 구현될 수 있다.
병렬 증폭기 체인들, 예를 들어 복수의 주파수 대역에 대응하는 복수의 전력 증폭 서브시스템은 체인의 각각의 신호 경로에 대해 독립적인 바이어스 제어를 이용할 수 있다. 이런 시스템은 단일 모듈 내에서 다수의 증폭기를 지원하기 위해 바이어스 회로와 다수의 인터페이스 라인의 중복을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 복수의 전력 증폭 서브시스템 섹션의 각각에 대한 개별 바이어스 전류 버퍼와 제어 인터페이스를 포함할 수 있다.
바이어스를 각각의 이득 스테이지의 공통 베이스 캐스코드 스테이지에 제공하기 위해 공통 바이어스 라인과 바이어스 전류 버퍼 회로를 공유하는 다수의 이득 스테이지를 포함하는 전력 증폭 시스템이 본 명세서에 설명된다. 심지어 공통 베이스 캐스코드 스테이지가 바이어싱된 채로 남아있는 동안에도, 비활성 증폭기들(또는 전력 증폭 서브시스템 섹션들)은 비활성 증폭기의 각각의 공통 에미터 캐스코드 스테이지에 대한 기준 전류의 제거에 의해 디스에이블된다(또는 인에이블되지 않는다). 아래 더 설명되는 바와 같이, 전력 증폭 시스템은 공유된 증폭기 섹션들의 분리를 제공하기 위해 각각의 증폭기에서 RC 분리를 더 포함할 수 있다.
도 5는 일부 실시예에서 전력 증폭 시스템(500)이 복수의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함할 수 있음을 도시한다. 도 5가 3개의 캐스코드 증폭기 섹션을 예시할지라도, 전력 증폭 시스템(500)이 임의의 수의 캐스코드 증폭기 섹션, 예를 들어 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 각각의 캐스코드 증폭기 섹션은 제1 트랜지스터(552a-552c)를 포함하는 공통 에미터 스테이지와 제2 트랜지스터(551a-551c)를 포함하는 공통 베이스 스테이지를 포함한다.
각각의 제1 트랜지스터(552a-552c)의 베이스는 RC 디커플링 컴포넌트를 통해, 각각의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(520a-520c)와 각각의 입력 정합 컴포넌트(530a-530c)에 결합된다. 일부 구현에서, 각각의 입력 정합 컴포넌트(530a-530c)는 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에서 입력 RF 신호(또는 입력 신호 주파수 성분)와 정합하도록 구성된다. 특히, 각각의 RC 디커플링 컴포넌트는 제1 트랜지스터(552a-552c)의 베이스와 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(520a-520c) 사이에 결합된 저항기(544a-544c)를 포함하고, 제1 트랜지스터(552a-552c)의 베이스와 입력 정합 컴포넌트(530a-530c) 사이에 결합된 커패시터(545a-545c)를 더 포함한다. 각각의 제1 트랜지스터(552a-552c)의 드레인은 접지 전위에 결합된다.
각각의 제2 트랜지스터(551a-551c)의 베이스는 RC 디커플링 컴포넌트를 통해, 공유된 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510)와 접지 전위에 결합된다. 특히, 각각의 RC 디커플링 컴포넌트는 제2 트랜지스터(551a-551c)의 베이스와 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510) 사이에 결합된 저항기(542a-542c)를 포함하고, 제2 트랜지스터(551a-551c)의 베이스와 접지 전위 사이에 결합된 커패시터(543a-543c)를 더 포함한다.
각각의 제2 트랜지스터(551a-551c)의 컬렉터는 각각의 인덕터(541a-541c)를 통해 공급 전압(Vcc)에 결합된다. 일부 구현에서, 공급 전압은 배터리 전압(Vbatt)에서 유도되고, 배터리 전압보다 더 크거나 더 작을 수 있다. 공급 전압은 전력 관리 시스템(도 9와 10을 참고하여 이하 설명되는 바와 같은)에 의해 공급될 수 있다. 각각의 제2 트랜지스터(551a-551c)의 컬렉터는 또한 각각의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트(560a-560c)를 통해 안테나 스위치 컴포넌트(570)에 결합된다. 일부 구현에서, 각각의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트들(560a-560c)은 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에 대응한다. 일부 구현에서, 출력 정합 및 필터링 컴포넌트들(560a-560c)의 각각은 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에 중심을 둔 필터를 이용하여 출력 RF 신호를 필터링하도록 구성된다.
