KR102031993B1 - 비-네거티브 바이어싱을 갖는 스위칭 디바이스 - Google Patents

비-네거티브 바이어싱을 갖는 스위칭 디바이스

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KR102031993B1
KR102031993B1 KR1020130096774A KR20130096774A KR102031993B1 KR 102031993 B1 KR102031993 B1 KR 102031993B1 KR 1020130096774 A KR1020130096774 A KR 1020130096774A KR 20130096774 A KR20130096774 A KR 20130096774A KR 102031993 B1 KR102031993 B1 KR 102031993B1
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Abstract

실시예는 하나 이상의 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 바이어스 회로를 포함하는 스위칭 디바이스를 제공한다. 하나 이상의 FET는 전송 신호의 스위칭을 가능하게 하기 위해 오프 상태와 온 상태 사이에서 천이할 수 있다. 하나 이상의 FET는 드레인 단자, 소스 단자, 게이트 단자 및 바디를 포함할 수 있다. 바이어싱 회로는 온 상태에서 제 1 DC 전압으로, 오프 상태에서 제 2 DC 전압으로 드레인 단자 및 소스 단자를 바이어싱할 수 있다. 제 1 및 제 2 DC 전압은 비-네거티브일 수 있다. 바이어싱 회로는 오프 상태에서 제 1 DC 전압으로, 온 상태에서 제 2 DC 전압으로 게이트 단자를 바이어싱하도록 더 구성될 수 있다.

Description

비-네거티브 바이어싱을 갖는 스위칭 디바이스{SWITCHING DEVICE WITH NON-NEGATIVE BIASING}
본 발명의 실시예는 일반적으로 회로의 분야에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 비-네거티브 바이어싱을 갖는 스위칭 디바이스에 관한 것이다.
무선 주파수(RF) 스위칭 디바이스는 RF 신호를 선택적으로 전달하기 위해 무선 통신 시스템에서와 같은 다수의 애플리케이션에서 사용된다. 전계 효과 트랜지스터(FET)를 포함하는 스위칭 디바이스에서, 네거티브 바이어스 전압이 오프 상태로 FET를 바이어싱하기 위해 요구된다. 네거티브 바이어스 전압은 통상적으로 발진기 또는 전하 펌프를 포함하는 네거티브 전압 발생기에 의해 발생된다. 발진기는 스위칭 디바이스의 RF 코어 내로 스퍼(spur)를 주입할 수 있어, 이에 의해 스퓨리어스 방사(spurious emission)를 유발한다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 스위칭 디바이스의 회로 다이어그램.
도 2는 다양한 실시예에 따른 스위칭 디바이스를 바이어싱하기 위한 방법의 흐름도.
도 3은 다양한 실시예에 따른 단극 단투 스위치의 회로 다이어그램.
도 4는 다양한 실시예에 따른 복수의 직렬 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 복수의 병렬(shunt) FET를 갖는 단극 단투 스위치의 회로 다이어그램.
도 5는 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선 통신의 블록 다이어그램.
실시예는 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 지시하고 있는 첨부 도면에 한정이 아니라 예시로서 도시되어 있다.
예시적인 실시예의 다양한 양태가 다른 당업자들에게 이들의 작업의 본질을 전달하기 위해 당업자들에 의해 통상적으로 이용된 용어를 사용하여 설명될 것이다. 그러나, 대안 실시예가 단지 설명된 양태의 일부만으로 실시될 수 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 설명을 위해, 특정 디바이스 및 구성이 예시적인 실시예의 철저한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 대안 실시예는 특정 상세 없이 실시될 수도 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 공지의 특징들은 예시적인 실시예를 불명료하게 하지 않기 위해 생략되거나 단순화된다.
또한, 다양한 동작이 본 발명을 이해하는데 가장 도움이 되는 방식으로 이어서 다수의 개별 동작으로서 설명될 것이지만, 설명의 순서는 이들 동작이 반드시 순서 종속성이 있는 것을 암시하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 특히, 이들 동작은 제시의 순서로 수행될 필요는 없다.
구문 "일 실시예에서"가 반복적으로 사용된다. 이 구문은 일반적으로 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니지만, 그럴 수도 있다. 용어 "포함하는", "갖는" 및 "구비하는"은 문맥상 달리 지시되지 않으면 동의어이다.
다양한 실시예와 관련하여 사용될 수 있는 언어에 몇몇 분류 문맥을 제공하는데 있어서, 구문 "A/B" 및 "A 및/또는 B"는 (A), (B) 또는 (A 및 B)를 의미하고, 구문 "A, B 및/또는 C"는 (A), (B), (C), (A 및 B), (A 및 C), (B 및 C) 또는 (A, B 및 C)를 의미한다.
