KR20210151706A - 포락선 추적 애플리케이션들을 위한 복합 캐스코드 전력 증폭기들 - Google Patents
포락선 추적 애플리케이션들을 위한 복합 캐스코드 전력 증폭기들 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210151706A KR20210151706A KR1020210072561A KR20210072561A KR20210151706A KR 20210151706 A KR20210151706 A KR 20210151706A KR 1020210072561 A KR1020210072561 A KR 1020210072561A KR 20210072561 A KR20210072561 A KR 20210072561A KR 20210151706 A KR20210151706 A KR 20210151706A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power amplifier
- effect transistor
- field effect
- envelope
- mode field
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 claims description 14
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 6
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 229920005994 diacetyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100023518 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) DAL7 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 101150032602 mls-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
- H03F1/22—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0216—Continuous control
- H03F1/0222—Continuous control by using a signal derived from the input signal
- H03F1/0227—Continuous control by using a signal derived from the input signal using supply converters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0216—Continuous control
- H03F1/0233—Continuous control by using a signal derived from the output signal, e.g. bootstrapping the voltage supply
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0244—Stepped control
- H03F1/025—Stepped control by using a signal derived from the input signal
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
- H03F1/22—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively
- H03F1/223—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively with MOSFET's
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
- H03F1/22—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively
- H03F1/226—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively with junction-FET's
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
- H03F1/3241—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
- H03F1/3247—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits using feedback acting on predistortion circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/193—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
- H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/102—A non-specified detector of a signal envelope being used in an amplifying circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/105—A non-specified detector of the power of a signal being used in an amplifying circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/18—Indexing scheme relating to amplifiers the bias of the gate of a FET being controlled by a control signal
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
포락선 추적 애플리케이션들을 위한 복합 캐스코드 전력 증폭기들이 본 명세서에 제공된다. 특정 실시예들에서, 포락선 추적 시스템은 무선 주파수(RF) 신호를 증폭하고 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하는 복합 캐스코드 전력 증폭기, 및 RF 신호의 포락선에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는 포락선 추적기를 포함한다. 복합 캐스코드 전력 증폭기는 RF 신호를 증폭하기 위한 인핸스먼트 모드(E-MODE) 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 E-MODE FET와 캐스코드된 공핍 모드(D-MODE) FET를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 전자 시스템들에 관한 것으로, 특히, 무선 주파수(RF) 전자기기에서 이용하기 위한 전력 증폭기들에 관한 것이다.
전력 증폭기들은 안테나들을 통한 전송을 위해 RF 신호들을 증폭하기 위해 무선 주파수(RF) 통신 시스템들에서 이용된다. 배터리 수명을 연장하고/하거나 적절한 전송 전력 레벨을 제공하기 위해 RF 신호 전송들의 전력을 관리하는 것이 중요하다.
하나 이상의 전력 증폭기를 갖는 RF 통신 시스템들의 예들은, 모바일 전화기들, 태블릿들, 기지국들, 네트워크 액세스 포인트들, 고객 구내 장비(CPE), 랩탑들, 및 착용가능한 전자기기를 포함하지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 셀룰러 표준, WLAN(wireless local area network) 표준, 및/또는 임의의 다른 적절한 통신 표준을 이용하여 통신하는 무선 디바이스들에서, 전력 증폭기가 RF 신호 증폭에 이용될 수 있다. RF 신호는 약 30 kHz 내지 300 GHz의 범위, 예를 들어, 주파수 범위 1(FR1)에서의 5세대(5G) 셀룰러 통신들에 대해 약 410 MHz 내지 약 7.125 GHz의 범위 또는 5G 통신 표준의 주파수 범위 2(FR2)에 대해 약 24.250 GHz 내지 약 52.600 GHz의 범위의 주파수를 가질 수 있다.
특정 실시예들에서, 본 개시내용은, 무선 주파수 신호를 생성하도록 구성된 트랜시버, 무선 주파수 신호의 포락선과 관련하여 변하는 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 구성된 포락선 추적기를 포함하는 전력 관리 시스템, 및 무선 주파수 신호를 증폭하고 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하도록 구성된 복합 캐스코드 전력 증폭기를 포함하는 프론트 엔드 시스템을 포함하는 모바일 디바이스에 관한 것이다. 복합 캐스코드 전력 증폭기는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터(enhancement mode field-effect transistor) 및 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터와 캐스코드된 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 금속 산화물 반도체 트랜지스터이다.
다수의 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 단채널 n형 금속 산화물 반도체 트랜지스터이다.
몇몇 실시예들에서, 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터는 쇼트키 게이트 전계 효과 트랜지스터이다.
일부 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 소스는 접지 전압에 접속되고, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인은 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 통해 복합 캐스코드 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된다. 다수의 실시예들에 따르면, 공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 접지 전압에 의해 바이어싱된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 접지 전압보다 높은 양의 전압에 의해 바이어싱된다.
다양한 실시예들에서, 복합 캐스코드 전력 증폭기는 전력 증폭기 공급 전압과 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인 사이에 전기적으로 접속된 초크 인덕터를 더 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 복합 캐스코드 전력 증폭기는 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 게이트 바이어스 전압을 제공하도록 구성된 게이트 바이어스 인덕터를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 구성된 DC-DC 변환기, 복수의 조절된 전압 및 무선 주파수 신호의 포락선에 기반하여 출력부에서 변조기 출력 전압을 생성하도록 구성된 변조기, 및 변조기의 출력부와 전력 증폭기 공급 전압 사이에 결합된 변조기 출력 필터를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 포락선 추적기는 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 서로 병렬로 동작하도록 구성된 DC-DC 변환기 및 에러 증폭기를 포함한다.
특정 실시예들에서, 본 개시내용은 포락선 추적 시스템에 관한 것이다. 포락선 추적 시스템은 무선 주파수 신호의 포락선과 관련하여 변하는 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 구성된 포락선 추적기, 및 무선 주파수 신호를 증폭하고 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하도록 구성된 복합 캐스코드 전력 증폭기를 포함한다. 복합 캐스코드 전력 증폭기는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터 및 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터와 캐스코드된 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 금속 산화물 반도체 트랜지스터이다.
몇몇 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 단채널 n형 금속 산화물 반도체 트랜지스터이다.
일부 실시예들에서, 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터는 쇼트키 게이트 전계 효과 트랜지스터이다.
다양한 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 소스는 접지 전압에 접속되고, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인은 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 통해 복합 캐스코드 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된다. 다수의 실시예들에 따르면, 공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 접지 전압에 의해 바이어싱된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 접지 전압보다 높은 양의 전압에 의해 바이어싱된다.
일부 실시예들에서, 복합 캐스코드 전력 증폭기는 전력 증폭기 공급 전압과 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인 사이에 전기적으로 접속된 초크 인덕터를 더 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 복합 캐스코드 전력 증폭기는 게이트 바이어스 전압을 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 제공하도록 구성된 게이트 바이어스 인덕터를 더 포함한다.
다양한 실시예들에서, 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 구성된 DC-DC 변환기, 복수의 조절된 전압 및 무선 주파수 신호의 포락선에 기반하여 출력부에서 변조기 출력 전압을 생성하도록 구성된 변조기, 및 변조기의 출력부와 전력 증폭기 공급 전압 사이에 결합된 변조기 출력 필터를 포함한다.
일부 실시예들에서, 포락선 추적기는 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 서로 병렬로 동작하도록 구성된 DC-DC 변환기 및 에러 증폭기를 포함한다.
특정 실시예들에서, 본 개시내용은 모바일 디바이스에서의 무선 주파수 신호 증폭 방법에 관한 것이다. 이 방법은 포락선 추적기를 이용하여 무선 주파수 신호의 포락선과 관련하여 변하는 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는 단계, 전력 증폭기 공급 전압을 이용하여 복합 캐스코드 전력 증폭기에 전력을 공급하는 단계 - 복합 캐스코드 전력 증폭기는 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터 및 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터와 캐스코드된 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 포함함 -, 및 복합 캐스코드 전력 증폭기를 이용하여 무선 주파수 신호를 증폭하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 금속 산화물 반도체 트랜지스터이다.
다수의 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 단채널 n형 금속 산화물 반도체 트랜지스터이다.
몇몇 실시예들에서, 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터는 쇼트키 게이트 전계 효과 트랜지스터이다.
일부 실시예들에서, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 소스는 접지 전압에 접속되고, 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인은 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 통해 복합 캐스코드 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된다. 다수의 실시예들에 따르면, 공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 접지 전압에 의해 바이어싱된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 접지 전압보다 높은 양의 전압에 의해 바이어싱된다.
다양한 실시예들에서, 이 방법은 초크 인덕터를 이용하여 전력 증폭기 공급 전압을 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인에 제공하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 이 방법은 게이트 바이어스 인덕터를 이용하여 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 게이트 바이어스 전압을 제공하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는 단계는 DC-DC 변환기로부터 복수의 조절된 전압을 출력하는 단계, 변조기를 이용하여 복수의 조절된 전압 및 무선 주파수 신호의 포락선에 기반하여 변조기 출력 전압을 생성하는 단계, 및 변조기 출력 필터를 이용하여 변조기 출력 전압을 필터링함으로써 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는 단계는 병렬로 동작하는 DC-DC 변환기 및 에러 증폭기를 이용하여 포락선을 추적하는 단계를 포함한다.
도 1은 모바일 디바이스의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 모바일 디바이스로부터 무선 주파수(RF) 신호들을 전송하기 위한 전송 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 개략도이다.
도 4a는 공통 소스 n형 금속 산화물 반도체(NMOS) 전력 증폭기에 대한 전력 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 4b는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 전력 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 4c는 공통 소스 NMOS 전력 증폭기에 대한 대기(quiescent) 드레인 전류 대 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 4d는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 대기 드레인 전류 대 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 5a는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 5b는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 전력 부가 효율(PAE) 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 5c는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 대기 전류 대 전력 증폭기 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전력 증폭기의 개략도이다.
도 7a는 단채널 금속 산화물 반도체(MOS) 트랜지스터에 대한 드레인 전류 대 드레인 전압의 일 예의 그래프이다.
도 7b는 단채널 MOS 트랜지스터에 대한 드레인 전류 대 게이트 전압의 일 예의 그래프이다.
도 8a는 전력 증폭기 공급 전압 대 시간의 일 예의 그래프이다.
도 8b는 전력 증폭기 공급 전압 대 시간의 다른 예의 그래프이다.
도 9a는 일 실시예에 따른 포락선 추적 시스템의 개략도이다.
도 9b는 다른 실시예에 따른 포락선 추적 시스템의 개략도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 포락선 추적 시스템의 개략도이다.
도 11a는 패키징된 모듈의 일 실시예의 개략도이다.
도 11b는 라인들 11B-11B를 따라 취해진 도 11a의 패키징된 모듈의 단면의 개략도이다.
도 12는 전화기 보드의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 모바일 디바이스로부터 무선 주파수(RF) 신호들을 전송하기 위한 전송 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 개략도이다.
도 4a는 공통 소스 n형 금속 산화물 반도체(NMOS) 전력 증폭기에 대한 전력 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 4b는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 전력 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 4c는 공통 소스 NMOS 전력 증폭기에 대한 대기(quiescent) 드레인 전류 대 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 4d는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 대기 드레인 전류 대 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 5a는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 5b는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 전력 부가 효율(PAE) 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 5c는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 대기 전류 대 전력 증폭기 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전력 증폭기의 개략도이다.
도 7a는 단채널 금속 산화물 반도체(MOS) 트랜지스터에 대한 드레인 전류 대 드레인 전압의 일 예의 그래프이다.
도 7b는 단채널 MOS 트랜지스터에 대한 드레인 전류 대 게이트 전압의 일 예의 그래프이다.
도 8a는 전력 증폭기 공급 전압 대 시간의 일 예의 그래프이다.