일부 구현에서, 단일 대역 전송을 위해, 안테나 스위치 컴포넌트(570)는 복수의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트(560a-560c) 중 선택된 컴포넌트에서 수신된, 예를 들어 대역 선택 신호에 의해 표시된 신호를 (예를 들어, 안테나(580)로) 출력하도록 구성된다. 일부 구현에서, 다중 대역 전송(예를 들어, 반송파 집성)을 위해, 안테나 스위치 컴포넌트(570)는 복수의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트(560a-560c)에서 수신된, 예를 들어 대역 선택 신호에 의해 표시된 신호들을 결합하고 (예를 들어, 안테나(580)로) 출력하도록 구성된다.
공통 에미터 바이어싱 컴포넌트들(520a-520c)의 각각은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터(552a-552c)를 바이어싱하도록 제어 가능하다. 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510)는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터(551a-551c)를 바이어싱하도록 제어 가능하다. 이런 목적을 위해, 전력 증폭 시스템(500)은 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트들(520a-520c)와 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510)를 제어하도록 구성된 제어기(590)를 포함한다.
제어기(590)는 전력 증폭 시스템(500)에 의해 증폭될 입력 신호의 하나 이상의 주파수 대역을 나타내는 대역 선택 신호(BSS, Band Select Signal)를 수신한다. 이에 응답하여, 제어기(590)는 각각의 하나 이상의 증폭기 섹션을 인에이블하기 위해(그리고 캐스코드 증폭기 섹션들의 다른 섹션들을 인에이블하지 않기 위해) 제어 신호들(CB1, CE1, CE2, CE3)을 생성한다.
예를 들어, 대역 선택 신호가, 입력 신호가 트랜지스터들(551b 및 552b)을 포함하는 제2 캐스코드 증폭기 섹션에 대응하는 제2 주파수 대역만을 포함한다고(이에 따라, RFin2에 대응하는 단지 하나의 주파수 성분을 포함한다고) 나타내는 경우, 제어기(590)는 제2 트랜지스터들(551a-551c)의 각각을 바이어싱하기 위해 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트 제어 신호 CB1을 생성하고, 제1 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(552a)를 바이어싱하지 않기 위해, 제2 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(552b)를 바이어싱하기 위해, 그리고 제3 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(552c)를 바이어싱하지 않기 위해 각각의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 제어 신호들 CE1-CE3을 생성한다.
제2 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(552b)를 바이어싱하기 위해 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 제어 신호들 CE2을 수신한 것에 응답하여, 제2 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(520b)는 제1 바이어싱 신호를 생성하고, 제1 바이어싱 신호를 제2 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(552b)의 베이스에 제공한다. 제1 바이어싱 신호는 바이어스 전압 또는 바이어스 전류일 수 있다.
제2 트랜지스터들(551a-551c)의 각각을 바이어싱하기 위해 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트 제어 신호 CB1을 수신한 것에 응답하여, 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510)는 제2 바이어싱 신호를 생성하고, 제2 바이어싱 신호를 제2 트랜지스터들(551a-551c)의 각각의 베이스에 제공한다. 바이어싱 신호는 바이어스 전압 또는 바이어스 전류일 수 있다.
제1 바이어싱 신호와 제2 바이어싱 신호는 배터리(Vbatt)로부터의 전압에 의해 구동되고 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510)와 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트들(520a-520c)에 각각 결합되는 각각의 전류원들(512, 522a-522c)로부터 유도될 수 있다.
일부 구현에서, 제1 바이어싱 신호(또는 신호들)와 제2 바이어싱 신호는 목표 출력 전력을 기초로 한다. 목표 출력 전력(Pout)을 나타내는 신호는 제어기(590)에 의해 수신될 수 있고, 제어 신호들은 목표 출력 전력에 기초하여 바이어싱 신호들을 생성하기 위해 바이어싱 컴포넌트들을 제어할 수 있다.
