KR20180073696A - 통합 스위치-필터 네트워크 - Google Patents

통합 스위치-필터 네트워크 Download PDF

Info

Publication number
KR20180073696A
KR20180073696A KR1020187016454A KR20187016454A KR20180073696A KR 20180073696 A KR20180073696 A KR 20180073696A KR 1020187016454 A KR1020187016454 A KR 1020187016454A KR 20187016454 A KR20187016454 A KR 20187016454A KR 20180073696 A KR20180073696 A KR 20180073696A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
arm
switch
switch arm
shunt
transmission line
Prior art date
Application number
KR1020187016454A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102594543B1 (ko
Inventor
누타퐁 스리라타나
데이비드 스콧 화이트필드
데이비드 리안 스토리
Original Assignee
스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 filed Critical 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드
Publication of KR20180073696A publication Critical patent/KR20180073696A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102594543B1 publication Critical patent/KR102594543B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H04B1/48—Transmit/receive switching in circuits for connecting transmitter and receiver to a common transmission path, e.g. by energy of transmitter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/006—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using switches for selecting the desired band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching

Abstract

무선-주파수 모듈은 제1 및 제2 스위치 아암들 및 제1 및 제2 스위치 아암들 양자 모두에 접속된 공통 폴 노드를 갖는 스위칭 디바이스, 제1 스위치 아암에 접속된 제1 션트 아암, 및 공통 폴 노드와 제1 션트 아암 사이의 제1 스위치 아암에 배치된 제1 전송 라인을 포함하고, 제1 전송 라인은 제1 스위치 아암이 오프-상태에 있고 제1 션트 아암이 온-상태에 있을 때 제2 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 공통 폴 노드로부터 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성된다.

