KR102176300B1 - 무선 주파수 필터 또는 다이플렉서의 저손실 바이패스에 관한 시스템들, 회로들, 및 방법들 - Google Patents

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데이비드 라이언 스토리
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Abstract

무선 주파수(RF) 필터 또는 다이플렉서의 저손실 바이패스에 관한 시스템들, 회로들, 및 방법들이 개시된다. 일부 실시예들에서, 스위칭 네트워크 회로는 무선 주파수(RF) 신호를 수신하도록 구성된 입력 폴, RF 컴포넌트로의 RF 신호의 라우팅을 허용하기 위해 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 관통 쓰로우, 및 입력 폴 및 적어도 하나의 바이패스 도전 경로에 연결가능하도록 구성된 적어도 하나의 전용 바이패스 쓰로우를 갖는 제1 스위치를 포함할 수 있다. 스위칭 네트워크 회로는 폴 및 쓰로우를 갖고, RF 컴포넌트의 출력과 바이패스 도전 경로 사이에 연결가능한 제2 스위치를 더 포함할 수 있다. 제1 스위치에서 전용 바이패스 쓰로우(들)의 사용은 필터 또는 다이플렉서의 저손실 바이패스의 구현을 허용한다.

Description

무선 주파수 필터 또는 다이플렉서의 저손실 바이패스에 관한 시스템들, 회로들, 및 방법들{SYSTEMS, CIRCUITS AND METHODS RELATED TO LOW-LOSS BYPASS OF A RADIO-FREQUENCY FILTER OR DIPLEXER}
본 개시내용은 일반적으로 무선 주파수 필터 또는 다이플렉서의 저손실 바이패스와 연관된 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
무선 주파수(RF) 시스템에서는, 일부 조건들에서 필터 또는 다이플렉서가 통상적으로 필요하고 소망된다. 필요하지 않을 때, 필터 또는 다이플렉서와 연관된 손실의 발생을 회피하기 위해 필터 또는 다이플렉서를 바이패스하는 것이 바람직할 수 있다.
다수의 구현에 따르면, 본 개시내용은 무선 주파수(RF) 신호를 수신하도록 구성된 입력 폴(pole), RF 컴포넌트로의 RF 신호의 라우팅을 허용하기 위해 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 관통 쓰로우(pass-through throw), 및 입력 폴 및 적어도 하나의 바이패스 도전 경로에 연결가능하도록 구성된 적어도 하나의 전용 바이패스 쓰로우를 갖는 제1 스위치를 포함하는 스위칭 네트워크 회로에 관한 것이다. 스위칭 네트워크 회로는 폴 및 쓰로우를 갖는 제2 스위치를 더 포함한다. 제2 스위치는 RF 컴포넌트의 출력과 바이패스 도전 경로 사이에 연결가능하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 제2 스위치는 적어도 하나의 단일-폴-단일-쓰로우(SPST) 스위치를 포함할 수 있다. 제2 스위치는 RF 컴포넌트의 출력의 각각의 채널에 대해 하나의 SPST 스위치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 SPST 스위치들 각각은, 회로가 바이패스 모드에 있을 때 개방 상태에, 그리고 회로가 관통 모드에 있을 때 폐쇄 상태에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 스위치는 단일-폴-다중-쓰로우(SPMT) 스위치일 수 있어서, 단일 폴은 입력 폴이고, 다중 쓰로우들은 관통 쓰로우 및 적어도 하나의 전용 바이패스 쓰로우를 포함한다. 일부 실시예들에서, RF 컴포넌트는 필터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 전용 바이패스 쓰로우는 2개 이상의 쓰로우들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 컴포넌트는 다이플렉서를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 본 개시내용은 복수의 컴포넌트들을 수용하도록 구성된 기판을 포함하는 반도체 다이에 관한 것이다. 반도체 다이는 기판 상에 배치된 스위칭 네트워크를 더 포함한다. 스위칭 네트워크는 무선 주파수(RF) 신호를 수신하도록 구성된 입력 폴, RF 컴포넌트로의 RF 신호의 라우팅을 허용하기 위해 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 관통 쓰로우, 및 입력 폴 및 적어도 하나의 바이패스 도전 경로에 연결가능하도록 구성된 적어도 하나의 전용 바이패스 쓰로우를 갖는 제1 스위치를 포함한다. 스위칭 네트워크는 폴 및 쓰로우를 갖는 제2 스위치를 더 포함한다. 제2 스위치는 RF 컴포넌트의 출력과 바이패스 도전 경로 사이에 연결가능하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 스위칭 네트워크는 실리콘-온-인슐레이터(SOI) 공정 기술로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위칭 네트워크는 부정형 고전자 이동도 트랜지스터(pHEMT) 공정 기술로서 구현될 수 있다.
