KR20160117317A - 직렬 캐패시턴스 조정기 - Google Patents

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KR20160117317A
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빈프리드 바칼스키
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인피니언 테크놀로지스 아게
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Abstract

임피던스 정합 네트워크는 소스 회로로부터 신호를 수신하도록 구성된 제 1 신호 단자와, 신호를 부하 회로에 제공하도록 구성된 제 2 신호 단자를 포함한다. 네트워크는 또한 제 1 신호 단자와 제 2 신호 단자 사이에서 가변 용량성 컴포넌트를 포함하는 직렬 브랜치를 포함한다. 가변 용량성 컴포넌트는 직렬 연결된 복수의 용량성 부분을 포함하고, 용량성 부분 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 구비하는 스위칭 소자를 포함한다. 임피던스 정합 네트워크는 또한 미리 결정된 알고리즘에 기초하여 용량성 부분 중 적어도 하나를 제어함으로써 가변 용량성 컴포넌트의 캐패시턴스를 제어하도록 구성된 제어 컴포넌트를 포함한다.

Description

직렬 캐패시턴스 조정기{SERIAL CAPACITANCE TUNER}
본 개시는 임피던스 조정 시스템에 관한 것으로, 특히 안테나 임피던스를 조정하기 위한 캐패시터 조정기 및 관련 방법에 관한 것이다.
전기 또는 전자 시스템에서, 부하 임피던스가 소스 임피던스와 같을 때 전기 에너지의 소스와 전기 부하 사이에서 최대 전력이 전달된다. 현재 무선 주파수(radio frequency, RF) 또는 고 주파수(high frequency, HF) 프론트 엔드 시스템, 예를 들면 이동 통신 네트워크는 일반적으로 송수신기, 전력 증폭기, 고조파 필터, 안테나 스위치, 안테나 정합 네트워크 및 안테나를 포함한다. 안테나 정합 네트워크는 송수신기의 임피던스를 안테나의 공급 라인의 임피던스에 매칭시킴으로써 송수신기와 안테나 사이에서 전력 전달을 개선하도록 설계된다.
이동 통신 기술의 진보에 따라, 이동 통신 주파수의 주파수 스펙트럼은 점점 더 넓어지고 있으며 또한 안테나 자체는 여러 환경 조건에 맞추어 여러 임피던스 정합 설정 값을 필요로 한다. 그러므로 임피던스 정합 네트워크는 여러 가능한 동작 주파수 및 임피던스를 고려하여 선택되어야 한다. 또한, 이동 통신 시스템의 최신 설계 요건은 임피던스 정합 네트워크의 크기에 제한을 두고 있다.
이하 본 개시는 첨부 도면을 참조하여 특정한 예시적인 실시예를 통해 더 자세히 설명되고 기술될 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따라서 임피던스 정합 네트워크를 갖는 이동 통신 네트워크의 블록도를 예시한다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따라서 임피던스 정합 네트워크를 갖는 이동 통신 네트워크의 다른 블록도를 예시한다.
도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따라서 가변 용량성 소자(variable capacitive element)의 개략도를 예시한다.
도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따라서 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 스위칭 소자의 개략도를 예시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라서 가변 용량성 소자를 갖는 임피던스 정합 네트워크의 개략도를 예시한다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따라서 바이패스 소자를 갖는 임피던스 정합 네트워크의 개략도를 예시한다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따라서 임피던스를 조정하는 방법의 플로우차트를 예시한다.
본 개시의 일 실시예에서, 임피던스 정합 네트워크는 소스 회로로부터 신호를 수신하도록 구성된 제 1 신호 단자와, 신호를 부하 회로에 제공하도록 구성된 제 2 신호 단자와, 제 1 신호 단자와 제 2 신호 단자 사이의 가변 용량성 컴포넌트를 포함하는 직렬 브랜치를 포함한다. 가변 용량성 컴포넌트는 직렬 연결된 복수의 용량성 부분을 포함하고, 용량성 부분 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 구비하는 스위칭 소자를 포함한다. 임피던스 정합 네트워크는 또한 미리 결정된 알고리즘에 기초하여 스위칭 소자를 포함하는 용량성 부분 중 적어도 하나를 제어함으로써 가변 용량성 컴포넌트의 캐패시턴스를 제어하도록 구성된 제어 컴포넌트를 포함한다.
본 개시의 다른 실시예에서, 캐패시턴스 조정기 디바이스(capacitance tuner device)는 복수의 직렬 용량성 소자를 포함하는 가변 용량성 컴포넌트를 포함한다. 복수의 용량성 소자 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 스위치 소자를 포함하며 트랜지스터의 오프-캐패시턴스(off-capacitance)의 조합은 스위치 소자를 포함하는 용량성 소자의 캐패시턴스를 제공한다. 캐패시턴스 조정기 디바이스는 또한 미리 결정된 알고리즘에 기초하여 스위치 소자를 포함하는 적어도 하나의 용량성 소자를 스위칭 온 또는 스위칭 오프함으로써 가변 용량성 컴포넌트의 전체 캐패시턴스를 생성하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.
본 개시의 다른 실시예에서, 임피던스를 조정하는 방법은 신호 발생원의 소스 임피던스를 결정 또는 추정하는 단계와, 신호 싱크의 싱크 임피던스를 결정 또는 추정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 임피던스 정합 네트워크의 일부인 가변 용량성 컴포넌트를 조절함으로써 소스 임피던스 및 싱크 임피던스에 기초하여 임피던스 정합 네트워크를 조절하는 단계를 포함하며, 가변 용량성 컴포넌트는 직렬 연결된 복수의 용량성 소자를 포함하고, 용량성 소자 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 구비하는 스위치 소자를 포함한다.
본 개시는 이제 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이며, 도면 전체에서 유사한 참조 부호는 유사한 구성요소를 지칭하는데 사용되며 예시된 구조체 및 디바이스는 반드시 축척 크기대로 작성되지는 않는다. 본 출원에서 사용되는 바와 같은 용어 "컴포넌트", "시스템", "인터페이스", 및 "소자" 등은 컴퓨터 관련 주체, 하드웨어, (예를 들어 실행 중인) 소프트웨어, 및/또는 펌웨어를 말하는 것으로 의도한다. 예를 들면, 컴포넌트는 프로세서, 프로세서에서 구동하는 프로세스, 컨트롤러, 객체, 실행 가능한 프로그램, 저장 디바이스, 및/또는 프로세싱 디바이스를 가진 컴퓨터일 수 있다. 예시로써, 서버에서 구동하는 애플리케이션 및 서버도 역시 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세스 내부에 상주할 수 있으며, 컴포넌트는 하나의 컴퓨터상에서 지역화될 수 있고/있거나 둘 이상의 컴퓨터들 사이에서 분산될 수 있다. 한 세트의 소자 또는 한 세트의 다른 컴포넌트가 본 출원에서 설명될 수 있는데, 여기서 용어 "세트"는 "하나 이상"이라고 해석될 수 있다.