도 8b는 전력 증폭기 공급 전압 대 시간의 다른 예의 그래프이다.
도 9a는 일 실시예에 따른 포락선 추적 시스템의 개략도이다.
도 9b는 다른 실시예에 따른 포락선 추적 시스템의 개략도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 포락선 추적 시스템의 개략도이다.
도 11a는 패키징된 모듈의 일 실시예의 개략도이다.
도 11b는 라인들 11B-11B를 따라 취해진 도 11a의 패키징된 모듈의 단면의 개략도이다.
도 12는 전화기 보드의 일 실시예의 개략도이다.
특정 실시예들의 다음의 상세한 설명은 특정 실시예들의 다양한 설명들을 제시한다. 그러나, 본 명세서에 설명된 혁신들은 예로서, 청구항들에 의해 정의되고 커버되는 다수의 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 이 설명에서, 유사한 참조 번호들이 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있는 도면들을 참조한다. 도면들에 예시된 요소들은 반드시 축척대로 그려진 것은 아님을 이해할 것이다. 또한, 특정 실시예들은 도면에서 예시된 것보다 많은 요소들 및/또는 도면에서 예시된 요소들의 서브세트를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 일부 실시예들은 2개 이상의 도면으로부터의 피처들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다.
도 1은 모바일 디바이스(100)의 일 예의 개략도이다. 모바일 디바이스(100)는 기저대역 시스템(1), 트랜시버(2), 프론트 엔드 시스템(3), 안테나들(4), 전력 관리 시스템(5), 메모리(6), 사용자 인터페이스(7), 및 배터리(8)를 포함한다.
모바일 디바이스(100)는 2G, 3G, 4G(LTE, LTE-어드밴스드 및 LTE-어드밴스드 프로를 포함함), 5G, WLAN(예를 들어, Wi-Fi), WPAN(예를 들어, 블루투스 및 지그비), WMAN(예를 들어, WiMax) 및/또는 GPS 기술들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 매우 다양한 통신 기술들을 이용하여 통신하는데 이용될 수 있다.
트랜시버(2)는 전송을 위한 RF 신호들을 생성하고, 안테나들(4)로부터 수신된 착신 RF 신호들을 처리한다. RF 신호들의 전송 및 수신과 관련된 다양한 기능들은 트랜시버(2)로서 도 1에 집합적으로 표현되는 하나 이상의 구성요소에 의해 달성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 예에서, 별개의 구성요소들(예로서, 별개의 회로들 또는 다이들)이 특정 타입들의 RF 신호들을 처리하기 위해 제공될 수 있다.
프론트 엔드 시스템(3)은 안테나들(4)로 전송되고/되거나 안테나들(4)로부터 수신되는 신호들을 조정하는 것을 돕는다. 예시된 실시예에서, 프론트 엔드 시스템(3)은 전력 증폭기들(PA들)(11), 저잡음 증폭기들(LNA들)(12), 필터들(13), 스위치들(14), 및 듀플렉서들(15)을 포함한다. 그러나, 다른 구현들이 가능하다.
예를 들어, 프론트 엔드 시스템(3)은 전송을 위한 신호들을 증폭하는 것, 수신된 신호들을 증폭하는 것, 신호들을 필터링하는 것, 상이한 대역들 사이의 스위칭, 상이한 전력 모드들 사이의 스위칭, 전송 모드와 수신 모드 사이의 스위칭, 신호들의 듀플렉싱, 신호들의 멀티플렉싱(예를 들어, 다이플렉싱 또는 트리플렉싱), 또는 이들의 일부 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 기능들을 제공할 수 있다.
특정 구현들에서, 모바일 디바이스(100)는 캐리어 집성을 지원함으로써, 피크 데이터 레이트들을 증가시키는 유연성을 제공한다. 캐리어 집성은 주파수 분할 듀플렉싱(Frequency Division Duplexing)(FDD) 및 시분할 듀플렉싱(Time Division Duplexing)(TDD) 모두에 이용될 수 있으며, 복수의 캐리어 또는 채널을 집성하는데 이용될 수 있다. 캐리어 집성은 인접한 집성(contiguous aggregation)을 포함하는데, 여기서, 동일한 동작 주파수 대역 내의 인접한 캐리어들이 집성된다. 캐리어 집성은 또한 비인접할 수 있고, 공통 대역 내의 그리고/또는 상이한 대역들 내의 주파수에서 분리된 캐리어들을 포함할 수 있다.
안테나들(4)은 매우 다양한 유형들의 통신들에 이용되는 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나들(4)은 매우 다양한 주파수들 및 통신 표준들과 연관된 신호들을 전송 및/또는 수신하는 것과 연관된 안테나들을 포함할 수 있다.
특정 구현들에서, 안테나들(4)은 MIMO 통신들 및/또는 스위칭형 다이버시티 통신들을 지원한다. 예로서, MIMO 통신들은 단일 무선 주파수 채널을 통해 복수의 데이터 스트림들을 통신하기 위해 복수의 안테나들을 이용한다. MIMO 통신들은 무선 환경의 공간 멀티플렉싱 차이들로 인한 보다 높은 신호 대 잡음비, 개선된 코딩 및/또는 감소된 신호 간섭으로부터 이익을 얻는다. 스위칭형 다이버시티는 특정 시간에 특정 안테나가 동작하도록 선택되는 통신들을 지칭한다. 예로서, 스위치는 관찰된 비트 에러율 및/또는 신호 강도 표시자와 같은 다양한 인자들에 기반하여 안테나 그룹으로부터 특정 안테나를 선택하는데 이용될 수 있다.
모바일 디바이스(100)는 특정 구현들에서 빔포밍으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 프론트 엔드 시스템(3)은 트랜시버(2)에 의해 제어되는 가변 위상을 갖는 위상 시프터들을 포함할 수 있다. 추가로, 위상 시프터들은 안테나들(4)을 이용하는 신호들의 전송 및/또는 수신을 위한 빔 형성 및 방향성을 제공하도록 제어된다. 예를 들어, 신호 전송의 맥락에서, 안테나들(4)에 제공되는 전송 신호들의 위상들은 안테나들(4)로부터의 방사 신호들이 보강 및 상쇄 간섭을 이용하여 결합되어 주어진 방향으로 전파하는 더 많은 신호 강도를 갖는 빔-유사 품질들을 나타내는 집합 전송 신호를 생성하도록 제어된다. 신호 수신의 맥락에서, 위상들은 신호가 특정 방향으로부터 안테나들(4)에 도달할 때 더 많은 신호 에너지가 수신되도록 제어된다. 특정 구현들에서, 안테나들(4)은 빔포밍을 향상시키기 위해 안테나 요소들의 하나 이상의 어레이를 포함한다.
기저대역 시스템(1)은 음성 및 데이터와 같은 다양한 사용자 입력 및 출력(I/O)의 처리를 용이하게 하기 위해 사용자 인터페이스(7)에 결합된다. 기저대역 시스템(1)은 트랜시버(2)에 전송 신호들의 디지털 표현들을 제공하고, 트랜시버(2)는 이들을 처리하여 전송을 위한 RF 신호들을 생성한다. 기저대역 시스템(1)은 또한 트랜시버(2)에 의해 제공되는 수신된 신호들의 디지털 표현들을 처리한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기저대역 시스템(1)은 모바일 디바이스(100)의 동작을 용이하게 하기 위해 메모리(6)에 결합된다.
메모리(6)는 모바일 디바이스(100)의 동작을 용이하게 하고/하거나 사용자 정보의 저장을 제공하기 위해 데이터 및/또는 명령어들을 저장하는 것과 같은 매우 다양한 목적들에 이용될 수 있다.
전력 관리 시스템(5)은 모바일 디바이스(100)의 다수의 전력 관리 기능들을 제공한다. 도 1의 전력 관리 시스템(5)은 포락선 추적기(60)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 관리 시스템(5)은 배터리(8)로부터 배터리 전압을 수신한다. 배터리(8)는, 예를 들어, 리튬-이온 배터리를 포함하는, 모바일 디바이스(100)에서 이용하기 위한 임의의 적절한 배터리일 수 있다.
도 1의 모바일 디바이스(100)는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따라 구현되는 전력 증폭기(들)를 포함할 수 있는 RF 통신 시스템의 일 예를 나타낸다. 그러나, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 RF 통신 시스템들에도 적용가능하다.
도 2는 모바일 디바이스로부터 RF 신호들을 전송하기 위한 전송 시스템(130)의 일 실시예의 개략도이다. 전송 시스템(130)은 배터리(101), 포락선 추적기(102), 전력 증폭기(103), 방향성 결합기(104), 듀플렉싱 및 스위칭 회로(105), 안테나(106), 기저대역 프로세서(107), 신호 지연 회로(108), 디지털 사전 왜곡(DPD) 회로(109), I/Q 변조기(110), 관찰 수신기(111), 상호변조 검출 회로(112), 포락선 지연 회로(121), CORDIC(coordinate rotation digital computation) 회로(122), 정형 회로(123), 디지털-아날로그 변환기(124), 및 재구성 필터(125)를 포함한다.
도 2의 전송 시스템(130)은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따라 구현된 전력 증폭기(들)를 포함할 수 있는 RF 통신 시스템의 일 예를 나타낸다. 그러나, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 RF 통신 시스템들에도 적용가능하다.
기저대역 프로세서(107)는 정현파 또는 원하는 진폭, 주파수 및 위상의 신호의 신호 성분들에 대응하는 I 신호 및 Q 신호를 생성하도록 동작한다. 예를 들어, I 신호는 정현파의 동상 성분을 나타내는데 이용될 수 있고, Q 신호는 정현파의 직교 위상 성분을 나타내는데 이용될 수 있으며, 이는 정현파의 등가 표현일 수 있다. 특정 구현들에서, I 및 Q 신호들은 디지털 포맷으로 I/Q 변조기(110)에 제공된다. 기저대역 프로세서(107)는 기저대역 신호를 처리하도록 구성된 임의의 적절한 프로세서일 수 있다. 예를 들어, 기저대역 프로세서(107)는 디지털 신호 프로세서, 마이크로프로세서, 프로그래머블 코어, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
신호 지연 회로(108)는 포락선 신호와 RF 신호(RFIN) 사이의 상대적 정렬을 제어하는 것을 돕기 위해 I 및 Q 신호들에 조정가능한 지연을 제공한다. 신호 지연 회로(108)에 의해 제공되는 지연량은 상호변조 검출 회로(112)에 의해 검출되는 상호변조의 양에 기반하여 제어된다.
DPD 회로(109)는 디지털적으로 사전 왜곡된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해 신호 지연 회로(108)로부터의 지연된 I 및 Q 신호들에 디지털 정형을 제공하도록 동작한다. 예시된 실시예에서, DPD 회로(109)에 의해 제공되는 DPD는 상호변조 검출 회로(112)에 의해 검출되는 상호변조의 양에 기반하여 제어된다. DPD 회로(109)는 전력 증폭기(103)의 왜곡을 감소시키고/시키거나 전력 증폭기(103)의 효율을 증가시키는 역할을 한다.
I/Q 변조기(110)는 디지털적으로 사전 왜곡된 I 및 Q 신호들을 수신하고, 이들은 RF 신호(RFIN)를 생성하도록 처리된다. 예를 들어, I/Q 변조기(110)는 디지털적으로 사전 왜곡된 I 및 Q 신호들을 아날로그 포맷으로 변환하도록 구성된 DAC들, 아날로그 I 및 Q 신호들을 무선 주파수로 상향변환하기 위한 혼합기들, 및 상향변환된 I 및 Q 신호들을 전력 증폭기(103)에 의한 증폭에 적합한 RF 신호로 결합하기 위한 신호 결합기를 포함할 수 있다. 특정 구현들에서, I/Q 변조기(110)는 그 안에서 처리되는 신호들의 주파수 성분을 필터링하도록 구성된 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다.