다수의 구현에서, 본 개시내용은 복수의 컴포넌트들을 수용하도록 구성된 패키징 기판을 포함하는 무선 주파수(RF) 모듈에 관한 것이다. RF 모듈은 패키징 기판 상에 탑재된 다이를 더 포함하고, 다이는 무선 주파수(RF) 신호를 수신하도록 구성된 입력 폴, RF 컴포넌트로의 RF 신호의 라우팅을 허용하기 위해 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 관통 쓰로우, 및 입력 폴 및 적어도 하나의 바이패스 도전 경로에 연결가능하도록 구성된 적어도 하나의 전용 바이패스 쓰로우를 갖는 제1 스위치를 포함하는 스위칭 네트워크를 갖는다. 스위칭 네트워크는 폴 및 쓰로우를 갖는 제2 스위치를 더 포함한다. 제2 스위치는 RF 컴포넌트의 출력과 바이패스 도전 경로 사이에 연결가능하도록 구성된다. RF 모듈은 다이와 패키징 기판 사이에 전기적 연결부들을 제공하도록 구성된 복수의 커넥터들을 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 다이는 실리콘-온-인슐레이터(SOI) 다이일 수 있다. 일부 실시예들에서, 다이는 부정형 고전자 이동도 트랜지스터(pHEMT) 다이일 수 있다.
다수의 교시에 따라, 본 개시내용은 RF 신호들을 프로세싱하도록 구성된 트랜시버를 포함하는 무선 주파수(RF) 디바이스에 관한 것이다. RF 디바이스는 RF 신호들의 송신 및 수신을 용이하게 하기 위해 트랜시버와 통신하는 안테나를 더 포함한다. RF 디바이스는 트랜시버와 안테나 사이에 구현되고, RF 신호들을 라우팅하도록 구성된 스위칭 네트워크를 더 포함한다. 스위칭 네트워크는 입력 신호를 수신하도록 구성된 입력 폴, RF 컴포넌트로의 입력 신호의 라우팅을 허용하기 위해 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 관통 쓰로우, 및 입력 폴 및 적어도 하나의 바이패스 도전 경로에 연결가능하도록 구성된 적어도 하나의 전용 바이패스 쓰로우를 갖는 제1 스위치를 포함한다. 스위칭 네트워크는 폴 및 쓰로우를 갖는 제2 스위치를 더 포함한다. 제2 스위치는 RF 컴포넌트의 출력과 바이패스 도전 경로 사이에 연결가능하도록 구성된다.
일부 구현들에서, 본 개시내용은 바이패스 아키텍처를 갖는 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 방법은 무선 주파수(RF) 신호의 바이패싱을 위해 전용된 적어도 하나의 쓰로우를 포함하는 스위치를 형성하거나 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 RF 컴포넌트를 형성하거나 제공하는 단계를 더 포함한다. 방법은 적어도 하나의 전용 바이패스 쓰로우를 RF 컴포넌트를 바이패스하는 대응하는 도전 경로에 연결하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 방법은 RF 컴포넌트의 하나 이상의 출력 채널들 각각에서 제2 스위치를 형성하거나 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 컴포넌트는 필터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 컴포넌트는 다이플렉서를 포함할 수 있다.
일부 구현들에 따라, 본 개시내용은 스위칭 네트워크에서 무선 주파수(RF) 컴포넌트를 바이패스하는 방법에 관한 것이다. 방법은 제1 스위치의 입력 폴에서 수신된 RF 신호가 전용 바이패스 쓰로우를 통해 바이패스 도전 경로로 라우팅되도록 제1 스위치를 동작시키는 단계를 포함한다. 제1 스위치의 동작은 제1 스위치의 입력 폴로부터 RF 컴포넌트를 연결해제시킨다. 방법은 RF 컴포넌트가 바이패스 도전 경로로부터 연결해제되도록 제2 스위치를 동작시키는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, RF 컴포넌트는 필터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 컴포넌트는 다이플렉서를 포함할 수 있다.
본 개시내용을 요약하기 위해, 본 발명의 특정한 양태들, 이점들, 및 신규한 특징들이 여기에 설명된다. 이러한 이점들 모두가 본 발명의 임의의 특정한 실시예에 따라 반드시 달성될 수 있는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 여기에 교시되거나 제안될 수 있는 바와 같이 다른 이점들을 반드시 달성하지 않고 여기에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 여기에 설명된 하나 이상의 특징들을 갖는 아키텍처의 관통 및 바이패스 모드들을 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 아키텍처가 RF 컴포넌트와 연관된 하나 이상의 채널들의 바이패싱을 허용하기 위해 단일-폴-다중-쓰로우(SPMT) 스위치로 구현될 수 있다는 것을 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2a 내지 도 2c의 RF 컴포넌트들의 예들을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 도 3b의 구성의 더욱 특정한 예의 관통 및 바이패스 모드들을 도시한다.
도 5는 바이패스 기능을 실시하기 위해 개별 스위치를 요구하는 전류 바이패스 아키텍처의 예를 도시한다.
도 6은 여기에 설명한 하나 이상의 특징들을 갖는 스위칭 네트워크를 갖는 예시적인 반도체 다이를 도시한다.
도 7은 도 6의 다이 및 도 1 내지 도 3의 RF 컴포넌트를 포함할 수 있는 예시적인 모듈을 도시한다.
도 8은 도 6의 스위칭 네트워크를 포함하는 모듈을 갖는 예시적인 RF 디바이스를 도시한다.