Description

통합 스위치-필터 네트워크
관련 출원(들)의 상호 참조
본 출원은 2015년 11월 13일자로 출원되고 발명의 명칭이 "INTEGRATED SWITCH-FILTER NETWORK"인 미국 가출원 제62/254,956호에 대한 우선권을 주장하고, 그 개시내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
분야
본 개시내용은 실리콘-온-인슐레이터(SOI) 디바이스들과 같은 전계 효과 트랜지스터(FET) 디바이스들에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
전자 장치 애플리케이션들에서, 전계 효과 트랜지스터(FET)들이 스위치로서 활용될 수 있다. 이러한 스위치들은, 예를 들어 무선 디바이스들에서 무선-주파수(RF) 신호들의 라우팅을 허용할 수 있다.
다수의 구현예에 따르면, 본 개시내용은 제1 및 제2 스위치 아암들 및 제1 및 제2 스위치 아암들 양자 모두에 접속된 공통 폴 노드를 갖는 스위칭 디바이스, 제1 스위치 아암에 접속된 제1 션트 아암, 및 공통 폴 노드와 제1 션트 아암 사이의 제1 스위치 아암에 배치된 제1 전송 라인을 포함하는 무선-주파수 모듈에 관한 것이고, 제1 전송 라인은 제1 스위치 아암이 오프-상태에 있고 제1 션트 아암이 온-상태에 있을 때 제2 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 공통 폴 노드로부터 제1 스위치 아암을 조사하는(look into) 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성된다.
특정 실시예들에서, 제1 전송 라인은 ¼ λ의 길이를 갖고, λ는 기본 주파수와 연관된 파장을 나타낸다. 특정 실시예들에서, 제1 전송 라인은 ¾ λ의 길이를 갖고, λ는 기본 주파수와 연관된 파장을 나타낸다.
제1 전송 라인은 기본 주파수의 적어도 하나의 고조파에서 공통 폴 노드로부터 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 단락 회로를 제공하도록 추가로 구성될 수 있다. 제1 션트 아암은 접지에 접속된 탱크 회로와 직렬인 스위치를 포함할 수 있고, 탱크 회로는 기본 주파수의 적어도 하나의 고조파에서 공진하고, 기본 주파수에서 접지에 대한 실질적 단락 회로를 제공하도록 구성된다. 탱크 회로는 인덕터와 병렬인 커패시터를 포함할 수 있다.
특정 실시예들에서, 무선-주파수 모듈은 제2 스위치 아암에 접속된 제2 션트 아암을 추가로 포함한다. 무선-주파수 모듈은 공통 폴 노드와 제2 션트 아암 사이의 제2 스위치 아암에 배치된 제2 전송 라인을 추가로 포함하고, 제2 전송 라인은 제2 스위치 아암이 오프-상태에 있고 제2 션트 아암이 온-상태에 있을 때 제1 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 공통 폴 노드로부터 제2 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성된다.
무선-주파수 모듈의 제1 션트 아암은 복수의 전송 경로에 접속될 수 있고, 복수의 전송 경로 각각은 상이한 주파수 대역에 대응하는 신호를 전송하기 위한 스위치를 포함한다. 특정 실시예들에서, 제1 전송 라인은 인덕터-커패시터 네트워크를 포함한다. 인덕터-커패시터 네트워크는 제1 션트 커패시터, 제2 션트 커패시터, 및 제1 션트 커패시터와 제2 션트 커패시터 사이에 배치된 인덕터를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시내용은 제1 스위치 아암, 제2 스위치 아암, 제1 및 제2 스위치 아암들 양자 모두에 접속된 공통 폴 노드, 제1 스위치 아암에 접속된 제1 션트 아암, 및 공통 폴 노드와 제1 션트 아암 사이의 제1 스위치 아암에 배치된 제1 전송 라인을 포함하는 스위칭 회로에 관한 것이고, 제1 전송 라인은 제1 스위치 아암이 오프-상태에 있고 제1 션트 아암이 온-상태에 있을 때 제2 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 공통 폴 노드로부터 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성된다.
특정 실시예들, 제1 전송 라인은 (x/4)·λ의 길이를 갖고, λ는 기본 주파수와 연관된 파장을 나타내고 x는 정수 값을 나타낸다. 제12항의 스위칭 회로에 있어서, 제1 전송 라인은 기본 주파수의 적어도 하나의 고조파에서 공통 폴 노드로부터 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 단락 회로를 제공하도록 추가로 구성된다. 제1 션트 아암은 접지에 접속된 탱크 회로와 직렬인 스위치를 포함할 수 있고, 탱크 회로는 기본 주파수의 적어도 하나의 고조파에서 공진하고, 기본 주파수에서 접지에 대한 실질적 단락 회로를 제공하도록 구성된다. 탱크 회로는 인덕터와 병렬인 커패시터를 포함할 수 있다.
스위칭 회로는 제2 스위치 아암에 접속된 제2 션트 아암을 추가로 포함할 수 있다. 스위칭 회로는 공통 폴 노드와 제2 션트 아암 사이의 제2 스위치 아암에 배치된 제2 전송 라인을 추가로 포함할 수 있고, 제2 전송 라인은 제2 스위치 아암이 오프-상태에 있고 제2 션트 아암이 온-상태에 있을 때 제1 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 공통 폴 노드로부터 제2 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성된다. 특정 실시예들에서, 제1 스위치 아암은 LTE 스펙트럼의 대역 8에 대응하고 제2 스위치 아암은 LTE 스펙트럼의 대역 17에 대응한다.
일부 구현예에서, 본 개시내용은 무선-주파수 출력 신호를 전송하도록 구성되는 안테나, 폴 노드를 통해 안테나에 결합된 제1 스위치 아암, 폴 노드를 통해 안테나에 접속된 제2 스위치 아암, 제1 스위치 아암에 접속된 제1 션트 아암, 및 폴 노드와 제1 션트 아암 사이의 제1 스위치 아암에 배치된 제1 전송 라인을 포함하는 무선 디바이스에 관한 것이고, 제1 전송 라인은 제1 스위치 아암이 오프-상태에 있고 제1 션트 아암이 온-상태에 있을 때 무선-주파수 출력 신호의 기본 주파수에서 폴 노드로부터 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성된다.
다양한 실시예들이 설명적인 목적으로 첨부 도면들에 묘사되고, 결코 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 또한, 개시된 상이한 실시예들의 다양한 특징들이 결합되어 본 개시내용의 일부인 추가적인 실시예들을 형성할 수 있다. 도면들 전반에 걸쳐서, 참조 번호들은 참조 요소들 사이의 대응 관계를 나타내기 위해 재사용될 수 있다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따라 하나 이상의 폴과 하나 이상의 쓰로우(throw) 사이에서 하나 이상의 신호를 스위칭하도록 구성되는 무선-주파수(RF) 스위치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어 및 에너지 관리 코어를 포함하는 RF 스위치를 도시한다.
도 3은 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어의 구성을 도시한다.
도 4는 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어의 구성을 도시한다.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어의 예를 도시한다.
도 6은 하나 이상의 실시예에 따른 스위치 회로의 예를 도시한다.
도 7은 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어의 예를 도시한다.
도 8은 하나 이상의 실시예에 따른 전송 라인에 의해 제공되는 예시적인 신호 제거를 나타내는 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 다양한 실시예들에 따라, 각각 직렬 스위치(들)를 구현하는 시스템 및 통합 스위치-필터 네트워크를 구현하는 시스템에 대한 잠재적 고조파 크기들을 나타내는 그래프들이다.
도 10은 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어의 예를 도시한다.
도 11a는 하나 이상의 실시예에 따른 전송 라인의 표현을 도시한다.
도 11b는 하나 이상의 실시예에 따른 하나 이상의 커패시터 및/또는 인덕터를 포함하는 전송 라인 등가 회로를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 각각, 하나 이상의 실시예에 따른 패키징된 모듈의 평면도 및 측면도를 도시한다.
도 13은 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 무선 통신 디바이스를 도시한다.
본 명세서에서 제공된 제목들은, 존재하는 경우, 단지 편의를 위한 것이며 청구된 발명의 범위 또는 의미에 반드시 영향을 주는 것은 아니다.