따라서, 전력 증폭 시스템(500)은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함하고, 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 섹션은 제1 트랜지스터(552a-552c)(또는 공통 에미터 트랜지스터)와 제2 트랜지스터(551a-551c)(또는 공통 베이스 트랜지스터)를 포함한다. 전력 증폭 시스템(500)은 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(520a-520c)를 더 포함하고, 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트들(520a-520c)의 각각의 컴포넌트는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터(552a-552c)의 베이스에 결합되고, 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 제1 트랜지스터(552a-552c)를 바이어싱하도록 (예를 들어, 제어기(590)에 의해) 제어 가능하다. 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터(551a-551c)의 베이스에 결합되고 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터(551a-551c)를 바이어싱하도록 제어 가능한 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510)를 더 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일부 구현에서 전력 증폭기 시스템(500)은 단일 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510)만을 포함한다. 따라서, 버퍼 회로 영역과 신호 라우팅이 유리하게 감소될 수 있다. 또한, 공통 베이스 바이어스 전압이 활성일 때, 비활성 캐스코드 증폭기 섹션들에 대해서도, 분리가 향상될 수 있다.
전술한 바와 같이, 전력 증폭 시스템(500)은 대역 선택 신호에 기초하여 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(520a-520c)를 제어하도록 구성된 제어기(590)를 더 포함한다. 예를 들어, 제어기(590)는, 대역 선택 신호에 기초하여, 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(520a-520c) 중 하나 이상이 각각의 제1 바이어싱 신호를 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 하나 이상의 섹션의 제1 트랜지스터(552a-552c)의 베이스에 제공할 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 제어기는 또한 대역 선택 신호에 상관없이, 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(510)가 제2 바이어싱 신호를 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터들(551a-511c)의 베이스들에 제공할 수 있게 하도록 구성될 수 있다.
도 6은 일부 실시예에서 전력 증폭 시스템(600)이 복수의 공유된 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트를 가질 수 있음을 도시한다. 도 6이 2개의 캐스코드 증폭기 섹션을 예시할지라도, 전력 증폭 시스템(600)이 임의의 수의 캐스코드 증폭기 섹션들, 예를 들어 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 캐스코드 증폭기 섹션을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 도 6이 3개의 트랜지스터들을 포함하는 것으로서 각각의 캐스코드 증폭기 섹션을 예시할지라도, 각각의 캐스코드 증폭기 섹션이 임의의 수의 트랜지스터, 예를 들어 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 각각의 캐스코드 증폭기 섹션은 제1 트랜지스터(652a-652b)를 포함하는 공통 에미터 스테이지와 제2 트랜지스터(651a-651b)와 제3 트랜지스터(653a-653b)를 포함하는 공통 베이스 스테이지를 포함한다.
각각의 제1 트랜지스터(652a-652b)의 베이스는 RC 디커플링 컴포넌트를 통해, 각각의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(620a-620b)와 각각의 입력 정합 컴포넌트(630a-630b)에 결합된다. 특히, 각각의 RC 디커플링 컴포넌트는 제1 트랜지스터(652a-652b)의 베이스와 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(620a-620b) 사이에 결합된 저항기(644a-644b)를 포함하고, 제1 트랜지스터(652a-652b)의 베이스와 입력 정합 컴포넌트(630a-630b) 사이에 결합된 커패시터(645a-645b)를 더 포함한다. 각각의 제1 트랜지스터(652a-652b)의 드레인은 접지 전위에 결합된다.
각각의 제2 트랜지스터(651a-651b)의 베이스는 RC 디커플링 컴포넌트를 통해, 제1 공유된 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(610)와 접지 전위에 결합된다. 특히, 각각의 RC 디커플링 컴포넌트는 제2 트랜지스터(651a-651b)의 베이스와 제1 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(610) 사이에 결합된 저항기(642a-642b)를 포함하고, 제2 트랜지스터(651a-651b)의 베이스와 접지 전위 사이에 결합된 커패시터(643a-643b)를 더 포함한다.
각각의 제2 트랜지스터(651a-651b)의 컬렉터는 각각의 인덕터(641a-641b)를 통해 공급 전압(Vcc)에 결합된다. 각각의 제2 트랜지스터(651a-651b)의 컬렉터는 또한 각각의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트(660a-660b)를 통해 안테나 스위치 컴포넌트(670)에 결합된다.
각각의 제3 트랜지스터(653a-653b)의 베이스는 RC 디커플링 컴포넌트를 통해, 제2 공유된 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(616)와 접지 전위에 결합된다. 특히, 각각의 RC 디커플링 컴포넌트는 제3 트랜지스터(653a-653b)의 베이스와 제2 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(616) 사이에 결합된 저항기(646a-646b)를 포함하고, 제3 트랜지스터(653a-653b)의 베이스와 접지 전위 사이에 결합된 커패시터(647a-647b)를 더 포함한다.