도 9는 여기에 설명한 하나 이상의 특징들을 갖는 바이패스 아키텍처를 갖는 디바이스를 제조하기 위해 구현될 수 있는 예시적인 공정을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 바이패스 및 관통 모드들을 인에이블하기 위해 구현될 수 있는 예시적인 공정들을 도시한다.
만약 있다면, 여기에 제공되는 제목들은 단지 편의를 위한 것이고, 청구하는 발명의 범위 또는 의미에 반드시 영향을 미치지 않는다.
무선 주파수(RF) 필터 또는 RF 다이플렉서와 같은 일부 RF 컴포넌트들과 연관된 바이패스 회로들에서의 성능을 향상시키는 것과 관련된 시스템들 및 방법들이 여기에 개시된다. 이러한 향상은 예를 들어, RF 신호들의 감소된 손실을 포함할 수 있다. 다양한 예들이 다이플렉서의 문맥에서 여기에 설명되지만, 본 개시내용의 하나 이상의 특징이 멀티플렉서와 같은 다른 애플리케이션들에서 또한 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 여기서의 설명을 위해, 용어들 다이플렉서 및 멀티플렉서는 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 그에 따라, 구체적으로 다르게 나타내지 않으면, 다이플렉서 또는 멀티플렉서는 2개 이상의 채널을 포함할 수 있다.
RF 시스템들은 하나 이상의 필터들 및/또는 하나 이상의 다이플렉서들을 통상적으로 포함한다. 이러한 컴포넌트들은 모든 조건들에서 통상적으로 사용되지 않는다. 따라서, 필터 또는 다이플렉서와 연관된 여분의 시스템 손실이 회피될 수 있도록, 이러한 기능이 필요하지 않을 때 필터 또는 다이플렉서를 바이패스하는 RF 신호들을 갖는 것이 때때로 바람직하다. 이러한 바이패스를 달성하는 현재의 아키텍처는 바이패스를 수행하는 직렬 스위치 엘리먼트들을 통상적으로 수반한다. 그러나, 이러한 직렬 스위칭 엘리먼트들은 스위치 삽입 손실에 통상적으로 기여한다.
삽입 손실의 감소와 같은 바람직한 특징들이 달성될 수 있는 바이패스 구성들의 예들이 여기에 설명된다. 도 1a 및 도 1b는 제1 상태(도 1a) 및 제2 상태(도 1b)에 있도록 구성될 수 있는 바이패스 아키텍처(100)를 도시한다. 제1 상태는 RF 신호가 도전 경로들(110, 112, 114, 116)을 통해 제1 노드(1)와 제2 노드(2) 사이에서 RF 디바이스(104)를 (점선(130)으로 나타낸 바와 같이) 관통하는 관통 모드에 대응할 수 있다. RF 디바이스(104)의 제한하지 않는 예들이 더욱 상세히 여기에 설명된다. 제2 상태는 RF 신호가 도전 경로(120)를 통해 RF 디바이스(104)를 (점선(140)으로 나타낸 바와 같이) 바이패스하는 바이패스 모드에 대응할 수 있다.
일부 구현들에서, 상술한 관통 및 바이패스 모드들은 제1 및 제2 스위치 회로들(S1(102) 및 S2(106))을 포함하는 스위칭 네트워크에 의해 촉진될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 스위치(102)는 스위칭 네트워크에 대한 입력 스위치일 수 있다. 제1 스위치(102)의 다양한 제한하지 않는 예들이 더욱 상세히 여기에 설명된다. 일부 실시예들에서, 제2 스위치(106)는 바이패스 모드에 있을 때 RF 디바이스(104)의 하나 이상의 출력들 각각에 대한 향상된 격리를 제공하도록 구성될 수 있다. 제2 스위치(106)의 예들이 더욱 상세히 여기에 설명된다.
도 2a 내지 도 2c는 일부 구현들에서, 도 1의 아키텍처(100)의 제1 스위치(102)가 단일-폴-N-쓰로우(SPNT) 스위치(여기서, N은 양의 정수)에 기초할 수 있다는 것을 도시한다. 하나 이상의 추가의 쓰로우들이 이러한 스위치에 추가될 수 있고, 여기서, 이러한 추가된 쓰로우(들)는 바이패싱 기능을 제공하는데 전용될 수 있다. 예를 들어, SP5T 구성이 정상 스위칭 네트워크 기능을 제공하도록 N이 5라는 것을 가정한다. 그 후, 2개의 추가의 쓰로우들을 추가하는 것이 SP7T 구성을 산출할 수 있고, 여기서, 5개의 암들이 정상 스위칭 네트워크 기능을 촉진하고, 2개의 나머지 암들이 RF 디바이스에 대한 바이패스 기능을 촉진한다. 추가된 쓰로우(들) 뿐만 아니라 N의 다른 값들이 가능하고, 다양한 예들이 여기에 설명된다.