포락선 지연 회로(121)는 기저대역 프로세서(107)로부터의 I 및 Q 신호들을 지연시킨다. 또한, CORDIC 회로(122)는 지연된 I 및 Q 신호들을 처리하여 RF 신호(RFIN)의 포락선을 나타내는 디지털 포락선 신호를 생성한다. 도 2는 CORDIC 회로(122)를 이용하는 구현을 도시하지만, 포락선 신호는 다른 방식들로 획득될 수 있다.
정형 회로(123)는 전송 시스템(130)의 성능을 향상시키기 위해 디지털 포락선 신호를 정형하도록 동작한다. 특정 구현들에서, 정형 회로(123)는 디지털 포락선 신호의 각각의 레벨을 대응하는 정형된 포락선 신호 레벨에 매핑하는 정형 테이블을 포함한다. 포락선 정형은 전력 증폭기(103)의 선형성, 왜곡 및/또는 효율을 제어하는 것을 도울 수 있다.
도시된 실시예에서, 정형된 포락선 신호는 DAC(124)에 의해 아날로그 포락선 신호로 변환되는 디지털 신호이다. 또한, 아날로그 포락선 신호는 재구성 필터(125)에 의해 필터링되어 포락선 추적기(102)에 의한 이용에 적합한 포락선 신호를 생성한다. 특정 구현들에서, 재구성 필터(125)는 저역 통과 필터를 포함한다.
도 2를 계속 참조하면, 포락선 추적기(102)는 재구성 필터(125)로부터의 포락선 신호 및 배터리(101)로부터의 배터리 전압(VBATT)을 수신하고, 포락선 신호를 이용하여 RF 신호(RFIN)의 포락선과 관련하여 변하는 전력 증폭기(103)에 대한 전력 증폭기 공급 전압(VPA)을 생성한다. 이 예에서, 전력 증폭기(103)는 I/Q 변조기(110)로부터 RF 신호(RFIN)를 수신하고, 증폭된 RF 신호(RFOUT)를 듀플렉싱 및 스위칭 회로(105)를 통해 안테나(106)에 제공한다.
방향성 결합기(104)는 전력 증폭기(103)의 출력부와 듀플렉싱 및 스위칭 회로(105)의 입력부 사이에 위치됨으로써, 듀플렉싱 및 스위칭 회로(105)의 삽입 손실을 포함하지 않는 전력 증폭기(103)의 출력 전력의 측정을 허용한다. 방향성 결합기(104)로부터의 감지된 출력 신호는 관찰 수신기(111)에 제공되며, 관찰 수신기는 감지된 출력 신호의 I 및 Q 신호 성분들을 하향변환하기 위한 혼합기들, 및 하향변환된 신호들로부터 I 및 Q 관찰 신호들을 생성하기 위한 DAC들을 포함할 수 있다.
상호변조 검출 회로(112)는 기저대역 프로세서(107)로부터의 I 및 Q 신호들과 I 및 Q 관찰 신호들 사이의 상호변조 곱을 결정한다. 또한, 상호변조 검출 회로(112)는 DPD 회로(109)에 의해 제공되는 DPD 및/또는 신호 지연 회로(108)의 지연을 제어하여 포락선 신호와 RF 신호(RFIN) 사이의 상대적 정렬을 제어한다.
전력 증폭기(103)의 출력부 및 기저대역으로부터의 피드백 경로를 포함함으로써, I 및 Q 신호들은 전송 시스템(130)의 동작을 최적화하도록 동적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 방식으로 전송 시스템(130)을 구성하는 것은 전력 제어를 제공하는 것, 전송기 장애들을 보상하는 것, 및/또는 DPD를 수행하는 것을 도울 수 있다.
단일 스테이지로서 예시되어 있지만, 전력 증폭기(103)는 하나 이상의 스테이지를 포함할 수 있다. 또한, 모바일 디바이스들과 같은 RF 통신 시스템들은 복수의 전력 증폭기들을 포함할 수 있다. 이러한 구현들에서, 상이한 전력 증폭기들에 대해 별개의 포락선 추적기들이 제공될 수 있고/있거나 하나 이상의 공유된 포락선 추적기가 이용될 수 있다.
포락선 추적 애플리케이션들을 위한 복합 캐스코드 전력 증폭기들
포락선 추적은 전력 증폭기에 의해 증폭된 RF 신호의 포락선과 관련하여 전력 증폭기 공급 전압의 전압 레벨을 효율적으로 제어함으로써 전력 증폭기의 전력 부가 효율(PAE)을 증가시키는데 이용될 수 있는 기술이다. 따라서, RF 신호의 포락선이 증가할 때, 전력 증폭기에 공급되는 전압이 증가할 수 있다. 마찬가지로, RF 신호의 포락선이 감소할 때, 전력 증폭기에 공급되는 전압이 감소되어 전력 소비를 줄일 수 있다.
일 예에서, 포락선 추적기는 포락선 신호에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 에러 증폭기와 결합하여 동작하는 DC-DC 변환기를 포함한다. 예를 들어, DC-DC 변환기 및 에러 증폭기는 서로 병렬로 전기적으로 접속될 수 있고, DC-DC 변환기는 포락선 신호의 저주파수 성분들을 추적할 수 있는 반면 에러 증폭기는 포락선 신호의 고주파수 성분들을 추적할 수 있다. 예를 들어, DC-DC 변환기의 스위칭 주파수는 포락선 신호의 최대 주파수 성분보다 작도록 감소될 수 있고, 에러 증폭기는 변환기의 출력부에서의 갭들을 평활화하여 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 동작할 수 있다. 특정 구현들에서, DC-DC 변환기 및 에러 증폭기는 결합기를 통해 결합된다.
다른 예에서, 포락선 추적기는 상이한 전압 레벨들의 조절된 전압들을 생성하기 위한 다중-출력 부스트 스위처, 포락선 신호에 기반하여 시간 경과에 따른 적절한 조절된 전압의 선택을 제어하기 위한 스위치들의 뱅크, 및 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 스위치 뱅크의 출력을 필터링하기 위한 필터를 포함한다.
포락선 추적 애플리케이션들을 위한 복합 캐스코드 전력 증폭기들이 본 명세서에 제공된다. 특정 실시예들에서, 포락선 추적 시스템은 RF 신호를 증폭하고 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하는 복합 캐스코드 전력 증폭기, 및 RF 신호의 포락선에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는 포락선 추적기를 포함한다. 복합 캐스코드 전력 증폭기는 RF 신호를 증폭하기 위한 인핸스먼트 모드(E-MODE) 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 E-MODE FET와 캐스코드된 공핍 모드(D-MODE) FET를 포함한다.
이러한 방식으로 전력 증폭기를 구현함으로써, E-MODE 및 D-MODE 트랜지스터들에 의해 제공되는 이점들은 이들 트랜지스터 유형들의 부정적인 양태들을 피하면서 실현된다.
예를 들어, E-MODE FET들은 높은 전이 주파수(ft), 쉽게 이용가능한 양의 전압으로 바이어싱되는 능력, 및/또는 매우 선형인 게이트 커패시턴스 및 무시할만한 게이트 전류로부터 발생하는 낮은 위상 왜곡(AM-대-PM)과 같은 많은 바람직한 특성들을 갖는다. 그러나, E-MODE FET들은 또한 불량한 전압 정격, 채널 길이 변조, 드레인 유도 장벽 저하, 및/또는 다른 트랜지스터 비이상성들을 겪을 수 있다. 대조적으로, D-MODE FET들은 전형적으로 높은 전압 정격을 갖지만, 동작을 위한 음의 전압 바이어싱, 대기 동작을 위한 매우 높은 음의 전압 바이어싱, 및/또는 비선형 게이트 전류로 인한 열악한 위상 왜곡을 겪는다.
특정 구현들에서, E-MODE FET는 단채널 금속 산화물 반도체(MOS) 트랜지스터로서 구현되는 반면, D-MODE FET는 금속-반도체 FET(MESFET)로서 구현되며, 이는 본 명세서에서 쇼트키 게이트 FET로도 지칭된다. 쇼트키 게이트 D-MODE FET들이 통상적으로 E-MODE MOS 트랜지스터들보다 높은 전압 정격들을 가지므로, 복합 캐스코드 전력 증폭기는 공통 소스 E-MODE MOS 전력 증폭기에 비해 더 높은 전압 정격으로 동작한다. 높은 전압 정격은 전력 증폭기 공급 전압이 넓은 전압 범위에 걸쳐 동작하는 포락선 추적 애플리케이션들에서 복합 캐스코드 전력 증폭기가 이용될 수 있게 한다. 또한, 복합 캐스코드 전력 증폭기는 또한 높은 ft, 높은 선형성, 낮은 위상 왜곡, 낮은 대기 전류, 및/또는 전력 증폭기 공급 전압에 대한 낮은 이득 변동을 나타낸다. 또한, 복합 캐스코드 전력 증폭기는 음의 전압 바이어싱으로 동작할 필요가 없고, 이에 의해 음의 전하 펌프에 대한 필요성을 피하며, 이는 정적 및 동적 전력 소비를 증가시키고, 전형적으로 스퓨리어스 방출들을 낳는 발진기를 포함한다.
D-MODE FET는 다양한 방식들로 바이어싱될 수 있다. 제1 예에서, D-MODE FET의 게이트는 접지를 이용하여 바이어싱된다. 다른 예에서, D-MODE FET의 게이트는 양의 공통 게이트 전압을 이용하여 바이어싱된다. D-MODE FET의 게이트를 양의 전압으로 바이어싱하는 것은 이득 변동과 PAE 사이의 균형을 위한 메커니즘을 제공할 수 있다.
E-MODE 트랜지스터가 0V의 게이트-소스 전압으로 동작할 때 전도하기 때문에, E-MODE 트랜지스터는 또한 본 명세서에서 보통 온 트랜지스터로 지칭된다. D-MODE 트랜지스터는 본 명세서에서 보통 오프 트랜지스터로 지칭된다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 증폭기(250)의 개략도이다. 전력 증폭기(250)는 E-MODE MOS 트랜지스터(241), D-MODE 쇼트키 게이트 FET(242), 입력 DC 차단 커패시터(243), 출력 DC 차단 커패시터(244), 게이트 바이어스 인덕터(245), 및 초크 인덕터(246)를 포함한다.
도 3이 복합 캐스코드 전력 증폭기의 일 실시예를 도시하지만, 본 명세서의 교시들은 매우 다양한 방식들로 구현되는 복합 캐스코드 전력 증폭기들에도 적용가능하다.
전력 증폭기(250)는 RF 입력 단자에서 RF 입력 신호(RFIN)를 수신하고, 증폭된 RF 출력 신호(RFOUT)를 RF 출력 단자에 제공한다. 예시된 실시예에서, 입력 DC 차단 커패시터(243)는 RF 입력 단자와 E-MODE MOS 트랜지스터(241)의 게이트 사이에 접속되어, RF 입력 단자의 DC 전압과는 별도로 E-MODE MOS 트랜지스터(241)의 게이트 전압의 바이어싱을 허용한다. 또한, 출력 DC 차단 커패시터(244)는 D-MODE 쇼트키 게이트 FET(242)의 드레인과 RF 출력 단자 사이에 접속되어 FET(242)의 드레인 전압을 RF 출력 단자의 DC 전압으로부터 분리시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 초크 인덕터(246)는 전력 증폭기 공급 전압(VPA)을 D-MODE 쇼트키 게이트 FET(242)의 드레인에 제공한다. 전력 증폭기 공급 전압(VPA)은 본 명세서에 개시된 임의의 포락선 추적기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 포락선 추적기에 의해 생성될 수 있다.
