KR20240023655A - 감쇠기들에 걸쳐 스위칭 가능한 클램프들 - Google Patents

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파르베즈 다루왈라
한성규
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피세미 코포레이션
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Abstract

무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드들에 구현된 저잡음 증폭기들(LNA)의 전력 레벨을 제한하는 방법들 및 디바이스들이 기술된다. 기술된 방법들은 LNA의 바이패스 모드, 저이득 모드 및 고이득 모드에 적용 가능하다. 기술된 방법들에 따르면, 디코더는 신호가 감쇠되기 전이나 후에 클램핑되도록 허용한다. 이러한 방법들의 이점은 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 대신호 성능들(예를 들어, IIP3, P1dB)을 개선하면서 여전히 클램핑 요건들도 충족하거나, 또는 클램핑된 출력 전력을 개선하(낮추)면서 여전히 대신호 성능들(예를 들어, IIP3, P1dB)도 충족하는 점이다.

Description

감쇠기들에 걸쳐 스위칭 가능한 클램프들
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은 "SWITCHABLE CLAMPS ACROSS ATTENUATORS"이라는 명칭으로 2021년 6월 25일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제17/359,084호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참조로 포함된다.
기술 분야
본 개시내용은 무선 주파수(RF: radio frequency) 시스템들에 사용되는 클램핑 방법들 및 디바이스들에 관한 것이며, 특히 높은 입력 전력이 인가될 때 저잡음 증폭기들(LNA: low noise amplifier)의 출력 전력을 제한하기 위해 RF 전면-수신기(RF front-receiver)들에 구현되는 클램핑 방법들 및 디바이스들에 관한 것이다.
RF 송수신기들의 수신기 프론트-엔드(receiver front-end)는 일반적으로 하나 이상의 LNA을 포함한다. LNA들의 요건들 중 하나는 더 높은 입력 전력들이 있을 시 최대 출력 전력이다. 어떤 경우에는 이러한 출력 전력 제한이 모든 LNA 입력들, 모든 이득 모드들(예를 들어, 능동 및 수동 이득 모드들) 및/또는 모든 동작 주파수 대역들에 걸쳐 필요할 수 있다.
능동 이득 모드에서, LNA 포화는 본질적으로 출력 전력을 제한한다. 이 모드에서는 필요한 최대 출력 전력이 LNA의 포화 전력보다 낮을 때 문제가 발생한다. 이 경우, LNA의 출력 전력을 제한하는 솔루션들이 필요하다. 그러나 LNA가 필요한 최대 출력 전력보다 낮은 전력으로 포화되는 통상적인 경우에는 문제가 없을 것이다. 문제는 신호 경로가 일련의 스위치들 및 감쇠기(attenuator)들을 통과할 수 있는 수동 이득 모드에서 더 일반적으로 발생하므로, LNA 출력 전력을 제한하는 메커니즘이 항상 필요하다.
일반적으로 사용되는 한 가지 솔루션은 감쇠 전에 신호 전력을 클램핑하는 것이다. 이러한 방법은 최대 클램핑을 제공하지만 입력 3차 교차점(IIP3: Input Third Order Intercept Point) 및/또는 1dB 압축점(P1dB: 1dB Compression Point)과 같은 성능 파라미터에 부정적인 영향을 미친다.
위의 관점에서, 최대 출력 전력 요건들을 기반으로 LNA의 출력 전력을 제한하면서 또한 사양들 내에서 IIP3/P1dB와 같은 성능 파라미터들을 유지하는 솔루션들이 필요하다. 이러한 솔루션들은 모든 LNA 입력들, 모든 이득 모드들 및 모든 동작 주파수 대역들에 걸쳐 적용 가능해야 한다.
개시된 방법들 및 디바이스들은 위에서 언급된 문제들을 다룬다.
본 개시내용의 제1 양태에 따르면, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드가 제공되며, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 제1 신호 경로 입력 및 제1 신호 경로 출력을 갖는 제1 신호 경로; 제1 신호 경로에 배치된 하나 이상의 제1 감쇠기; 클램핑 스위치(S21)를 통해, 하나 이상의 제1 감쇠기에 스위칭 가능하게 연결되고, ⅰ) 하나 이상의 제1 감쇠기 중 임의의 제1 감쇠기의 입력에서 또는 ⅱ) 제1 신호 경로 출력에서 제1 신호 경로를 통해 입력 신호를 스위칭 가능하게 클램핑함으로써 제1 신호 경로 출력에서의 신호 전력 레벨을 설정된 임계값 미만으로 유지하도록 구성된 클램핑 회로를 포함한다.
본 개시내용의 제2 양태에 따르면, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드가 제공되며, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 제1 신호 경로 입력 및 제1 신호 경로 출력을 갖는 제1 신호 경로; 제1 신호 경로에 배치된 저잡음 증폭기(LNA); 제1 신호 경로에서 LNA의 출력에 배치된 하나 이상의 제1 감쇠기의 직렬 장치(series arrangement); 클램핑 스위치를 통해 하나 이상의 제1 감쇠기에 스위칭 가능하게 연결되고, ⅰ) 하나 이상의 제1 감쇠기 중 임의의 제1 감쇠기의 입력에서 또는 ⅱ) 제1 신호 경로 출력에서 입력 신호를 클램핑함으로써, 제1 신호 경로 출력에서의 신호 전력 레벨을 설정된 임계값 미만으로 유지하도록 구성되는 클램핑 회로를 포함한다.