특정 실시예들이 설명되었지만, 이 실시예들은 단지 예로서 제시되고, 보호의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 사실상, 여기서 설명된 신규한 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 구현될 수 있다. 또한, 보호의 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에서 설명된 방법들 및 시스템들의 형태에 다양한 생략들, 대체들 및 변경들이 이루어질 수 있다.
무선 주파수(RF) 스위치 회로들에서, 온-상태 디바이스들은 일반적으로 비선형인 온-저항을 제공할 수 있다. 온-저항은 더 큰 디바이스들 크기들을 구현하는 것에 의해 감소될 수 있고, 이는 향상된 IDSS, 감소된 온-저항, 및/또는 다른 이익들을 제공할 수 있다. 그러나, 대형 디바이스들은 바람직하지 않게 추가적인 공간을 필요로 할 수 있고, 여전히 어느 정도 레벨의 비선형성(예를 들어, 고조파 및/또는 혼변조 왜곡(IMD))을 생성할 수 있다. 또한, 오프-커패시턴스는 고조파 및/또는 혼변조 왜곡을 포함하여 비선형성들을 제공할 수 있는데, 특히 비교적 큰 전압 스윙들 하에서 제공할 수 있다. 오프-상태 스위치 아암에서 다수의 트랜지스터(예를 들어, 전계 효과 트랜지스터(FET)들)의 스택킹(stacking)은 각각의 트랜지스터 양단의 전압 강하를 감소시킬 수 있다. 그러나, 다수의 트랜지스터를 스택킹하는 것은 크기를 증가시킬 수 있다; 다수의 스위치 아암은 이러한 구현예들에서 트랜지스터 스택들을 포함할 필요가 있을 수 있다.
수동 필터는 고조파의 포스트-스위치 필터링에 사용될 수 있다. 그러나, 그러한 필터(들)가 공통 포트에 위치되는 경우, 다수의 스위치 아암은 동일한 필터(예를 들어, 동일한 추가 삽입 손실, 필터 제거/응답 등을 가짐)를 볼 수 있고, 따라서 필터 특성들/응답은 예를 들어, 동작의 상이한 주파수 대역들에 대응할 수 있는 상이한 스위치 아암들에 최적화될 수 없다. 본 명세서에 개시된 특정 실시예들은 통합 스위치-필터 네트워크들을 사용하는 포스트-스위치 필터링에 대한 대안을 제공한다.
RF 스위치들
도 1은 하나 이상의 폴(102)과 하나 이상의 쓰로우(104) 사이에서 하나 이상의 신호를 스위칭하도록 구성되는 무선-주파수(RF) 스위치(100)를 개략적으로 도시한다. 일부 실시예에서, 그러한 스위치는 실리콘-온-인슐레이터(SOI) FET들과 같은 하나 이상의 전계 효과 트랜지스터(FET)들에 기초할 수 있다. 특정 폴이 특정 쓰로우에 접속될 때, 그러한 경로는 일반적으로 폐쇄 또는 온 상태에 있는 것으로 지칭된다. 폴과 쓰로우 사이에 주어진 경로가 접속되지 않을 때, 그러한 경로는 일반적으로 개방 또는 오프 상태에 있는 것으로 지칭된다.
도 2는 일부 구현예들에서 도 1의 RF 스위치(100)가 RF 코어(110) 및 에너지 관리(EM) 코어(112)를 포함할 수 있다는 것을 도시한다. RF 코어(110)는 제1 포트와 제2 포트 사이에서 RF 신호들을 라우팅하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 예시적인 단일-폴-이중-쓰로우(SPDT) 구성에서, 그러한 제1 및 제2 포트들은 폴(102a) 및 제1 쓰로우(104a), 또는 폴(102a) 및 제2 쓰로우(104b)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, EM 코어(112)는 예를 들어 전압 제어 신호들을 RF 코어에 공급하도록 구성될 수 있다. EM 코어(112)는 RF 스위치(100)에 논리 디코딩 및/또는 전원 조절 능력들을 제공하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, RF 코어(110)는 스위치(100)의 하나 이상의 입력과 하나 이상의 출력 사이의 RF 신호들의 통과를 가능하게 하기 위해 하나 이상의 폴 및 하나 이상의 쓰로우를 포함할 수 있다. 예를 들어, RF 코어(110)는 도 2에 도시된 바와 같은 단일-폴-이중-쓰로우(SPDT 또는 SP2T) 구성을 포함할 수 있다.
예시적인 SPDT 맥락에서, 도 3은 RF 코어(110)의 더 상세한 예시적인 구성을 도시한다. RF 코어(110)는 제1 및 제2 트랜지스터들(예를 들어, FET들)(120a, 120b)을 통해 제1 및 제2 쓰로우 노드들(104a, 104b)에 결합된 단일 폴(102a)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 제1 쓰로우 노드(104a)는 노드(104a)에 대한 션트 형성(shunting) 능력을 제공하기 위해 FET(122a)를 통해 RF 접지에 결합되는 것으로 도시되어 있다. 유사하게, 제2 쓰로우 노드(104b)는 노드(104b)에 대한 션트 형성 능력을 제공하기 위해 FET(122b)를 통해 RF 접지에 결합되는 것으로 도시되어 있다. 제1 및 제2 쓰로우 노드는 특정 실시예에서 별도의 RF 전송 대역과 연관된 RF 신호에 각각 추가로 결합될 수 있다.
예시적 동작에 있어서, RF 코어(110)가 폴(102a)과 제1 쓰로우(104a) 사이에서 RF 신호가 통과되고 있는 상태에 있을 때, 폴(102a)과 제1 쓰로우 노드(104a) 사이의 FET(120a)는 온 상태에 있을 수 있고, 폴(102a)과 제2 쓰로우 노드(104b) 사이의 FET(120b)는 오프 상태에 있을 수 있다. 션트 FET들(122a, 122b)의 경우, 션트 FET(122a)는 오프 상태에 있을 수 있으며, 따라서 RF 신호는 그것이 폴(102a)로부터 제1 쓰로우 노드(104a)로 이동할 때 접지로 션트되지 않을 수 있다. 제2 쓰로우 노드(104b)와 연관되는 션트 FET(122b)는 온 상태에 있을 수 있으며, 따라서 제2 쓰로우 노드(104b)를 통해 RF 코어(110)에 도달하는 임의의 RF 신호들 또는 잡음이 접지로 션트되어 폴-투-제1-쓰로우 동작(pole-to-first-throw operation)에 대한 바람직하지 않은 간섭 효과들이 감소할 수 있다.
위의 예는 단일-폴-이중-쓰로우 구성의 맥락에서 설명되었지만, RF 코어는 다른 수의 폴 및 쓰로우를 이용하여 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 하나보다 많은 폴이 존재할 수 있으며, 쓰로우들의 수는 예시적인 수인 2보다 작거나 클 수 있다.
도 3의 예에서, 폴(102a)과 2개의 쓰로우 노드(104a, 104b) 사이의 트랜지스터들은 단일 트랜지스터들로서 도시된다. 일부 구현예들에서, 폴(들)과 쓰로우(들) 사이의 그러한 스위칭 기능성들은 스위치 아암 세그먼트들에 의해 제공될 수 있으며, 각각의 스위치 아암 세그먼트는, 트랜지스터 스택으로 구성된 FET들과 같은 복수의 트랜지스터를 포함한다. 그러한 구성이 도 4에 도시되고, 직렬 스위치들(140a, 140b) 및/또는 션트 스위치들(142a, 142b)은 직렬로 다수의 트랜지스터 디바이스를 포함할 수 있다. 다시, SP2T 구성의 맥락에서 설명되지만, 다른 수의 폴 및 쓰로우를 갖는 RF 코어들도 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
특정 신호가 안테나로 전송되기를 원하는 경우, 연관된 쓰로우와 안테나 사이의 경로는 온으로 바이어스될 수 있지만, 현재 사용되지 않는 다른 스위치들은 오프로 바이어스될 것이다. 또한, 오프 아암(OFF arm)(들)과 연관된 션트 아암(shunt arm)들은 관심 경로를 더 격리시키기 위해 접지에 접속될 수 있다. 그러나, 직렬 스위치들(예를 들어, 120a, 120b)이 안테나 노드와 각각의 션트 아암 사이의 전송 아암에 배치되는 도 3의 스위치(110) 회로 및 도 4의 스위치(130)의 구성과 관련하여, 선형성 문제들은 온 아암에서의 관심 신호뿐만 아니라 오프 아암(들)에 존재할 수 있는 전압 스윙을 전송하는 직렬 스위치(들)에 의해 생성될 수 있는 고조파 및/또는 혼변조에 기초하여 일어날 수 있다. 온 스위치 아암들 내의 직렬 트랜지스터들에 대한 필요성을 적어도 부분적으로 제거하고/하거나 오프 아암 스위치들 양단의 전압 스윙을 감소시킬 수 있는 통합 스위치 및 필터 아키텍처를 제공하는 특정 실시예들이 본 명세서에서 개시된다. 본 명세서에서 설명된 것과 같은 통합 필터-스위치 네트워크들은 이하에서 설명되는 것들과 같은, 하나 이상의 스위칭 성능 파라미터에 대해 스위칭 성능을 적어도 부분적으로 향상시킬 수 있다.
스위칭 성능 파라미터들의 예들:
삽입 손실
스위칭 디바이스 성능 파라미터는 삽입 손실의 척도를 포함할 수 있다. 스위칭 디바이스 삽입 손실은 RF 스위칭 디바이스를 통해 라우팅되는 RF 신호의 감쇠의 척도일 수 있다. 예를 들어, 스위칭 디바이스의 출력 포트에서의 RF 신호의 크기는 스위칭 디바이스의 입력 포트에서의 RF 신호의 크기보다 작을 수 있다. 일부 실시예에서, 스위칭 디바이스는 기생 커패시턴스, 인덕턴스, 저항, 또는 컨덕턴스를 디바이스 내에 도입하여 스위칭 디바이스 삽입 손실의 증가에 기여하는 디바이스 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 스위칭 디바이스 삽입 손실은 스위칭 디바이스의 출력 포트에서의 RF 신호의 전력 또는 전압에 대한 입력 포트에서의 RF 신호의 전력 또는 전압의 비율로서 측정될 수 있다. 감소된 스위칭 디바이스 삽입 손실은 개선된 RF 신호 전송을 가능하게 하는 데 바람직할 수 있다.