다른 예로서, 컴포넌트는 전기 또는 전자 회로에 의해 동작되는 기계 부품에 의해 제공된 특정한 기능성을 갖춘 장치일 수 있고, 여기서 전기 또는 전자 회로는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 애플리케이션 또는 펌웨어 애플리케이션에 의해 동작될 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 장치의 내부 또는 외부에 있을 수 있고 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션의 적어도 일부분을 실행할 수 있다. 또 다른 예로서, 컴포넌트는 기계 부품 없이 전자 컴포넌트를 통해 특정한 기능성을 제공하는 장치일 수 있으며, 전자 컴포넌트는 전자 컴포넌트의 기능성을 적어도 일부 제공하는 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
단어 예시의 사용은 개념을 구체적인 방식으로 나타내려는 의도이다. 본 출원에서 사용되는, 용어 "또는"은 배타적인 "또는"이라기 보다 포괄적인 "또는"을 의미하려는 의도를 갖는다. 즉 달리 명시하지 않거나 문맥에서 분명히 하지 않는 한, "X가 A 또는 B를 채용한다"는 자연적인 포괄적 치환 중 어떤 것을 의미하려는 의도이다. 즉, 만일 X가 A를 채용하거나, X가 B를 채용하거나, 또는 X 가 A와 B 둘 다 채용하면, "X는 A 또는 B를 채용한다"는 전술한 사례 중 어느 하나를 만족한다. 또한, 본 출원과 첨부의 청구범위에서 사용되는 바와 같은 관사 "하나"와 "한"은 달리 명시하지 않거나 문맥에서 분명히 단수 형태를 대상으로 하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"이라는 의미로 해석되어야 한다. 그뿐만 아니라, 용어 "구비하는", "구비하다", "갖는", "갖다", "가진", 또는 그의 변형 형태가 상세한 설명 및 청구범위 중 어느 곳에서 사용되는 범위까지, 그러한 용어는 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포괄적인 것이라는 의도를 갖는다.
아래의 설명에서, 본 개시의 실시예의 설명을 통해 더 많은 것을 제공하기 위해 다수의 상세 내용이 설명된다. 그러나 본 개시의 실시예가 이러한 특정 상세 내용 없이 실시될 수 있다는 것이 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 다른 사례에서, 공지의 구조체 및 디바이스는 본 개시의 실시예를 모호하게 하지 않도록 상세히 설명하는 대신 블록도 형태로 도시된다. 또한, 아래에서 설명되는 여러 실시예의 특징은 특별히 달리 언급되지 않는 한 서로 조합될 수 있다.
본 개시는 임피던스를 조정하기 위한 직렬 캐패시턴스 조정기 및 직렬 캐패시턴스 조정기를 동작하는 방법에 관한 것이다. 무선 주파수(RF), 고주파수(HF), 또는 기타 주파수 범위의 무선 통신 시스템에서, 소위 프론트 엔드 시스템이 제공될 수 있다. 그러한 프론트 엔드 시스템은 이동 통신 네트워크의 이동국(mobile station)(예를 들면, 셀 폰, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, USB 모뎀) 또는 기지국(예를 들면, 송수신 기지국(base transceiver station, BTS)의 일부분일 수 있다. 프론트 엔드 시스템은 통상적으로 송수신기, 전력 증폭기, 고조파 필터, 안테나 스위치, 임피던스 정합 네트워크 및 안테나를 포함한다. 임피던스 정합 네트워크는 통상적으로 무선 송신기 또는 수신기와 그의 안테나 사이에서 연결되어 송수신기의 임피던스를 안테나의 공급 라인에 정합시킴으로써 이들 사이에서 전력 전달을 개선해준다. 일부 구현에서, 임피던스 정합 네트워크는 안테나 임피던스를 변환하도록 동작하며, 그럼으로써 안테나 임피던스를 송수신기 임피던스에 정합한다. 전형적으로, RF 또는 HF 프론트 엔드 시스템은 여러 송신 주파수 및/또는 여러 이동 통신 표준을 지원하도록 구성될 수 있다.
HF 프론트 엔드 시스템이 여러 주파수, 이동 통신 표준, 및/또는 무선 신호의 송신이나 수신과 관련한 다른 파라미터를 지원하도록 구성될 수 있으므로, 임피던스 정합 네트워크는 최적화를 더 높이기 위해 가능한 여러 사용 사례, 주파수 및 동작 모드뿐만 아니라 이들 각각의 개연성을 고려하여 선택될 수 있다. 이러한 작업은 점점 더 어려워지고 있는데, 그 이유는 이동 통신 주파수의 주파수 스펙트럼이 점점 더 넓어지고 있으며, 또한 안테나 자체가 여러 환경 조건에 맞는 여러 임피던스 정합 설정 값을 필요로 하기 때문이다.