본 개시내용의 제3 양태에 따르면, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드가 제공되며, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 제1 신호 경로 입력을 갖는 제1 신호 경로; 제1 신호 경로에 배치된 저잡음 증폭기(LNA); 제1 신호 경로 입력을 LNA의 입력에 결합하는 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치로서, 제1 신호 경로에 배치되는 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치; 클램핑 스위치(S11)를 통해, 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치에 스위칭 가능하게 연결되고, ⅰ) 하나 이상의 감쇠기 중 임의의 감쇠기의 입력에서 또는 ⅱ) 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치의 출력에서 제1 신호 경로를 통해 입력 신호를 스위칭 가능하게 클램핑함으로써 LNA의 출력에서의 신호 전력 레벨을 설정된 임계값 미만으로 유지하도록 구성된 클램핑 회로를 포함한다.
본 개시내용의 제4 양태에 따르면, 제1 모드, 제2 모드 및 제3 모드에 따라 동작하도록 구성 가능한 재구성 가능한 무선 주파수(RF) 회로가 제공되며, 재구성 가능한 무선 주파수(RF) 회로는 증폭기; 하나 이상의 감쇠기의 제1, 제2 및 제3 직렬 장치; 및 ⅰ) 각각의 제1, 제2 및 제3 직렬 장치의 임의의 감쇠기의 입력에서 또는 ⅱ) 각각의 제1, 제2 및 제3 직렬 장치의 출력에서 재구성 가능한 RF 회로를 통해 신호를 스위칭 가능하게 클램핑하도록 구성된 대응하는 제1, 제2 및 제3 스위칭 가능한 클램핑 장치들을 포함하고; 재구성 가능한 RF 회로는 ⅰ) 제1 모드에서, 제1 입력으로부터의 신호를 증폭기 및 제3 직렬 장치를 통해, RF 회로의 출력으로 전달하고, 제3 스위칭 가능한 클램핑 장치는 활성이고, 제1 및 제2 클램핑 장치는 비활성이며, ⅱ) 제2 모드에서, 제2 입력으로부터의 신호를 제1 직렬 장치 및 증폭기를 통해 RF 회로의 출력으로 전달하고, 제1 및 제3 스위칭 가능한 클램핑 장치 중 적어도 하나는 활성이고, 제2 클램핑 장치는 비활성이며, ⅲ) 제3 모드에서, 제2 입력으로부터의 신호를 제3 직렬 장치를 통해 RF 회로의 출력으로 전달하고, 제1 및 제2 스위칭 가능한 클램핑 장치 중 적어도 하나는 활성이고, 제3 클램핑 장치는 비활성인 것으로 구성된다.
본 개시내용의 제5 양태에 따르면, 바이패스 모드에서 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 출력 전력 레벨을 설정된 임계값 미만으로 제한하는 방법이 개시되며, 이 방법은 저잡음 증폭기(LNA)를 제공하는 단계; 바이패스 경로에 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치를 제공하는 단계; 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치의 출력을 RF 수신기 프론트-엔드의 출력에 연결하는 단계; RF 수신기 프론트-엔드의 출력으로부터 LNA의 출력을 연결 해제하는 단계; LNA의 입력으로부터 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치의 출력을 연결 해제하는 단계; 바이패스 모드 동안, 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치의 입력에서 입력 신호를 수신하는 단계; 클램핑된 신호를 생성하기 위해 하나 이상의 감쇠기 중 하나의 감쇠기의 입력에서 또는 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치의 출력에서 입력 신호를 클램핑하는 단계; 및 클램핑된 신호를 RF 수신기 프론트-엔드의 출력에 공급하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시예들의 세부사항들은 첨부 도면들 및 아래 설명에 기재된다. 본 발명의 다른 특징들, 목적들 및 이점들은 설명, 도면들 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 클램핑 방법을 예시하는 종래 기술의 회로를 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 클램핑 개념을 예시하는 예시적인 회로를 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 개시내용의 실시예들에 따른 예시적인 RF 수신기 프론트-엔드를 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 클램핑 기술을 사용하는 예시적인 회로 장치를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 감쇠기들의 예시적인 구현들을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 클램핑 회로들의 예시적인 구현들을 도시한다.
다양한 도면들에서 동일한 참조 번호들 및 명칭들은 동일한 요소들을 나타낸다.
클램핑 회로들 또는 클램프들은 과전압 상태들을 방지하기 위해 신호의 전력 레벨을 허용 가능한 값(즉, 설정된 임계값 미만)으로 감소시키는 장치들이다.
도 1은 클램핑이 수행되는 통상적인 방식을 예시하는 종래 기술의 회로(100)를 도시한다. 회로(100)는 예를 들어 RF 수신기 프론트-엔드에 구현된 LNA의 바이패스 경로에서 사용될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 감쇠기(A1)의 입력(IN)에서 클램핑이 수행된다. 그런 다음 클램핑된 신호는 감쇠기(A1)를 통과하여 출력(OUT)에서 감쇠된 신호를 생성한다. 이전에 언급한 바와 같이, 이러한 접근 방식은 최대 클램핑을 유지하지만, RF 수신기 프론트-엔드의 대신호 성능(예를 들어, IIP3/P1dB)을 저하시킨다.
도 2는 본 개시내용의 교시들에 따른 클램핑 개념을 예시하는 회로(200)를 도시한다. 회로(200)는 예를 들어 RF 수신기 프론트-엔드의 일부로서 구현될 수 있으며, 스위치(S0), 감쇠기(A1) 및 클램핑 회로(Clamp1)를 포함한다. 도 1의 회로(100)와 대조적으로, 도 2의 실시예에서, 클램핑은 감쇠기(A1)의 입력(IN) 또는 출력(OUT)에서 선택적으로 수행될 수 있다. 본 개시내용의 실시예에 따르면, 스위치(S0)는 특정 요건들, 이득 모드들(예를 들어, 일부 이득 모드들이 높은 IIP3을 요구하지 않음), 주파수 대역(예를 들어, 더 낮은 주파수들이 본질적으로 더 높은 전력에서 클램핑되고, 더 높은 주파수들이 더 낮은 전력에서 클램핑됨) 또는 임의의 다른 원하는 제어 논리에 기초하여 제어될 수 있다. 당업자는 예를 들어 출력(OUT)에서 신호를 클램핑함으로써 클램핑 성능이 약간 저하될 수 있지만(여전히 사양들 내에서 잘 유지됨) 감쇠기(A1)에 의해 제공되는 감쇠 값만큼 IIP3/P1dB 성능을 개선시킨다는 것을 알 것이다.