용어 "~와 연결된"이 그 파생어와 함께 본 명세서에 사용될 수 있다. "연결된"은 이하의 하나 이상을 의미할 수 있다. "연결된"은 2개 이상의 요소가 직접 물리적 또는 전기적 접촉하는 것을 의미할 수 있다. 그러나, "연결된"은 또한 2개 이상의 요소가 서로 간접적으로 접촉하지만 여전히 서로 협동하거나 상호 작용하는 것을 의미할 수도 있고, 하나 이상의 다른 요소가 서로 연결되는 것으로 일컬어지는 요소들 사이에 연결되거나 접속되는 것을 의미할 수도 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 스위칭 회로(100)를 도시한다. 스위칭 회로(100)[또한 회로(100)라 칭함]는 바이어싱 회로(108)와 연결된 전계 효과 트랜지스터(FET)(104)를 포함할 수도 있다. FET(104)는 드레인 단자(112), 소스 단자(116), 게이트 단자(120) 및 바디(124)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, FET(104)는 증가 모드 FET일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, FET(104)는 실리콘 온 절연체(SOI) 디바이스 및/또는 벌크 상보형 금속-산화물-반도체(CMOS) 디바이스일 수 있다.
다양한 실시예에서, FET(104)는 전송 신호[예를 들어, 무선 주파수(RF) 신호]의 스위칭을 가능하게 하기 위해 오프 상태와 온 상태 사이에서 선택적으로 천이할 수 있다. 예를 들어, FET(104)는 FET(104)가 온 상태이면 드레인 단자(112)에서 전송 신호를 수신하고 소스 단자(116)에 전송 신호를 전달할 수 있다. FET(104)는 FET(104)가 오프 상태에 있으면 드레인 단자(112)와 소스 단자(116) 사이의 전송 신호의 전달을 방지할 수 있다. FET(104)는 오프 상태와 온 상태 사이에서 FET(104)를 천이시키기 위해 게이트 단자(120)에서 제어 신호를 수신할 수 있다.
몇몇 실시예에서, FET(104)는 전송 신호를 출력 단자에 선택적으로 전달하기 위해(예를 들어, 안테나 및/또는 다른 구조체에 의한 전송을 위해) 상호 접속부와 직렬로 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, FET(104)는 전송 신호를 접지 단자에 선택적으로 전달하기 위해(예를 들어, 전송 신호를 전환하고 이 전송 신호가 출력 단자로 전달되는 것을 방지하기 위해) 상호 접속부와 병렬로 연결될 수 있다. 이하에 설명되고 도 3에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예는 상호 접속부와 직렬로 연결된 직렬 트랜지스터 및 접지에 병렬로 연결된 병렬 트랜지스터를 포함하는 스위칭 모듈을 포함할 수 있다. 스위칭 모듈의 제 1 상태에서, 직렬 트랜지스터는 온 상태일 수 있고 병렬 트랜지스터는 오프 상태일 수 있어 전송 신호를 출력 단자에 전달한다. 스위칭 모듈의 제 2 상태에서, 직렬 트랜지스터는 오프 상태일 수 있고 병렬 트랜지스터는 온 상태일 수 있어 전송 신호를 접지 단자에 전달하고 전송 신호가 출력 단자로 전달되는 것을 방지한다.
다양한 실시예는 FET(104)를 위한 바이어싱 회로(108)에 의해 사용될 바이어싱 스킴을 제공한다. 바이어싱 스킴은 n-형 증가 모드 FET를 참조하여 본 명세서에 설명되지만, 다른 실시예에서 바이어싱 스킴이 사용되고 그리고/또는 p-형 FET와 같은 다른 유형의 FET와 함께 사용을 위해 수정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 바이어싱 회로(108)는 FET(104)의 드레인 단자(112), 소스 단자(116), 게이트 단자(120) 및/또는 바디(124)를 바이어싱하기 위한 직류(DC) 바이어스 전압을 생성할 수 있다. 바이어싱 회로(108)는 드레인 단자(112) 및 소스 단자(116)를 온 상태에서 제 1 DC 전압으로, 오프 상태에서 제 2 DC 전압으로 바이어싱할 수 있다. 제 2 DC 전압은 제 1 DC 전압과는 상이할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 바이어싱 회로(108)는 게이트 단자(120)를 온 상태에서 제 2 DC 전압으로, 오프 상태에서 제 1 DC 전압으로 바이어싱할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 바디(124)는 온 상태 및 오프 상태에서 제 1 전압으로 바이어싱될 수 있다.
다양한 실시예에서, 제 1 및 제 2 DC 전압은 비-네거티브일 수 있다. 예를 들어, 제 1 DC 전압은 제로 전압(예를 들어, 접지 전압)일 수 있고, 제 2 DC 전압은 포지티브 전압일 수 있다. 일 비한정적인 예에서, 제 2 DC 전압은 약 1V 내지 약 5 V, 예를 들어 약 2.5 볼트일 수 있다.