격리
스위칭 디바이스 성능 파라미터는 격리의 척도도 포함할 수 있다. 스위칭 디바이스 격리는 RF 스위칭 디바이스의 입력 포트와 출력 포트 사이의 RF 격리의 척도일 수 있다. 일부 실시예에서, 이것은 예를 들어, 스위칭 디바이스가 오프 상태에 있는 동안에 스위칭 디바이스가 입력 포트와 출력 포트가 전기적으로 격리되는 상태에 있는 동안의 스위칭 디바이스의 RF 격리의 척도일 수 있다. 스위칭 디바이스 격리의 증가는 RF 신호 무결성을 개선할 수 있다. 특정 실시예들에서, 격리의 증가는 무선 통신 디바이스 성능을 개선할 수 있다.
혼변조 왜곡
스위칭 디바이스 성능 파라미터는 혼변조 왜곡(IMD) 성능의 척도를 추가로 포함할 수 있다. 혼변조 왜곡(IMD)은 RF 스위칭 디바이스의 비선형성의 척도일 수 있다.
IMD는 둘 이상의 신호가 함께 혼합되고 고조파 주파수들이 아닌 주파수들을 산출하는 것으로부터 초래될 수 있다. 예를 들어, 2개의 신호가 주파수 공간에서 서로 비교적 가까운 기본 주파수들 f1 및 f2 (f2 > f1)를 갖는 것으로 가정한다. 그러한 신호들의 혼합은 2개의 신호의 기본 및 고조파 주파수들의 상이한 곱들에 대응하는 주파수들에서 주파수 스펙트럼 내의 피크들을 유발할 수 있다. 예를 들어, (IMD2라고도 하는) 2차 혼변조 왜곡은 통상적으로 주파수 f1+f2 f2-f1, 2f1, 및 2f2를 포함하는 것으로 간주된다. (IMD3라고도 하는) 3차 IMD는 통상적으로 2f1+f2, 2f1-f2, f1+2f2, f1-2f2를 포함하는 것으로 간주된다. 고차 곱들은 유사한 방식들로 형성될 수 있다.
일반적으로, IMD 차수가 증가함에 따라, 전력 레벨들은 감소한다. 따라서, 2차 및 3차는 특별히 관심 대상인 바람직하지 않은 효과들일 수 있다. 4차 및 5차와 같은 더 높은 차수들도 일부 상황에서 또한 관심 대상일 수 있다.
일부 RF 애플리케이션에서는, RF 시스템 내의 간섭에 대한 민감성을 줄이는 것이 바람직할 수 있다. RF 시스템들에서의 비선형성은 시스템 내로의 가짜 신호들의 도입을 유발할 수 있다. RF 시스템 내의 가짜 신호들은 시스템 내의 간섭을 유발하고, RF 신호들에 의해 전송되는 정보를 열화시킬 수 있다. 증가된 비선형성을 갖는 RF 시스템은 간섭에 대한 민감성의 증가를 보일 수 있다. 시스템 컴포넌트들, 예를 들어 스위칭 디바이스들의 비선형성은 RF 시스템 내로의 가짜 신호들의 도입에 기여하여, 전반적인 RF 시스템 선형성 및 IMD 성능의 열화에 기여할 수 있다.
일부 실시예들에서, RF 스위칭 디바이스들은 무선 통신 시스템을 포함하는 RF 시스템의 일부로서 구현될 수 있다. 시스템의 IMD 성능은 RF 스위칭 디바이스의 선형성과 같은 시스템 컴포넌트들의 선형성을 증가시킴으로써 개선될 수 있다. 일부 실시예들에서, 무선 통신 시스템은 다중-대역 및/또는 다중-모드 환경에서 동작할 수 있다. 혼변조 왜곡(IMD) 성능의 개선은 다중-대역 및/또는 다중-모드 환경에서 동작하는 무선 통신 시스템들에서 바람직할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위칭 디바이스 IMD 성능의 개선은 다중-모드 및/또는 다중-대역 환경에서 동작하는 무선 통신 시스템의 IMD 성능을 개선할 수 있다.
개선된 스위칭 디바이스 IMD 성능은 다양한 무선 통신 표준들에서 동작하는 무선 통신 디바이스들에 대해, 예를 들어 LTE 통신 표준에서 동작하는 무선 통신 디바이스들에 대해 바람직할 수 있다. 일부 RF 애플리케이션에서, 데이터 및 음성 통신의 동시 전송을 가능하게 하는 무선 통신 디바이스들에서 동작하는 스위칭 디바이스들의 선형성을 개선하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 디바이스들에서의 개선된 IMD 성능은 LTE 통신 표준에서 동작하고 음성 및 데이터 통신의 동시 전송(SVLTE)을 수행하는 무선 통신 디바이스들에 대해 바람직할 수 있다.
통합 스위치-필터 네트워크들을 사용한 비선형성 보정/방지
전술한 바와 같이, RF 스위치들에서, 입력 포트와 출력 포트 사이의 오프-상태 격리는 스위치 성능을 결정하는 데 중요한 요인일 수 있다. 오프-상태 스위치 격리는 스위치의 입력 포트와 출력 포트 사이의 RF 격리의 척도를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 오프-상태 스위치 격리는 예를 들어, 스위칭 디바이스가 오프인 동안에 스위칭 디바이스가 입력 포트와 출력 포트가 전기적으로 격리되는 상태에 있는 동안의 스위칭 디바이스의 RF 격리의 척도를 제공할 수 있다. 증가된 스위칭 디바이스 격리는 개선된 RF 신호 무결성을 유발할 수 있고, 무선 통신 디바이스 성능의 향상을 제공할 수 있다.
격리는 트랜지스터 디바이스들의 기생 커패시턴스에 의해 부정적으로 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 도 3을 추가로 참조하면, 트랜지스터(120a 또는 120b)가 오프-상태에 있을 때, 트랜지스터에서의 드레인-투-소스(drain-to-source) 전류가 실질적으로 억제되는 경우, 기생 커패시턴스들이 트랜지스터의 하나 이상의 단자 사이에 존재할 수 있고, 이는 RF 코어(110)의 성능에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 회로에서의 저항들과 함께, 오프-상태 커패시턴스(본 명세서에서 "오프 커패시턴스" 또는 "COFF"로서 또한 지칭됨)는 트랜지스터의 속도를 적어도 부분적으로 제한할 수 있다. 트랜지스터들(120a, 120b)의 다양한 기생 커패시턴스들은 트랜지스터들의 소스/드레인과 벌크 기판 사이의 공핍 영역들에 의해 적어도 부분적으로 생성될 수 있다.
온-아암 스위치 고조파를 감소시키기 위해, 특정 스위치 회로 실시예들은 비교적 큰 주변 트랜지스터들(예를 들어, 높은 IDSS 및/또는 감소된 온 저항)을 구현한다. 그러나, 그러한 구현예들과 연관된 단점들은 비교적 큰 디바이스/칩 크기를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 솔루션들은 온-아암 생성 고조파를 충분히 제거하지 않을 수 있다. 또한, 더 큰 아암 크기는 오프-상태 커패시턴스들의 증가를 야기할 수 있고, 비교적 높은 삽입 손실 및/또는 낮은 격리를 유발하는 임피던스 불일치들을 생성하고/하거나 증가된 오프-아암-생성 비선형성을 유발할 수 있다.
오프-아암 고조파를 감소시키기 위해, 특정 스위치 회로 실시예들은 각각의 스위치 아암에서 몇몇 트랜지스터들의 스택을 이용하여 각각의 트랜지스터에 걸친 전압 강하를 분할한다. 그러나, 그러한 솔루션들은 일반적으로 스위치가 온-상태에 있을 때 증가된 스위치 크기 및/또는 증가된 온-저항을 유발할 수 있다. 비교적 낮은 고조파를 달성하기 위해, 특정 구현예들은 수동 RF 필터를 포스트-스위치 고조파 필터링 솔루션으로서 이용한다. 그러나, 포스트-스위치 필터링을 사용하는 것은 삽입 손실 및/또는 고정 필터 응답을 더 증가시킬 수 있고, 이는 다수의 전송 대역에서 구현하기에 바람직하지 않을 수 있다.
전술한 바와 같이, 하나 이상의 직렬 스위치가 전송 아암들에 배치되는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 스위치 회로 구현예들에서, 그러한 스위치(들)는 온-아암에 대한 온-저항 및/또는 오프-아암에 대한 오프-커패시턴스에 기초하여 실질적으로 불가피하게 일정량의 고조파를 생성할 수 있다. 즉, 일반적으로 말하면, FET 디바이스들(예를 들어, SOI 또는 pHEMT, 또는 임의의 반도체 트랜지스터)은 스위치들로서 사용되는 경우, 일정량의 비선형성을 생성할 수 있다.
본 명세서에서 개시된 특정 실시예들은 션트 아암과 공통 노드 사이에 직렬 스위치를 포함하지 않음으로써 온-스위치 고조파 생성을 실질적으로 피할 수 있는 통합 스위치 및 필터 스위치 아키텍처들을 제공한다. 하나 이상의 직렬 스위치가 없으면, 다른 솔루션들이 스위치 전송 아암들을 턴온 및 턴오프하기 위해 구현될 수 있다. 특정 실시예들에서, 스위칭/필터링 기능성은 직렬 전송 라인(들)의 사용을 통해 적어도 부분적으로 달성될 수 있고, 직렬 전송 라인(들)은 특정 주파수들에서 원하는 필터링 특성들을 제공하도록 치수설정될 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 신호의 특정 주파수 성분에 대해 ¼ 파장(λ)의 길이를 갖는 전송 라인에 대해, 이 전송 라인을 조사할 때 그러한 주파수 성분은 종단 임피던스의 반대를 볼 것이다.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어의 예를 도시한다. 스위치 회로(500)는 직렬 스위치들의 대안으로서 하나 이상의 전송 라인("TL1", "TL2")을 포함한다. 따라서, 스위치(500)는 전술한 온-상태 고조파 생성을 제공하지 않을 수 있다. 스위치 회로(500)는 위상 지연을 생성하기 위해 전송 라인(들) 또는 그 등가물을 사용하고, 탱크 회로(515, 517)(예를 들어, LC 네트워크)를 사용할 수 있고, 이 탱크 회로는 오프-조건에서 사용되어 오프(예를 들어, 고 선형성) 경로에 대한 개방 및/또는 단락 임피던스들을 형성할 수 있다. 이러한 구현예들은 다른 오프-상태 스위치들에서 감소된 전압 스윙을 유발할 수 있다. 탱크 회로(515)는 션트 아암에서 스위치 S1에 의해 생성된 고조파를 제거하도록 기능할 수 있다.