도 2a의 아키텍처(100)의 예시적인 구성(150)에서, 하나의 추가의 쓰로우가 SP(N+1)T 스위치(152)를 산출하기 위해 입력 스위치에 대해 제공될 수 있다. 이러한 추가된 쓰로우는 단일 채널 RF 디바이스(104)의 바이패싱을 위해 전용될 수 있다. 이러한 단일 채널 RF 디바이스는 도전 경로(112)를 통한 입력 및 도전 경로(114)를 통한 출력을 가질 수 있다. 따라서, 관통 모드에 있을 때, RF 신호는 N개의 쓰로우들 중 하나를 통해 스위치(152)로부터 경로(112)를 통해 RF 디바이스(104)로 통과할 수 있고, 경로(114)를 통해 RF 디바이스(104)로부터 출력될 수 있다. 바이패스 모드에 있을 때, RF 신호는 추가된 쓰로우를 통해 스위치(152)로부터 바이패스 경로(120)로 통과하여 RF 디바이스(104)를 바이패스할 수 있다. 도 3a는 단일 채널 RF 디바이스(104)가 예를 들어, RF 필터(204)일 수 있는 구성(200)을 도시한다.
도 2b의 아키텍처(100)의 예시적인 구성(160)에서, 2개의 추가의 쓰로우들이 SP(N+2)T 스위치(162)를 산출하기 위해 입력 스위치에 대해 제공될 수 있다. 이러한 추가된 쓰로우들은 RF 디바이스(104)의 2개의 채널까지 바이패스하기 위해 전용될 수 있다. 이러한 RF 디바이스는 도전 경로(112)를 통한 입력 및 도전 경로들(114a, 114b)을 통한 2개의 출력을 가질 수 있다. 따라서, 관통 모드에 있을 때, RF 신호는 N개의 쓰로우들 중 하나를 통해 스위치(162)로부터 경로(112)를 통해 RF 디바이스(104)로 통과할 수 있고, 경로들(114a, 114b)을 통해 RF 디바이스(104)로부터 출력될 수 있다. 바이패스 모드에 있을 때, RF 신호는 2개의 추가된 쓰로우들을 통해 스위치(162)로부터 바이패스 경로들(120a, 120b) 중 어느 하나 또는 양자로 통과하여 RF 디바이스(104)를 바이패스할 수 있다. 도 3b는 RF 디바이스(104)가 예를 들어, 다이플렉서(214)일 수 있는 예시적인 구성(210)을 도시한다.
도 2c의 아키텍처(100)의 예시적인 구성(170)에서, 3개의 추가의 쓰로우들이 SP(N+3)T 스위치(172)를 산출하기 위해 입력 스위치에 대해 제공될 수 있다. 이러한 추가된 쓰로우들은 RF 디바이스(104)의 3개의 채널까지 바이패스하기 위해 전용될 수 있다. 이러한 RF 디바이스는 도전 경로(112)를 통한 입력 및 도전 경로들(114a, 114b, 114c)을 통한 3개의 출력을 가질 수 있다. 따라서, 관통 모드에 있을 때, RF 신호는 N개의 쓰로우들 중 하나를 통해 스위치(172)로부터 경로(112)를 통해 RF 디바이스(104)로 통과할 수 있고, 경로들(114a, 114b, 114c)을 통해 RF 디바이스(104)로부터 출력될 수 있다. 바이패스 모드에 있을 때, RF 신호는 3개의 추가된 쓰로우들을 통해 스위치(172)로부터 바이패스 경로들(120a, 120b, 120c) 중 하나 이상으로 통과하여 RF 디바이스(104)를 바이패스할 수 있다. 도 3c는 RF 디바이스(104)가 예를 들어, 멀티플렉서(224)일 수 있는 예시적인 구성(220)을 도시한다.
도 2 및 도 3은 일부 구현들에서, 하나 이상의 단일-폴-단일-쓰로우(SPST) 스위치들이 도 1을 참조하여 설명한 제2 스위치(S2(106))와 연관된 기능들을 제공할 수 있다는 것을 도시한다. SPST 스위치는 RF 디바이스의 각각의 채널의 출력에 제공될 수 있다. 따라서, 도 2a의 예시적인 구성(150)에서, SPST 스위치(156)는 RF 디바이스(104)의 단일 출력에 제공되는 것을 도시되어 있다. 도 2b의 예시적인 구성(160)에서, SPST 스위치들(156a, 156b)은 RF 디바이스(104)의 2개의 출력에 제공되는 것을 도시되어 있다. 도 2c의 예시적인 구성(170)에서, SPST 스위치들(156a, 156b, 156c)은 RF 디바이스(104)의 3개의 출력에 제공되는 것을 도시되어 있다. SPST 스위치들(156) 및 입력 스위치들(152, 162, 172)의 예시적인 동작 구성들이 더욱 상세히 여기에 설명된다.
도 4a 및 도 4b는 도 2b 및 도 3b를 참조하여 설명한 구성의 더욱 특정한 예일 수 있는 예시적인 구성(210)의 관통 모드(250) 및 바이패스 모드(280)를 도시한다. SP(N+2)T 스위치가 도전 경로(260)를 통해 단일 폴에서 입력 RF 신호를 수신하도록 구성된 SP7T 스위치(252)인 것으로 도시되어 있다. 7개의 쓰로우들 중 5개(1, 2, 4, 6, 7)가 제4 쓰로우 및 도전 경로(112)를 통해 다이플렉서(214)에 대한 관통 입력을 제공하는 것을 포함하여, 스위치(252)에 대한 정상 스위칭 네트워크 기능을 제공하도록 도시되어 있다. 나머지 2개의 쓰로우들(3, 5)이 바이패스 경로들(120a, 120b)에 연결되도록 도시되어 있다. 바이패스 경로들(120a, 120b)은 그들의 각각의 출력 경로들(270a, 270b)에 연결되도록 도시되어 있다.