E-MODE MOS 트랜지스터(241)는 RF 입력 신호(RFIN)를 수신하는 게이트를 포함한다. D-MODE FET(242)는 E-MODE MOS 트랜지스터(241)와 캐스코드로 동작하여 RF 출력 신호(RFOUT)를 생성한다. 예시된 실시예에서, E-MODE MOS 트랜지스터(241)의 게이트는 게이트 바이어스 인덕터(245)에 의해 제공되는 게이트 바이어스 전압(VGBIAS)에 의해 바이어싱되는 반면, D-MODE 쇼트키 게이트 FET(242)의 게이트는 접지 전압(접지)에 의해 바이어싱된다. 특정 구현들에서, E-MODE MOS 트랜지스터(241)는 단채널 n형 금속 산화물 반도체(NMOS) 트랜지스터이다.
도 4a는 공통 소스 n형 금속 산화물 반도체(NMOS) 전력 증폭기에 대한 전력 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 4b는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 전력 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 4a와 도 4b의 비교에 의해 도시된 바와 같이, 전력 증폭기를 복합 캐스코드 전력 증폭기로서 구현하는 것은 이득에서의 변동을 (예를 들어, 이 예에서, 약 15 dB로부터 약 3 dB로) 감소시킨다.
도 4c는 공통 소스 NMOS 전력 증폭기에 대한 대기 드레인 전류 대 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 4d는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 대기 드레인 전류 대 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 4c와 도 4d의 비교에 의해 도시된 바와 같이, 전력 증폭기를 복합 캐스코드 전력 증폭기로서 구현하는 것은 대기 드레인 전류에서의 변동을 (예를 들어, 이 예에서 약 12x로부터 약 1.25x로) 감소시킨다.
도 5a는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 이득 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 5b는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 전력 부가 효율(PAE) 대 출력 전력의 일 예의 그래프이다.
도 5c는 복합 캐스코드 전력 증폭기에 대한 대기 전류 대 전력 증폭기 공급 전압의 일 예의 그래프이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전력 증폭기(280)의 개략도이다. 전력 증폭기(280)는 E-MODE MOS 트랜지스터(241), D-MODE 쇼트키 게이트 FET(242), 입력 DC 차단 커패시터(243), 출력 DC 차단 커패시터(244), 게이트 바이어스 인덕터(245), 및 초크 인덕터(246)를 포함한다.
도 5의 전력 증폭기(280)는, 도 5의 전력 증폭기(280)에서 D-MODE 쇼트키 게이트 FET(242)가 접지보다 높은 양의 전압을 갖는 캐스코드 게이트 바이어스 전압(CCBIAS)에 의해 바이어싱된다는 점을 제외하고는, 도 3의 전력 증폭기(250)와 유사하다.
D-MODE FET(242)의 게이트를 양의 전압으로 바이어싱하는 것은 이득 변동과 PAE 사이의 균형을 위한 메커니즘을 제공할 수 있다.
도 7a는 단채널 MOS 트랜지스터에 대한 드레인 전류 대 드레인 전압의 일 예의 그래프이다. 단채널 MOS 트랜지스터의 상이한 게이트-소스 전압들에서의 드레인 전류 대 드레인 전압의 다양한 플롯들이 도시된다. 플롯들에는 채널 길이 변조를 고려하지 않는 것(파선 플롯들)과 채널 길이 변조를 고려하는 것(실선 플롯들) 모두가 포함된다.
도 7b는 단채널 MOS 트랜지스터에 대한 드레인 전류 대 게이트 전압의 일 예의 그래프이다. 이 그래프는 드레인-유도 장벽 저하로부터 발생하는 트랜지스터 임계 전압에서의 시프트의 일 예를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 전력 증폭기 공급 전압 대 시간의 두 가지 예를 나타낸 것이다.
도 8a에서, 그래프(447)는 RF 신호(441)의 전압 및 전력 증폭기 공급 전압(443) 대 시간의 일 예를 나타낸다. RF 신호(441)는 포락선(442)을 갖는다.
전력 증폭기의 전력 증폭기 공급 전압(443)이 RF 신호(441)의 전압보다 큰 전압을 갖는 것이 중요할 수 있다. 예를 들어, RF 신호의 크기보다 작은 크기를 갖는 전력 증폭기 공급 전압을 이용하여 전력 증폭기에 전력을 공급하는 것은 RF 신호를 클리핑할 수 있고, 이에 의해 신호 왜곡 및/또는 다른 문제들을 발생시킬 수 있다. 따라서, 전력 증폭기 공급 전압(443)이 포락선(442)의 전압보다 큰 것이 중요할 수 있다. 그러나, 전력 증폭기 공급 전압(443)과 포락선(442) 사이의 영역이 손실된 에너지를 나타낼 수 있고, 이는 배터리 수명을 감소시키고 무선 디바이스에서 발생되는 열을 증가시킬 수 있기 때문에, 전력 증폭기 공급 전압(443)과 RF 신호(441)의 포락선(442) 사이의 전압 차이를 감소시키는 것이 바람직할 수 있다.
도 8b에서, 그래프(448)는 RF 신호(441)의 전압 및 전력 증폭기 공급 전압(444) 대 시간의 다른 예를 나타낸다. 도 8a의 전력 증폭기 공급 전압(443)과 달리, 도 8b의 전력 증폭기 공급 전압(444)은 RF 신호(441)의 포락선(442)과 관련하여 변한다. 도 8b의 전력 증폭기 공급 전압(444)과 포락선(442) 사이의 영역은 도 8a의 전력 증폭기 공급 전압(443)과 포락선(442) 사이의 영역보다 작고, 따라서 도 8b의 그래프(448)는 더 큰 에너지 효율을 갖는 전력 증폭기와 연관될 수 있다.
도 9a는 일 실시예에 따른 포락선 추적 시스템(500)의 개략도이다. 포락선 추적 시스템(500)은 전력 증폭기(501) 및 포락선 추적기(502)를 포함한다. 전력 증폭기(501)는 무선 주파수 신호(503)에 증폭을 제공한다.
포락선 추적기(502)는 무선 주파수 신호(503)의 포락선에 대응하는 포락선 신호(504)를 수신한다. 또한, 포락선 추적기(502)는 전력 증폭기(501)에 전력을 공급하는 전력 증폭기 공급 전압(VPA)을 생성한다.
예시된 포락선 추적기(502)는 포락선 신호(504)에 기반하여 전력 증폭기 공급 전압(VPA)을 생성하기 위해 서로 결합하여 동작하는 DC-DC 변환기(511) 및 에러 증폭기(512)를 포함한다. 예시된 실시예에서, DC-DC 변환기(511)의 출력 및 에러 증폭기(512)의 출력은 결합기(515)를 이용하여 결합된다.
도 9a의 포락선 추적기(502)는 스위칭 조절기가 RF 신호의 포락선을 추적하기 위해 서로 병렬로 동작하는 아날로그 포락선 추적의 일 예를 나타낸다.
도 9b는 다른 실시예에 따른 포락선 추적 시스템(540)의 개략도이다. 포락선 추적 시스템(540)은 전력 증폭기(501) 및 포락선 추적기(532)를 포함한다. 전력 증폭기(501)는 무선 주파수 신호(503)에 증폭을 제공한다.
포락선 추적기(532)는 무선 주파수 신호(503)의 포락선에 대응하는 포락선 신호(504)를 수신한다. 또한, 포락선 추적기(532)는 전력 증폭기(501)에 전력을 공급하는 전력 증폭기 공급 전압(VPA)을 생성한다.
예시된 포락선 추적기(532)는 다중-레벨 스위칭 회로(535)를 포함한다. 특정 구현들에서, 다중-레벨 스위칭 회로는 상이한 전압 레벨들의 조절된 전압들을 생성하기 위한 다중-출력 DC-DC 변환기, 포락선 신호에 기반하여 시간 경과에 따른 적절한 조절된 전압의 선택을 제어하기 위한 스위치들, 및 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 스위치들의 출력을 필터링하기 위한 필터를 포함한다.
도 9b의 포락선 추적기(532)는 MLS 포락선 추적의 일 예를 나타낸다.
도 10은 다른 실시예에 따른 포락선 추적 시스템(600)의 개략도이다. 포락선 추적 시스템(600)은 전력 증폭기(501) 및 포락선 추적기(602)를 포함한다. 전력 증폭기(501)는 무선 주파수 신호(503)에 증폭을 제공한다.
포락선 추적기(602)는 무선 주파수 신호(503)의 포락선에 대응하는 포락선 신호를 수신한다. 이 예에서, 포락선 신호는 차등이다. 또한, 포락선 추적기(602)는 전력 증폭기(501)에 전력을 공급하는 전력 증폭기 공급 전압(VPA)을 생성한다.
예시된 포락선 추적기(602)는 포락선 증폭기(611), 제1 비교기(621), 제2 비교기(622), 제3 비교기(623), 코딩 및 디더링 회로(624), 다중-출력 부스트 스위처(625), 필터(626), 스위치 뱅크(627), 및 커패시터 뱅크(630)를 포함한다. 커패시터 뱅크(630)는 제1 커패시터(631), 제2 커패시터(632) 및 제3 커패시터(633)를 포함한다. 또한, 스위치 뱅크(627)는 제1 스위치(641), 제2 스위치(642) 및 제3 스위치(643)를 포함한다.
포락선 증폭기(611)는 포락선 신호를 증폭하여 증폭된 포락선 신호를 제1 내지 제3 비교기들(621-623)에 제공한다. 제1 내지 제3 비교기들(621-623)은 증폭된 포락선 신호를 제1 임계치 T1, 제2 임계치 T2, 및 제3 임계치 T3과 각각 비교한다. 비교들의 결과들은 스위치 뱅크(627)의 스위치들의 선택을 제어하기 위해 그 결과들을 처리하는 코딩 및 디더링 회로(624)에 제공된다. 코딩 및 디더링 회로(624)는 스위치들을 열고 닫는 것으로부터 발생하는 아티팩트들을 감소시키기 위해 코딩 및/또는 디더링을 이용하면서 스위치들을 활성화할 수 있다.
3개의 비교기를 갖는 예가 도시되어 있지만, 더 많거나 더 적은 비교기들이 이용될 수 있다. 또한, 코딩 및 디더링 회로(624)는 다른 방식들로 스위치 뱅크를 제어하기 위해 생략될 수 있다. 제1 예에서, 디더링이 아닌 코딩이 이용된다. 제2 예에서, 코딩이 아닌 디더링이 이용된다. 제3 예에서, 코딩도 디더링도 이용되지 않는다.
다중-출력 부스트 스위처(625)는 배터리 전압(VBATT)의 DC-DC 변환을 제공하는 것에 기반하여 제1 조절된 전압(VMLS1), 제2 조절된 전압(VMLS2) 및 제3 조절된 전압(VMLS3)을 생성한다. 3개의 조절된 전압을 갖는 예가 도시되어 있지만, 다중-출력 부스트 스위처(625)는 더 많거나 더 적은 조절된 전압들을 생성할 수 있다. 특정 구현들에서, 조절된 전압들의 적어도 일부는 배터리 전압(VBATT)에 대해 부스팅된다. 일부 구성들에서, 조절된 전압들 중 하나 이상은 배터리 전압(VBATT)보다 낮은 전압을 갖는 벅 전압이다.
커패시터 뱅크(630)는 다중-출력 부스트 스위처(625)에 의해 생성되는 조절된 전압들을 안정화하는 것을 돕는다. 예를 들어, 커패시터들(631-633)은 디커플링 커패시터들로서 동작한다.
필터(626)는 스위치 뱅크(627)의 출력을 처리하여 전력 증폭기 공급 전압(VPA)을 생성한다. 포락선 신호에 기반하여 시간 경과에 따른 스위치들(641-643)의 선택을 제어함으로써, 전력 증폭기 공급 전압(VPA)이 생성되어 포락선 신호를 추적한다.