위에서 개시된 개념 및 연관된 이점들을 더욱 명확하게 하기 위해, 본 개시내용의 예시적인 실시예들이 하기에 더욱 상세히 기술될 것이다.
도 3a는 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 RF 수신기 프론트-엔드(300A)를 도시한다. RF 수신기 프론트-엔드(300A)는 원하는 주파수 대역에 기초하여 선택된 입력들(in_1, ..., in_N)을 갖는 DPNT 이중-극 N-스로우 스위치(301), 인덕터(L1), LNA(302), 스위칭 가능한 감쇠기들(Aij, i=1, ..., 3, j=1,2), 클램핑 회로들(Clamp1, ..., Clamp3) 및 스위치들(S1, S2, Sij, i,j=1, ..., 3)을 포함한다. 스위치들(S11, S21, S31)은 절연(ISO) 모드를 갖춘 단일-극 N-스로우(SPNT: single-pole N-throw) 스위치들이거나 전체 성능 요건들에 따른 임의의 다른 유형의 스위치들일 수 있다. 하기에 더욱 상세히 기술하는 바와 같이, 이러한 스위치들의 상태들에 따라, 상이한 신호 경로들(선택된 이득 모드들에 따라) 및 상이한 감쇠들을 갖는 다양한 클램핑 지점들이 선택될 수 있다. 본 개시내용의 교시들에 따르면, 클램핑 능력은 단독으로 또는 조합하여 제공될 수 있다:
a) 스위치(S1) 이전(Clamp1 + 스위치(S11))
b) 스위치(S1) 이후(Clamp2 + 스위치(S21)), 및/또는
c) LNA 출력 이후(Clamp3 + 스위치(S31)).
도 3b는 신호 경로가 점선(310)으로 표시되는 바이패스 수동 모드에서 동작하는 도 3a의 RF 수신기 프론트-엔드(300A)를 도시한다. 바람직한 실시예에서, 스위칭 가능한 클램핑은 스위치(S1) 후에 수행된다. 이 경우 스위치들(S21, S22, S23)의 상태들에 따라, 감쇠기들(A21, A22) 중 하나 또는 둘 다 스위칭 인될 수 있고, 감쇠기(A21, A22)의 입력 또는 출력에서 클램핑이 수행될 수 있다. 바이패스 수동 모드에서 스위치(S1) 이후 클램핑의 바람직한 실시예에서:
a1. 클램핑은 신호 경로가 LNA(302)를 통과하는 활성 모드에서 전체 성능에 영향을 미치지 않을 것이다.
a2. 클램핑 회로(Clamp1) 및 연관된 스위치(S11)의 활성화는 선택사항이다.
a3. 클램핑 회로(Clamp3), 스위치들(S31, S32, S33) 및 감쇠기들(A31, A32)은 선택사항일 수 있다.
a4. 스위치들(S12, S13, S22, S23)의 상태는 성능 요건들과 신호 경로에서의 원하는 감쇠에 따라 달라진다.
도 3b를 더 참조하면, 클램핑이 스위치(S1) 이전에 수행되고 클램핑 회로(Clamp2) 대신에 클램핑 회로(Clamp1)를 사용하는 바이패스 모드에 대한 대안적인 실시예가 예상될 수 있다. 이 경우, 스위치들(S11, S12, S13)의 상태들에 따라, 감쇠기들(A11, A12) 중 어느 하나 또는 둘 다 스위칭 인될 수 있으며, 임의의 감쇠기들(A11, A12)의 입력 또는 출력에서 클램핑이 수행될 수 있다. 바이패스 모드에 대한 이러한 대안적인 실시예에서:
b1. 낮은 이득, 활성 모드에서 대신호 성능(IIP3, P1dB)이 저하될 수 있다.
b2. 클램핑 회로(Clamp2) 및 연관된 스위치(S21)의 활성화는 선택사항이다.
b3. 클램핑 회로(Clamp3), 스위치들(S31, S32, S33) 및 감쇠기들(A31, A32)은 선택사항일 수 있다.
b4. 스위치들(S12, S13, S22, S23)의 상태는 성능 요건들과 신호 경로에서 원하는 감쇠에 따라 달라진다.
b5. 감쇠기들(A21, A22) 및 대응하는 스위치들(S22, S23)은 선택사항이다.
도 3c는 신호 경로가 점선(311)으로 표시되는 저이득 활성 모드에서 동작하는 도 3a의 RF 수신기 프론트-엔드(300A)를 도시한다. 저이득 활성 모드에서는 신호가 LNA를 통해 출력으로 전달되기 전에 감쇠된다. 제1 실시예에서:
c1. 클램핑은 클램핑 회로(Clamp1)를 사용하여 수행된다.
c2. 클램핑 회로(Clamp3) 및 대응하는 스위치(S31)의 활성화는 선택사항이다.
c3. 스위칭 가능한 감쇠기들(A11, A12) 중 하나 또는 둘 다는 스위치(S11)를 통해 선택적으로 스위칭 인될 수 있으며, 스위칭 가능한 감쇠기들(A11, A12)의 입력 또는 출력에서 선택적으로 클램핑이 수행될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 제2 실시예에서:
d1. 클램핑 회로(Clamp3)를 사용하여 LNA(302)의 다운스트림에서 클램핑이 수행된다.
d2. 클램핑 회로(Clamp1) 및 대응하는 스위치(S11)의 활성화는 선택사항이다.
d3. 스위칭 가능한 감쇠기들(A31, A32) 중 어느 하나 또는 둘 다는 스위치들(S32, S33)을 통해 선택적으로 스위칭 인될 수 있으며, 스위칭 가능한 감쇠기들(A31, A32)의 입력 또는 출력에서 선택적으로 클램핑이 수행될 수 있다.