다이플렉서(214)로부터의 2개의 출력 채널들이 도전 채널 경로들(114a, 114b)에 제공되도록 도시되어 있다. SPST 스위치(156a)가 제1 채널 경로(114a)와 제1 출력 경로(270a) 사이에 개재되도록 도시되어 있다. 유사하게, SPST 스위치(156b)가 제2 채널 경로(114b)와 제2 출력 경로(270b) 사이에 개재되도록 도시되어 있다.
도 4a의 예시적인 관통 모드(250)는 입력 폴이 제4 쓰로우에 연결되도록 스위치(252)를 설정하고, SPST 스위치들(156a, 156b) 각각을 폐쇄함으로써 구현될 수 있다. 그에 따라, 도전 경로(260)는 경로들(270a, 270b) 양자에 상호연결되어 다이플렉서의 동작을 촉진한다.
도 4b의 예시적인 바이패스 모드(280)는 입력 폴이 제5 쓰로우에 연결되도록 스위치(252)를 설정하고, SPST 스위치들(156a, 156b) 각각을 개방함으로써 구현될 수 있다. 그에 따라, 도전 경로(260)는 제2 경로들(270b)에 상호연결되고, 2개의 경로들(260 및 270b) 사이의 RF 신호가 다이플렉서(214)를 바이패스한다. 경로(260)가 제1 경로(270a)에 상호연결되는 경우에, 스위치(252)는 입력 폴이 제3 쓰로우에 연결되도록 설정될 수 있다.
2개의 전술한 바이패싱 예들 중 어느 것에서나, 상호연결된 출력에 대응하는 SPST 스위치가 개방되고, 다른 SPST 스위치는 개방될 수 있거나 개방되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제2 경로(270b)가 경로(260)에 상호연결되는 제1 예에서, 제2 SPST 스위치(156b)는 개방되고, 제1 SPST 스위치(156a)는 개방될 수 있거나 개방되지 않을 수 있다. 유사하게, 제1 경로(270a)가 경로(260)에 상호연결되는 제2 예에서, 제1 SPST 스위치(156a)는 개방되고, 제2 SPST 스위치(156b)는 개방될 수 있거나 개방되지 않을 수 있다.
도 5는 어떠한 바이패스-전용 쓰로우(들)도 포함하지 않는 예시적인 SP5T 스위치(302)의 문맥에서 다이플렉서(312)의 바이패스를 달성하는 전류 아키텍처의 예시적인 구성(300)을 도시한다. SP5T 스위치(302)는 개별 바이패스 스위치(306)에 대한 입력을 제공하는 경로(304)에 연결된 제3 쓰로우를 갖도록 도시되어 있다.
개별 바이패스 스위치(306)는, 제1 및 제3 쓰로우들이 바이패스 경로들(310a, 310b)에 연결되고, 제2 쓰로우가 다이플렉서(312)에 대한 입력(308)에 연결되는 3개의 쓰로우들을 포함하도록 도시되어 있다. 다이플렉서의 2개의 출력들(314a, 314b) 각각은 출력 스위치(316a 또는 316b)의 2개의 쓰로우들 중 하나에 연결되도록 도시되어 있다. 출력 스위치의 다른 쓰로우는 바이패스 경로(310a 또는 310b)에 연결되도록 도시되어 있다. 출력 스위치의 폴은 출력 경로(318a 또는 318b)에 연결되도록 도시되어 있다.
도 4의 예시적인 아키텍처와 도 5의 예시적인 전류 아키텍처의 비교에 기초하여, 다수의 차이점이 주목될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 예시적인 아키텍처(210)에서, RF 신호는 관통 모드에 있을 때 2개의 스위치(SP7T 및 SPST)를 통과하고, 바이패스 모드에 있을 때 하나의 스위치(SP7T)만을 통과한다. 다른 한편으로, 도 5의 예시적인 아키텍처(300)에서, RF 신호는 관통 및 바이패스 모드들 양자에서 3개의 스위치들(SP5T, SP3T, 및 SP2T)을 통과한다. 따라서, 도 4의 예시적인 아키텍처(210)가 삽입 손실들이 발생할 수 있는 더 적은 수의 개별 스위치들을 바람직하게 갖는다는 것을 알 수 있다. 이러한 이점은 RF 신호가 3개의 스위치(예를 들어, SP5T, SP3T, 및 SP2T)와 대조적으로 하나의 스위치(예를 들어, SP7T)만을 인카운터할 수 있는 바이패스 모드에서 더욱 더 현저할 수 있다.