이에 따라, 본 명세서에 설명된 바이어싱 스킴은 단지 비-네거티브 바이어스 전압을 사용하여, 이에 의해 네거티브 전압을 발생하기 위한 발진기 또는 전하 펌프의 필요성을 제거할 수 있다. 따라서, 발진기로부터의 스퍼에 기인하는 스퓨리어스 방사에 대한 잠재성이 제거된다. 이에 따라, 단지 2개의 바이어스 전압만이 온 상태 및 오프 상태 중에 FET(104)를 제어하기 위해 발생될 필요가 있을 수 있다. 더욱이, 이하에 더 설명되는 바와 같이, 단지 2개의 제어 라인만이 직렬-병렬 구성의 한 쌍의 트랜지스터(예를 들어, 직렬 트랜지스터 및 병렬 트랜지스터)를 제어하도록 요구될 수 있다. 이에 따라, 회로(100)는 발진기, 전하 펌프 및/또는 부가의 제어 라인을 포함하는 회로와 비교하여 더 작은 크기(예를 들어, 다이 상에)를 점유할 수 있다.
부가적으로, 바이어싱 스킴은 제 1 DC 전압과 제 2 DC 전압 사이의 차이에 동일한, 온 상태 및 오프 상태 중에 FET(104)의 노드들[예를 들어, 드레인 단자(112), 소스 단자(116), 게이트 단자(120) 및 바디(124)] 사이에 최대 전압차를 유지할 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 FET[예를 들어, FET(104)]를 바이어싱하는 방법(200)의 흐름도를 도시한다. 몇몇 실시예에서, 방법(200)은 바이어싱 회로(108)와 같은 바이어싱 회로에 의해 수행될 수 있다.
204에서, 바이어싱 회로는 FET의 드레인 단자 및 소스 단자를 제 1 비-네거티브 DC 전압으로, FET의 게이트 단자를 제 2 비-네거티브 DC 전압으로 바이어싱할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제 1 비-네거티브 DC 전압은 접지 전압(예를 들어, 0 볼트)일 수 있고, 제 2 비-네거티브 DC 전압은 포지티브 DC 전압(예를 들어, 2.5 볼트)일 수 있다. 204에서 바이어싱이 제공된 FET는 드레인 단자에서 RF 신호를 소스 단자로 선택적으로 전달하기 위해 온 상태에 있을 수 있다.
208에서, 바이어싱 회로는 드레인 단자 및 소스 단자를 제 2 비-네거티브 DC 전압으로 바이어싱할 수 있고, 게이트 단자를 제 1 비-네거티브 DC 전압으로 바이어싱할 수 있다. 이는 FET가 드레인 단자로부터 소스 단자로 RF 신호를 전달하는 것을 방지하는 오프 상태로 FET를 천이할 수 있다.
몇몇 실시예에서, FET의 바디는 온 상태 및 오프 상태에서 제 1 전압으로 바이어싱될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 제 1 FET(FET1)(304)[직렬 FET(304)라 또한 칭함] 및 제 2 FET(FET2)(308)[병렬 FET(308)라 또한 칭함]를 포함하는 스위칭 회로(300)[스위칭 모듈 또는 회로(300)라 또한 칭함]를 도시한다. 회로(300)는 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 스위칭 가능할 수 있다. 회로(300)는 RF 신호를 수신하는(예를 들어, 송신기로부터) 입력 단자(312)를 포함할 수 있다. 회로(300)는 회로(300)가 제 1 상태에 있으면 RF 신호를 출력 단자(316)로 전달할 수 있고, 회로(300)가 제 2 상태에 있으면 RF 신호를 접지 단자(320)로 전달할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 출력 단자(316)는 RF 신호를 전송하기 위한 안테나(도시 생략)와 연결될 수 있다.
제 1 FET(304)는 입력 단자(312)와 출력 단자(316) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 제 1 FET(304)는 또한 입력 단자(312)로부터 출력 단자(316)로 연장하는 상호 접속부(318)와 직렬로 접속되는 것으로서 설명될 수도 있다. 제 1 FET(304)는 회로(300)가 제 1 상태에 있으면 RF 신호를 출력 단자로 선택적으로 전달할 수 있다. 제 1 FET(304)는 드레인 단자(324), 소스 단자(328), 게이트 단자(332) 및 바디(336)를 가질 수 있다.
제 2 FET(308)는 입력 단자(312)와 접지 단자(320) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 FET(308)는 또한 입력 단자(312)와 병렬인 것으로서 설명될 수도 있다. 제 2 FET(308)는 회로(300)가 제 2 상태에 있으면 RF 신호를 접지 단자(320)로 선택적으로 전달할 수 있다[이에 의해 RF 신호가 출력 단자(316)로 전달되는 것을 방지함]. 제 2 FET(308)는 드레인 단자(340), 소스 단자(344), 게이트 단자(348) 및 바디(352)를 포함할 수 있다.