넓은 범위의 가능한 임피던스를 감당하기 위해서, 조절할 수 있는 임피던스 정합 네트워크가 통상 사용된다. 임피던스 정합 네트워크는 임피던스 정합 네트워크의 출력에 병렬로 연결된 직렬 임피던스 및 조정 가능한 캐패시턴스를 포함하는 기본 LC 네트워크로서 구현될 수 있다. 통상적인 시스템에서, 조정 가능한 캐패시턴스는 보통 값 비싼 무선 주파수 마이크로 전자기계 시스템(radio frequency micro electromechanical system, RF MEMS) 캐패시터 또는 바륨 스트론튬 티탄산염(barium strontium titanate, BST) 캐패시터 또는 외부 컴포넌트를 가진 단순 RF 스위치를 이용하여 구현된다. 일 구현예에서, 조정 가능한 캐패시턴스는 세 개의 병렬 브랜치를 포함하는데, 각각의 브랜치는 스위치 소자와 직렬로 연결된 캐패시터 소자를 포함한다. 외부 컴포넌트를 사용하면 설계의 융통성이 제공되지만, 이는 상당한 손실을 초래하며 또한 사용 상태의 수량에 공간 요건이 비례하게 된다. 비싸지 않고 낮은 손실의 대안을 제공하기 위해, 직렬 캐패시터 토폴로지를 포함하는 직렬 용량성 조정기가 본 개시에서 소개된다. 일부 구현예에서, 직렬 캐패시터 조정기는 단일 칩에 통합된 복수의 용량성 부분을 포함하며, 그럼으로써 외부 컴포넌트의 사용을 없애고 크기를 줄일 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른, 예를 들어 이동 통신 네트워크의 예시적인 프론트 엔드 시스템(100)을 도시하며, 이 프론트 엔드 시스템은 소스 회로(102), 부하 회로(105) 및 소스 회로(102)와 부하 회로(105) 사이의 임피던스 정합 네트워크(104)를 포함한다. 소스 회로(102)는 임피던스 정합 네트워크(104)를 통해 부하 회로(105)에 송신될 신호(103)를 제공하도록 구성된다. 소스 회로(102)는 예를 들면 송수신기, 전력 증폭기, 고조파 필터 및 안테나 스위치를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 송신기의 동작 모드에서 기능을 할 때, 송수신기는 그의 출력에서 송신 신호(예를 들면, 신호(103))를 전력 증폭기에 제공할 수 있다. 전력 증폭기에 의해 제공되는 증폭된 송신 신호는 고조파 필터에 연결되며, 고조파 필터는 의도한 송신 주파수 범위를 벗어나 증폭된 송신 신호의 주파수 컴포넌트를 줄여준다. 고조파 필터의 출력은 안테나 스위치의 복수개 입력 중 한 입력에 연결된다. 안테나 스위치는 입력을 안테나 스위치 출력에 연결하도록 구성될 수 있다. 안테나 스위치 출력은 임피던스 정합 네트워크(104)의 입력에 연결될 수 있다.
임피던스 정합 네트워크(104)는 소스 회로(102)의 임피던스를 정합하기 위해 예를 들면 부하 회로(105)의 임피던스를 변환하도록 구성된 LC 네트워크를 포함할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, LC 네트워크는 인덕턴스와 조정 가능한 캐패시터의 직렬 조합을 포함할 수 있다. 조정 가능한 캐패시터는 복수의 용량성 소자를 구비하는 가변 용량성 소자를 포함할 수 있으며 가변 용량성 소자는 여러 조정 가능한 상태 - 각각의 조정 가능한 상태는 상이한 캐패시터 값을 제공함 - 에서 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 조정 가능한 상태에서, 제 1 세트의 용량성 소자는 제 1 캐패시턴스 값을 제공하도록 활성화되며 제 2 조정 가능한 상태에서, 제 2 세트의 용량성 소자는 제 2 캐패시턴스 값을 제공하도록 활성화될 수 있는데, 이 때 제 1 캐패시턴스 값과 제 2 캐패시턴스 값은 서로 상이하다. 가변 용량성 소자의 여러 조정 가능한 상태는 컨트롤러로부터의 제어 신호에 기초하여 구성될 수 있다. 가변 용량성 소자에서 복수의 용량성 소자 중 하나 이상의 소자는 스위치로서 구현될 수 있고, 각각의 스위치는 컨트롤러로부터의 제어 신호에 기초하여 온 또는 오프 스위칭될 수 있다. 각각의 스위치는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함할 수 있으며 이러한 트랜지스터 각각의 오프-캐패시턴스(off-capacitance)는 스위치의 캐패시턴스에 일조한다. 또한, 일부 구현예에서, 금속-절연체-금속 캐패시터(metal-insulator-metal capacitor, MIM) 및/또는 금속-금속(Metal to Metal) 캐패시터로부터의 캐패시턴스 또한 스위치의 캐패시턴스에 일조한다. 또한, 일 구현예에서, 스택 내 각각의 트랜지스터는 높은 트랜지스터 폭을 갖도록 설계되어 있고, 그래서 낮은 Ron(트랜지스터의 온-저항(on-resistance))을 제공하며 그럼으로써 손실을 줄이게 된다.
부하 회로(106)는 안테나를 포함할 수 있고 임피던스 정합 네트워크(104)로부터 송신될 신호(105)를 수신하도록 구성된다. 부하 회로(106)는 여러 환경 조건하에서 여러 입력 임피던스 값을 제공하도록 동작할 수 있다. 부하 회로(106)의 입력 임피던스에 기초하여, 임피던스 정합 네트워크(104)는 소스 회로(102)의 임피던스를 정합하기 위해, 부하 회로의 입력 임피던스를 변환하는 임피던스를 제공하도록 동작한다. 부하 회로(106)의 임피던스를 소스 회로(102)의 임피던스와 정합시킴으로써, 임피던스 정합 네트워크(104)는 소스 회로(102)와 부하 회로(106) 사이에서 최대의 전력이 제공되게 한다.
도 2는 본 개시에 따라서, 이동 통신 네트워크(200)의 다른 실시예를 예시한다. 이동 통신 네트워크(200)는 부하 회로(206)에 송신될 신호(203)를 제공하도록 구성된 소스 회로(202)를 포함한다. 이동 통신 네트워크(200)는 또한 소스 회로(202)의 임피던스를 정합하기 위해 부하 회로(206)의 임피던스를 변환하도록 구성된 임피던스 정합 네트워크(204)를 포함한다. 임피던스 정합 네트워크(204)는 소스 회로(202)로부터 신호(203)를 수신하도록 구성된 제 1 신호 단자(212) 및 신호(205)를 부하 회로(206)에 제공하도록 구성된 제 2 신호 단자(214)를 포함한다. 임피던스 정합 네트워크(204)는 또한 제 1 신호 단자(212) 및 제 2 신호 단자(214)를 연결하는 인덕터(207) 및 가변 용량성 소자(208)를 포함하는 직렬 브랜치를 포함한다.
특정한 일 실시예에서, 가변 용량성 소자(208)는 직렬 연결된 복수의 용량성 부분을 포함할 수 있다. 용량성 부분 중 적어도 하나는 트랜지스터를 포함하는 스위칭 소자로서 구현될 수 있다. 일부 구현예에서, 스위칭 소자로서 구현된 용량성 부분은 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함할 수 있으며, 스택에서 직렬 연결된 모든 트랜지스터의 오프-캐패시턴스의 조합은 용량성 부분의 캐패시턴스에 일조한다. 또한, 스위칭 소자에서 트랜지스터의 스택과 병렬을 이루는 MIM 캐패시터 및/또는 금속-금속 캐패시턴스는 또한 스위칭 소자로서 구현된 용량성 부분의 캐패시턴스에 일조한다. 또한, 가변 용량성 소자(208)는 용량성 부분을 포함할 수 있고, 이때 캐패시턴스는 MIM 캐패시턴스 및/또는 금속-금속 캐패시턴스 단독에 의한 것이다.