도 11a는 패키징된 모듈(800)의 일 실시예의 개략도이다. 도 11b는 라인들 11B-11B를 따라 취해진 도 11a의 패키징된 모듈(800)의 단면의 개략도이다.
패키징된 모듈(800)은 IC 또는 다이(801), 표면 실장 구성요소들(803), 와이어본드들(808), 패키지 기판(820), 및 캡슐화 구조(840)를 포함한다. 패키지 기판(820)은 그 안에 배치된 전도체들로부터 형성된 패드들(806)을 포함한다. 또한, 다이(801)는 패드들(804)을 포함하고, 와이어본드들(808)은 다이(801)의 패드들(804)을 패키지 기판(820)의 패드들(806)에 전기적으로 접속시키는데 이용되었다.
다이(801)는 본 명세서의 실시예들 중 임의의 것에 따라 구현될 수 있는 전력 증폭기(846)를 포함한다.
패키지 기판(820)은, 예를 들어, 표면 실장 커패시터들 및/또는 인덕터들을 포함할 수 있는, 다이(801) 및 표면 실장 구성요소들(803)과 같은 복수의 구성요소들을 수용하도록 구성될 수 있다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 패키징된 모듈(800)은 다이(801)를 실장하는데 이용되는 측면의 반대편의 패키징된 모듈(800)의 측면 상에 배치된 복수의 컨택트 패드(832)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 이러한 방식으로 패키징된 모듈(800)을 구성하는 것은 패키징된 모듈(800)을 무선 디바이스의 전화기 보드와 같은 회로 보드에 접속시키는 것을 도울 수 있다. 예시적인 컨택트 패드들(832)은 RF 신호들, 바이어스 신호들, 전력 저전압(들) 및/또는 전력 고전압(들)을 다이(801) 및/또는 표면 실장 구성요소들(803)에 제공하도록 구성될 수 있다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 컨택트 패드들(832)과 다이(801) 사이의 전기적 접속들은 패키지 기판(820)을 통한 접속들(833)에 의해 용이해질 수 있다. 접속들(833)은 다층 적층된 패키지 기판의 비아들 및 전도체들과 연관된 접속들과 같은, 패키지 기판(820)을 통해 형성된 전기적 경로들을 나타낼 수 있다.
일부 실시예들에서, 패키징된 모듈(800)은 또한, 예를 들어, 패키징된 모듈(800)의 보호를 제공하고/하거나 그 처리를 용이하게 하는 하나 이상의 패키징 구조를 포함할 수 있다. 이러한 패키징 구조는 패키지 기판(820) 및 그 위에 배치된 구성요소들 및 다이(들) 위에 형성된 오버몰드 또는 캡슐화 구조(840)를 포함할 수 있다.
패키징된 모듈(800)이 와이어본드들에 기반한 전기적 접속들의 맥락에서 설명되지만, 본 개시내용의 하나 이상의 특징은 또한, 예를 들어, 플립-칩 구성들을 포함하는 다른 패키징 구성들로 구현될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
도 12는 전화기 보드(900)의 일 실시예의 개략도이다. 전화기 보드(900)는 이에 부착된 도 11a-11b에 도시된 모듈(800)을 포함한다. 명확함을 위해 도 12에 도시되어 있지 않지만, 전화기 보드(900)는 추가의 구성요소들 및 구조들을 포함할 수 있다.
애플리케이션들
위에 설명된 실시예들 중 일부는 무선 디바이스들 또는 모바일 전화기들과 관련하여 예들을 제공하였다. 그러나, 실시예들의 원리들 및 이점들은 전력 증폭기들에 대한 요구들을 갖는 임의의 다른 시스템들 또는 장치에 이용될 수 있다.
이러한 포락선 추적기들은 다양한 전자 디바이스들에서 구현될 수 있다. 전자 디바이스들의 예들로는, 소비자 전자 제품들, 소비자 전자 제품들의 부품들, 전자 테스트 장비 등이 포함될 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 또한, 전자 디바이스들의 예들로는, 메모리 칩들, 메모리 모듈들, 광학 네트워크들 또는 다른 통신 네트워크들의 회로들, 및 디스크 드라이버 회로들이 포함될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 소비자 전자 제품들은 모바일 전화기, 전화기, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터, 핸드-헬드 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 전자레인지, 냉장고, 자동차, 스테레오 시스템, 카세트 레코더 또는 플레이어, DVD 플레이어, CD 플레이어, VCR, MP3 플레이어, 라디오, 캠코더, 카메라, 디지털 카메라, 휴대용 메모리 칩, 세탁기, 건조기, 세탁기/건조기, 복사기, 팩스기, 스캐너, 다기능 주변 디바이스, 손목 시계, 시계 등을 포함할 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다. 또한, 전자 디바이스들은 미완성 제품들을 포함할 수 있다.
결론
맥락상 명확하게 달리 요구하지 않는 한, 상세한 설명 및 청구항들 전반에 걸쳐, 단어들 "포함한다", "포함하는" 등은 배타적이거나 망라적 의미와는 대조적으로 포함적인 의미; 즉, "을 포함하지만 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다. 단어 "결합된"이란, 일반적으로 본 명세서에서 사용될 때, 직접 접속되거나 하나 이상의 중간 요소에 의해 접속될 수 있는 2개 이상의 요소를 말한다. 마찬가지로, 단어 "접속된"이란, 일반적으로 본 명세서에서 사용될 때, 직접 접속되거나, 하나 이상의 중간 요소에 의해 접속될 수 있는 2개 이상의 요소를 말한다. 추가적으로, 단어들 "본 명세서에서", "위에서", "아래에서" 그리고 유사한 의미의 단어들은, 본 출원에서 사용될 때, 본 출원의 임의의 특정한 부분들이 아니라 본 출원을 전체로서 지칭할 것이다. 맥락이 허용하는 경우, 단수 또는 복수를 사용하는 위의 상세한 설명 내의 단어들은 또한 각자의 복수 또는 단수를 포함할 수 있다. 2개 이상의 항목의 리스트를 참조하는 단어 "또는"은 그 단어의 모든 다음의 해석들을 포괄한다: 그 리스트에서의 항목들 중 임의의 것, 그 리스트에서의 모든 항목들, 그 리스트에서의 항목들의 임의의 조합.
더욱이, 그 중에서도 특히, "~을 할 수 있다", "~일 수 있다", "예컨대", "예를 들어", "~와 같은" 등의 본 명세서에서 사용되는 조건부 언어는, 구체적으로 달리 언급하지 않는 한 또는 사용되는 맥락 내에서 달리 이해되지 않는 한, 일반적으로 특정 실시예들이 특정 특징들, 요소들 및/또는 상태들을 포함하지만, 다른 실시예들이 이들을 포함하지 않는다는 것을 전달하기 위한 것이다. 따라서, 이러한 조건부 언어는 일반적으로, 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 하나 이상의 실시예에 대해 임의의 방식으로 요구되거나, 하나 이상의 실시예가 이들 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 포함될지 또는 임의의 특정 실시예에서 수행될지를 저작자 입력이나 촉구에 관계없이 결정하기 위한 로직을 반드시 포함한다는 것을 암시하기 위한 것은 아니다.
본 발명의 실시예들의 위의 상세한 설명은 망라적이거나 또는 위에 개시되는 정확한 형태로 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 특정 실시예들, 및 본 발명에 대한 예들이 예시의 목적으로 전술되었지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 다양한 등가적 수정들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 예를 들어, 프로세스들 또는 블록들이 주어진 순서로 제시되지만, 대안적인 실시예들이 상이한 순서로, 단계들을 가지는 루틴들을 수행하거나 블록들을 가지는 시스템들을 이용할 수 있고, 일부 프로세스들 또는 블록들은 제거되고, 이동되고, 추가되고, 세분되고, 조합되고/되거나 수정될 수 있다. 이러한 프로세스들 또는 블록들 각각은 다양하고 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스 또는 블록들이 때때로 직렬로 수행되는 것으로 도시되었지만, 이들 프로세스들 또는 블록들은 그 대신에 병렬로 수행되거나, 상이한 시간들에서 수행될 수 있다.
본 명세서에 제공되는 본 발명의 교시들이 반드시 전술된 시스템이 아니라, 다른 시스템들에도 적용될 수 있다. 전술된 다양한 실시예들의 요소들 및 동작들은 조합되어 추가적인 실시예들을 제공할 수 있다.
본 발명들의 특정 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예들은 단지 예로서 제시되어 있으며, 본 개시내용의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 사실상, 본 명세서에서 설명된 신규한 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 구현될 수 있으며, 더욱이 본 명세서에 설명되는 방법들 및 시스템들의 형태에서의 다양한 생략들, 치환들 및 변경들은 본 개시내용의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 첨부된 청구항들 및 그 등가물들은 본 개시내용의 범위 및 사상 내에 드는 이러한 형태들 또는 수정들을 포괄하도록 의도된다.
Claims (20)
- 모바일 디바이스로서,
무선 주파수 신호를 생성하도록 구성된 트랜시버;
상기 무선 주파수 신호의 포락선과 관련하여 변하는 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 구성된 포락선 추적기를 포함하는 전력 관리 시스템; 및
상기 무선 주파수 신호를 증폭하고 상기 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하도록 구성된 복합 캐스코드 전력 증폭기(composite cascode power amplifier)를 포함하는 프론트 엔드 시스템 - 상기 복합 캐스코드 전력 증폭기는 상기 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터(enhancement mode field-effect transistor) 및 상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터와 캐스코드된 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 포함함 -
을 포함하는, 모바일 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 금속 산화물 반도체 트랜지스터인, 모바일 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터는 쇼트키 게이트 전계 효과 트랜지스터인, 모바일 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 소스는 접지 전압에 접속되고, 상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인은 상기 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 통해 상기 복합 캐스코드 전력 증폭기의 출력 단자에 접속되는, 모바일 디바이스. - 제4항에 있어서,
공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 상기 접지 전압에 의해 바이어싱되는, 모바일 디바이스. - 제4항에 있어서,
공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 상기 접지 전압보다 높은 양의 전압에 의해 바이어싱되는, 모바일 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 복합 캐스코드 전력 증폭기는 상기 전력 증폭기 공급 전압과 상기 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인 사이에 전기적으로 접속된 초크 인덕터(choke inductor)를 더 포함하는, 모바일 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 복합 캐스코드 전력 증폭기는 게이트 바이어스 전압을 상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 제공하도록 구성된 게이트 바이어스 인덕터를 더 포함하는, 모바일 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 구성된 DC-DC 변환기, 상기 복수의 조절된 전압 및 상기 무선 주파수 신호의 포락선에 기반하여 출력부에서 변조기 출력 전압을 생성하도록 구성된 변조기, 및 상기 변조기의 출력부와 상기 전력 증폭기 공급 전압 사이에 결합된 변조기 출력 필터를 포함하는, 모바일 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 포락선 추적기는 상기 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 서로 병렬로 동작하도록 구성된 DC-DC 변환기 및 에러 증폭기를 포함하는, 모바일 디바이스. - 포락선 추적 시스템으로서,
무선 주파수 신호의 포락선과 관련하여 변하는 전력 증폭기 공급 전압을 생성하도록 구성된 포락선 추적기; 및
상기 무선 주파수 신호를 증폭하고 상기 전력 증폭기 공급 전압으로부터 전력을 수신하도록 구성된 복합 캐스코드 전력 증폭기 - 상기 복합 캐스코드 전력 증폭기는 상기 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터 및 상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터와 캐스코드된 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 포함함 -
를 포함하는, 포락선 추적 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 단채널 n형 금속 산화물 반도체 트랜지스터인, 포락선 추적 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 소스는 접지 전압에 접속되고, 상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 드레인은 상기 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 통해 상기 복합 캐스코드 전력 증폭기의 출력 단자에 접속되는, 포락선 추적 시스템. - 제13항에 있어서,
공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 상기 접지 전압에 의해 바이어싱되는, 포락선 추적 시스템. - 제13항에 있어서,
공핍 모드 트랜지스터의 게이트는 상기 접지 전압보다 높은 양의 전압에 의해 바이어싱되는, 포락선 추적 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 포락선 추적기는 복수의 조절된 전압을 출력하도록 구성된 DC-DC 변환기, 상기 복수의 조절된 전압 및 상기 무선 주파수 신호의 포락선에 기반하여 출력부에서 변조기 출력 전압을 생성하도록 구성된 변조기, 및 상기 변조기의 출력부와 상기 전력 증폭기 공급 전압 사이에 결합된 변조기 출력 필터를 포함하는, 포락선 추적 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 포락선 추적기는 상기 전력 증폭기 공급 전압을 생성하기 위해 서로 병렬로 동작하도록 구성된 DC-DC 변환기 및 에러 증폭기를 포함하는, 포락선 추적 시스템. - 모바일 디바이스에서의 무선 주파수 신호 증폭 방법으로서,
포락선 추적기를 이용하여 무선 주파수 신호의 포락선과 관련하여 변하는 전력 증폭기 공급 전압을 생성하는 단계;
상기 전력 증폭기 공급 전압을 이용하여 복합 캐스코드 전력 증폭기에 전력을 공급하는 단계 - 상기 복합 캐스코드 전력 증폭기는 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터 및 상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터와 캐스코드된 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터를 포함함 -; 및
상기 복합 캐스코드 전력 증폭기를 이용하여 상기 무선 주파수 신호를 증폭하는 단계
를 포함하는, 무선 주파수 신호 증폭 방법. - 제18항에 있어서,
상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터는 금속 산화물 반도체 트랜지스터이고, 상기 공핍 모드 전계 효과 트랜지스터는 쇼트키 게이트 전계 효과 트랜지스터인, 무선 주파수 신호 증폭 방법. - 제18항에 있어서,
상기 인핸스먼트 모드 전계 효과 트랜지스터의 소스는 접지 전압에 접속되고, 상기 방법은 상기 접지 전압보다 높은 양의 전압을 이용하여 공핍 모드 트랜지스터의 게이트를 바이어싱하는 단계를 더 포함하는, 무선 주파수 신호 증폭 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202062704977P | 2020-06-05 | 2020-06-05 | |
| US62/704,977 | 2020-06-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210151706A true KR20210151706A (ko) | 2021-12-14 |
Family
ID=76838917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210072561A KR20210151706A (ko) | 2020-06-05 | 2021-06-04 | 포락선 추적 애플리케이션들을 위한 복합 캐스코드 전력 증폭기들 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11855595B2 (ko) |
| JP (1) | JP2021193792A (ko) |
| KR (1) | KR20210151706A (ko) |
| CN (1) | CN113765485A (ko) |
| DE (1) | DE102021205575A1 (ko) |
| GB (1) | GB2597362A (ko) |
| TW (1) | TW202211617A (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11082021B2 (en) | 2019-03-06 | 2021-08-03 | Skyworks Solutions, Inc. | Advanced gain shaping for envelope tracking power amplifiers |
| WO2021061851A1 (en) | 2019-09-27 | 2021-04-01 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier bias modulation for low bandwidth envelope tracking |
| US11482975B2 (en) | 2020-06-05 | 2022-10-25 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifiers with adaptive bias for envelope tracking applications |
Family Cites Families (200)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5455542A (en) | 1993-11-22 | 1995-10-03 | Rockwell International Corporation | Symmetrical clock crystal oscillator circuit |
| US5459762A (en) | 1994-09-16 | 1995-10-17 | Rockwell International Corporation | Variable multi-threshold detection for 0.3-GMSK |
| US5761250A (en) | 1995-08-15 | 1998-06-02 | Rockwell International Corporation | Iterative filtering frequency estimator and estimation method |
| US5724657A (en) | 1995-09-29 | 1998-03-03 | Rockwell International Corporation | Adaptive frequency correction burst detector for GSM handset system |
| US6438365B1 (en) | 1998-06-02 | 2002-08-20 | Philsar Semiconductor Inc. | Balanced mixer with feedback pre-amplifier |
| CA2289823C (en) | 1999-11-15 | 2004-07-06 | Philsar Semiconductor Inc. | Complex filtering/agc radio receiver architecture for low-if or zero-if |
| US6204734B1 (en) | 2000-02-03 | 2001-03-20 | Conexant Systems, Inc. | Method and apparatus for extending a VCO tuning range |
| CA2298310C (en) | 2000-02-09 | 2003-07-29 | James A. Cherry | Low-voltage transconductance amplifier/filters |
| US6639470B1 (en) | 2000-10-06 | 2003-10-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Constant current biasing circuit for linear power amplifiers |
| US6671500B2 (en) | 2001-03-30 | 2003-12-30 | Skyworks Solutions, Inc. | Frequency plan |
| US6734729B1 (en) | 2001-03-30 | 2004-05-11 | Skyworks Solutions, Inc. | Closed loop power amplifier control |
| US6842067B2 (en) | 2002-04-30 | 2005-01-11 | Skyworks Solutions, Inc. | Integrated bias reference |
| US6768382B1 (en) | 2003-03-28 | 2004-07-27 | Skyworks Solutions, Inc. | Circuit and technique for accurate and efficient power amplifier sensing |
| US8624678B2 (en) * | 2010-12-05 | 2014-01-07 | Rf Micro Devices (Cayman Islands), Ltd. | Output stage of a power amplifier having a switched-bulk biasing and adaptive biasing |
| CN100525074C (zh) | 2004-02-17 | 2009-08-05 | 艾利森电话股份有限公司 | 动态偏置放大器 |
| US7193474B2 (en) | 2004-11-02 | 2007-03-20 | Skyworks Solutions, Inc. | Current limit circuit for power amplifiers |
| US7136003B1 (en) | 2004-11-02 | 2006-11-14 | Skyworks Solutions, Inc. | Clockless pulse shaping circuit for controlling a power amplified output |
| US7142053B2 (en) | 2004-12-06 | 2006-11-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Voltage clamp for improved transient performance of a collector voltage controlled power amplifier |
| US7288991B2 (en) | 2005-02-17 | 2007-10-30 | Skyworks Solutions, Inc. | Power control circuit for accurate control of power amplifier output power |
| US7496339B2 (en) | 2005-05-10 | 2009-02-24 | Skyworks Solutions, Inc. | Amplitude calibration element for an enhanced data rates for GSM evolution (EDGE) polar loop transmitter |
| US7276973B2 (en) | 2005-06-29 | 2007-10-02 | Skyworks Solutions, Inc. | Automatic bias control circuit for linear power amplifiers |
| US7397089B2 (en) | 2005-08-10 | 2008-07-08 | Skyworks Solutions, Inc. | ESD protection structure using contact-via chains as ballast resistors |
| US7482868B2 (en) | 2005-10-25 | 2009-01-27 | Skyworks Solutions, Inc. | Dual mode power amplifier |
| EP2267900A1 (en) | 2005-11-04 | 2010-12-29 | Skyworks Solutions, Inc. | High resolution auto-tuning for a voltage controlled oscillator |
| EP1952530A1 (en) | 2005-11-18 | 2008-08-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Polar modulation apparatus and method with common-mode control |
| US9305859B2 (en) | 2006-05-02 | 2016-04-05 | Advanced Analogic Technologies Incorporated | Integrated circuit die with low thermal resistance |
| US20080051042A1 (en) | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Jaleh Komaili | Adaptive predistortion for controlling an open loop power amplifier |
| US20080101263A1 (en) | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Skyworks Solutions, Inc. | Single-ended to differential duplexer filter |
| WO2008054766A2 (en) | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Skyworks Solutions, Inc. | System and method for pre-charging a current mirror |
| US7994861B2 (en) | 2006-10-31 | 2011-08-09 | Skyworks Solutions, Inc. | System and method for pre-charging a current mirror |
| US7385442B1 (en) | 2006-11-02 | 2008-06-10 | Skyworks Solutions, Inc. | System and method for constant bandwidth DC offset correction in an amplifier |
| US7696826B2 (en) | 2006-12-04 | 2010-04-13 | Skyworks Solutions, Inc. | Temperature compensation of collector-voltage control RF amplifiers |
| KR101451455B1 (ko) | 2007-01-25 | 2014-10-15 | 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 | 선형 및 포화 모드에서의 동작을 위한 멀티모드 증폭기 |
| WO2008141103A1 (en) | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Skyworks Solutions, Inc. | Low noise rf driver |
| WO2009003087A2 (en) | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Skyworks Solutions, Inc. | Error vector magnitude control within a linear transmitter |
| CN101772887B (zh) | 2007-07-05 | 2013-04-24 | 斯盖沃克斯瑟路申斯公司 | 用于功率控制环中的饱和检测和校正的系统和方法 |
| US20090040671A1 (en) | 2007-08-10 | 2009-02-12 | Skyworks Solutions, Inc. | Power clamp for on-chip ESD protection |
| US7876160B2 (en) | 2008-02-04 | 2011-01-25 | Skyworks Solutions, Inc. | Multi-mode high efficiency linear power amplifier |
| US7714657B2 (en) | 2008-02-19 | 2010-05-11 | Mediatek Inc. | Low noise amplifier gain controlled scheme |
| US8023909B2 (en) | 2009-01-12 | 2011-09-20 | Skyworks Solutions, Inc. | Data conversion using a serial interface clock in a power amplifier module |
| US9166533B2 (en) | 2009-07-30 | 2015-10-20 | Qualcomm Incorporated | Bias current monitor and control mechanism for amplifiers |
| US8847689B2 (en) | 2009-08-19 | 2014-09-30 | Qualcomm Incorporated | Stacked amplifier with diode-based biasing |
| US8537579B2 (en) | 2009-12-01 | 2013-09-17 | Skyworks Solutions, Inc. | Voltage conversion method in a continuously variable switched capacitor DC-DC voltage converter |
| US8111104B2 (en) | 2010-01-25 | 2012-02-07 | Peregrine Semiconductor Corporation | Biasing methods and devices for power amplifiers |
| US9912303B2 (en) | 2010-02-03 | 2018-03-06 | Massachusetts Institute Of Technology | RF-input / RF-output outphasing amplifier |
| US8774739B2 (en) | 2010-02-10 | 2014-07-08 | Skyworks Solutions, Inc. | Multi-mode power supply regulator for power amplifier control |