도 6은 본 명세서에서 개시된 특정 원리들을 나타내는 스위치 회로(600)의 예시적인 실시예를 제공한다. 스위치 회로(600)는 2개의 스위치 아암을 포함하는데, 하나는 제1 전송 대역("대역 A")과 연관되고 다른 하나는 제2 전송 대역("대역 B")과 연관된다. 2개의 대역/아암이 도시되어 있지만, 개시된 원리들은 임의의 수의 대역/아암을 포함하는 솔루션들에 적용가능할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
구현예에서, 대역 B의 3차 고조파(3f0)(또는 다른 고조파)를 최소화하고 대역 A의 2차 고조파(2f0)(또는 다른 고조파)를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 특정 고조파는 시스템에서 어디론가 전파되는 다른 신호에 가까워서, 시스템의 다른 부분들로 원치 않는 누설을 방지하기 위해 그러한 신호를 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 일 실시예에서, 대역 A는 LTE 스펙트럼의 대역 8(예를 들어, 대략 900 MHz)에 대응할 수 있는 한편, 대역 B는 LTE 스펙트럼의 대역 17(예를 들어, 대략 700 MHz)에 대응할 수 있다. 하나 이상의 추가적인 선형 경로가 더 많은 전송(지연) 라인 변환 네트워크로 형성될 수 있다.
대역 B와 연관된 스위치 아암의 경우, 전송 경로에 직렬 스위치가 없을 수 있어서, 일반적으로 직렬-아암 고조파 생성을 겪지 않을 수 있다. 오프-아암 고조파를 개선하기 위해 임의의 다른 오프-상태 직렬 아암들 양단의 오프-상태 전압을 최소화하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 전술한 바와 같이, 예시적인 구현예에서, 대역 B 신호의 3f0 고조파 제거를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 대역 A와 연관된 스위치 아암의 경우, 여전히 연관된 통과대역을 통과하면서 2차 고조파 제거를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
병렬 공진 탱크 회로(615)와 조합하여 TL1에 대한 ¾ λ 전송 라인 또는 LC 회로 등가물을 사용하면, 결과적인 임피던스 환경은 전송 라인 TL1을 조사하는 방향 P1으로부터, 대역 B의 기본 주파수(f0)에 대한 실질적 개방 회로, 그리고 3차 고조파(3f0)에서의 단락 회로를 제공할 수 있다.
병렬 탱크 회로(615)는 제거되는 것이 바람직한 주파수(예를 들어, 일 실시예에서 대역 B에 대해 3f0; 2.1 GHz)에서 공진하도록 구성될 수 있는 반면, 탱크 회로(615)는 대역 B의 기본 주파수 f0에서 접지에 대한 실질적 단락 회로처럼 보일 수 있다. 예를 들어, 그러한 거동은 비교적 낮은 값 인덕터 L1의 사용을 통해 달성될 수 있다.
회로(600)는 고 선형 아암(예를 들어, 대역 B)에 대해 온-아암 트랜지스터-생성 고조파 또는 혼변조 왜곡을 실질적으로 제공하지 않을 수 있다. 또한, S3와 같은 오프-아암 스위치들은 고 선형 아암에 의해 전송되는 기본 신호로부터 비교적 최소 전압 스윙을 볼 수 있다. 이는 오프-아암-생성 비선형성(예를 들어, 고조파 및/또는 혼변조 왜곡)을 최소화할 수 있다. 또한, (예를 들어, 고 선형 아암 경로가 아닌) 다른 모드들에서, (예를 들어, 설계에 따라 2f0 또는 3f0) 고조파 제거가 달성될 수 있어서, 포스트-스위치 필터링이 필요하지 않을 수 있다.
도 7은 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어의 예를 도시한다. 도 7의 특정 구현예는 3개의 스위치 아암을 포함한다: (1) 전송 신호의 3차 고조파에 대한 최소화된 온-고조파 생성이 하나 이상의 애플리케이션에서 바람직할 수 있는 대역 17(B17); 하나 이상의 애플리케이션에서 2차 고조파 제거가 바람직할 수 있는 대역 8(B8); 및 추가적인 저-대역 GSM 아암.
도시된 바와 같이, 안테나(724)와 션트 스위치 S1 사이, 또는 안테나(724)와 션트 스위치 S2 사이에 직렬 아암 스위치가 존재할 수 없으므로, 그러한 경로에서 직렬 아암 고조파 생성이 감소되거나 없을 수 있다. 또한, 다양한 아암들 양단의 오프-상태 전압이 또한 감소/최소화되어, 오프-아암 고조파를 개선할 수 있다.
특정 실시예들에서, 전송 라인 TL1은 B17 대역에 대해 3차 고조파에 대한 단락 회로를 관점 P1로부터 제공하기 위해 B17 대역 기본 주파수에 대해 ¾ λ 전송 라인을 포함할 수 있는 한편, 전송 라인 TL2는 그러한 대역(들)의 2차 고조파(예를 들어, 1.8GHz)에 대해 단락 회로를 제공하기 위해 B8 및/또는 GSM 대역들에 대해 ¼ λ 전송 라인을 포함할 수 있다.
도 7의 예에서, f0(예를 들어, 700 MHz)를 중심으로 하는 B17 대역 전송 신호는 (B8 대역에 대해 ¼ λ의 길이를 가질 수 있는) 전송 라인 TL2를 통과하고 안테나(724)로 전달될 수 있다. 직렬 스위치가 없기 때문에, 온-상태 고조파 생성이 실질적으로 없을 수 있다; 션트 스위치 S2가 있을 수 있지만, B17 전송 동안 그러한 스위치가 오프-상태에 있을 수 있다.
B17 대역 전송 경로를 비교적 낮은 손실 경로로 만들기 위해, 전송 라인 TL1은 방향 P1에서 공통 노드 N1에서의 B17에 대해 3차 고조파(예를 들어, 2.1 GHz)에서의 단락 회로를 제공하도록 치수설정될 수 있다. 션트 스위치 S1이 온-상태에 있으면, 3차 고조파 신호는 B17 신호의 3차 고조파에서 공진하도록 설계된 탱크 회로로 전달될 수 있고, 따라서 3차 고조파 주파수 성분에 대한 개방 회로로서 나타나면서, 기본 주파수에 대해 접지에 대한 단락 회로로서 나타난다. 탱크 회로(715)는 원하는 공진을 달성하기 위해 비교적 큰 값의 인덕터와 작은 값의 커패시터를 포함할 수 있다.
B8 대역 전송 모드에서, 탱크 회로(715)에 결합된 스위치 S1은 개방될 수 있는 반면, 반대측의 션트 스위치 S2는 접지에 대해 폐쇄될 수 있다. 전송 라인 TL2는 B8 대역의 기본 주파수에 대해 공통 노드 N1에서 개방 회로로서 나타나도록 설계될 수 있다. 도면에 도시되지는 않지만, 스위치 S2는 마찬가지로 제거되는 것이 바람직한 고조파 간격에서 공진하도록 설계된 탱크 회로와 직렬로 결합될 수 있다. 다양한 전송 라인들(TL1, TL2)의 길이들은 최적의 신호 제거 특성들을 제공하도록 선택될 수 있다.
도 8은 하나 이상의 실시예에 따른 도 7의 전송 라인 TL1에 의해 제공되는 신호 제거를 도시하는 그래프이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, ¾ λ의 길이를 갖는 전송 라인은 3차 고조파 주파수 성분에서 널(예를 들어, 최대 -35dB 또는 그 이상의 제거)을 제공할 수 있지만, 기본 주파수는 손실이 거의 없거나 전혀 없게 전달될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 각각 직렬 스위치(들)를 구현하는 시스템 및 통합 스위치-필터 네트워크를 구현하는 시스템에 대한 잠재적인 고조파 크기들을 나타내는 그래프들이다. 도 9b에 예시된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 3차 고조파는 종래의 직렬 스위치 시스템과 비교하면 통합 스위치-필터 시스템에서 30dB 또는 그 이상만큼 감소될 수 있다.
도 10은 하나 이상의 실시예에 따른 RF 코어(1000)의 예를 도시한다. 도 10의 회로는 추가적인 전송 대역들이 RF 코어의 일부인 특정 실시예에서, 그러한 추가적인 아암들이 단일 측에 배치될 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 대역 A 및 대역 C가 각각 B8 및 GSM 대역들을 나타내는 경우, 추가적인 대역들은 동일 측에 함께 그룹화될 수 있다.
도 11a는 전송 라인의 표현을 도시하는 반면, 도 11b는 특정 실시예들에서, 하나 이상의 커패시터 및/또는 인덕터를 포함하는 전송 라인 등가 회로가 본 명세서에 개시된 하나 이상의 실시예와 관련하여 사용되어 본 명세서에서 개시된 전송 라인 기능성을 제공할 수 있다는 것을 도시한다. 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련한 전송 라인들에 대한 임의의 참조들 또는 그 설명들은 도 11b에 도시된 것과 같은 전송 라인 등가 회로들 또는 다른 유형 또는 구성의 전송 라인 등가 회로에 대해 참조하는 것으로 이해될 수 있다.