도 6은 일부 실시예들에서, 여기에 설명한 바와 같은 하나 이상의 특징들을 갖는 스위칭 네트워크(502)가 반도체 다이(500) 상에서 구현될 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 스위칭 네트워크는 하나 이상의 공정 기술들을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 네트워크는 실리콘-온-인슐레이터(SOI) 공정 기술을 활용하여 제조된 전계 효과 트랜지스터들(FETs)의 네트워크에 기초할 수 있다. 다른 예에서, 스위칭 네트워크는 갈륨 비소(GaAs) 공정 기술로 구현된 부정형 고전자 이동도 트랜지스터들(pHEMTs)의 네트워크에 기초할 수 있다. 여기에 설명한 바와 같이, 스위칭 네트워크(502)는 RF 컴포넌트(미도시)로부터 떨어져 신호들의 바이패싱에 전용된 하나 이상의 바이패스 쓰로우들(506)을 포함하는 단일-폴-다중-쓰로우(SPMT) 스위치(504)를 포함할 수 있다. 이러한 전용 쓰로우는 출력 경로(518)에 차례로 연결되는 바이패스 경로(520)에 연결되도록 도시되어 있다. SPMT 스위치(504)는 RF 디바이스에 연결하기 위해 경로에 연결되도록 도시되어 있다.
여기에 또한 설명하는 바와 같이, 스위칭 네트워크(502)는 스위칭 네트워크(502)가 바이패스 모드에 있을 때 향상된 격리를 촉진시키기 위해 하나 이상의 SPST 스위치들(508)을 또한 포함할 수 있다. SPST 스위치(508)는 RF 디바이스의 출력에 연결하기 위해 경로(514)에 연결되도록 도시되어 있다. SPST 스위치(508)는 출력 경로(518)에 차례로 연결되는 경로(516)에 연결되도록 또한 도시되어 있다. 경로들(516 및 518)은 SPST 스위치(508)의 폴 및 쓰로우에 연결될 수 있다.
도 7은 일부 실시예들에서, 여기에 설명한 바와 같은 하나 이상의 특징들을 갖는 스위칭 네트워크(502)를 갖는 다이(500)가 패키징된 모듈(550)의 일부일 수 있다는 것을 도시한다. 모듈(550)은 여기에 설명하는 바와 같은 필터, 다이플렉서, 또는 멀티플렉서와 같은 RF 디바이스(104)를 또한 포함할 수 있다. 스위칭 네트워크(502) 및 RF 디바이스(104)는 여기에 설명한 기능들을 제공하기 위해 (예를 들어, 도 6의 도전 경로들(512 및 514)에 의해) 상호연결될 수 있다. 모듈(550)은 여기에 설명한 바이패싱 기능을 촉진하기 위해 하나 이상의 바이패스 경로들을 또한 포함할 수 있다. 모듈(550)은 적층 기판과 같은 패키징 기판을 또한 포함할 수 있다. 모듈(550)은 다이(500)로 그리고 다이(500)로부터의 신호들의 제공을 촉진하기 위해 하나 이상의 연결부들을 또한 포함할 수 있다. 모듈(550)은 다양한 패키징 구조체들(554)을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 오버몰드(overmold) 구조체가 외부 엘리먼트들로부터의 보호를 제공하기 위해 다이(500) 위에 형성될 수 있다.
도 8은 일부 실시예들에서, 여기에 설명한 스위칭 네트워크(502) 및 RF 디바이스(104)를 갖는 모듈(500)이 무선 디바이스와 같은 RF 디바이스(570)에 포함될 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 무선 디바이스는 예를 들어, 셀룰러 폰, 스마트 폰 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위칭 네트워크(502)는 도 7의 예와 같이 패키징된 모듈에서 구현될 수 있다. RF 디바이스(570)는 트랜시버 회로(572) 및 안테나(576)와 같은 다른 공통 컴포넌트들을 포함하는 것으로서 도시되어 있다.
도 9는 여기에 설명한 하나 이상의 특징들을 갖는 바이패스 아키텍처를 갖는 디바이스를 제조하기 위해 구현될 수 있는 공정(600)을 도시한다. 블록(602)에서, 적어도 하나의 추가의 쓰로우를 갖는 스위치가 형성되거나 제공될 수 있다. 블록(604)에서, 필터 및/또는 다이플렉서와 같은 RF 컴포넌트가 형성되거나 제공될 수 있다. 블록(606)에서, 스위치의 적어도 하나의 추가의 쓰로우가 RF 컴포넌트를 바이패스하는 적어도 하나의 도전 경로에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 도전 경로는 출력 경로에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 공정(600)은 RF 컴포넌트의 출력과 출력 경로 사이에 SPST 스위치를 형성하거나 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 여기에 설명한 바와 같이 관통 모드와 바이패스 모드 사이에서 스위칭하기 위해 구현될 수 있는 예시적인 공정들을 도시한다. 도 10a는 바이패스 모드를 인에이블하기 위해 구현될 수 있는 공정(610)을 도시한다. 블록(612)에서, 바이패스 커맨드가 생성될 수 있다. 블록(614)에서, 스위칭 신호가 이슈(issue)될 수 있다. 스위칭 신호는 바이패스 커맨드에 기초할 수 있고, RF 신호의 바이패싱을 위해 전용된 쓰로우에 스위치의 폴의 연결을 실시할 수 있다.