회로(300)는 제 1 제어 단자(356) 및 제 2 제어 단자(360)를 추가로 포함할 수 있다. 제 1 제어 단자(356)는 제 1 FET(304)의 게이트 단자(332), 제 2 FET(308)의 드레인 단자(340) 및 소스 단자(344)를 바이어싱하기 위해 제 1 제어 신호를 수신할 수 있다. 제 2 제어 단자(360)는 제 2 FET(308)의 게이트 단자(348) 및 제 1 FET(304)의 드레인 단자(324) 및 소스 단자(328)를 바이어싱하기 위해 제 2 제어 신호를 수신할 수 있다. 회로(300)는 제 1 제어 신호 및 제 2 제어 신호를 제공하는 바이어스 회로(364)를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 제어 단자(356, 360)는 제 1 FET(304) 및/또는 제 2 FET(308)를 바이어싱하기 위해 임의의 적합한 배열로 제 1 FET(304) 및/또는 제 2 FET(308)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 제어 단자(356)는 제 1 FET(304)의 게이트 단자(332)와 연결될 수 있고[예를 들어, 저항(R3)(382)을 경유하여], 제 2 FET(308)의 드레인 단자(340)와 연결될 수 있다[예를 들어, 저항(R1)(368)을 경유하여]. 제 2 제어 단자(360)는 제 2 FET(308)의 게이트 단자(348)[예를 들어, 저항(R5)(386)을 경유하여] 및 제 1 FET(304)의 드레인 단자(324)[예를 들어, 저항(R2)(372)을 경유하여]와 연결될 수 있다. 제 1 FET(304) 및 제 2 FET(308)는 각각의 드레인 단자와 동일한 전압에서 소스 단자를 바이어싱하기 위해 각각의 드레인 단자와 소스 단자 사이에 연결된 바이어스 저항(도시 생략)을 포함할 수 있다.
회로(300)는 소정의 시간에(예를 들어, 제 1 상태 또는 제 2 상태에서) 제 2 FET(308)의 드레인 단자(340) 및 소스 단자(344)와 비교하여 제 1 FET(304)의 드레인 단자(324) 및 소스 단자(328)에서 상이한 바이어스 전압을 가능하게 하기 위해 DC 차단 캐패시터(376a 내지 376d)를 추가로 포함할 수 있다. 제 1 DC 차단 캐패시터(C1)(376a)는 입력 단자(312)와 제 1 FET(304)의 드레인 단자(324) 사이에 연결될 수 있고, 제 2 DC 차단 캐패시터(C2)(376b)는 입력 단자(312)와 제 2 FET(308)의 드레인 단자(340) 사이에 연결될 수 있다. 캐패시터(C1)(376a) 및 캐패시터(C2)(376b)는 상이한 바이어스 전압을 가능하게 하기 위해 드레인 단자(340)의 DC 전압으로부터 드레인 단자(324)의 DC 전압을 격리할 수 있다. 제 3 DC 차단 캐패시터(C3)(376c)는 FET(304)의 소스 단자(328)와 출력 단자(316) 사이에 연결되어 출력 단자(316)의 DC 전압으로부터 소스 단자의 DC 전압을 격리할 수 있다. 제 4 DC 차단 캐패시터(C4)(376d)는 제 2 FET(308)의 소스 단자(344)와 접지 단자(320) 사이에 연결되어 접지 단자(320)의 DC 전압으로부터 소스 단자(344)의 DC 전압을 격리할 수 있다.
다양한 실시예에서, 제 1 제어 신호는 회로(300)의 제 2 상태 중에 제 1 DC 전압을, 회로(300)의 제 1 상태 중에 제 2 DC 전압을 제공할 수 있다. 제 2 제어 신호는 제 1 상태 중에 제 1 DC 전압을, 제 2 상태 중에 제 2 DC 전압을 제공할 수 있다. 제 2 DC 전압은 제 1 DC 전압과는 상이할 수 있고, 제 1 및 제 2 DC 전압은 모두 비-네거티브일 수 있다. 예를 들어, 제 1 DC 전압은 접지 전압(예를 들어, 0 볼트)일 수 있고, 제 2 DC 전압은 포지티브 DC 전압(예를 들어, 2.5 볼트)일 수 있다.
다양한 실시예에서, 제 1 FET(304)의 바디(336) 및 제 2 FET(308)의 바디(352)는 회로(300)의 제 1 상태 및 제 2 상태 중에 저항(R4)(384) 및 저항(R6)(388)을 경유하여 접지 전압(예를 들어, 0 볼트)으로 바이어싱될 수 있다.