특정 실시예들에서, 도 11b의 커패시터들 C1, C1 중 하나 이상은
Figure pct00001
의 값을 가질 수 있고, Z는 전송 라인의 특성 임피던스를 나타내고, f는 중심 주파수를 나타낸다. 또한, 특정 실시예들에서 인덕터 L1은
Figure pct00002
의 값을 가질 수 있다.
패키징된 모듈 구현예
일부 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 하나 이상의 특징을 갖는 하나 이상의 다이는 패키징된 모듈에서 구현될 수 있다. 이러한 모듈의 예가 도 12a(평면도) 및 도 12b(측면도)에 도시된다. 모듈(810)은 패키징 기판(812)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 이런 패키징 기판은 복수의 컴포넌트를 수용하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 라미네이트 기판을 포함할 수 있다. 패키징 기판(812) 상에 장착된 컴포넌트들은 하나 이상의 다이를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 스위칭 회로(120)를 갖는 다이(800)는 패키징 기판(812) 상에 장착되도록 도시된다. 스위칭 회로(120)는 본 명세서에 개시된 것과 같은 통합 스위치-필터 네트워크를 포함할 수 있다. 다이(800)는 접속-와이어본드들(816)과 같은 접속들을 통해 모듈의 다른 부분들에(그리고 하나보다 많은 다이가 이용되는 경우 서로) 전기적으로 접속될 수 있다. 그러한 접속-와이어본드들은 다이(800) 상에 형성되는 콘택 패드들(818)과 패키징 기판(812) 상에 형성되는 콘택 패드들(814) 사이에 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면 장착 디바이스(SMD)들(822)은 모듈(810)의 다양한 기능성들을 용이하게 하기 위해 패키징 기판(812) 상에 장착될 수 있다.
일부 실시예들에서, 패키징 기판(812)은 다양한 컴포넌트들을 서로 및/또는 외부 접속들을 위한 콘택 패드들과 상호접속시키기 위한 전기적 접속 경로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접속 경로(832)가 예시적인 SMD(822)와 다이(800)를 상호접속하는 것으로 도시되어 있다. 다른 예에서, 접속 경로(832)는 SMD(822)를 외부-접속 콘택 패드(834)와 상호접속시키는 것으로 도시되어 있다. 또 다른 예에서, 접속 경로(832)는 다이(800)를 접지-접속 콘택 패드들(836)과 상호접속시키는 것으로 도시되어 있다.
일부 실시예들에서, 패키징 기판(812) 위의 공간 및 그 위에 장착된 다양한 컴포넌트들은 오버몰드 구조체(830)로 채워질 수 있다. 이러한 오버몰드 구조체는 외부 요소들로부터 컴포넌트들 및 와이어본드들에 대한 보호와 패키징된 모듈(810)의 보다 쉬운 취급을 포함하는 복수의 원하는 기능성을 제공할 수 있다.
무선 디바이스 구현예
일부 구현예에서, 본 명세서에서 설명된 하나 이상의 특징을 갖는 디바이스 및/또는 회로는 무선 디바이스와 같은 RF 디바이스에 포함될 수 있다. 그러한 디바이스 및/또는 회로는 무선 디바이스에 직접적으로, 본 명세서에서 설명된 바와 같이 모듈러 형태로, 또는 그들의 일부 조합으로 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 무선 디바이스는, 예를 들어, 셀룰러 폰, 스마트 폰, 폰 기능성을 갖거나 갖지 않는 핸드-헬드 무선 디바이스, 무선 태블릿 등을 포함할 수 있다.
도 13은 본 명세서에서 설명된 하나 이상의 유리한 특징을 갖는 예시적인 무선 통신 디바이스(900)를 개략적으로 도시한다. 무선 통신 디바이스(900)는 RF 컴포넌트들(995) 및 기저대역 컴포넌트들(990) 양자 모두를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 무선 통신 디바이스(900)는 본 명세서에서 개시된 하나 이상의 실시예에 따른 통합 스위치-필터 네트워크(들)를 갖는 하나 이상의 스위치 디바이스를 포함할 수 있다.
예시적인 무선 디바이스(900)에서, 복수의 PA를 갖는 전력 증폭기(PA) 모듈(901)은 증폭된 RF 신호를 스위치(920)에 제공할 수 있고, 스위치(920)는 증폭된 RF 신호를 안테나(916)로 라우팅할 수 있다. PA 모듈(901)은 공지된 방식으로 구성되고 동작될 수 있는 송수신기(906)로부터 증폭되지 않은 RF 신호를 수신할 수 있다. 송수신기(906)는 또한 수신된 신호들을 처리하도록 구성될 수 있다. 송수신기(906)는 사용자에 적합한 데이터 및/또는 음성 신호들과, 송수신기(906)에 적합한 RF 신호들 사이의 변환을 제공하도록 구성되는 기저대역 서브-시스템(908)과 상호작용하도록 도시되어 있다. 송수신기(906)는 또한 무선 디바이스(900)의 동작을 위한 전력을 관리하도록 구성되는 전력 관리 컴포넌트(906)에 접속되는 것으로 도시되어 있다. 이러한 전력 관리 컴포넌트는 또한 무선 통신 디바이스(900)의 다양한 컴포넌트들의 동작들을 제어할 수 있다.
기저대역 서브-시스템(908)은 사용자에게 제공되고 사용자로부터 수신된 음성 및/또는 데이터의 다양한 입력 및 출력을 용이하게 하기 위하여 사용자 인터페이스(902)에 접속되도록 도시되어 있다. 기저대역 서브-시스템(908)은 무선 디바이스의 동작을 용이하게 하기 위한 데이터 및/또는 명령어들을 저장하고, 및/또는 사용자를 위한 정보의 저장을 제공하도록 구성되는 메모리(904)에 또한 접속될 수 있다.
일부 실시예에서, 듀플렉서(912a-912d)는 송신 및 수신 동작들이 공통 안테나(예컨대, 916)를 이용하여 동시에 수행되는 것을 허용할 수 있다. 도 13에서, 수신된 신호들은 예를 들어, 하나 이상의 저잡음 증폭기(LNA)를 포함할 수 있는 "Rx" 경로들(도시되지 않음)에 라우팅되는 것으로 도시되어 있다.
다수의 다른 무선 디바이스 구성은 본 명세서에서 설명된 하나 이상의 특징을 활용할 수 있다. 예를 들어, 무선 디바이스가 멀티-대역 디바이스일 필요는 없다. 다른 예에서, 무선 디바이스는 다이버시티 안테나와 같은 추가적인 안테나들, 및 Wi-Fi, 블루투스, 및 GPS와 같은 추가적인 접속성 특징들을 포함할 수 있다.
일반적인 코멘트들
문맥이 달리 분명하게 요구하지 않는 한, 설명 및 청구항들 전체에 걸쳐, “포함한다(comprise)”, “포함하는(comprising)” 등의 단어들은, 배타적이거나 완전한 의미와는 반대되는 것으로, 포괄적 의미; 즉 “을 포함하지만 이에 한정되지 않는(including, but not limited to)”의 의미로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 바와 같은 단어 "결합된"은 직접적으로 접속되거나 하나 이상의 중간 요소를 통해 접속될 수 있는 2개 이상의 요소를 지칭한다. 추가로, “여기에서(herein)”, “위(above)”, “아래(below)”라는 단어들, 및 그와 유사한 의미의 단어들은, 이 출원에서 사용될 때, 이 출원의 임의의 특정한 부분이 아니라 이 출원을 전체적으로 지칭할 것이다. 문맥이 허용하는 경우에, 단수 또는 복수를 사용하는 위의 설명에서의 단어들은 또한 각각 복수 또는 단수를 포함할 수 있다. 둘 이상의 항목의 리스트와 관련하여 단어 "또는"은 단어의 아래의 해석들: 리스트 내의 임의의 항목들, 리스트 내의 항목들 모두, 및 리스트 내의 항목들의 임의의 조합 모두를 포괄하는 단어이다.
본 발명의 실시예들의 위의 상세한 설명은 완전함을 의도하거나 위에서 개시된 정밀한 형태로 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 본 발명의 구체적인 실시예들, 및 본 발명에 대한 예들이 예시적인 목적들을 위해 위에서 설명되지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자들이 인식하는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 다양한 등가의 수정들이 가능하다. 예를 들어, 주어진 순서로 프로세스들 및 블록들이 제시되지만, 대안적인 실시예들은, 상이한 순서로, 단계들을 갖는 루틴들을 수행하거나, 블록들을 갖는 시스템들을 이용할 수 있고, 일부 프로세스 또는 블록은 삭제되고, 이동되고, 추가되고, 세분되고, 조합되고, 및/또는 수정될 수 있다. 이러한 프로세스들 또는 블록들 각각은 다양한 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스들 또는 블록들이 때때로 직렬로 수행되는 것으로 도시되어 있지만, 이러한 프로세스들 또는 블록들은 대신 병렬로 수행될 수 있거나, 상이한 시간들에 수행될 수 있다.
본 명세서에서 제공된 본 발명의 교시는 반드시 전술한 시스템이 아니라 다른 시스템들에 적용될 수 있다. 위에서 설명된 다양한 실시예들의 요소들 및 작용들은 추가 실시예들을 제공하기 위해 조합될 수 있다.