임피던스 정합 네트워크(204)는 또한 스위칭 소자로서 구현된 용량성 부분을 제어하는 제어 신호를 제공하도록 구성된 제어 회로(210)를 포함한다. 일 실시예에서, 스위칭 소자로서 구현된 용량성 부분은 미리 결정된 알고리즘에 기초하여 제어 회로(210)에 의해 스위칭 오프 및 스위칭 온되며, 그럼으로써 가변 용량성 소자(208)의 캐패시턴스를 제어하게 된다. 미리 결정된 알고리즘은 전압 과도 스트레스(voltage overstress)를 방지하기 위해서, 스위칭 소자로서 구현된 용량성 부분을 미리 결정된 방향으로 스위칭하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제어 회로(210)는 온도계 코드 디코더를 포함한다. 다른 구현예에서, 제어 회로(210)는 온도계 코드와 상이한 다른 제어 알고리즘을 포함할 수 있다.
도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따른 가변 용량성 소자(300)를 예시한다. 가변 용량성 소자(300)는 제 1 신호 단자(302)와 제 2 신호 단자(304) 사이의 복수의 용량성 부분(C1(306), C2(308), C3(310), C4(312) 및 C5(314))을 포함하는 직렬 브랜치를 포함한다. 용량성 부분(C2(308), C3(310) 및 C4(312))은 각기 스위칭 소자(S1(316), S2(318) 및 S3(320))를 포함하며, 컨트롤러로부터의 제어 신호에 기초하여 스위칭 온 또는 스위칭 오프하도록 구성된다. 각각의 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(S1(316), S2(318) 및 S3(320))는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하며, 비록 오프-캐패시턴스(Coff)가 전형적으로 전계 효과 트랜지스터의 원하지 않는 기생 현상이라고 간주될지라도, 이들 스위칭 소자는 트랜지스터, 특히 전계 효과 트랜지스터의 오프-캐패시턴스를 활용한다. 직렬 연결된 트랜지스터의 스택의 오프-캐패시턴스 및 MIM 캐패시턴스 및/또는 금속-금속 캐패시턴스의 조합은 제각기 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(S1(316), S2(318) 및 S3(320))의 전체 캐패시턴스에 일조한다. 일 실시예에서, 용량성 부분(C2(308), C3(310) 및 C4(312))은 동일한 캐패시턴스 값을 제공하도록 구성되며, 다른 실시예에서, 캐패시턴스 값은 다를 수 있다.
일 실시예에서, 스위칭 소자(S1(316), S2(318) 및 S3(320))는 컨트롤러로부터의 제어 신호에 기초하여 한 단계씩 미리 결정된 방향으로 스위칭된다. 예를 들면, 일 구현예에서, 제 1 스위칭 소자(S1(316))가 먼저 스위칭 오프되고, 그 다음으로 제 2 스위칭 소자(S2(318))가 스위칭 오프된 다음 제 3 스위칭 소자(S3(320))가 스위칭 오프된다. 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(S1(316), S2(318) 및 S3(320))에서 트랜지스터의 개수는 상이할 수 있으며 각각의 스위칭 소자가 스위칭 오프되는 단계에서 스위칭 소자 양단에서 기대하는 전압에 기초하여 도출된다. 예를 들면, 일 실시예에서, S1(316)에서 트랜지스터의 개수는 S2(318)에서 트랜지스터의 개수보다 많으며 S2(318)에서 트랜지스터의 개수는 S3(320)에서 트랜지스터의 개수보다 많다.
또한, 가변 용량성 소자(300)는 고정 캐패시턴스 값을 제공하는 MIM 캐패시터 및/또는 금속-금속 캐패시턴스로서 구현된 두 용량성 부분(C1(306) 및 C5(314))을 포함한다. 용량성 부분(C1(306) 및 C5(314))은 또한 직렬 연결된 복수의 MIM 캐패시터 및/또는 금속-금속 캐패시터를 포함할 수 있으며 용량성 부분(C1(306) 및 C5(314))에서 MIM 캐패시터 및/또는 금속-금속 캐패시터의 개수는 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(S1(316), S2(318) 및 S3(320))가 턴 온될 때 용량성 부분(C1(306) 및 C5(314)) 양단에서 기대하는 전압에 기초하여 도출된다. 또한, 가변 용량성 소자(300)는 제 1 신호 단자(302)와 기준 전위 단자(326) 사이의 제 1 정전 방전(electro static discharge, ESD) 보호 소자(ESD1(322))를 포함하는 제 1 션트 브랜치 및 제 2 신호 단자(304)와 기준 전위 단자(326) 사이의 제 2 정전 방전(electro static discharge, ESD) 보호 소자(ESD2(324))를 포함하는 제 2 션트 브랜치를 포함한다.
도 3b는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 스위칭 소자(350)를 예시한다. 일 실시예에서, 스위칭 소자(350)는 도 3a의 스위칭 소자(S1(316))에 대응할 수 있다. 스위칭 소자(350)는 복수의 직렬 연결된 트랜지스터(352a, 352b 내지 352N)를 포함하며, 여기서 N은 임의의 정수일 수 있다. 트랜지스터의 개수(N)는 각각의 스위칭 소자가 스위칭 오프되는 단계에서 스위칭 소자(350) 양단에서 기대하는 전압에 기초하여 도출된다. 트랜지스터는 턴 오프될 때, 오프-캐패시턴스, 예를 들면 (354)에 일조하며, 직렬 연결된 트랜지스터 각각의 오프-캐패시턴스는 스위칭 소자(350)의 캐패시턴스에 일조한다. 또한, MIM 캐패시턴스 및/또는 금속-금속 캐패시턴스는 또한 스위칭 소자(350)의 전체 캐패시턴스에 일조한다.
도 4는 가변 용량성 소자(401)의 몇 가지 가능한 구현의 세부를 보여주는 임피던스 정합 네트워크(400)의 개략도를 예시한다. 가변 용량성 소자(401)는 제 1 신호 단자(402)와 제 2 신호 단자(404) 사이의 복수의 용량성 부분(C1(406), C2(408), C3(410), C4(412) 및 C5(414))을 포함한다. 제 1 용량성 부분(C1(406)) 및 제 5 용량성 부분(C5(414))은 MIM 캐패시터 및/또는 금속-금속 캐패시터를 포함하며, 제 2 용량성 부분(C2(408)), 제 3 용량성 부분(C3(410)) 및 제 4 용량성 부분(C4(412))은 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))를 각기 포함한다. 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))는 각기 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함한다. 각각의 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))는 예를 들면 미리 결정된 알고리즘에 기초하여 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))에 제어 신호(A, B 및 C)를 제공하도록 구성된 제어 회로(426)에 의해 제어된다.
도 4의 실시예에서, 네 가지 상이한 캐패시턴스 값은 제 1 스위칭 소자(S1(416)), 제 2 스위칭 소자(S2(418)) 및 제 3 스위칭 소자(S3(420))를 각기 비전도성 상태로 만들어 줌으로써 취득될 수 있고, 그러므로 가변 용량성 소자(401)는 4-스텝 캐패시턴스 조정기를 제공하도록 동작할 수 있다. 전도성 상태에 있는 트랜지스터(특히 전계 효과 트랜지스터)는 저항(Ron)으로 간주될 수 있고, 여기서 Ron은 트랜지스터의 온-저항이다. 비전도성 상태에서, 트랜지스터는 캐패시턴스(Coff)를 갖는 캐패시터로 간주될 수 있고, 여기서 Coff는 트랜지스터의 오프-캐패시턴스이다. 제어 신호(A, B 및 C)는 전압 과도 스트레스를 방지하기 위해 미리 결정된 방향으로 한 단계씩 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))를 스위칭 온 또는 스위칭 오프하도록 구성된다.
예시적인 일 구현예에서, 제어 신호(A, B 및 C)에 기초하여 한 단계씩 직렬로 스위칭되는 6pF 값을 갖는 균일 캐패시턴스가 선택되며, 그럼으로써 1.5pF 내지 6pF 직렬 캐패시터 조정기를 구현한다. 이를 위하여, 도 4의 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))는 각기 6pF의 캐패시턴스 값을 갖도록 선택되며 MIM 캐패시터(C1(406) 및 C5(414))는 각기 12pF의 캐패시턴스 값을 갖도록 선택된다. 예를 들면, 먼저 제 1 스위칭 소자(S1(416)), 제 2 스위칭 소자(S2(418)) 및 제 3 스위칭 소자(S3(420))가 스위칭 온(즉 전도성 상태)된다고 가정한다. 그러므로 단계 1에서, 가변 용량성 소자(401)의 전체 캐패시턴스는 (MIM 캐패시터(C1(406))(12pF)와 (C5(414)(12pF))의 직렬 조합으로 인해) 6pF와 같게 된다. 단계 2에서, 제 1 스위칭 소자(S1(416))가 스위칭 오프되어, 두 MIM 캐패시터(C1(406) 및 C5(414))와 직렬을 이루어 6pF의 캐패시턴스 값이 되며 그래서 가변 용량성 소자(401)의 전체 캐패시턴스는 3pF과 같아진다. 단계 3에서, 제 2 스위칭 소자(S2(418))가 스위칭 오프되어, 직렬을 이루어 6pF의 캐패시턴스 값이 되며 그래서 가변 용량성 소자(401)의 전체 캐패시턴스는 2pF과 같아진다. 단계 4에서, 제 3 스위칭 소자(S3(420))가 스위칭 오프되어, 직렬을 이루어 6pF의 캐패시턴스 값이 되며 그래서 가변 용량성 소자(401)의 전체 캐패시턴스는 1.5pF과 같아진다. 그 결과, 가변 용량성 소자(401)는 제어 회로(426)로부터 제공된 제어 신호에 기초하여 상이한 캐패시턴스 값(1.5pF, 2pF, 3pF 및 6pF)을 제공하도록 동작한다. 다른 구현예에서, 직렬 캐패시터 조정기를 구현하기 위해 각 단계에서 일정하지 않은 캐패시턴스 값들이 스위칭될 수 있다. 또한, 다른 구현예에서, 스위칭 소자의 개수는 바뀔 수 있으며, 그럼으로써 N-단계 조정기를 구현할 수 있다.
각 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))에서 스택 내 트랜지스터의 개수는 상이할 수 있으며, 일 실시예에서 스택 내 최적한 트랜지스터 개수는 각각의 스위칭 소자가 스위칭 오프되는 단계에서 스위칭 소자 양단에 출현하리라 기대되는 전압에 기초하여 도출된다. 예시적인 일 구현예에서, 도 4에서 가변 용량성 소자(401)의 최대 정격 전압은 40V라고 간주되며, 스택 내 각 트랜지스터의 최대 정격 전압은 1.5V라고 간주되며 MIM 캐패시터의 최대 정격 전압은 10V라고 간주된다. 단계 1에서, 예를 들어 제 1 스위칭 소자(S1(416)), 제 2 스위칭 소자(S2(418)) 및 제 3 스위칭 소자(S3(420))가 스위칭 온될 때, 전체 40V는 두 MIM 캐패시터(C1(406) 및 C5(414)) 사이에서 균일하게 (즉, C1(406) 양단에 20V 그리고 C5(414) 양단에 20V씩) 분압된다. MIM 캐패시터의 최대 정격 전압이 10V라고 간주되기 때문에, 20V를 견디기 위해, 총 2개의 MIM 캐패시터가 함께 적층되어 각기 C1(406) 및 C5(414)를 형성한다. 단계 2에서, 제 1 스위칭 소자(S1(416))가 스위칭 오프될 때, 제 1 스위칭 소자(S1(416)) 양단에는 20V(즉, 40V의 절반)가 출현한다. 스택 내 각 트랜지스터의 최대 정격 전압이 1.5V라고 간주되기 때문에, 20V를 견디기 위해, 최소한 총 14개의 트랜지스터가 함께 직렬로 적층되어 제 1 스위칭 소자(S1(416))를 형성하여야 한다. 또한, 단계 3에서, 제 2 스위칭 소자(S2(418))가 스위칭 오프될 때, 제 2 스위칭 소자(S2(418)) 양단에는 13.33V(즉, 40V의 1/3)가 출현한다. 그러므로 13.33V를 견디기 위해, 최소한 총 9개의 트랜지스터가 함께 직렬로 적층되어 제 2 스위칭 소자(S2(418))를 형성하여야 한다. 또한, 단계 4에서, 제 3 스위칭 소자(S3(420))가 스위칭 오프될 때, 제 3 스위칭 소자(S3(420)) 양단에는 10V(즉, 40V의 1/4)가 출현한다. 그러므로 10V를 견디기 위해, 최소한 총 7개의 트랜지스터가 함께 직렬로 적층되어 제 3 스위칭 소자(S3(420))를 형성하여야 한다. 다른 구현예에서, 스택 내 트랜지스터의 개수는 스위칭 소자의 개수 또는 사용된 조정 가능한 상태의 개수, 디바이스의 최대 정격 전압 및 트랜지스터의 정격 전압과 같은 복수의 인자에 따라서 변할 수 있다. 제어 회로(426)는 미리 결정된 알고리즘(또는 미리 결정된 방향)에 따라서 제 1 스위칭 소자(S1(416)), 제 2 스위칭 소자(S2(418)) 및 제 3 스위칭 소자(S3(420))를 스위칭하도록 동작하는데, 여기서 미리 결정된 알고리즘은 전압 스트레스를 견디기 위해서 일차로 최대 개수의 트랜지스터를 가진 스위칭 소자를 스위칭 오프하는 것을 포함한다. 예를 들면, 도 4의 가변 용량성 소자(401)에서, 최소한 14개의 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 갖는 제 1 스위칭 소자(S1(416))가 일차로 스위칭 오프되고, 그 다음으로 최소한 9개의 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 갖는 제 2 스위칭 소자(S2(418))가 스위칭 오프된 다음 최소한 7개의 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 갖는 제 3 스위칭 소자(S3(420))가 스위칭 오프된다.
임피던스 정합 네트워크(400)는 또한 양단에서 정전 방전(ESD)에 대비하여, 즉 제 1 신호 단자(402)에 도달하는 서지에 대비할 뿐만 아니라 제 2 신호 단자(404)에 도달하는 서지에 대비하여 보호하도록 구성된 두 개의 ESD 보호 소자(ESD1(422) 및 ESD2(424))를 포함한다. ESD 보호 소자(ESD1(422) 및 ESD2(424))는 고압 서지를 조절 전류로서 기준 전위 단자(426)의 접지 전위 쪽으로 유도하며, 그럼으로써 가변 용량성 소자(401)를 보호한다. 일부 실시예에서, 가변 용량성 소자(401)는 션트 디바이스로서 구현되는데, 이때 제 2 신호 단자는 접지되어 있다. 그러므로 그러한 구현예에서, 캐패시턴스(C5(414)) 및 ESD2(424)는 제거될 수 있으며 C5(414)는 칩 크기를 줄이기 위해 C1(406)과 병합될 수 있다.
또한, 가변 용량성 소자(401)는 스위칭 소자들의 소스 및 드레인을 같은 전위로 유지시킴으로써 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))의 스위칭 기능성을 정의하도록 동작하는 저항(R1, R2 및 R3)을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 저항(R1, R2 및 R3)은 또한 복수의 저항을 포함하는데, 이 경우 저항은 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))에서 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 트랜지스터 각각의 소스와 드레인 사이에 존재한다. 또한, 예를 들면 도 4에서 접지 전위로 설정되는 전위 값을 설정하기 위해 저항(R4)가 제공된다. 보통, 저항(R1, R2 및 R3)은 20k 옴 내지 100k 옴 범위의 저항값을 포함하며 저항(R4)은 1M 옴과 같은 높은 저항값을 갖는다. 저항(R4)은 강제로 스위칭 소자(S1(416), S2(418) 및 S3(420))의 소스-드레인 전위를 접지 전위가 되게 하며, 그럼으로써 S1/S2/S3의 게이트에서의 양 전위(positive potential)에 의해 스위칭 소자를 턴 온하며 S1/S2/S3의 게이트에서의 음 전위(negative potential)에 의해 스위칭 소자를 턴 오프한다. 또한 디바이스 적층을 가능하게 하는 데는 높은 저항이 필요하다. 예를 들면, RF 오프 스위치 모드에서, 오프-캐패시턴스는 강제로 RF 전압이 트랜지스터를 통해 확산되도록 한다. 낮은 저항은 Q 팩터의 손실을 초래하며 아울러 트랜지스터 상에서 전압 분포를 방해한다.
도 5는 가변 용량성 소자(501)가 바이패스 소자에 의해 선택적으로 바이패스 되도록 구성된 다른 실시예에 따른 임피던스 정합 네트워크(500)의 개략도를 예시한다. 바이패스 기능성은 전계효과 트랜지스터를 포함하는 스위치 소자(S4(528))에 의해 제공된다. 일부 구현예에서, 스위치 소자(S4(528))는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함한다. 스위치 소자(S4(528))는 가변 용량성 소자(501)에 병렬 연결된다. 임피던스 정합 네트워크(500)의 정상 동작 동안, 스위치 소자(S4(528))는 턴 오프되며(즉, 비 전도성 상태가 되며) 그래서 스위치 소자(528) 내 트랜지스터의 오프-캐패시턴스는 가변 용량성 소자(501)의 전체 캐패시턴스에 일조할 수 있다. 바이패스 모드 동안, 스위치 소자(S4(528))는 활성화 또는 턴 온되며, 이는 임피던스 정합 네트워크(500)를 단락(short out)시킨다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라서 임피던스를 조정하기 위한 방법(600)을 예시하는 플로우차트를 도시한다. (602)에서, 신호 발생원과 연관된 소스 임피던스가 결정된다. (604)에서, 신호 싱크와 연관된 싱크 임피던스가 결정된다. (606)에서, 싱크 임피던스와 소스 임피던스를 정합하기 위해, 임피던스 정합 네트워크는 결정된 소스 임피던스에 기초하여 조절된다. (606)에서 임피던스 정합 네트워크를 조절하는 단계는 또한 임피던스 정합 네트워크의 일부인 가변 용량성 소자를 조절하는 단계를 포함하며, 가변 용량성 소자는 직렬 연결된 복수의 용량성 소자를 포함하고, 용량성 소자 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택으로서 구현된 스위치 소자를 포함한다. 일부 실시예에서, 소스 및 싱크 임피던스는 포워딩되어 반사된 전력 레벨을 감지하는 방향성 커플러를 이용하여 결정된다. 다른 실시예에서, 소스 및 싱크 임피던스는 룩업 테이블을 이용하여 결정된다. 자이로(gyro), 디스플레이의 광 센서 등을 이용하여 전화에서 체크함으로써, 전류의 "조작"을 근사화할 수 있고 조절될 임피던스를 결정할 수 있다.
가변 용량성 컴포넌트를 조절하는 단계는 각각의 용량성 소자가 임피던스 정합 네트워크의 신호 경로에 연결되거나 연결되지 않게 하는 스위칭 소자를 포함하는 적어도 하나의 용량성 컴포넌트를 스위칭 온 또는 오프하는 단계를 포함한다. 또한 가변 용량성 소자를 조절하는 단계는 미리 결정된 방향으로 한 단계씩 직렬로 연결된 스위칭 소자들을 포함하는 용량성 소자를 스위칭 온 또는 오프하는 단계를 포함한다.
방법이 앞에서 일련의 행위 또는 이벤트로서 예시되고 설명되지만, 그러한 행위 또는 이벤트의 예시된 순서는 한정의 의미로 해석되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 예를 들면, 일부의 행위는 상이한 순서로 이루어질 수 있고/있거나 본 출원에서 예시되고/예시되거나 설명된 것과 별개의 다른 행위 또는 이벤트와 동시에 수행될 수 있다. 또한 예시되지 않은 모든 행위는 본 출원에서 본 개시의 하나 이상의 양태 또는 실시예를 구현하는데 필요할 수 있다. 또한, 본 출원에서 묘사된 행위 중 하나 이상은 하나 이상의 별도의 행위 및/또는 국면에서 실행될 수 있다.
앞에서 강조한 바와 같이, 직렬 캐패시터 토폴로지를 포함하는 임피던스 정합 네트워크는 많은 장점을 가지고 있다. RF 트랜지스터 자체를 캐패시턴스 기여자로서 이용하는 통합된 접근 방법은 외부 RF 스위치 및 다른 별개의 컴포넌트를 사용하는 것을 배제한다. 외부 컴포넌트의 배제는 디바이스의 비용을 낮추어주며 더불어 칩 크기를 줄여준다. 칩 크기를 크게 늘리지 않고 부가적인 조정 상태가 추가될 수 있다. 또한, RF 스위치의 배제로 인해 더 높은 Q 팩터가 달성될 수 있다. 직렬 캐패시터 토폴로지에서, 스위치 Ron은 일정하지 않으며 사용되는 캐패시터에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면, 단계별 Q 팩터는 다음과 같다.
Figure pat00001
여기서 Ron은 트랜지스터의 총 온-저항이다. 직렬 캐패시터 토폴로지에서, 각기 추가의 상태(즉, 한 단계씩 스위칭 소자를 스위칭 오프하는 단계)에 따라, Q 팩터는 총 Ron 저항이 거의 제로로 급격히 떨어질 때 증가한다. 또한, 스택을 최적화하여 사용하면 낮은 전력 손실로 더 높은 RF 전압에 적합한 디자인이 만들어진다. 그 밖에, Ron을 낮추기 위해 큰 트랜지스터 폭을 갖는 트랜지스터를 활용하면 전력 손실을 또한 줄여줄 수 있다.
본 개시가 하나 이상의 구현예와 관련하여 예시되고 설명되었지만, 첨부의 청구범위의 사상과 범주를 벗어나지 않으면서 예시된 예에 대한 대안 및/또는 수정이 이루어질 수 있다. 특히 앞에서 설명된 컴포넌트 또는 구조체(조립체, 디바이스, 회로, 시스템 등)에 의해 수행된 각종 기능에 관하여, 달리 지적하지 않는 한, 그러한 컴포넌트를 설명하는데 사용된 ("수단"이라 언급한 것을 비롯한) 용어는 본 개시의 본 출원에서 예시된 예시적인 구현예에서 그 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동등하지 않을지라도, 설명된 컴포넌트의 특정한 기능을 수행하는 (예를 들면, 기능적으로 동등한) 임의의 컴포넌트 또는 구조에 대응하는 것으로 의도한다.

Claims (28)

  1. 임피던스 정합 네트워크(impedance matching network)로서,
    소스 회로로부터 신호를 수신하도록 구성된 제 1 신호 단자와,
    상기 신호를 부하 회로에 제공하도록 구성된 제 2 신호 단자와,
    상기 제 1 신호 단자와 상기 제 2 신호 단자 사이의 가변 용량성 컴포넌트(variable capacitive component)를 포함하는 직렬 브랜치(series branch) - 상기 가변 용량성 컴포넌트는 직렬 연결된 복수의 용량성 부분을 포함하고, 상기 용량성 부분 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 스위칭 소자를 포함함 - 와,
    미리 결정된 알고리즘에 기초하여 상기 용량성 부분 중 상기 적어도 하나를 제어함으로써 상기 가변 용량성 컴포넌트의 캐패시턴스를 제어하도록 구성된 제어 컴포넌트를 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자를 포함하는 상기 용량성 부분 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 제 1 스위칭 소자를 포함하는 제 1 용량성 부분 및 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 제 2 스위칭 소자를 포함하는 제 2 용량성 부분을 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자를 포함하는 상기 제 1 용량성 부분 및 상기 제 2 스위칭 소자를 포함하는 상기 제 2 용량성 부분은 직렬로 연결되는
    임피던스 정합 네트워크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 용량성 컴포넌트는 금속-절연체-금속(metal-insulator-metal, MIM) 캐패시터 및 금속-금속(Metal to Metal) 캐패시터 중 하나 이상을 포함하는 하나 이상의 용량성 부분을 더 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 MIM 캐패시터 및 금속-금속 캐패시터 중 하나 이상을 포함하는 상기 용량성 부분의 양단 전압은 상기 MIM 캐패시터 및 금속-금속 캐패시터 중 하나 이상의 개수를 결정하는
    임피던스 정합 네트워크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자를 포함하는 상기 용량성 부분은 직렬 연결된 트랜지스터의 상기 스택에 병렬로 연결된 MIM 캐패시턴스 및 금속-금속 캐패시턴스 중 하나 이상을 더 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 컴포넌트는 상기 미리 결정된 알고리즘에 따라서 스위칭 온 또는 오프하도록 구성되며, 상기 용량성 부분은 전압 과도 스트레스(voltage overstress)를 방지하기 위해 미리 결정된 방향으로 한 단계씩 직렬로 연결된 스위칭 소자들을 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자를 포함하는 각각의 용량성 부분이 스위칭 오프되는 단계에서의 스위칭 소자를 포함하는 상기 용량성 부분의 양단 전압은 상기 스위칭 소자를 포함하는 상기 각각의 용량성 부분 내 트랜지스터의 개수를 결정하는
    임피던스 정합 네트워크.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자를 포함하는 상기 제 1 용량성 부분 내 트랜지스터의 개수는 상기 제 2 스위칭 소자를 포함하는 상기 제 2 용량성 부분 내 트랜지스터의 개수보다 많은
    임피던스 정합 네트워크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 알고리즘은 더 많은 개수의 트랜지스터를 갖는 상기 제 1 용량성 부분을 먼저 스위칭 오프한 다음 상기 제 2 용량성 부분을 스위칭 오프하는 것을 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.

  11. 제 1 항에 있어서,
    기준 전위 단자와, 상기 제 1 신호 단자와 상기 기준 전위 단자 사이에서 제 1 정전 방전(electro static discharge, ESD) 보호 소자를 포함하는 제 1 션트 브랜치(shunt branch)와, 상기 제 2 신호 단자와 상기 기준 전위 단자 사이에서 제 2 정전 방전(ESD) 보호 소자를 포함하는 제 2 션트 브랜치를 더 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 용량성 컴포넌트에 병렬 연결된 바이패스 스위치가 스위칭 온될 때 상기 가변 용량성 컴포넌트를 상기 제 1 신호 단자와 상기 제 2 신호 단자 사이의 신호 경로로부터 단락(short out)하도록 구성된 상기 바이패스 스위치를 더 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 바이패스 스위치는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는
    임피던스 정합 네트워크.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 용량성 컴포넌트는 단일 칩 상에서 집적되는
    임피던스 정합 네트워크.
  15. 캐패시턴스 조정기 디바이스(capacitance tuner device)로서,
    복수의 직렬 용량성 소자를 포함하는 가변 용량성 컴포넌트 - 상기 복수의 용량성 소자 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 스위치 소자를 포함하고,
    상기 트랜지스터의 오프-캐패시턴스(off-capacitance)의 조합은 상기 스위치 소자를 포함하는 상기 용량성 소자의 캐패시턴스를 제공함 - 과,
    미리 결정된 알고리즘에 기초하여 상기 스위치 소자를 포함하는 상기 복수의 용량성 소자 중 상기 적어도 하나를 스위칭 온 또는 오프함으로써 상기 가변 용량성 컴포넌트의 전체 캐패시턴스를 생성하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스위치 소자는 직렬 연결된 트랜지스터의 상기 스택에 병렬 연결된 금속-절연체-금속(metal-insulator-metal, MIM) 캐패시턴스 및 금속-금속(Metal to Metal) 캐패시턴스 중 하나 이상을 더 포함하며, 상기 트랜지스터의 상기 오프-캐패시턴스와 금속-절연체-금속 캐패시턴스 및 금속-금속 캐패시턴스 중 하나 이상과의 조합은 상기 스위치 소자의 캐패시턴스를 제공하는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 스위치 소자를 포함하는 상기 복수의 용량성 소자 중 상기 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 제 1 스위치 소자를 포함하는 제 1 용량성 소자 및 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 제 2 스위치 소자를 포함하는 제 2 용량성 소자를 포함하는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 용량성 소자 및 상기 제 2 용량성 소자는 직렬로 연결되는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.

  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 가변 용량성 컴포넌트는 금속-절연체-금속(metal-insulator-metal, MIM) 캐패시터 및 금속-금속(Metal to Metal) 캐패시터 중 하나 이상으로서 구현된 하나 이상의 용량성 소자를 더 포함하는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 가변 용량성 컴포넌트는 상기 컨트롤러로부터의 제어 신호에 기초하여 N개의 상이한 캐패시턴스 값을 생성하도록 구성되며, 여기서 N은 실수이고 2보다 크거나 같은
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 가변 캐패시턴스 컴포넌트에 의해 생성될 캐패시턴스 값의 개수는 상기 가변 용량성 컴포넌트 내 상기 스위치 소자를 포함하는 용량성 소자의 개수를 결정하는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 미리 결정된 알고리즘에 따라서 스위칭 온 또는 오프하도록 구성되며, 상기 용량성 소자는 전압 과도 스트레스(voltage overstress)를 방지하기 위해 미리 결정된 방향으로 한 단계씩 직렬로 연결된 스위치 소자들을 포함하는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 스위치 소자를 포함하는 각각의 용량성 소자가 스위칭 오프되는 단계에서의 스위치 소자를 포함하는 상기 용량성 소자의 양단 전압은 상기 스위치 소자를 포함하는 상기 각각의 용량성 소자 내 트랜지스터의 개수를 결정하는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치 소자를 포함하는 상기 제 1 용량성 소자 내 트랜지스터의 개수는 상기 제 2 스위치 소자를 포함하는 상기 제 2 용량성 소자 내 트랜지스터의 개수보다 많은
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 알고리즘은 더 많은 개수의 트랜지스터를 갖는 상기 제 1 용량성 소자를 먼저 스위칭 오프한 다음 상기 제 2 용량성 소자를 스위칭 오프하는 것을 포함하는
    캐패시턴스 조정기 디바이스.
  26. 임피던스를 조정하는 방법으로서,
    신호 발생원의 소스 임피던스를 결정 또는 추정하는 단계와,
    신호 싱크의 싱크 임피던스를 결정 또는 추정하는 단계와,
    임피던스 정합 네트워크의 일부인 가변 용량성 컴포넌트를 조절함으로써 상기 소스 임피던스 및 상기 싱크 임피던스에 기초하여 상기 임피던스 정합 네트워크를 조절하는 단계 - 상기 가변 용량성 컴포넌트는 직렬 연결된 복수의 용량성 소자를 포함하고, 상기 용량성 소자 중 적어도 하나는 직렬 연결된 트랜지스터의 스택을 포함하는 스위치 소자를 포함함 - 를 포함하는
    임피던스 조정 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 가변 용량성 컴포넌트를 조절하는 것은 상기 스위치 소자를 포함하는 상기 용량성 소자 중 상기 적어도 하나를 스위칭 온 또는 오프하여 상기 용량성 소자의 각각이 상기 임피던스 정합 네트워크의 신호 경로에 연결되거나 연결되지 않게 하는 것을 포함하는
    임피던스 조정 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 가변 용량성 컴포넌트를 조절하는 것은 미리 결정된 방향으로 한 단계씩 직렬로 연결된 스위치 소자들을 포함하는 상기 용량성 소자를 스위칭 온 또는 오프하는 것을 더 포함하는
    임피던스 조정 방법.
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