도 3c를 더 참조하면, 낮은 이득, 활성 모드에서 클램핑이 수행되지 않는 실시예들도 예상될 수 있으며, 이는 클램핑 회로들(Clamp1, Clamp3)이 활성화되지 않고 대응하는 스위치들(S11, S31)이 어떤 위치도 선택하지 않고 절연 모드(ISO)에 배치된다는 것을 의미한다.
도 3d는 신호 경로가 점선(312)으로 표시되는 고이득 활성 모드에서 동작하는 도 3a의 RF 수신기 프론트-엔드(300A)를 도시한다. 고이득 활성 모드에서는 신호가 LNA를 통해 출력으로 전달되기 전에 감쇠되지 않는다. 이 모드에서는 이전에 언급한 바와 같이, LNA의 고유 포화 전력이 LNA 출력에 필요한 최대 전력보다 큰 경우 클램핑이 발생해야 한다. 이 경우, 클램핑 회로(Clamp3)와 대응하는 스위치(S31)를 이용하여 클램핑이 수행된다. 스위칭 가능한 감쇠기들(A31, A32) 중 어느 하나 또는 둘 다 선택적으로 스위칭 인될 수 있으며, 스위칭 가능한 감쇠기들(A31, A32)의 입력 또는 출력에서 클램핑이 선택적으로 수행될 수 있다.
LNA(302)의 입력에서 클램핑이 수행될 수 없거나 엄격한 NF(잡음 지수) 요건들이 저이득 모드에서 구현되어야 하는 경우들이 있을 수 있다. 이러한 경우들에서, 스위칭 가능한 클램프들(Clamp2, Clamp3)로만 클램핑이 발생하는 본 개시내용의 실시예들이 제공될 수 있다. 특히:
도 3b의 실시예에서는 스위칭 가능한 Clamp2만이 활성화될 것이고;
도 3c 및 도 3d의 실시예에서는 스위칭 가능한 Clamp3만이 활성화될 것이다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 당업자는 임의의 수의 감쇠기들이 임의의 모드에서 각각의 클램핑 회로와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이는 임의의 수의 감쇠기들(A1, ..., Am)을 선택적으로 스위칭 인 및 스위칭 아웃하기 위해 클램핑 회로(Clamp)가 단일 극 m-스로우 스위치(S4)와 함께 구현되는 도 4에 도시된다. 하나의 클램핑 회로 + 스위치에 속하는 감쇠기들의 수가 다른 클램핑 회로 + 스위치에 속하는 감쇠기들의 수와 독립적인 실시예들도 또한 가능하다. 본 개시내용의 교시들에 따르면:
A) 스위치(S4)는 위치들(1, 2, ..., m) 중 하나에 있을 수 있거나, 또는
B) 스위치(S4)는 클램핑 회로(Clamp)가 감쇠기들(A1, ... , Am) 및 회로의 나머지로부터 접속 해제되도록 임의의 위치들(1, 2, ..., m)에 있을 수 없다.
본 개시내용 전반에 걸쳐, 위의 케이스 A에 대해서는 클램핑 회로(Clamp)가 활성화된 상태라고 하고, 위의 케이스 B에 대해서는 클램핑 회로(Clamp)가 비활성화된 상태라고 한다. 도 3a 내지 도 3d, 및 4를 참조하면, 위의 케이스 A 및 케이스 B는 또한 스위치들(S11, S21, S31)에도 적용된다. 또한, 상술한 용어 "활성(active)" 및 "비활성(inactive)"은 또한 도 3a 내지 도 3d의 클램프 회로들(Clamp1, ...Clamp3)에도 적용된다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 3개의 클램핑 회로들 모두를 구현하는 실시예들이 예상될 수 있다. 동작 조건들에서, 이러한 실시예들은 다음에 기초하여 동작할 수 있다:
고이득 모드에서, 클램핑 회로(Clamp3)가 활성화될 수 있고 클램핑 회로들(Clamp1, Clamp2)이 비활성화될 수 있다.
저이득 모드에서, 클램핑 회로(Clamp1)가 활성화될 수 있고 클램핑 회로들(Clamp2, Clamp3)이 비활성화될 수 있다.
저이득 모드에서, 클램핑 회로들(Clamp1 및 Clamp3)이 활성화될 수 있고 클램핑 회로(Clamp2)가 비활성화될 수 있다.
바이패스 모드에서, 클램핑 회로(Clamp2)가 활성화될 수 있고 클램핑 회로들(Clamp1, Clamp3)이 비활성화될 수 있거나 클램핑 회로(Clamp1)가 활성화될 수 있고 클램핑 회로들(Clamp2, Clamp3)이 비활성화될 수 있다.
바이패스 모드에서, 클램핑 회로들(Clamp1 및 Clamp2)이 활성화될 수 있고 클램핑 회로(Clamp3)가 비활성화될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d를 더 참조하면, 본 개시내용의 실시예들에 따르면, LNA(302)는 단일 입력, 다중-입력, 단일 이득 모드, 다중 이득 모드 LNA들 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에는 저잡음 증폭기(LNA)가 바람직한 실시예로 기술되지만, 당업자는 반드시 LNA들이 아닐 수도 있는 다른 유형들의 RF 증폭기들이 채택될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 감쇠기들에 걸쳐 각각의 스위치들(Sij, i=1, ..., 3, j=2,3)이 선택사항일 수 있으며, 따라서 각각의 감쇠기들(Aij, i=1, ..., 3, j=1,2)은 고정식 또는 스위칭 가능한 감쇠기일 수 있다. 각각의 감쇠기들(Aij, i=1, ..., 3, j=1,2)은 임의의 구성을 가질 수 있다. 예들은 도 5a 내지 도 5d에 각각 도시된 Pi, T, 스위칭 가능한 Pi, 스위칭 가능한 T 감쇠기들, 직렬 저항기 또는 이들의 조합일 수 있다. 각각의 클램핑 회로(Clamp1, Clamp2, Clamp3)의 구현 예들은 역병렬 다이오드 연결 NMOS 쌍 및 역병렬 다이오드 쌍 구성들을 각각 예시하는 도 6a 및 도 6b에 도시된다. PMOS 쌍들은 이러한 클램핑 회로들을 구현하는 데에도 사용될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d를 더 참조하면, 당업자는 다음을 이해할 것이다:
클램핑 회로들과 함께 사용되는 구현된 스위치들은 엄격한 ON 저항(Ron) 요건들을 충족할 필요가 없다. 그 이유는 입력 전력이 더 높은 레벨들로 급증할 때 클램핑이 활성화되기 때문이며, 이 시점에서는 수신기 프론트-엔드 또는 LNA에 대한 엄격한 전체 성능 요건들이 일반적으로 적용되지 않는다.
클램핑 회로들과 함께 사용되는 구현된 스위치들은 정전기 방전(ESD: electrostatic discharge)으로 인해 일반적으로 부과되는 엄격한 크기 요건들을 충족할 필요가 없다. 그 이유는 이러한 스위치들이 DPNT 스위치(301)에 의해 입력측에서 보호되고 또한 스위치(S2)에 의해 출력측에서도 보호되기 때문이다.
당업자는 개시된 방법들 및 디바이스들의 사용이 RF 수신기 프론트-엔드들 또는 LNA들에 제한되지 않으며, 클램핑이 필요한 전자 회로들에서의 임의의 지점(들)에 이러한 방법들 및 디바이스들이 적용되거나 구현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
이 개시내용에 사용된 용어 "MOSFET"는 전압이 트랜지스터의 도전성을 결정하는 절연 게이트를 갖는 임의의 전계 효과 트랜지스터(FET: field effect transistor)를 포함하며, 금속 또는 금속-유사, 절연체 및/또는 반도체 구조를 갖는 절연 게이트들을 포함한다. 용어들 "금속(metal)" 또는 "금속-유사(metal-like)"는 적어도 하나의 도전성 물질(알루미늄, 구리 또는 다른 금속, 또는 고도로 도핑된 폴리실리콘, 그래핀 또는 다른 도전체)을 포함하고, "절연체(insulator)"는 적어도 하나의 절연 물질(예를 들어, 산화 규소 또는 다른 유전 물질)을 포함하며, 그리고 "반도체(semiconductor)"는 적어도 하나의 반도체 물질을 포함한다.
본 개시내용에서 사용되는 용어 "무선 주파수(radio frequency)"(RF)는 약 3kHz 내지 약 300GHz 범위의 발진 속도를 나타낸다. 이 용어는 또한 무선 통신 시스템들에 사용되는 주파수들도 포함한다. RF 주파수는 전자파의 주파수이거나 회로의 교류 전압 또는 교류 전류의 주파수일 수 있다.
이 개시내용에서 참조된 도면과 관련하여, 다양한 요소들에 대한 치수들은 비례적으로 나타낸 것이 아니며; 일부 치수들은 명확성 또는 강조를 위해 수직 및/또는 수평으로 크게 확대되었다. 또한 방위들 및 방향들(예를 들어, "상단(top)", "하단(bottom)", "위(above)", "아래(below)", "측면(lateral)", "수직(vertical)", "수평(horizontal)" 등)에 대한 참조들은 예시 도면들에 상대적이며, 반드시 절대적인 방위들 또는 방향들이 아니다.
본 발명의 다양한 실시예들은 광범위한 사양들을 충족하도록 구현될 수 있다. 위에서 달리 언급하지 않는 한, 적절한 구성 요소 값들을 선택하는 것은 설계상의 선택의 문제이다. 본 발명의 다양한 실시예들은 임의의 적절한 집적 회로(IC: integrated circuit) 기술(MOSFET 구조들을 포함하지만 이에 제한되지 않음) 또는 하이브리드나 개별 회로 형태들로 구현될 수 있다. 집적 회로 실시예들은 표준 벌크 실리콘, 고저항률 벌크 CMOS, 실리콘-온-절연체(SOI: silicon-on-insulator) 및 실리콘-온-사파이어(S0S: silicon-on-sapphire)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 기판들 및 프로세스들을 사용하여 제조될 수 있다. 위에서 달리 언급하지 않는 한, 본 발명의 실시예들은 바이폴라, BiCMOS, LDMOS, BCD, GaAs HBT, GaN HEMT, GaAs pHEMT 및 MESFET 기술들과 같은 다른 트랜지스터 기술들로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 S0I 또는 S0S 기반 프로세스를 사용하여 제조될 때, 또는 유사한 특성들을 갖는 프로세스들로 제조될 때 특히 유용하다. S0I 또는 S0S 프로세스들을 사용하여 CMOS로 제조하면 전력 소비가 낮고, FET 적층으로 인해 동작 중 고전력 신호들을 견딜 수 있는 성능, 우수한 선형성 및 고주파 동작(예를 들어, 최대 300GHz를 초과하는 무선 주파수들)을 갖춘 회로가 가능하다. 모놀리식 IC 구현은 신중한 설계를 통해 일반적으로 기생 용량들이 낮게 유지(또는 최소한으로, 모든 유닛들에 걸쳐 균일하게 유지되어 이들을 보상할 수 있도록 함)할 수 있기 때문에 특히 유용하다.
특정 사양 및/또는 구현 기술(예를 들어, NMOS, PMOS 또는 CMOS 및 강화 모드 또는 공핍 모드 트랜지스터 디바이스들)에 따라 전압 레벨들이 조정될 수 있으며 전압 및/또는 논리 신호 극성들이 반전될 수 있다. 구성요소 전압, 전류 및 전력 처리 성능들은, 예를 들어 디바이스 크기들을 조정하고, 구성요소들(특히 FET들)을 직렬로 "적층하여(stacking)" 더 큰 전압들을 견디고, 및/또는 다중 구성요소들을 병렬로 사용함으로써 필요에 따라 조정될 수 있다. 개시된 회로들의 성능들을 향상시키고 및/또는 개시된 회로들의 기능을 크게 변경하지 않고 추가 기능을 제공하기 위해 추가적인 회로 구성요소들이 추가될 수 있다.
본 발명에 따른 회로들 및 디바이스들은 단독으로 사용될 수 있거나 다른 구성요소들, 회로들 및 디바이스들과 조합하여 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 집적 회로들(IC들)로 제조될 수 있으며, 이는 취급, 제조의 용이성 및/또는 향상된 성능을 위해 IC 패키지들 및/또는 모듈들에 내장될 수 있다. 특히, 본 발명의 IC 실시예들은 모듈들에 종종 사용되며, 이 모듈들에서 그러한 IC들 중 하나 이상이 다른 회로 블록들(예를 들어, 필터들, 증폭기들, 수동 구성요소들 및 가능한 경우 추가 IC들)과 하나의 패키지로 조합된다. 그런 다음 IC들 및/또는 모듈들은 통상적으로 종종 인쇄 회로 기판 상의 다른 구성요소들과 조합되어, 휴대폰, 랩탑 컴퓨터 또는 전자 태블릿과 같은 엔드 제품(end product)의 일부를 형성하거나, 또는 차량들, 테스트 장비, 의료 기기들 등과 같은 광범위한 제품들에 사용될 수 있는 고레벨 모듈을 형성한다. 모듈들 및 어셈블리들의 다양한 구성들을 통해, 이러한 IC들은 통상적으로 통신 모드, 종종 무선 통신 모드를 가능하게 한다.
본 발명의 다수의 실시예들이 기술되었다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정들이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 상술한 단계들 중 일부는 순서가 무관할 수 있고, 따라서 기술된 순서와는 상이한 순서로 수행될 수 있다. 또한 상술한 단계들 중 일부는 선택사항일 수 있다. 위에서 식별된 방법들과 관련하여 기술된 다양한 활동들은 반복적으로, 직렬 및/또는 병렬 방식으로 실행될 수 있다.
전술한 설명은 예시하기 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니며, 이것은 다음의 청구범위의 범위에 의해 규정되는 것이고, 다른 실시예들도 청구범위의 범위 내에 있다는 것을 이해해야 한다. 특히, 본 발명의 범위는 하기의 청구범위에 기재된 하나 이상의 프로세스, 기계, 제조 또는 물질의 구성의 임의의 및 모든 실행 가능한 조합들을 포함한다. (청구항 요소들에 대한 괄호 라벨들은 해당 요소들을 쉽게 참조하기 위한 것이며, 그 자체로 요소들의 특정한 필수 순서 또는 열거를 나타내지 않고; 또한, 이러한 라벨들은 라벨링 순서가 충돌하기 시작하는 것으로 간주되지 않고 종속항들에서 추가적인 요소들에 대한 참조들로 재사용될 수 있다는 것을 유념한다.)

Claims (25)

  1. 무선 주파수(RF: radio frequency) 수신기 프론트-엔드에 있어서:
    제1 신호 경로 입력 및 제1 신호 경로 출력을 갖는 제1 신호 경로;
    상기 제1 신호 경로에 배치된 하나 이상의 제1 감쇠기;
    클램핑 스위치(S21)를 통해, 상기 하나 이상의 제1 감쇠기에 스위칭 가능하게 연결된 클램핑 회로;를 포함하고,
    상기 클램핑 회로는
    ⅰ) 상기 하나 이상의 제1 감쇠기 중 임의의 제1 감쇠기의 입력에서 또는
    ⅱ) 상기 제1 신호 경로 출력에서
    상기 제1 신호 경로를 통해 입력 신호를 스위칭 가능하게 클램핑함으로써, 상기 제1 신호 경로 출력에서의 신호 전력 레벨을 설정된 임계값 미만으로 유지하도록 구성된, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 감쇠기 중 각각의 제1 감쇠기는 스위칭 가능한 감쇠기 및 고정 감쇠기로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 대응하는 하나 이상의 스위칭 가능한 감쇠기에 걸쳐 결합된 하나 이상의 제1 감쇠기 스위치를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 제1 감쇠기 스위치는 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 성능 요건들에 기초하여 상기 대응하는 하나 이상의 스위칭 가능한 감쇠기를 선택적으로 스위칭 인 및 스위칭 아웃하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  4. 제1항에 있어서, 저잡음 증폭기(LNA: low noise amplifier)와, 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 출력을 a) 상기 LNA의 출력 또는 b) 상기 제1 신호 경로 출력에 선택적으로 연결하도록 구성된 출력 스위치를 더 포함하는 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  5. 제4항에 있어서, 바이패싱 모드에서, 상기 제1 신호 경로 입력으로부터의 상기 입력 신호를 상기 제1 신호 경로를 통해 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로 전달함으로써 상기 LNA를 바이패싱하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  6. 제4항에 있어서, 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 제2 신호 경로 입력 및 제2 신호 경로 출력을 갖는 제2 신호를 더 포함하고, 상기 LNA는 상기 제2 신호 경로에 배치되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  7. 제6항에 있어서, 고이득 모드에서, 상기 제2 신호 경로 입력으로부터의 상기 입력 신호를 상기 LNA를 통해 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로 전달하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 상기 제1 신호 경로 입력을 상기 LNA의 입력에 결합하는 하나 이상의 제2 감쇠기의 직렬 장치(series arrangement)를 더 포함하고, 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 저이득 모드에서, 상기 제1 신호 경로 입력에서의 상기 입력 신호를 상기 하나 이상의 제2 감쇠기 및 상기 LNA를 포함하는 제3 신호 경로를 통해 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로 전달하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 신호 경로와 상기 제3 신호 경로 사이에서 상기 입력 신호의 라우팅을 선택적으로 스위칭하도록 구성된 경로 선택 스위치를 더 포함하는 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 상기 제1 신호 경로 입력에 결합된 제1 극과 상기 제2 신호 경로 입력에 결합된 제2 극을 갖는 이중-극 n-스로우 스위치(double-pole n-throw switch)를 더 포함하고, 상기 스로우들은 복수의 주파수 대역들에 대응하여 복수의 신호들을 수신하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  11. 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드에 있어서:
    제1 신호 경로 입력 및 제1 신호 경로 출력을 갖는 제1 신호 경로;
    상기 제1 신호 경로에 배치된 저잡음 증폭기(LNA);
    상기 제1 신호 경로에서 상기 LNA의 출력에 배치된 하나 이상의 제1 감쇠기의 직렬 장치;
    클램핑 스위치를 통해 상기 하나 이상의 제1 감쇠기에 스위칭 가능하게 연결된 클램핑 회로;를 포함하고,
    상기 클램핑 회로는
    ⅰ) 상기 하나 이상의 제1 감쇠기 중 임의의 제1 감쇠기의 입력에서 또는
    ⅱ) 상기 제1 신호 경로 출력에서
    입력 신호를 클램핑함으로써, 상기 제1 신호 경로 출력에서의 신호 전력 레벨을 설정된 임계값 미만으로 유지하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 감쇠기 중 각각의 제1 감쇠기는 스위칭 가능한 감쇠기 및 고정 감쇠기로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  13. 제12항에 있어서, 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드는 대응하는 하나 이상의 제1 감쇠기에 걸쳐 결합된 하나 이상의 제1 감쇠기 스위치를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 제1 감쇠기 스위치는 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 성능 요건들에 기초하여 상기 대응하는 하나 이상의 스위칭 가능한 감쇠기를 선택적으로 스위칭 인 및 스위칭 아웃하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  14. 제13항에 있어서, 고이득 모드에서, 상기 제1 신호 경로 입력으로부터의 상기 입력 신호를 상기 LNA 및 상기 하나 이상의 제1 감쇠기를 통해 상기 제1 신호 경로 출력으로 전달하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  15. 제14항에 있어서,
    제2 신호 경로 입력을 갖는 제2 신호 경로;
    상기 제2 신호 경로를 상기 LNA의 입력 또는 상기 하나 이상의 제2 감쇠기의 직렬 장치의 출력에 선택적으로 결합하는 하나 이상의 제2 감쇠기,
    상기 제2 신호 경로 출력과 상기 하나 이상의 제2 감쇠기의 상기 직렬 장치의 출력 중 어느 하나를 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 출력에 선택적으로 연결하도록 구성된 출력 스위치를 더 포함하는 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  16. 제15항에 있어서,
    저이득 모드에서, 상기 제2 신호 경로 입력에서의 상기 입력 신호를 상기 LNA 및 상기 하나 이상의 제1 감쇠기를 통해 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로 전달하고,
    바이패스 모드에서, 상기 제2 신호 경로 입력에서의 상기 입력 신호를 상기 하나 이상의 제2 감쇠기를 통해 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로 전달하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  17. 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드에 있어서:
    제1 신호 경로 입력을 갖는 제1 신호 경로;
    상기 제1 신호 경로에 배치된 저잡음 증폭기(LNA);
    상기 제1 신호 경로 입력을 상기 LNA의 입력에 결합하는 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치로서, 상기 제1 신호 경로에 배치되는 상기 하나 이상의 감쇠기의 상기 직렬 장치;
    클램핑 스위치(S11)를 통해, 하나 이상의 감쇠기의 상기 직렬 장치에 스위칭 가능하게 연결되는 클램핑 회로;를 포함하고,
    상기 클램핑 회로는
    ⅰ) 상기 하나 이상의 감쇠기 중 임의의 감쇠기의 입력에서 또는
    ⅱ) 상기 하나 이상의 감쇠기의 상기 직렬 장치의 출력에서
    상기 제1 신호 경로를 통해 입력 신호를 스위칭 가능하게 클램핑함으로써 상기 LNA의 출력에서의 신호 전력 레벨을 설정된 임계값 미만으로 유지하도록 구성된, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  18. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 감쇠기 중 각각의 감쇠기는 스위칭 가능한 감쇠기 및 고정 감쇠기로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  19. 제18항에 있어서, 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 출력을 a) 상기 LNA의 상기 출력에 또는 b) 상기 하나 이상의 감쇠기의 상기 직렬 장치의 출력에 선택적으로 연결하는 출력 스위치(S2)를 더 포함하는 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  20. 제19항에 있어서, 저이득 모드에서, 상기 제1 신호 경로 입력에서의 상기 입력 신호를 상기 하나 이상의 감쇠기 및 상기 LNA를 통해 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로 전달하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  21. 제19항에 있어서, 고이득 모드에서, 상기 제1 신호 경로 입력 이외의 입력에서의 상기 입력 신호를 상기 LNA를 통해 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로 전달하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  22. 제21항에 있어서, 바이패스 모드에서, 상기 제1 신호 경로 입력에서의 상기 입력 신호를 하나 이상의 감쇠기를 통해 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로 전달함으로써 상기 LNA를 바이패싱하도록 구성되는, 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드.
  23. 제1 모드, 제2 모드 및 제3 모드에 따라 동작하도록 구성 가능한 재구성 가능한 무선 주파수(RF) 회로에 있어서:
    증폭기;
    하나 이상의 감쇠기의 제1, 제2 및 제3 직렬 장치; 및
    대응하는 제1, 제2 및 제3 스위칭 가능한 클램핑 장치들;을 포함하고,
    상기 대응하는 제1, 제2 및 제3 스위칭 가능한 클램핑 장치들은
    ⅰ) 각각의 상기 제1, 제2 및 제3 직렬 장치의 임의의 감쇠기의 입력에서 또는
    ⅱ) 각각의 상기 제1, 제2 및 제3 직렬 장치의 출력에서
    상기 재구성 가능한 무선 주파수(RF) 회로를 통해 신호를 스위칭 가능하게 클램핑하도록 구성되고,
    상기 재구성 가능한 무선 주파수(RF) 회로는
    ⅰ) 상기 제1 모드에서, 제1 입력으로부터의 상기 신호를 상기 증폭기 및 상기 제3 직렬 장치를 통해, 상기 무선 주파수(RF) 회로의 출력으로 전달하고, 상기 제3 스위칭 가능한 클램핑 장치는 활성이고, 상기 제1 및 상기 제2 클램핑 장치는 비활성이며,
    ⅱ) 상기 제2 모드에서, 제2 입력으로부터의 상기 신호를 상기 제1 직렬 장치 및 상기 증폭기를 통해 상기 무선 주파수(RF) 회로의 상기 출력으로 전달하고, 상기 제1 및 제3 스위칭 가능한 클램핑 장치 중 적어도 하나는 활성이고, 상기 제2 클램핑 장치는 비활성이며,
    ⅲ) 상기 제3 모드에서, 상기 제2 입력으로부터의 상기 신호를 상기 제3 직렬 장치를 통해 상기 무선 주파수(RF) 회로의 상기 출력으로 전달하고, 상기 제1 및 제2 스위칭 가능한 클램핑 장치 중 적어도 하나는 활성이고, 상기 제3 클램핑 장치는 비활성인 것으로 구성되는, 재구성 가능한 무선 주파수(RF) 회로.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 직렬 장치의 각각의 상기 하나 이상의 감쇠기는 스위칭 가능한 감쇠기이고,
    a) 상기 제1 모드에서, 상기 제3 직렬 장치의 적어도 하나의 감쇠기가 스위칭 인(switched in)되고,
    b) 상기 제2 모드에서, 상기 제2 직렬 장치의 적어도 하나의 감쇠기가 스위칭 인되고,
    c) 상기 제3 모드에서, 상기 제1 직렬 장치의 적어도 하나의 감쇠기가 스위칭 인되는, 재구성 가능한 무선 주파수(RF) 회로.
  25. 바이패스 모드에서 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 출력 전력 레벨을 설정된 임계값 미만으로 제한하는 방법에 있어서:
    저잡음 증폭기(LNA)를 제공하는 단계;
    바이패스 경로에 하나 이상의 감쇠기의 직렬 장치를 제공하는 단계;
    상기 하나 이상의 감쇠기의 상기 직렬 장치의 출력을 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 출력에 연결하는 단계;
    상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력으로부터 상기 LNA의 출력을 연결 해제하는 단계;
    상기 LNA의 입력으로부터 상기 하나 이상의 감쇠기의 상기 직렬 장치의 상기 출력을 연결 해제하는 단계;
    상기 바이패스 모드 동안, 상기 하나 이상의 감쇠기의 상기 직렬 장치의 입력에서 입력 신호를 수신하는 단계;
    클램핑된 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 감쇠기 중 하나의 감쇠기의 입력에서 또는 상기 하나 이상의 감쇠기의 상기 직렬 장치의 상기 출력에서 상기 입력 신호를 클램핑하는 단계, 및
    상기 클램핑된 신호를 상기 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 상기 출력에 공급하는 단계를 포함하는 무선 주파수(RF) 수신기 프론트-엔드의 출력 전력 레벨 제한 방법.
KR1020247002651A 2021-06-25 2022-05-26 감쇠기들에 걸쳐 스위칭 가능한 클램프들 KR20240023655A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009008975A2 (en) * 2007-07-10 2009-01-15 Skyworks Solutions, Inc. Balanced amplifier with protection circuit
US9419662B2 (en) * 2014-11-07 2016-08-16 Qualcomm Incorporated High-voltage radio-frequency attenuator
US10354994B2 (en) * 2016-03-24 2019-07-16 Qorvo Us, Inc. Electrostatic discharge (ESD) protection in an electronic switching circuit
TW201813284A (zh) * 2016-08-16 2018-04-01 美商天工方案公司 數位切換衰減器
JP6721472B2 (ja) * 2016-09-20 2020-07-15 株式会社東芝 受信回路、無線通信モジュール、無線通信装置
TWI800014B (zh) * 2016-12-29 2023-04-21 美商天工方案公司 前端系統及相關裝置、積體電路、模組及方法
US10700650B1 (en) * 2019-01-08 2020-06-30 Psemi Corporation Configurable wideband split LNA

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