공통 에미터 바이어싱 컴포넌트들(620a-620b)은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 섹션의 제1 트랜지스터(652a-652b)를 바이어싱하도록 제어 가능하다. 제1 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(610)는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 제2 트랜지스터(651a-651b)를 바이어싱하도록 제어 가능하다. 제2 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(616)는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 각각의 섹션의 제3 트랜지스터(653a-653b)를 바이어싱하도록 제어 가능하다. 이런 목적을 위해, 전력 증폭 시스템(600)은 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트들(620a-620b)과 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트들(610, 616)을 제어하도록 구성된 제어기(690)를 포함한다.
제어기(690)는 전력 증폭 시스템(600)에 의해 증폭될 입력 신호의 하나 이상의 주파수 대역을 나타내는 대역 선택 신호(BSS)를 수신한다. 이에 응답하여, 제어기(690)는 각각의 하나 이상의 캐스코드 증폭기 섹션을 인에이블하기 위해(그리고 캐스코드 증폭기 섹션의 다른 섹션들을 인에이블하지 않기 위해) 제어 신호들 CB1, CB2, CE1, CE2을 생성한다.
예를 들어, 대역 선택 신호가, 입력 신호가 트랜지스터들(651b, 652b 및 653b)을 포함하는 제2 캐스코드 증폭기 섹션에 대응하는 제2 주파수 대역만을 포함한다고(이에 따라, RFin2에 대응하는 단지 하나의 주파수 성분을 포함한다고) 나타내는 경우, 제어기(690)는 제2 트랜지스터들(651a-651b)의 각각을 바이어싱하기 위해 제1 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트 제어 신호 CB1을 생성하고, 제3 트랜지스터들(653a-653b)의 각각을 바이어싱하기 위해 제2 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트 제어 신호 CB2를 생성하고, 제1 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(652a)를 바이어싱하지 않기 위해 그리고 제2 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(652b)를 바이어싱하기 위해 각각의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 제어 신호들 CE1-CE2를 생성한다.
제2 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(652b)를 바이어싱하기 위해 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 제어 신호들 CE2를 수신한 것에 응답하여, 제2 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트(620b)는 제1 바이어싱 신호를 생성하고, 제1 바이어싱 신호를 제2 캐스코드 증폭기 섹션의 제1 트랜지스터(652b)의 베이스에 제공한다. 제1 바이어싱 신호는 바이어스 전압 또는 바이어스 전류일 수 있다.
제2 트랜지스터들(651a-651b)의 각각을 바이어싱하기 위해 제1 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트 제어 신호 CB1을 수신한 것에 응답하여, 제1 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(610)는 제2 바이어싱 신호를 생성하고, 제2 바이어싱 신호를 제2 트랜지스터들(651a-651b)의 각각의 트랜지스터의 베이스에 제공한다. 바이어싱 신호는 바이어스 전압 또는 바이어스 전류일 수 있다.
제3 트랜지스터들(653a-653b)의 각각을 바이어싱하기 위해 제2 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트 제어 신호 CB2를 수신한 것에 응답하여, 제2 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(616)는 제3 바이어싱 신호를 생성하고, 제3 바이어싱 신호를 제3 트랜지스터들(653a-653b)의 각각의 트랜지스터의 베이스에 제공한다. 바이어싱 신호는 바이어스 전압 또는 바이어스 전류일 수 있다. 제3 바이어싱 신호는 제2 바이어싱 신호와 상이할 수 있다. 특히, 제3 바이어싱 신호는 제2 바이어싱 신호보다 작을 수 있다.
제1 바이어싱 신호, 제2 바이어싱 신호 및 제3 바이어싱 신호는 배터리(Vbatt)로부터의 전압에 의해 구동되고 제1 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(610), 제2 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트(616) 및 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트들(620a-620b)에 각각 결합된 각각의 전류원들(612, 618, 622a-622b)로부터 유도될 수 있다.
도 7은 RF 신호를 처리하는 방법의 흐름도 표현을 도시한다. 일부 구현(및 일례로서 이하의 상세)에서, 방법(700)은 도 5의 제어기(590)와 같은 제어기에 의해 적어도 부분적으로 수행된다. 일부 구현에서, 방법(700)은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 포함하는 로직을 처리함에 의해 적어도 부분적으로 수행된다. 일부 구현에서, 방법(700)은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(예를 들어, 메모리)에 저장된 코드를 실행하는 프로세서에 의해 적어도 부분적으로 수행된다.