도 10b는 관통 모드를 인에이블하기 위해 구현될 수 있는 공정(620)을 도시한다. 블록(622)에서, 관통 커맨드가 생성될 수 있다. 블록(624)에서, 스위칭 신호가 이슈될 수 있다. 스위칭 신호는 관통 커맨드에 기초할 수 있고, RF 신호의 바이패싱을 위해 전용된 쓰로우로부터 스위치의 폴의 연결해제를 실시할 수 있다.
여기에서의 일부 예들은 RF 컴포넌트에 대한 입력을 제공하는 단일-폴-다중-쓰로우(SPMT)의 문맥에서 설명된다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b는 입력이 SP7T 스위치의 좌측에 있고 출력들이 아키텍처의 우측에 있는 경로들을 도시한다. 이러한 방향성은 설명을 용이하게 하는 단순한 예라는 것이 이해될 것이다. 일부 구현들에서, 여기에 설명한 하나 이상의 특징들을 갖는 아키텍처가 양방향성일 수 있다. 이러한 양방향성은 아키텍처 전체적으로, 또는 그것의 일부에 적용될 수 있다.
일부 예시적인 스위치들이 단일-폴 구성의 문맥으로 여기에 설명된다. 그러나, 본 개시내용의 하나 이상의 특징들이 하나보다 많은 폴을 갖는 스위치들에서 또한 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
문맥이 명백하게 다르게 요구하지 않으면, 설명 및 청구항들 전반적으로, 단어들 "포함한다", "포함하는" 등은 배타적인 또는 독점적인 관점과 대조적으로 포괄적인 관점; 즉, "포함하지만 그에 제한되지 않는" 관점으로 해석되어야 한다. 여기에서 일반적으로 사용되는 바와 같은 단어 "결합된"은 직접적으로 연결될 수 있거나 하나 이상의 중간 엘리먼트들을 경유하여 연결될 수 있는 2개 이상의 엘리먼트들을 칭한다. 추가로, 본 출원에서 사용될 때, 단어들 "여기서", "위", "아래", 및 유사한 의미의 단어들은 본 출원의 임의의 특정한 부분들이 아닌 전체로서 본 출원을 칭해야 한다. 문맥이 허용하는 경우에, 단수 또는 복수를 사용하는 상기 상세한 설명에서의 단어들은 복수 또는 단수를 각각 또한 포함할 수 있다. 2개 이상의 아이템들의 리스트에 관하여 단어 "또는"은 이 단어의 후속하는 해석들 모두: 리스트에서 아이템들 중 임의의 것, 리스트에서 아이템들 모두, 및 리스트에서 아이템들의 임의의 조합을 커버한다.
본 발명의 실시예들의 상기 상세한 설명은 독점적이거나 본 발명을 상기 개시된 정밀한 형태로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 특정한 실시예들, 및 본 발명에 대한 예들을 예시적인 목적을 위해 상술하였지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 다양한 등가적인 변형들이 본 발명의 범주 내에서 가능하다. 예를 들어, 공정들 또는 블록들이 소정의 순서로 제공되었지만, 대안의 실시예들이 상이한 순서로, 단계들을 갖는 루틴들을 수행할 수 있거나 블록들을 갖는 시스템들을 이용할 수 있고, 일부 공정 또는 블록들이 삭제되고, 이동되고, 추가되고, 세분되고, 조합되고, 그리고/또는 변경될 수 있다. 이들 공정들 또는 블록들 각각은 다양한 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 또한, 공정들 또는 블록들이 직렬로 수행되는 것으로서 때때로 도시되어 있지만, 이들 공정들 또는 블록들은 병렬로 대신 수행될 수 있거나 상이한 시간들에 수행될 수 있다.
여기에 제공된 본 발명의 교시들은 반드시 상술한 시스템이 아닌, 다른 시스템들에 적용될 수 있다. 상술한 다양한 실시예들의 엘리먼트들 및 작용들은 다른 실시예들을 제공하기 위해 조합될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들을 설명하였지만, 이들 실시예들은 단지 예로서 제공되었고 본 개시내용의 범주를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 실제로, 여기에 설명한 신규한 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 실시될 수 있으며; 또한, 여기에 설명한 방법들 및 시스템들의 형태의 다양한 생략들, 대체들 및 변경들이 본 개시내용의 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 첨부한 청구항들 및 그들의 등가물들은 이러한 형태들 또는 변경물들을 본 개시내용의 범주 및 사상 내에 있는 것으로 커버하도록 의도된다.

Claims (8)

  1. 무선 주파수 모듈로서,
    복수의 컴포넌트들을 수용하도록 구성된 패키징 기판;
    상기 패키징 기판 상에 탑재된 다이 - 상기 다이는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력 폴, 무선 주파수 컴포넌트에 연결되고 상기 입력 폴로부터 상기 무선 주파수 컴포넌트로의 상기 무선 주파수 신호의 라우팅을 허용하기 위해 상기 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 관통 쓰로우, 및 각각이 출력 경로에 연결되고 상기 입력 폴로부터 상기 출력 경로로의 상기 무선 주파수 신호의 라우팅을 허용하기 위해 상기 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 적어도 하나의 바이패스 쓰로우를 갖는 제1 스위치를 포함하는 스위칭 네트워크를 갖고, 상기 스위칭 네트워크는 적어도 하나의 출력 경로 각각과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 대응하는 출력 사이에 구현된 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 제2 스위치는 제1 상태에 있을 때 상기 무선 주파수 컴포넌트를 통해 상기 입력 폴로부터 상기 출력 경로로의 상기 무선 주파수 신호의 라우팅을 허용하고, 제2 상태에 있을 때 상기 무선 주파수 컴포넌트를 바이패스하면서 상기 입력 폴로부터 상기 출력 경로로의 상기 무선 주파수 신호의 라우팅을 허용하도록 구성됨 - ; 및
    상기 다이와 상기 패키징 기판 사이에 전기적 연결부들을 제공하도록 구성된 복수의 커넥터들
    을 포함하는, 무선 주파수 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다이는 실리콘-온-인슐레이터 다이인, 무선 주파수 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다이는 부정형 고전자 이동도 트랜지스터 다이인, 무선 주파수 모듈.
  4. 무선 주파수 디바이스로서,
    무선 주파수 신호들을 프로세싱하도록 구성된 트랜시버;
    상기 무선 주파수 신호들의 송신 및 수신을 용이하게 하기 위해 상기 트랜시버와 통신하는 안테나; 및
    상기 트랜시버와 상기 안테나 사이에 구현되고 상기 무선 주파수 신호들을 라우팅하도록 구성된 스위칭 네트워크
    를 포함하고, 상기 스위칭 네트워크는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력 폴, 무선 주파수 컴포넌트에 연결되고 상기 입력 폴로부터 상기 무선 주파수 컴포넌트로의 상기 무선 주파수 신호의 라우팅을 허용하기 위해 상기 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 관통 쓰로우, 및 각각이 출력 경로에 연결되고 상기 입력 폴로부터 상기 출력 경로로의 상기 무선 주파수 신호의 라우팅을 허용하기 위해 상기 입력 폴에 연결가능하도록 구성된 적어도 하나의 바이패스 쓰로우를 갖는 제1 스위치를 포함하고, 상기 스위칭 네트워크는 적어도 하나의 출력 경로 각각과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 대응하는 출력 사이에 구현된 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 제2 스위치는 제1 상태에 있을 때 상기 무선 주파수 컴포넌트를 통해 상기 입력 폴로부터 상기 출력 경로로의 상기 무선 주파수 신호의 라우팅을 허용하고, 제2 상태에 있을 때 상기 무선 주파수 컴포넌트를 바이패스하면서 상기 입력 폴로부터 상기 출력 경로로의 상기 무선 주파수 신호의 라우팅을 허용하도록 구성되는, 무선 주파수 디바이스.
  5. 바이패스 아키텍처를 갖는 디바이스를 제조하는 방법으로서,
    무선 주파수 신호의 바이패싱을 위해 적어도 하나의 바이패스 쓰로우 및 관통 쓰로우를 포함하는 제1 스위치를 형성하거나 제공하는 단계;
    상기 제1 스위치의 상기 관통 쓰로우를 무선 주파수 컴포넌트에 연결하는 단계;
    상기 적어도 하나의 바이패스 쓰로우 각각을 대응하는 출력 경로에 연결하는 단계;
    적어도 하나의 출력 경로 각각과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 대응하는 출력 사이에 제2 스위치를 형성하거나 제공하여, 상기 제2 스위치가 제1 상태에 있을 때 상기 무선 주파수 컴포넌트를 통해 상기 제1 스위치로부터 상기 출력 경로로 상기 무선 주파수 신호가 라우팅되게 하고, 상기 제2 스위치가 제2 상태에 있을 때 상기 무선 주파수 컴포넌트를 바이패스하면서 상기 제1 스위치로부터 상기 출력 경로로 상기 무선 주파수 신호가 라우팅되게 하는 단계; 및
    상기 무선 주파수 컴포넌트의 하나 이상의 출력 채널들 각각에서 제2 스위치를 형성하거나 제공하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  6. 스위칭 네트워크에서 무선 주파수 컴포넌트를 바이패스하는 방법으로서,
    입력 폴, 바이패스 쓰로우, 및 관통 쓰로우를 갖는 제1 스위치를, 상기 입력 폴에서 수신된 무선 주파수 신호가 상기 바이패스 쓰로우를 통해 바이패스 도전 경로로 라우팅되도록 동작시키는 단계 - 상기 제1 스위치를 동작시키는 것은 상기 입력 폴로부터 상기 무선 주파수 컴포넌트에 연결되는 상기 관통 쓰로우를 연결해제시킴 - ; 및
    상기 무선 주파수 컴포넌트가 상기 바이패스 도전 경로로부터 연결해제되도록 제2 스위치를 동작시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 필터를 포함하는, 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 다이플렉서를 포함하는, 방법.
KR1020167016915A 2013-11-22 2014-11-19 무선 주파수 필터 또는 다이플렉서의 저손실 바이패스에 관한 시스템들, 회로들, 및 방법들 KR102176300B1 (ko)

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