다양한 실시예에서, 회로(300)의 제 1 상태에서, 제 1 FET(304)는 온 상태일 수 있고, 제 2 FET(308)는 오프 상태일 수 있다. 이에 따라, 제 1 FET(304)는 입력 단자(312)로부터 출력 단자(316)로 RF 신호를 전달할 수 있다. 회로(300)의 제 2 상태에서, 제 1 FET(304)는 오프 상태일 수 있고, 제 2 FET(308)는 온 상태일 수 있다. 이에 따라, 제 1 FET(304)는 RF 신호를 출력 단자(316)로 전달하는 것을 방지할 수 있고, 제 2 FET(308)는 RF 신호를 접지 단자(320)로 전달할 수 있다.
이에 따라, 회로(300)는 직렬 FET(304) 및 병렬 FET(308)의 모두를 제어하기 위해 단지 2개의 제어 라인[예를 들어, 제어 단자(356, 360)]을 필요로 할 수 있다. 부가적으로, 회로(300)는 네거티브 바이어스 전압의 발생을 필요로 하지 않을 수 있다. 부가의 DC 차단 캐패시터(376a 내지 376d)는 소정의 삽입 손실 및/또는 감소된 격리를 제공할 수 있지만, 영향은 비교적 적을 수 있다(예를 들어, 0.04 dB 미만의 삽입 손실). 따라서, 회로(300)는 실질적인 성능 열화 없이 종래의 스위칭 회로와 비교하여 더 작은 크기(예를 들어, 다이 영역)를 가질 수 있다.
제 1 FET(304)는 입력 단자(312)와 출력 단자(316) 사이에 연결된 복수의 FET(예를 들어, 복수의 직렬 FET)의 스택에 포함될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 2 FET(308)는 입력 단자(312)와 접지 단자(320) 사이에 연결된 복수의 FET(예를 들어, 복수의 병렬 FET)의 스택에 포함될 수 있다.
예를 들어, 도 4는 회로(400)가 입력 단자(412)와 출력 단자(416) 사이에 직렬로 연결된 FET(404)[예를 들어 복수의 FET(404a 내지 404c)를 포함하는]의 제 1 스택과, 입력 단자(412)와 접지 단자(420) 사이에 병렬로 연결된 FET(408)[예를 들어, 복수의 FET(408a 내지 408c)를 포함하는]의 제 2 스택을 포함하는 것을 제외하고는, 회로(300)와 유사한 스위칭 회로(400)[또한 회로(400)라 칭함]를 도시한다. FET(404)의 제 1 스택 및/또는 FET(408)의 제 2 스택은 임의의 적절한 수의 FET를 포함할 수 있다.
회로(400)는 각각의 FET(404a 내지 404c)의 바디 단자와 공통 바디 노드(426) 사이에 연결된 바디 저항(422a 내지 422c)을 추가로 포함할 수 있다. 부가적으로, 게이트 저항(430a 내지 430c)은 각각의 FET(404a 내지 404c)의 게이트 단자와 공통 게이트 노드(434) 사이에 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 회로(400)는 공통 바디 노드(426)와 접지 사이에 연결된 공통 저항(438)과, 공통 게이트 노드(434)와 바이어싱 회로(464) 사이에 연결된 공통 저항(442)을 포함할 수 있다. 다른 실시예는 공통 저항(438) 및/또는 공통 저항(442)을 포함하지 않을 수도 있다.
회로(400)는 각각의 FET(408a 내지 408c)의 바디 단자와 공통 바디 노드(450) 사이에 연결된 바디 저항(446a 내지 446c)을 추가로 포함할 수 있다. 부가적으로, 게이트 저항(454a 내지 454c)은 각각의 FET(408a 내지 408c)의 게이트 단자와 공통 게이트 노드(458) 사이에 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 회로(400)는 공통 바디 노드(450)와 접지 사이에 연결된 공통 저항(462)과, 공통 게이트 노드(458)와 바이어싱 회로(464) 사이에 연결된 공통 저항(466)을 포함할 수 있다. 다른 실시예는 공통 저항(462) 및/또는 공통 저항(466)을 포함하지 않을 수도 있다.
예시적인 무선 통신 디바이스(500)의 블록 다이어그램이 몇몇 실시예에 따라 도 5에 도시되어 있다. 무선 통신 디바이스(500)는 하나 이상의 RF 전력 증폭기(PA)(508)를 포함하는 RF PA 모듈(504)을 가질 수 있다. RF PA 모듈(504)은 RF PA(508) 중 하나 이상과 연결된 하나 이상의 RF 스위치(512)를 추가로 포함할 수 있다. RF 스위치(512)는 스위칭 회로(100, 300 및/또는 400)와 유사하고 그리고/또는 이들을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, RF 스위치(512)는 방법(200)을 수행하도록 구성될 수 있다.