| US8666337B2 (en) | 2010-03-05 | 2014-03-04 | Skyworks Solutions, Inc. | System and method for power amplifier control saturation detection and correction |
| US8519788B2 (en) | 2010-04-19 | 2013-08-27 | Rf Micro Devices, Inc. | Boost charge-pump with fractional ratio and offset loop for supply modulation |
| EP2561611B1 (en) | 2010-04-19 | 2015-01-14 | RF Micro Devices, Inc. | Pseudo-envelope following power management system |
| US8644777B2 (en) | 2010-05-07 | 2014-02-04 | Skyworks Solutions, Inc. | System and method for power amplifier over-voltage protection |
| US8154345B2 (en) | 2010-06-03 | 2012-04-10 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and method for current sensing using a wire bond |
| US20120019335A1 (en) | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Hoang Dinhphuoc V | Self compensated directional coupler |
| KR101767293B1 (ko) | 2010-07-29 | 2017-08-10 | 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 | 커패시터들을 사용함에 의한 결합 계수 변동 저감 |
| US8611836B2 (en) | 2010-08-25 | 2013-12-17 | Skyworks Solutions, Inc. | Amplifier gain adjustment in response to reduced supply voltage |
| WO2012031241A2 (en) | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Skyworks Solutions, Inc. | High-voltage tolerant voltage regulator |
| KR101763410B1 (ko) | 2010-12-21 | 2017-08-04 | 한국전자통신연구원 | 디지털 전치 왜곡 전력 증폭 장치 및 그 장치에서의 디지털 방식의 동기 조절 방법 |
| US9189430B2 (en) | 2011-01-14 | 2015-11-17 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for serial interfaces |
| US8514016B2 (en) | 2011-01-18 | 2013-08-20 | Skyworks Solutions, Inc. | Single die power amplifier with closed loop power control |
| US8330504B2 (en) | 2011-02-04 | 2012-12-11 | Peregrine Semiconductor Corporation | Dynamic biasing systems and methods |
| EP2673881B1 (en) | 2011-02-07 | 2019-02-06 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for envelope tracking calibration |
| US9092393B2 (en) | 2011-03-11 | 2015-07-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Dual mode serial/parallel interface and use thereof in improved wireless devices and switching components |
| US8717100B2 (en) | 2011-03-15 | 2014-05-06 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for capacitive load reduction |
| US9231528B2 (en) * | 2011-03-16 | 2016-01-05 | Rf Micro Devices, Inc. | Amplification device having compensation for a local thermal memory effect |
| US8718188B2 (en) | 2011-04-25 | 2014-05-06 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for envelope tracking |
| US9136795B2 (en) | 2011-05-19 | 2015-09-15 | Skyworks Solutions, Inc. | Variable switched DC-to-DC voltage converter |
| WO2013009640A2 (en) | 2011-07-08 | 2013-01-17 | Skyworks Solutions, Inc. | Signal path termination |
| WO2013009637A2 (en) | 2011-07-08 | 2013-01-17 | Skyworks Solutions, Inc. | Radio-frequency modules having tuned shielding-wirebonds |
| WO2013033214A2 (en) | 2011-08-30 | 2013-03-07 | Skyworks Solutions, Inc. | Reduced clock feed-through systems, methods and apparatus |
| US9679869B2 (en) | 2011-09-02 | 2017-06-13 | Skyworks Solutions, Inc. | Transmission line for high performance radio frequency applications |
| WO2013062975A1 (en) | 2011-10-24 | 2013-05-02 | Skyworks Solutions, Inc. | Dual mode power amplifier control interface |
| KR101767718B1 (ko) | 2011-11-04 | 2017-08-11 | 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 | 전력 증폭기들에 대한 장치 및 방법 |
| US8634789B2 (en) | 2011-11-10 | 2014-01-21 | Skyworks Solutions, Inc. | Multi-mode power amplifier |
| US9467940B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-10-11 | Skyworks Solutions, Inc. | Flip-chip linear power amplifier with high power added efficiency |
| US8786371B2 (en) | 2011-11-18 | 2014-07-22 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for voltage converters |
| WO2013119587A1 (en) | 2012-02-09 | 2013-08-15 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for envelope tracking |
| GB2500705B (en) | 2012-03-30 | 2019-04-17 | Snaptrack Inc | Dynamic characterisation of amplifier AM-PM distortion |
| US8737935B2 (en) | 2012-04-30 | 2014-05-27 | Broadcom Corporation | Multi-band up-convertor mixer |
| US9088248B2 (en) | 2012-05-16 | 2015-07-21 | Intel Mobile Communications GmbH | Amplifier and mobile communication device |
| US8902002B2 (en) | 2012-05-30 | 2014-12-02 | Nujira Limited | Adaptive biasing scheme for an amplifier |
| US8948712B2 (en) | 2012-05-31 | 2015-02-03 | Skyworks Solutions, Inc. | Via density and placement in radio frequency shielding applications |
| KR101944337B1 (ko) | 2012-06-14 | 2019-02-01 | 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 | 공정 보상된 hbt 전력 증폭기 바이어스 회로 및 방법 |
| JP5893800B2 (ja) | 2012-06-14 | 2016-03-23 | スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. | パワーアンプモジュールを含む関連するシステム、デバイス、および方法 |
| KR101516930B1 (ko) | 2012-07-13 | 2015-05-04 | 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 | 라디오 주파수 차폐 응용들에서의 레이스트랙 구성한 패키지 모듈 및 무선 디바이스 |
| TWI540322B (zh) | 2012-09-08 | 2016-07-01 | 西凱渥資訊處理科技公司 | 關於近場電磁探針及掃描器之系統，裝置及方法 |
| US9202748B2 (en) | 2012-09-28 | 2015-12-01 | Skyworks Solutions, Inc. | Segmented conductive ground plane for radio frequency isolation |
| US8829993B2 (en) | 2012-10-30 | 2014-09-09 | Eta Devices, Inc. | Linearization circuits and methods for multilevel power amplifier systems |
| US11128261B2 (en) | 2012-12-28 | 2021-09-21 | Psemi Corporation | Constant Vds1 bias control for stacked transistor configuration |
| US9716477B2 (en) | 2012-12-28 | 2017-07-25 | Peregrine Semiconductor Corporation | Bias control for stacked transistor configuration |
| US9287829B2 (en) | 2012-12-28 | 2016-03-15 | Peregrine Semiconductor Corporation | Control systems and methods for power amplifiers operating in envelope tracking mode |
| US20140266448A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Qualcomm Incorporated | Adapative power amplifier |
| US20150236798A1 (en) | 2013-03-14 | 2015-08-20 | Peregrine Semiconductor Corporation | Methods for Increasing RF Throughput Via Usage of Tunable Filters |
| US9418950B2 (en) | 2013-04-24 | 2016-08-16 | Skyworks Solutions, Inc. | Multiple band multiple mode transceiver front end flip-chip architecture and circuitry with integrated power amplifiers |
| US20140327483A1 (en) | 2013-05-03 | 2014-11-06 | Rfaxis, Inc. | Complementary metal oxide semiconductor power amplifier |
| EP2992606B1 (en) | 2013-05-03 | 2019-07-31 | Skyworks Solutions, Inc. | Coupled resonator on-die filters for wifi applications |
| EP3020129B1 (en) | 2013-07-09 | 2021-12-08 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier with input power protection circuits |
| US9698853B2 (en) | 2013-07-31 | 2017-07-04 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier open loop current clamp |
| US9214902B2 (en) | 2013-08-27 | 2015-12-15 | Triquint Semiconductor, Inc. | Bias-boosting bias circuit for radio frequency power amplifier |
| US9455669B2 (en) | 2013-10-11 | 2016-09-27 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for phase compensation in power amplifiers |
| KR102114726B1 (ko) | 2013-10-23 | 2020-06-05 | 삼성전자주식회사 | 전력 증폭 장치 및 방법 |
| US9787270B2 (en) | 2013-11-26 | 2017-10-10 | Qorvo Us, Inc. | Overstress management for power amplifiers |
| JP5861844B2 (ja) | 2013-12-12 | 2016-02-16 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅モジュール |
| US9065509B1 (en) | 2014-01-09 | 2015-06-23 | Mediatek Inc. | Methods and apparatus for envelope tracking system |
| KR101467230B1 (ko) | 2014-02-14 | 2014-12-01 | 성균관대학교산학협력단 | 멀티 모드 바이어스 변조기 및 이를 이용한 포락선 추적 전력 증폭 장치 |
| KR101467231B1 (ko) | 2014-02-19 | 2014-12-01 | 성균관대학교산학협력단 | 포락선 추적 모드 또는 평균 전력 추적 모드로 동작하는 멀티 모드 바이어스 변조기 및 이를 이용한 포락선 추적 전력 증폭 장치 |
| US9831841B2 (en) | 2014-06-28 | 2017-11-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Switchable base feed circuit for radio-frequency power amplifiers |
| US9602064B2 (en) | 2014-06-28 | 2017-03-21 | Skyworks Solutions, Inc. | Switchable feedback circuit for radio-frequency power amplifiers |
| US9503025B2 (en) | 2014-07-11 | 2016-11-22 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier with termination circuit and resonant circuit |
| US9698740B2 (en) | 2014-07-14 | 2017-07-04 | Skyworks Solutions, Inc. | Mode linearization switch circuit |
| US10438735B2 (en) | 2014-07-22 | 2019-10-08 | Skyworks Solutions, Inc. | Ultra-high coupling factor monolithic transformers for integrated differential radio frequency amplifiers in system-on-chip devices |
| US9774300B2 (en) | 2014-07-23 | 2017-09-26 | Skyworks Solutions, Inc. | Transformer-based doherty power amplifier |
| US9905902B2 (en) | 2014-07-24 | 2018-02-27 | Skyworks Solutions, Inc. | Zero insertion loss directional coupler for wireless transceivers with integrated power amplifiers |
| US9450639B2 (en) | 2014-07-28 | 2016-09-20 | Skyworks Solutions, Inc. | Complementary metal oxide semiconductor differential antenna transmit-receive switches with power combining circuitry for orthogonal frequency-division multiplexing systems |
| US9831834B2 (en) | 2014-07-29 | 2017-11-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Envelope tracking with low frequency loss correction |
| US9445371B2 (en) | 2014-08-13 | 2016-09-13 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for wideband envelope tracking systems |
| JP6567655B2 (ja) | 2014-09-10 | 2019-08-28 | スカイワークス ソリューションズ，インコーポレイテッドＳｋｙｗｏｒｋｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ． | 無線周波数（ｒｆ）電力増幅器回路とｒｆ電力増幅器バイアス回路 |
| US9991856B2 (en) | 2014-09-25 | 2018-06-05 | Skyworks Solutions, Inc. | Variable load power amplifier supporting dual-mode envelope tracking and average power tracking performance |
| US10177838B2 (en) | 2014-09-30 | 2019-01-08 | Skyworks Solutions, Inc. | Shared integrated DC-DC supply regulator |
| US9929694B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-03-27 | Skyworks Solutions, Inc. | Schottky enhanced bias circuit |
| US9831765B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-11-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Frequency modulation and pulse skipping mode voltage controller |
| US9667200B2 (en) | 2014-12-23 | 2017-05-30 | Skyworks Solutions, Inc. | Peak detecting cascode for breakdown protection |
| US9722547B2 (en) | 2014-12-30 | 2017-08-01 | Skyworks Solutions, Inc. | Compression control through amplitude adjustment of a radio frequency input signal |
| US9768740B2 (en) | 2015-02-02 | 2017-09-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Feedback compensation for multistage amplifiers |
| US9899961B2 (en) | 2015-02-15 | 2018-02-20 | Skyworks Solutions, Inc. | Enhanced amplifier efficiency through cascode current steering |
| US10050529B2 (en) | 2015-02-15 | 2018-08-14 | Skyworks Solutions, Inc. | Switched-mode power supply with switch resizing |
| US10483926B2 (en) | 2015-02-15 | 2019-11-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier module with power supply control |
| US9678528B2 (en) | 2015-02-15 | 2017-06-13 | Skyworks, Solutions Inc. | Voltage supply system with boost converter and charge pump |
| US9838058B2 (en) | 2015-02-15 | 2017-12-05 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplification system with variable supply voltage |
| US9712125B2 (en) | 2015-02-15 | 2017-07-18 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplification system with shared common base biasing |
| CN107534830B (zh) | 2015-02-15 | 2021-06-29 | 天工方案公司 | 用于监测串行总线的电路、设备和方法 |
| US10187023B2 (en) | 2015-02-15 | 2019-01-22 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier with cascode switching or splitting functionality |
| CN107466440B (zh) | 2015-02-15 | 2020-05-22 | 天工方案公司 | 对于低电池2g偏压支持的升压电源的使用 |
| JP2016192590A (ja) | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅モジュール |
| WO2016179541A1 (en) | 2015-05-06 | 2016-11-10 | Rfaxis, Inc. | Rf power amplifiers with diode linearizer |
| WO2016179789A1 (en) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | Lattice Semiconductor Corporation | Replica cascode bias voltage-controlled oscillators |
| US9985592B2 (en) | 2015-05-13 | 2018-05-29 | Skyworks Solutions, Inc. | High gain RF power amplifier with negative capacitor |
| US20170005624A1 (en) | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Skyworks Solutions, Inc. | Parallel amplifier linearization in a radio frequency system |
| US9935677B2 (en) | 2015-06-30 | 2018-04-03 | Skyworks Solutions, Inc. | Devices and methods related to high power diode switches with low DC power consumption |
| KR101664718B1 (ko) | 2015-06-30 | 2016-10-12 | 성균관대학교산학협력단 | 이중 구동 전압을 이용하는 평균 전력 추적 모드 전력 증폭 장치 |
| WO2017019803A1 (en) | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplification system with programmable load line |
| KR101664732B1 (ko) | 2015-08-07 | 2016-10-12 | 성균관대학교산학협력단 | 다중 출력 전압을 생성하는 동적 바이어스 변조기 및 이를 이용한 전력 증폭 장치 |
| US9712197B2 (en) | 2015-08-28 | 2017-07-18 | Skyworks Solutions, Inc. | Tunable notch filter and contour tuning circuit |
| WO2017040221A1 (en) | 2015-08-28 | 2017-03-09 | Skyworks Solutions, Inc | Tunable notch filter |
| US9451566B1 (en) | 2015-09-01 | 2016-09-20 | Qualcomm Incorporated | Power amplifier transmission mode switching in wireless communication devices |
| CN106797222B (zh) | 2015-09-02 | 2018-10-23 | 天工方案公司 | 轮廓调谐电路 |
| US10419057B2 (en) | 2015-09-22 | 2019-09-17 | Skyworks Solutions, Inc. | Modified current mirror circuit for reduction of switching time |
| US10182403B2 (en) | 2015-09-30 | 2019-01-15 | Skyworks Solutions, Inc. | Diplexed coupler for carrier aggregation |
| KR101719310B1 (ko) | 2015-10-30 | 2017-03-24 | (주)에프씨아이 | 듀얼 동작 모드 전력 증폭기 |
| US10365308B2 (en) | 2015-12-08 | 2019-07-30 | Skyworks Solutions, Inc. | Wide dynamic range broadband current mode linear detector circuits for high power radio frequency power amplifier |
| US20170163226A1 (en) | 2015-12-08 | 2017-06-08 | Skyworks Solutions, Inc. | Fast switching power amplifier, low noise amplifier, and radio frequency switch circuits |
| US10097216B2 (en) | 2015-12-08 | 2018-10-09 | Skyworks Soultions, Inc. | Active harmonic filters for integrated radio frequency power amplifiers |
| US10224876B2 (en) | 2015-12-08 | 2019-03-05 | Skyworks Solutions, Inc. | Low dropout voltage regulator for highly linear radio frequency power amplifiers |
| US9735737B2 (en) | 2015-12-08 | 2017-08-15 | Skyworks Solutions, Inc. | High-gain low noise figure complementary metal oxide semiconductor amplifier with low current consumption |
| US10944008B2 (en) | 2015-12-08 | 2021-03-09 | Skyworks Solutions, Inc. | Low noise amplifier transistors with decreased noise figure and leakage in silicon-on-insulator technology |
| US10270394B2 (en) | 2015-12-30 | 2019-04-23 | Skyworks Solutions, Inc. | Automated envelope tracking system |
| US10103726B2 (en) | 2016-02-11 | 2018-10-16 | Skyworks Solutions, Inc. | Radio frequency switches with reduced clock noise |
| US9641141B1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-05-02 | Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited | Harmonics suppression circuit for a switch-mode power amplifier |
| KR101746107B1 (ko) | 2016-04-12 | 2017-06-14 | (주)에프씨아이 | 적응형 전력증폭기 및 이를 포함하는 rf 송신기 |
| US10181820B2 (en) | 2016-05-17 | 2019-01-15 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplification system with envelope-based bias |
| US10110169B2 (en) | 2016-09-14 | 2018-10-23 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for envelope tracking systems with automatic mode selection |
| US10250199B2 (en) | 2016-09-16 | 2019-04-02 | Psemi Corporation | Cascode amplifier bias circuits |
| US9837965B1 (en) | 2016-09-16 | 2017-12-05 | Peregrine Semiconductor Corporation | Standby voltage condition for fast RF amplifier bias recovery |
| US9843293B1 (en) | 2016-09-16 | 2017-12-12 | Peregrine Semiconductor Corporation | Gate drivers for stacked transistor amplifiers |
| US9882531B1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-01-30 | Peregrine Semiconductor Corporation | Body tie optimization for stacked transistor amplifier |
| US10476454B2 (en) | 2016-09-21 | 2019-11-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power amplifier module |
| US10147994B2 (en) | 2016-09-23 | 2018-12-04 | Skyworks Solutions, Inc. | Coupler circuit |
| US10110173B2 (en) | 2016-10-28 | 2018-10-23 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Envelope tracking current bias circuit and power amplifier apparatus |
| US10374557B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-08-06 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Adaptive multiband power amplifier apparatus |
| US10381983B2 (en) | 2016-11-11 | 2019-08-13 | Skyworks Solutions, Inc. | Envelope tracking for high power amplifiers |
| US10477550B2 (en) | 2016-11-30 | 2019-11-12 | Skyworks Solutions, Inc. | Front-end modules for carrier aggregation |
| US11190182B2 (en) | 2017-02-13 | 2021-11-30 | Skyworks Solutions, Inc. | Control circuitry for silicon-on-insulator chip |
| US10727893B2 (en) | 2017-04-16 | 2020-07-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Reconfigurable front-end module for carrier aggregation |
| US10236831B2 (en) | 2017-05-12 | 2019-03-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Envelope trackers providing compensation for power amplifier output load variation |
| US11239755B2 (en) | 2017-05-30 | 2022-02-01 | Skyworks Solutions, Inc. | Power management systems including a plurality of converters for providing dual integrated multi-mode power management |
| US10404166B2 (en) | 2017-05-31 | 2019-09-03 | Skyworks Solutions, Inc. | System efficiency improvement for cellular signals |
| US10516368B2 (en) | 2017-06-21 | 2019-12-24 | Skyworks Solutions, Inc. | Fast envelope tracking systems for power amplifiers |
| US10615757B2 (en) | 2017-06-21 | 2020-04-07 | Skyworks Solutions, Inc. | Wide bandwidth envelope trackers |
| US10873313B2 (en) | 2017-09-01 | 2020-12-22 | Skyworks Solutions, Inc. | Piston mode lamb wave resonators |
| US10804867B2 (en) | 2017-11-13 | 2020-10-13 | Skyworks Solutions, Inc. | Quadrature amplifier having envelope control |
| EP3496270B1 (en) | 2017-12-05 | 2020-11-04 | Nxp B.V. | Bias circuit |
| US11165406B2 (en) | 2018-03-02 | 2021-11-02 | Skyworks Solutions, Inc. | Lamb wave element and bulk acoustic wave resonator on common substrate |
| WO2019177943A1 (en) | 2018-03-14 | 2019-09-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Electronically tuned rf termination |
| US10454423B1 (en) | 2018-04-12 | 2019-10-22 | Apple Inc. | Techniques for improving cellular current consumption |
| US11444578B2 (en) | 2018-05-07 | 2022-09-13 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Single-supply multi-level envelope tracker for RF power amplifier efficiency enhancement |
| US10826570B2 (en) | 2018-05-31 | 2020-11-03 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for multi-antenna communications |
| US10972055B2 (en) | 2018-06-15 | 2021-04-06 | Skyworks Solutions, Inc. | Integrated doherty power amplifier |
| TWI820181B (zh) | 2018-08-13 | 2023-11-01 | 美商天工方案公司 | 負載線可切換之推挽式功率放大器 |
| US10951183B2 (en) | 2018-09-13 | 2021-03-16 | Qorvo Us, Inc. | PA output memory neutralization using baseband I/O capacitance current compensation |
| US10951178B2 (en) | 2018-09-28 | 2021-03-16 | Skyworks Solutions, Inc. | Averaging overcurrent protection |
| US10749512B2 (en) | 2018-10-08 | 2020-08-18 | Skyworks Solutions, Inc. | Switch control circuitry |
| US11038471B2 (en) | 2018-11-20 | 2021-06-15 | Skyworks Solutions, Inc. | Envelope tracking system with modeling of a power amplifier supply voltage filter |
| US11233486B2 (en) | 2019-02-01 | 2022-01-25 | Skyworks Solutions, Inc. | Concurrent electrostatic discharge and surge protection clamps in power amplifiers |
| US11082021B2 (en) | 2019-03-06 | 2021-08-03 | Skyworks Solutions, Inc. | Advanced gain shaping for envelope tracking power amplifiers |
| US11387797B2 (en) | 2019-03-15 | 2022-07-12 | Skyworks Solutions, Inc. | Envelope tracking systems for power amplifiers |
| US11374538B2 (en) | 2019-04-09 | 2022-06-28 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods for envelope tracking |
| US11527532B2 (en) * | 2019-05-22 | 2022-12-13 | Intel Corporation | Enhancement-depletion cascode arrangements for enhancement mode III-N transistors |
| KR20210012235A (ko) | 2019-07-24 | 2021-02-03 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 및 전자 장치의 무선 통신 시스템 |
| US11133782B2 (en) | 2019-09-06 | 2021-09-28 | Psemi Corporation | Bias techniques for amplifiers with mixed polarity transistor stacks |
| WO2021061851A1 (en) | 2019-09-27 | 2021-04-01 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier bias modulation for low bandwidth envelope tracking |
| KR20210040552A (ko) * | 2019-10-04 | 2021-04-14 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 전압 생성 회로 및 이를 포함하는 입력 버퍼 |
| US11482975B2 (en) | 2020-06-05 | 2022-10-25 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifiers with adaptive bias for envelope tracking applications |
-
2021
- 2021-05-17 US US17/302,952 patent/US11855595B2/en active Active
- 2021-05-25 JP JP2021087452A patent/JP2021193792A/ja active Pending
- 2021-05-28 TW TW110119552A patent/TW202211617A/zh unknown
- 2021-06-01 DE DE102021205575.3A patent/DE102021205575A1/de active Pending
- 2021-06-02 CN CN202110613094.XA patent/CN113765485A/zh active Pending
- 2021-06-03 GB GB2107949.6A patent/GB2597362A/en active Pending
- 2021-06-04 KR KR1020210072561A patent/KR20210151706A/ko unknown
-
2023
- 2023-11-14 US US18/509,060 patent/US20240088849A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2597362A (en) | 2022-01-26 |
| TW202211617A (zh) | 2022-03-16 |
| DE102021205575A1 (de) | 2021-12-09 |
| US20210384875A1 (en) | 2021-12-09 |
| CN113765485A (zh) | 2021-12-07 |
| US11855595B2 (en) | 2023-12-26 |
| JP2021193792A (ja) | 2021-12-23 |
| GB202107949D0 (en) | 2021-07-21 |
| US20240088849A1 (en) | 2024-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11595006B2 (en) | Apparatus and methods for envelope tracking systems with automatic mode selection | |
| US11728773B2 (en) | Apparatus and methods for bias switching of power amplifiers | |
| US11476815B2 (en) | Envelope tracking systems for power amplifiers | |
| US10985711B2 (en) | Wide bandwidth envelope trackers | |
| US11496097B2 (en) | Apparatus and methods for power amplifiers with positive envelope feedback | |
| US11677368B2 (en) | Power amplifiers with adaptive bias for envelope tracking applications | |
| US11855595B2 (en) | Composite cascode power amplifiers for envelope tracking applications | |
| US20230113416A1 (en) | Gain boosting in envelope tracking power amplifiers using rf-coupled feedback | |
| US20230124129A1 (en) | Output stage circuit assembly for power amplifier system with improved power management | |
| US20240014788A1 (en) | Power amplifier systems with switchable transistor array and switchable biasing circuit |