본 발명들의 일부 실시예가 설명되었지만, 이러한 실시예들은 단지 예로서 제시되었고, 본 개시내용의 범위를 한정하려는 의도는 아니다. 사실상, 여기서 설명된 신규한 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 구현될 수 있다; 또한, 본 명세서에서 설명된 방법들 및 시스템들의 형태에서 다양한 생략들, 대체물들 및 변경들이 본 개시내용의 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 첨부된 청구 범위 및 그 등가물은 본 개시내용의 범위 및 사상 내에 속할 것인 그러한 형태들 또는 수정들을 포괄하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 무선-주파수 모듈로서,
    제1 및 제2 스위치 아암들 및 상기 제1 및 제2 스위치 아암들 양자 모두에 접속된 공통 폴 노드를 갖는 스위칭 디바이스;
    상기 제1 스위치 아암에 접속된 제1 션트 아암; 및
    상기 공통 폴 노드와 상기 제1 션트 아암 사이의 상기 제1 스위치 아암에 배치된 제1 전송 라인- 상기 제1 전송 라인은 상기 제1 스위치 아암이 오프-상태에 있고 상기 제1 션트 아암이 온-상태에 있을 때 상기 제2 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 상기 공통 폴 노드로부터 상기 제1 스위치 아암을 조사하는(look into) 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성됨 -
    을 포함하는, 무선-주파수 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 라인은 ¼ λ의 길이를 갖고, λ는 상기 기본 주파수와 연관된 파장을 나타내는, 무선-주파수 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 라인은 ¾ λ의 길이를 갖고, λ는 상기 기본 주파수와 연관된 파장을 나타내는, 무선-주파수 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 라인은 상기 기본 주파수의 적어도 하나의 고조파에서 상기 공통 폴 노드로부터 상기 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 단락 회로를 제공하도록 추가로 구성되는, 무선-주파수 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 션트 아암은 접지에 접속된 탱크 회로와 직렬인 스위치를 포함하고, 상기 탱크 회로는 상기 기본 주파수의 상기 적어도 하나의 고조파에서 공진하고, 상기 기본 주파수에서 접지에 대한 실질적 단락 회로를 제공하도록 구성되는, 무선-주파수 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탱크 회로는 인덕터와 병렬인 커패시터를 포함하는, 무선-주파수 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스위치 아암에 접속된 제2 션트 아암을 추가로 포함하는, 무선-주파수 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공통 폴 노드와 상기 제2 션트 아암 사이의 상기 제2 스위치 아암에 배치된 제2 전송 라인을 추가로 포함하고, 상기 제2 전송 라인은 상기 제2 스위치 아암이 오프-상태에 있고 상기 제2 션트 아암이 온-상태에 있을 때 상기 제1 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 상기 공통 폴 노드로부터 상기 제2 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성되는, 무선-주파수 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 션트 아암은 복수의 전송 경로에 접속되고, 상기 복수의 전송 경로 각각은 상이한 주파수 대역에 대응하는 신호를 전송하기 위한 스위치를 포함하는, 무선-주파수 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 라인은 인덕터-커패시터 네트워크를 포함하는, 무선-주파수 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인덕터-커패시터 네트워크는 제1 션트 커패시터, 제2 션트 커패시터, 및 상기 제1 션트 커패시터와 제2 션트 커패시터 사이에 배치된 인덕터를 포함하는, 무선-주파수 모듈.
  12. 스위칭 회로로서,
    제1 스위치 아암;
    제2 스위치 아암;
    상기 제1 및 제2 스위치 아암 양자 모두에 접속된 공통 폴 노드;
    상기 제1 스위치 아암에 접속된 제1 션트 아암; 및
    상기 공통 폴 노드와 상기 제1 션트 아암 사이의 상기 제1 스위치 아암에 배치된 제1 전송 라인- 상기 제1 전송 라인은 상기 제1 스위치 아암이 오프-상태에 있고 상기 제1 션트 아암이 온-상태에 있을 때 상기 제2 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 상기 공통 폴 노드로부터 상기 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성됨 -
    을 포함하는, 스위칭 회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전송 라인은 (x/4)·λ의 길이를 갖고, λ는 상기 기본 주파수와 연관된 파장을 나타내고 x는 정수 값을 나타내는, 스위칭 회로.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전송 라인은 상기 기본 주파수의 적어도 하나의 고조파에서 상기 공통 폴 노드로부터 상기 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 단락 회로를 제공하도록 추가로 구성되는, 스위칭 회로.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 션트 아암은 접지에 접속된 탱크 회로와 직렬인 스위치를 포함하고, 상기 탱크 회로는 상기 기본 주파수의 상기 적어도 하나의 고조파에서 공진하고, 상기 기본 주파수에서 접지에 대한 실질적 단락 회로를 제공하도록 구성되는, 스위칭 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 탱크 회로는 인덕터와 병렬인 커패시터를 포함하는, 스위칭 회로.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제2 스위치 아암에 접속된 제2 션트 아암을 추가로 포함하는, 스위칭 회로.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 공통 폴 노드와 상기 제2 션트 아암 사이의 상기 제2 스위치 아암에 배치된 제2 전송 라인을 추가로 포함하고, 상기 제2 전송 라인은 상기 제2 스위치 아암이 오프-상태에 있고 상기 제2 션트 아암이 온-상태에 있을 때 상기 제1 스위치 아암에서 전송하는 신호의 기본 주파수에서 상기 공통 폴 노드로부터 상기 제2 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성되는, 스위칭 회로.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 스위치 아암은 LTE 스펙트럼의 대역 8에 대응하고, 상기 제2 스위치 아암은 LTE 스펙트럼의 대역 17에 대응하는, 스위칭 회로.
  20. 무선 디바이스로서,
    무선-주파수 출력 신호를 전송하도록 구성되는 안테나;
    폴 노드를 통해 상기 안테나에 결합된 제1 스위치 아암;
    상기 폴 노드를 통해 상기 안테나에 결합된 제2 스위치 아암;
    상기 제1 스위치 아암에 접속된 제1 션트 아암; 및
    상기 폴 노드와 상기 제1 션트 아암 사이의 상기 제1 스위치 아암에 배치된 제1 전송 라인- 상기 제1 전송 라인은 상기 제1 스위치 아암이 오프-상태에 있고 상기 제1 션트 아암이 온-상태에 있을 때 상기 무선-주파수 출력 신호의 기본 주파수에서 상기 폴 노드로부터 상기 제1 스위치 아암을 조사하는 실질적 개방 회로를 제공하도록 구성됨 -
    을 포함하는, 무선 디바이스.
KR1020187016454A 2015-11-13 2016-11-10 통합 스위치-필터 네트워크 KR102594543B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562254956P 2015-11-13 2015-11-13
US62/254,956 2015-11-13
PCT/US2016/061448 WO2017083596A1 (en) 2015-11-13 2016-11-10 Integrated switch-filter network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180073696A true KR20180073696A (ko) 2018-07-02
KR102594543B1 KR102594543B1 (ko) 2023-10-26