방법(700)은 블록 710에서, 제어기가 증폭되고 전송될 무선 주파수(RF) 입력 신호의 하나 이상의 주파수 대역을 나타내는 대역 선택 신호를 수신하는 것으로 시작한다.
블록 720에서, 제어기는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 공통 베이스 스테이지를 바이어싱한다. 제어기는 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 공통 베이스 스테이지에 결합된 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트로 제어 신호를 전송함으로써 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 공통 베이스 스테이지를 바이어싱할 수 있다. 일부 구현에서, 제어기는 목표 출력 전력을 나타내는 신호를 수신하고, 목표 출력 전력에 기초하여 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 공통 베이스 스테이지를 바이어싱한다.
블록 730에서, 제어기는 캐스코드 증폭기 섹션들의 서브세트의 공통 에미터 스테이지를 바이어싱하고, 캐스코드 증폭기 섹션들의 서브세트의 각각은 대역 선택 신호에 의해 표시된 하나 이상의 주파수 대역 중 하나에 대응한다. 일부 구현에서, 서브세트는 캐스코드 증폭기 섹션들의 단일 섹션을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 서브세트는 캐스코드 증폭기 섹션들의 모두를 포함할 수 있다. 제어기는 각각의 제어 신호들을 캐스코드 증폭기 섹션들의 서브세트의 공통 에미터 스테이지에 결합된 각각의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트들로 전송함으로써 캐스코드 증폭기 섹션들의 서브세트의 공통 에미터 스테이지를 바이어싱할 수 있다. 상술한 바와 같이, 일부 구현에서, 제어기는 목표 출력 전력을 나타내는 신호를 수신하며, 목표 출력 전력에 기초하여 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 서브세트의 각각의 공통 에미터 스테이지를 바이어싱한다.
복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 공통 베이스 스테이지와 복수의 캐스코드 증폭기 섹션의 서브세트의 공통 에미터 스테이지가 제어기에 의해 바이어싱됨으로써, 캐스코드 증폭기 섹션들은 입력 RF 신호(또는 그 주파수 성분들)를 증폭하고, (안테나에 의해 결합되고 전송될 수 있는 그 주파수 성분들의) 출력 RF 신호를 생성한다.
도 8은 일부 실시예에서 전력 증폭 시스템들(예를 들어, 도 5에 도시된 것)의 일부 또는 모두가 모듈로 구현될 수 있음을 도시한다. 이러한 모듈은 예를 들어, 프런트 엔드 모듈(FEM, Front-End Module)일 수 있다. 도 8의 예에서, 모듈(300)은 패키징 기판(302)을 포함할 수 있으며, 다수의 컴포넌트는 이런 패키징 기판상에 장착될 수 있다. 예를 들어, FE-PMIC 컴포넌트(304), 전력 증폭기 어셈블리(306), 정합 컴포넌트(308) 및 듀플렉서 어셈블리(310)는 패키징 기판(302) 상에 및/또는 그 내에 장착되고/되거나 구현될 수 있다. 전력 증폭기 어셈블리(306)은 예를 들어, 도 5에 도시된 것과 같은 캐스코드 시스템(307)을 포함할 수 있다. 다수의 SMT 디바이스(314) 및 안테나 스위치 모듈(ASM, Antenna Switch Module)(312)과 같은 다른 컴포넌트들이 또한 패키징 기판(302) 상에 장착될 수 있다. 다양한 컴포넌트들의 모두가 패키징 기판(302) 상에 배치된 것으로 도시되더라도, 일부 컴포넌트(들)가 다른 컴포넌트(들) 위에 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
일부 구현에서, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 특징을 갖는 디바이스 및/또는 회로는 무선 디바이스와 같은 RF 디바이스에 포함될 수 있다. 이런 디바이스 및/또는 회로는 무선 디바이스, 본 명세서에 설명된 모듈러 형태, 또는 이들의 임의의 조합으로 직접 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 이런 무선 디바이스는 예를 들어, 셀룰러 폰, 스마트폰, 전화 기능을 갖거나 갖지 않는 핸드헬드 무선 디바이스, 무선 태블릿 등을 포함할 수 있다.
도 9는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 유용한 특징을 갖는 예시적인 무선 디바이스(400)를 도시한다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 특징을 갖는 모듈의 맥락에서, 이런 모듈은 점선 박스(300)로 일반적으로 도시될 수 있으며, 예를 들어 프런트 엔드 모듈(FEM)로서 구현될 수 있다.
도 9를 참고하면, 전력 증폭기(PA)들(420)은 증폭되고 전송될 RF 신호들을 생성하고 수신된 신호들을 처리하기 위해 공지된 방식으로 구성되고 동작할 수 있는 송수신기(410)로부터 그들 각각의 RF 신호들을 수신할 수 있다. 송수신기(410)는 사용자에 적절한 데이터 및/또는 음성 신호들과 송수신기(410)에 적절한 RF 신호들 간의 변환을 제공하도록 구성된 기저대역 서브시스템(408)과 상호작용하는 것으로 도시되어 있다. 송수신기(410)는 또한 무선 디바이스(400)의 동작을 위한 전력을 관리하도록 구성된 전력 관리 컴포넌트(406)와 통신할 수 있다. 또한, 이러한 전력 관리는 기저대역 서브시스템(408) 및 모듈(300)의 동작들을 제어할 수 있다.
기저대역 서브시스템(408)은 사용자에 제공되고 그로부터 수신되는 음성 및/또는 데이터의 다양한 입력 및 출력을 용이하게 하도록 사용자 인터페이스(402)에 연결되는 것으로 도시되어 있다. 기저대역 서브시스템(408)은 또한 무선 디바이스의 동작을 용이하게 하는 데이터 및/또는 명령들을 저장하고/하거나 사용자에 대한 정보의 저장을 제공하도록 구성된 메모리(404)에 연결될 수 있다.
예시적인 무선 디바이스(400)에서, PA들(420)의 출력들은 (각각의 정합 회로들(422)을 통해) 정합되고 이들 각각의 듀플렉서들(424)에 라우팅되는 것으로 도시된다. 전력 증폭기들(420)은 도 5에 도시된 것과 같은 캐스코드 시스템(307)의 일부일 수 있다. 이런 증폭되고 필터링된 신호들은 전송을 위한 안테나 스위치(414)를 통해 안테나(416)로 라우팅될 수 있다. 일부 실시예에서, 듀플렉서들(424)은 공통 안테나(예를 들어, 416)를 이용하여 전송 및 수신 동작들이 동시에 수행되는 것을 허용할 수 있다. 도 7에서, 수신된 신호들은 예를 들어, 저잡음 증폭기(LNA, Low Noise Amplifier)를 포함할 수 있는 "Rx" 경로들(도시 안됨)로 라우팅되는 것으로 도시된다.
다수의 다른 무선 디바이스 구성은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 특징을 이용할 수 있다. 예를 들어, 무선 디바이스는 다중-대역 디바이스일 필요는 없다. 다른 예에서, 무선 디바이스는 다이버시티 안테나와 같은 추가 안테나들, 및 와이파이, 블루투스 및 GPS와 같은 추가 연결 특징들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 본 개시 내용의 하나 이상의 특징은 도 9의 무선 디바이스를 포함하는 것과 같은 시스템들에서 구현될 때 수많은 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 특징들은 버퍼 회로 영역, 제어 회로 영역 및/또는 복잡성, 및 신호 라우팅을 감소시키기 위해 구현될 수 있다. 추가 장점들은 캐스코드 바이어스 전압이 활성인 채로 남아 있고 캐스코드 증폭기 섹션들 간의 분리를 향상시킬 수 있을 때 존재할 수 있다.
위에서 주로 캐스코드 증폭기 섹션들의 맥락에서 설명했을지라도, 본 개시 내용의 하나 이상의 특징은 다른 전력 증폭 시스템들에서 장점들을 제공한다. 예를 들어, 일부 구현에서, 전력 증폭 시스템은 제1 트랜지스터(예를 들어, 드라이버 스테이지의)와 제2 트랜지스터(예를 들어, 출력 스테이지의)를 포함하는 복수의 멀티 스테이지 전력 증폭기를 포함할 수 있다. 전력 증폭 시스템은 제1 트랜지스터들을 위한 개별 바이어싱 컴포넌트들과 제2 트랜지스터들을 위한 공유된 바이어싱 컴포넌트를 포함할 수 있다.
문맥에서 달리 명확하게 요구하지 않는 한, 상세한 설명 및 청구항들 전체에 걸쳐, "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)" 등의 단어들은, 배타적이거나 총망라의 의미와는 대조적으로 포괄적인 의미로, 즉 "포함하지만 이에 제한되지는 않음"의 의미로 해석되어야 한다. "결합된(coupled)"이라는 단어는, 일반적으로 본 명세서에서 이용될 때, 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 중간 요소를 경유하여 연결될 수 있는 2개 이상의 요소를 지칭한다. 부가적으로, "본 명세서에(herein)", "위에(above)", "아래에(below)"라는 단어들 및 유사한 의미의 단어들은, 본 명세서에서 이용될 때, 본 명세서의 임의의 특정 부분들이 아닌 전체적으로 본 명세서를 참조해야 한다. 문맥이 허용하는 경우, 위의 설명에서 단수 또는 복수를 이용하는 단어들은 또한 복수 또는 단수를 각각 포함할 수 있다. 2 이상 항목들의 리스트에 관한 단어("or")는 단어의 모든 하기 해석들을 커버한다: 리스트 내의 항목들 중 임의의 항목, 리스트 내의 항목들 모두, 및 리스트 내의 항목들의 임의의 조합.
본 발명의 실시예들의 위의 상세한 설명은 모든 것을 망라하거나, 또는 위에 개시된 바로 그 형태로 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지는 않는다. 본 발명의 특정 실시예들 및 예들은 예시의 목적으로 위에 설명되었지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 다양한 등가의 수정들이 가능하다. 예를 들어, 프로세스들 또는 블록들은 주어진 순서로 제시되어 있지만, 대안적인 실시예들은 상이한 순서로 단계들을 갖는 루틴들을 수행하거나 블록들을 갖는 시스템들을 이용할 수 있고, 일부 프로세스들 또는 블록들은 삭제, 이동, 부가, 세분, 결합 및/또는 수정될 수 있다. 이들 프로세스들 또는 블록들 각각은 다양한 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스들 또는 블록들이 때로는 연속적으로 수행되는 것으로 도시되어 있지만, 이들 프로세스들 또는 블록들은 그 대신에 병행하여 수행될 수 있거나, 또는 상이한 시간에 수행될 수 있다.
본 명세서에 제공된 본 발명의 교시들은 반드시 위에 설명된 시스템이 아니라 다른 시스템들에도 적용될 수 있다. 위에 설명된 상이한 실시예들의 요소들 및 동작들은 추가의 실시예들을 제공하도록 결합될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예가 설명되었지만, 이들 실시예들은 단지 예로서 제시되었으며, 본 개시 내용의 범위를 제한하도록 의도되지는 않는다. 실제로, 본 명세서에 설명된 신규 방법들 및 시스템들은 각종의 다른 형태들로 구현될 수 있고; 또한, 본 개시 내용의 사상으로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 방법들 및 시스템들의 형태에서의 다양한 생략, 치환 및 변경이 행해질 수 있다. 첨부된 청구항들 및 그 등가물들은 본 개시 내용의 범위 및 사상 내에 있는 이러한 형태들 또는 수정들을 커버하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 전력 증폭 시스템으로서,
    복수의 캐스코드 증폭기 섹션 - 상기 복수의 증폭기 섹션 각각은 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함함 -;
    복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 - 상기 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 각각은 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 결합되고, 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 상기 각각의 섹션의 상기 제1 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능함 -;
    상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 상기 제2 트랜지스터의 베이스에 결합되고 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 상기 제2 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능한 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트; 및
    대역 선택 신호에 기초하여 상기 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트를 제어하도록 구성된 제어기
    를 포함하는 전력 증폭 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 대역 선택 신호에 기초하여, 상기 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 중 하나 이상이 각각의 제1 바이어싱 신호를 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 하나 이상의 섹션의 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 제공할 수 있게 하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어기는 상기 대역 선택 신호와 무관하게, 상기 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트가 제2 바이어싱 신호를 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 상기 제2 트랜지스터들의 베이스들에 제공할 수 있게 하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 바이어싱 신호들은 목표 출력 전력을 기초로 하는, 전력 증폭 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2 바이어싱 신호는 목표 출력 전력을 기초로 하는, 전력 증폭 시스템.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제2 바이어싱 신호는 상기 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트에 결합되고 배터리로부터의 전압에 의해 구동(powered)되는 전류원으로부터 유도되는, 전력 증폭 시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제1 바이어싱 신호들은 상기 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 중 상기 하나 이상에 결합되고 배터리로부터의 전압에 의해 구동되는 각각의 전류원들로부터 유도되는, 전력 증폭 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 복수의 RC 디커플링 컴포넌트를 더 포함하고, 상기 RC 디커플링 컴포넌트들 각각은 상기 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트와 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 상기 제2 트랜지스터의 베이스 사이에 결합된 저항기를 포함하고, 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 상기 각각의 섹션의 상기 제2 트랜지스터의 베이스와 접지 전압 사이에 결합된 커패시터를 더 포함하는, 전력 증폭 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 트랜지스터 각각의 상기 제2 트랜지스터의 컬렉터는 각각의 인덕터를 통해 공급 전압에 결합되는, 전력 증폭 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 트랜지스터 각각의 상기 제2 트랜지스터의 컬렉터는 각각의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트를 통해 안테나 스위치 컴포넌트에 결합되는, 전력 증폭 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트 각각은 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에 대응하는, 전력 증폭 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 복수의 정합 및 필터링 컴포넌트 각각은 상기 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에 중심을 둔 필터를 이용하여 출력 RF 신호를 필터링하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 안테나 스위치 컴포넌트는 상기 복수의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트 중 선택된 컴포넌트에서 수신된 신호를 출력하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 안테나 스위치 컴포넌트는 상기 복수의 출력 정합 및 필터링 컴포넌트에서 수신된 신호들을 결합하고 출력하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 결합되고 복수의 주파수 대역 중 각각의 대역에서 입력 RF 신호와 정합하도록 구성된 복수의 입력 정합 컴포넌트를 더 포함하는, 전력 증폭 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 복수의 RC 디커플링 컴포넌트를 더 포함하고, 상기 RC 디커플링 컴포넌트들 각각은 각각의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트와 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 상기 제1 트랜지스터의 베이스 사이에 결합된 저항기를 포함하고, 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 상기 각각의 섹션의 상기 제2 트랜지스터의 베이스와 상기 복수의 입력 정합 컴포넌트 중 각각의 컴포넌트 사이에 결합된 커패시터를 더 포함하는, 전력 증폭 시스템.
  18. 무선 주파수(RF) 모듈로서,
    복수의 컴포넌트를 수용하도록 구성된 패키징 기판; 및
    상기 패키징 기판상에 구현된 전력 증폭 시스템을 포함하고,
    상기 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 - 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각은 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함함 -, 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 - 상기 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 각각은 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 결합되고 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 상기 각각의 섹션의 상기 제1 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능함 -, 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 상기 제2 트랜지스터의 베이스에 결합되고 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 상기 제2 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능한 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트, 및 대역 선택 신호에 기초하여 상기 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는, RF 모듈.
  19. 제18항에 있어서, 상기 RF 모듈은 프런트-엔드 모듈(FEM, Front-End Module)인, RF 모듈.
  20. 무선 디바이스로서,
    무선 주파수(RF) 신호를 생성하도록 구성된 송수신기;
    상기 송수신기와 통신하는 프런트-엔드 모듈(FEM) - 상기 FEM은 복수의 컴포넌트를 수용하도록 구성된 패키징 기판을 포함하고, 상기 FEM은 상기 패키징 기판상에 구현된 전력 증폭 시스템을 더 포함하며, 상기 전력 증폭 시스템은 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 - 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각은 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함함 -, 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 - 상기 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트 각각은 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 각각의 섹션의 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 결합되고 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 중 상기 각각의 섹션의 상기 제1 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능함 -, 및 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 상기 제2 트랜지스터의 베이스에 결합되고 상기 복수의 캐스코드 증폭기 섹션 각각의 상기 제2 트랜지스터를 바이어싱하도록 제어 가능한 공통 베이스 바이어싱 컴포넌트를 포함함 -;
    상기 FEM과 통신하며, 상기 RF 신호의 증폭된 버전을 전송하도록 구성된 안테나; 및
    대역 선택 신호에 기초하여 상기 복수의 공통 에미터 바이어싱 컴포넌트를 제어하도록 구성된 제어기
    를 포함하는 무선 디바이스.
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