RF PA 모듈(504)에 추가하여, 무선 통신 디바이스(500)는 적어도 도시된 바와 같이 서로 연결된 안테나 구조체(514), Tx/Rx 스위치(518), 송수신기(522), 메인 프로세서(526) 및 메모리(530)를 가질 수 있다. 무선 통신 디바이스(500)는 송수신 능력을 갖고 도시되어 있지만, 다른 실시예는 송신 전용 또는 수신 전용 능력을 갖는 디바이스를 포함할 수 있다. RF 스위치(512)는 RF PA 모듈(504)에 포함된 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서 RF 스위치(512)는 RF PA 모듈(504)에 추가하여 또는 그 대신에, Tx/Rx 스위치(518) 및/또는 송수신기(522)와 같은 무선 통신 디바이스(500)의 다른 구성 요소 내에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에서, 무선 통신 디바이스(500)는 휴대폰, 호출기, 개인 휴대 정보 단말, 텍스트-메시징 디바이스, 휴대용 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 기지국, 가입자 스테이션, 액세스 포인트, 레이더, 위성 통신 디바이스 또는 RF 신호를 무선 송수신하는 것이 가능한 임의의 다른 디바이스일 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
메인 프로세서(526)는 무선 통신 디바이스(500)의 전체 동작을 제어하기 위해, 메모리(530) 내에 저장된 운영 체제 프로그램을 실행할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(526)는 송수신기(522)에 의한 신호의 수신 및 신호의 전송을 제어할 수 있다. 메인 프로세서(526)는 메모리(530) 내에 상주하는 프로그램 및 다른 프로세스를 실행하는 것이 가능할 수 있고, 실행 프로세스에 의해 요구되는 바와 같이, 메모리(530) 내외로 데이터를 이동시킬 수 있다.
송수신기(522)는 메인 프로세서(526)로부터 발신 데이터(예를 들어, 음성 데이터, 웹 데이터, 이메일, 신호화 데이터 등)를 수신할 수 있고, 발신 데이터를 표현하기 위해 RFin 신호(들)를 생성할 수 있고, RFin 신호(들)를 RF PA 모듈(504)에 제공할 수 있다. 송수신기(522)는 선택된 대역에서 최대 전력 또는 백오프 전력 모드에서 작동하도록 RF PA 모듈(504)을 또한 제어할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 송수신기(522)는 OFDM 모듈을 사용하여 RFin 신호(들)를 생성할 수 있다.
RF PA 모듈(504)은 본 명세서에 설명된 바와 같이 RFout 신호(들)를 제공하기 위해 RFin 신호(들)를 증폭할 수 있다. RFout 신호(들)는 오버 더 에어(OTA) 전송을 위해 Tx/Rx 스위치(518)로, 이어서 안테나 구조체(514)로 포워딩될 수 있다. 몇몇 실시예에서, Tx/Rx 스위치(518)는 듀플렉서를 포함할 수 있다. 유사한 방식으로, 송수신기(522)는 안테나 구조체(514)로부터 Tx/Rx 스위치(518)를 통해 착신 OTA 신호를 수신할 수 있다. 송수신기(522)는 추가의 프로세싱을 위해 메인 프로세서(526)에 착신 신호를 프로세싱하여 송신할 수 있다.
하나 이상의 RF 스위치(512)는 무선 통신 디바이스(500)의 구성 요소로, 구성 요소로부터 및/또는 구성 요소 내에서 RF 신호(들)[예를 들어, RFin 신호(들) 및/또는 RFout 신호(들)]를 선택적으로 전달하는데 사용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 안테나 구조체(514)는 예를 들어, 다이폴 안테나, 모노폴 안테나, 패치 안테나, 루프 안테나, 마이크로스트립 안테나 또는 RF 신호의 OTA 송수신을 위해 적합한 임의의 다른 유형의 안테나를 포함하는 하나 이상의 방향성 및/또는 전방향성 안테나를 포함할 수 있다.
당업자들은 무선 통신 디바이스(500)가 예로서 제공되어 있고, 간단화 및 명료화를 위해, 단지 실시예의 이해를 위해 필요한 바와 같은 무선 통신 디바이스(500)의 구성 및 동작만이 도시되고 설명되어 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 다양한 실시예는 특정 요구에 따라, 무선 통신 디바이스(500)와 관련하는 임의의 적합한 작업을 수행하는 임의의 적합한 구성 요소 또는 구성 요소의 조합을 고려한다. 더욱이, 무선 통신 디바이스(500)는 실시예가 구현될 수 있는 디바이스의 유형을 한정하도록 해석되어서는 안된다는 것이 이해된다.
본 발명이 전술된 실시예의 견지에서 설명되었지만, 동일한 목적을 성취하기 위해 예측된 광범위한 대안 및/또는 등가의 구현예가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 도시되고 설명된 특정 실시예를 대체할 수도 있다는 것이 당업자들에 의해 이해될 수 있을 것이다. 당업자들은 본 발명의 교시가 광범위한 실시예에서 구현될 수 있다는 것을 즉시 이해할 수 있을 것이다. 이 설명은 한정적인 것 대신에 예시적인 것으로 간주되도록 의도된다.

Claims (21)

  1. 장치로서,
    전송 신호의 스위칭을 가능하게 하기 위해 오프 상태와 온 상태 사이에서 천이하도록 구성된 전계 효과 트랜지스터(FET) - 상기 FET는 게이트 단자, 드레인 단자 및 소스 단자를 가짐 - 와,
    상기 FET와 연결된 바이어싱 회로
    를 포함하되,
    상기 바이어싱 회로는,
    상기 드레인 단자 및 상기 소스 단자를, 상기 온 상태에서는 제 1 직류(DC) 전압으로 바이어싱하고 상기 오프 상태에서는 제 2 DC 전압으로 바이어싱하며 - 상기 제 2 DC 전압은 상기 제 1 DC 전압과는 상이함 - ,
    상기 게이트 단자를, 상기 오프 상태에서는 상기 제 1 DC 전압으로 바이어싱하고 상기 온 상태에서는 상기 제 2 DC 전압으로 바이어싱하도록 구성되는
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 FET의 상기 게이트 단자는 상기 FET를 상기 오프 상태와 상기 온 상태 사이에서 스위칭하는 제어 신호를 수신하는
    장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 FET는 바디(a body)를 더 포함하고,
    상기 바이어싱 회로는 상기 바디를 상기 온 상태 및 상기 오프 상태에서 상기 제 1 DC 전압으로 바이어싱하도록 구성되는
    장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 DC 전압 및 상기 제 2 DC 전압은 비-네거티브(non-negative)인
    장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 DC 전압은 제로 전압이고, 상기 제 2 DC 전압은 포지티브 전압인
    장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 FET는 증가 모드(an enhancement mode) FET인
    장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 FET는 실리콘 온 절연체(a silicon on insulator) 또는 벌크 상보형 금속-산화물-반도체 디바이스(bulk complementary metal-oxide-semiconductor device)인
    장치.
  8. 스위칭 장치에 있어서,
    무선 주파수(RF) 신호를 수신하도록 구성된 입력 단자 - 상기 스위칭 장치는 상기 스위칭 장치가 제 1 상태에 있으면 상기 RF 신호를 출력 단자로 전달하고 상기 스위칭 장치가 제 2 상태에 있으면 상기 RF 신호를 접지 단자로 전달하도록 구성됨 - 와,
    상기 스위칭 장치가 상기 제 1 상태에 있으면 상기 RF 신호를 출력 단자로 선택적으로 전달하기 위해 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 직렬로 연결된 제 1 전계 효과 트랜지스터(FET) - 상기 제 1 FET는 제 1 게이트 단자 및 제 1 드레인 단자를 가짐 - 와,
    상기 입력 단자와 상기 접지 단자 사이에 연결되고 제 2 게이트 단자 및 제 2 드레인 단자를 갖는 제 2 FET와,
    상기 제 1 게이트 단자 및 상기 제 2 드레인 단자를 바이어싱하기 위해 제 1 제어 신호를 수신하도록 구성된 제 1 제어 단자와,
    상기 제 2 게이트 단자 및 상기 제 1 드레인 단자를 바이어싱하기 위해 제 2 제어 신호를 수신하도록 구성된 제 2 제어 단자를 포함하는
    스위칭 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 신호는 상기 제 2 상태 동안에는 제 1 직류(DC) 전압을 제공하고 상기 제 1 상태 동안에는 제 2 DC 전압을 제공하며,
    상기 제 2 DC 전압은 상기 제 1 DC 전압과는 상이하고,
    상기 제 1 DC 전압 및 상기 제 2 DC 전압은 비-네거티브인
    스위칭 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 신호는 상기 제 2 상태 동안에는 상기 제 2 DC 전압을 제공하고 상기 제 1 상태 동안에는 상기 제 1 DC 전압을 제공하는
    스위칭 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 DC 전압은 접지 전압이고, 상기 제 2 DC 전압은 포지티브 DC 전압인
    스위칭 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 FET는 제 1 바디를 더 포함하고, 상기 제 2 FET는 제 2 바디를 더 포함하며, 상기 제 1 바디 및 상기 제 2 바디는 상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 동안에 접지 전압으로 바이어싱되도록 구성되는
    스위칭 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 단자와 상기 제 1 드레인 단자 사이에 연결된 제 1 DC-차단 캐패시터와,
    상기 입력 단자와 상기 제 2 드레인 단자 사이에 연결된 제 2 DC-차단 캐패시터를 더 포함하는
    스위칭 장치.

  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 FET는 제 1 소스 단자를 더 포함하고, 상기 제 2 FET는 제 2 소스 단자를 더 포함하며,
    상기 스위칭 장치는,
    상기 제 1 소스 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결된 제 3 DC-차단 캐패시터, 및
    상기 제 2 소스 단자와 상기 접지 단자 사이에 연결된 제 4 DC-차단 캐패시터
    를 더 포함하는
    스위칭 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 입력 단자는 송신기로부터 상기 RF 신호를 수신하고 상기 스위칭 장치가 상기 제 1 상태에 있으면 무선 통신 네트워크를 통한 전송을 위한 안테나로 상기 RF 신호를 전달하도록 구성되는
    스위칭 장치.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 직렬로 연결되고, 상기 제 1 FET를 포함하는, 복수의 직렬 FET와,
    상기 입력 단자와 상기 접지 단자 사이에 병렬로 연결되고, 상기 제 2 FET를 포함하는, 복수의 병렬 FET를 더 포함하는
    스위칭 장치.
  17. 무선 주파수(RF) 신호를 생성하도록 구성된 송신기와,
    무선 통신 네트워크를 통해 상기 RF 신호를 송신하도록 구성된 안테나와,
    상기 송신기와 상기 안테나 사이에 연결된 전계 효과 트랜지스터(FET) - 상기 FET는, 상기 FET가 온 상태에 있으면 상기 RF 신호를 상기 안테나로 전달하고 상기 FET가 오프 상태에 있으면 상기 안테나로의 상기 RF 신호의 전달을 막도록 구성되고, 상기 FET는
    상기 RF 신호를 수신하도록 구성된 드레인 단자,
    상기 FET가 상기 온 상태에 있으면 상기 RF 신호를 상기 안테나로 전달하도록 구성된 소스 단자, 및
    게이트 단자를 포함함 - 와,
    상기 FET와 연결되고, 상기 FET가 상기 오프 상태에 있으면 상기 게이트 단자를 제로 직류(DC) 전압으로 바이어싱하고 상기 FET가 상기 온 상태에 있으면 상기 게이트 단자를 포지티브 DC 전압으로 바이어싱하도록 구성된 바이어싱 회로
    를 포함하되,
    상기 바이어싱 회로는 상기 드레인 단자 및 상기 소스 단자를, 상기 오프 상태에서는 상기 포지티브 DC 전압으로 바이어싱하고 상기 온 상태에서는 상기 제로 DC 전압으로 바이어싱하도록 더 구성되는
    시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 FET는 바디 단자(a body terminal)를 더 포함하고,
    상기 바이어싱 회로는 상기 바디 단자를 상기 온 상태 및 상기 오프 상태에서 제로 전압으로 바이어싱하도록 더 구성되는
    시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 FET는 제 1 FET이고, 상기 드레인 단자는 제 1 드레인 단자이며, 상기 소스 단자는 제 1 소스 단자이고, 상기 게이트 단자는 제 1 게이트 단자이며, 상기 시스템은 상기 송신기와 접지 단자 사이에 연결된 제 2 FET를 더 포함하고, 상기 제 2 FET는 오프 상태 및 온 상태를 갖고 상기 제 2 FET가 상기 온 상태에 있으면 상기 송신기로부터 상기 접지 단자로 상기 RF 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 2 FET는
    상기 RF 신호를 수신하도록 구성된 제 2 드레인 단자,
    제 2 소스 단자, 및
    제 2 게이트 단자를 포함하고,
    상기 바이어싱 회로는
    상기 제 2 소스 단자 및 상기 제 2 드레인 단자를, 상기 제 2 FET가 상기 오프 상태에 있으면 상기 포지티브 DC 전압으로 바이어싱하고, 상기 제 2 FET가 상기 온 상태에 있으면 상기 제로 DC 전압으로 바이어싱하며,
    상기 제 2 게이트 단자를, 상기 제 2 FET가 상기 오프 상태에 있으면 상기 제로 DC 전압으로 바이어싱하고, 상기 제 2 FET가 상기 온 상태에 있으면 상기 포지티브 DC 전압으로 바이어싱하도록 더 구성되는
    시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 바이어싱 회로는
    상기 제 1 게이트 단자, 상기 제 2 드레인 단자 및 상기 제 2 소스 단자를 바이어싱하도록 구성된 제 1 제어 단자와,
    상기 제 2 게이트 단자, 상기 제 1 드레인 단자 및 상기 제 1 소스 단자를 바이어싱하도록 구성된 제 2 제어 단자를 포함하는
    시스템.
  21. 삭제
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