Family

ID=58692148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187016454A KR102594543B1 (ko) 2015-11-13 2016-11-10 통합 스위치-필터 네트워크

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10256794B2 (ko)
KR (1) KR102594543B1 (ko)
CN (1) CN108476028B (ko)
HK (1) HK1256799A1 (ko)
TW (1) TWI699968B (ko)
WO (1) WO2017083596A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016174236A (ja) * 2015-03-16 2016-09-29 株式会社東芝 半導体装置
KR102594543B1 (ko) * 2015-11-13 2023-10-26 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 통합 스위치-필터 네트워크
US9602091B1 (en) * 2015-12-03 2017-03-21 Peregrine Semiconductor Corporation Low phase shift, high frequency attenuator
JP2017152896A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 ソニー株式会社 半導体装置、アンテナスイッチ回路、モジュール装置、及び無線通信装置
KR101919317B1 (ko) * 2017-09-07 2018-11-16 고려대학교 산학협력단 가변 λ/4 전송선로를 이용한 다중대역 SPNT 스위치, 상기 스위치를 포함하는 스위치 매트릭스, 및 송수신 시스템
CN108777565B (zh) * 2018-06-04 2022-08-09 成都仕芯半导体有限公司 电感耦合式谐振器及其构成的压控振荡器
US11496167B2 (en) * 2019-09-24 2022-11-08 Skyworks Solutions, Inc. RF signal switch
TW202139610A (zh) * 2020-03-31 2021-10-16 昇佳電子股份有限公司 天線與近接感測電路之傳輸架構
US11152970B1 (en) * 2020-09-22 2021-10-19 Apple Inc. Dielectric-loading detection apparatus
CN112702075B (zh) * 2020-12-07 2022-08-05 Oppo（重庆）智能科技有限公司 天线组件及电子设备
CN113595579B (zh) * 2021-06-30 2023-03-24 锐石创芯(深圳)科技股份有限公司 射频开关模组和射频开关电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6011959A (en) * 1998-03-17 2000-01-04 Motorola, Inc. Combiner circuit for dual band voltage controlled oscillators
US20060073792A1 (en) * 2004-08-24 2006-04-06 Jens Schoning Circuit having isolated transmitting and receiving paths
US20130241666A1 (en) * 2011-10-13 2013-09-19 Rf Micro Devices, Inc. Band switch with switchable notch for receive carrier aggregation

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7250804B2 (en) * 2002-12-17 2007-07-31 M/A -Com, Inc. Series/shunt switch and method of control
JP2005136948A (ja) * 2003-10-08 2005-05-26 Renesas Technology Corp アンテナスイッチ回路
TWI265431B (en) * 2004-09-07 2006-11-01 Acer Inc Notebook computer with antenna array module
KR102052307B1 (ko) 2011-11-09 2019-12-04 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 전계 효과 트랜지스터 구조 및 관련된 무선-주파수 스위치
US8818298B2 (en) * 2012-01-20 2014-08-26 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. High frequency switch
CN102856623B (zh) * 2012-07-23 2016-06-08 北京长峰广播通讯设备有限责任公司 射频宽带高功率电子管放大器3/4λ波长输出谐振腔
TWI539761B (zh) * 2014-04-21 2016-06-21 立積電子股份有限公司 射頻切換模組及其控制方法
JP2016010045A (ja) * 2014-06-25 2016-01-18 株式会社東芝 高周波スイッチ回路
KR102594543B1 (ko) * 2015-11-13 2023-10-26 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 통합 스위치-필터 네트워크

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6011959A (en) * 1998-03-17 2000-01-04 Motorola, Inc. Combiner circuit for dual band voltage controlled oscillators
US20060073792A1 (en) * 2004-08-24 2006-04-06 Jens Schoning Circuit having isolated transmitting and receiving paths
US20130241666A1 (en) * 2011-10-13 2013-09-19 Rf Micro Devices, Inc. Band switch with switchable notch for receive carrier aggregation

Also Published As

Publication number Publication date
US10256794B2 (en) 2019-04-09
WO2017083596A1 (en) 2017-05-18
HK1256799A1 (zh) 2019-10-04
CN108476028A (zh) 2018-08-31
TWI699968B (zh) 2020-07-21
US20190207586A1 (en) 2019-07-04
US10985733B2 (en) 2021-04-20
CN108476028B (zh) 2020-09-11
TW201722070A (zh) 2017-06-16
KR102594543B1 (ko) 2023-10-26
US20170141759A1 (en) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102594543B1 (ko) 통합 스위치-필터 네트워크
CN108134596B (zh) 开关电路及其制造方法、集成电路、射频器件的封装模块
US9595951B2 (en) Radio-frequency switches having gate bias and frequency-tuned body bias
CN105900339B (zh) 用于晶体管的堆栈中改进的品质因素的电路和方法
JP2019080080A (ja) スイッチング装置、高周波スイッチングモジュール、および電子装置
US11394384B2 (en) Radio-frequency switches and related circuits
US10992286B2 (en) Signal switching systems and modules and devices using same
US20160134281A1 (en) Switch isolation network

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant