TW201637354A - 經由功率放大器負載調節之壓縮控制 - Google Patents

經由功率放大器負載調節之壓縮控制 Download PDF

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Abstract

本發明係關於經由功率放大器負載調節之壓縮控制。一功率放大器模組可包括一功率放大器，該功率放大器包括一串疊電晶體對。該串疊電晶體對可包括一第一電晶體及一第二電晶體。該功率放大器模組可包括一功率放大器偏壓控制器，該功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較該第一電晶體之一第一基極電流與該第二電晶體之一第二基極電流以獲得一比較值之一電流比較器。該功率放大器模組包括經組態以基於該比較值將一參考信號供應至一阻抗匹配網路之一飽和控制器。該阻抗匹配網路可經組態以至少部分地基於該參考信號來修改與該功率放大器電通信之一負載線之一負載阻抗。

Description

經由功率放大器負載調節之壓縮控制 相關申請案之交叉參考
本申請案主張2014年12月30日申請之標題為COMPRESSION CONTROL THROUGH POWER AMPLIFIER LOAD ADJUSTEMENT的美國臨時申請案第62/097,877號、2014年12月30日申請之標題為COMPRESSION CONTROL THROUGH AMPLITUDE ADJUSTMENT OF A RADIO FREQUENCY INPUT SIGNAL的美國臨時申請案第62/097,899號、2014年12月30日申請之標題為COMPRESSION CONTROL THROUGH POWER AMPLIFIER VOLTAGE ADJUSTMENT的美國臨時申請案第62/097,941號之優先權，該等臨時申請案中之每一者的揭示內容在此明確地以全文引用之方式併入本文中。
本發明大體係關於具有串疊功率放大器之無線通信系統。
許多無線器件包括一或多個線性功率放大器。為了功率放大器精確放大所接收之信號，需要避免信號之壓縮。當功率放大器壓縮信號時，功率放大器輸出可不再線性地與其輸入相關且經調變之波形可變得失真。此外，信號頻譜可改變且開始降低，使得頻譜擴散至頻帶之鄰近區域中且違反系統規格。頻譜擴散至鄰近頻道中可干擾其他無線器件，從而對其他無線器件產生負面影響。
根據一些實施，本發明係關於包括功率放大器之功率放大器模組。功率放大器包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器模組包括功率放大器偏壓控制器。功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較第一電晶體之第一基極電流與第二電晶體之第二基極電流以獲得比較值的電流比較器。功率放大器模組包括經組態以基於比較值將參考信號供應至阻抗匹配網路之飽和控制器。阻抗匹配網路經組態以至少部分地基於參考信號修改與功率放大器電通信之負載線之負載阻抗。
在一些實施例中，第一電晶體可為共用基極電晶體，且第二電晶體可為共用發射極電晶體。
在一些實施例中，負載線可與天線電通信，且該負載線可電氣定位於功率放大器與天線之間。
在一些實施例中，阻抗匹配網路可為動態阻抗匹配網路。
在一些實施例中，飽和控制器可經進一步組態以藉由修改負載線之負載阻抗減少功率放大器之壓縮。
在一些實施例中，飽和控制器可進一步包括數位類比轉換器及斜坡產生器。斜坡產生器可經組態以將計數值供應至數位類比轉換器，且該數位類比轉換器可經組態以至少部分地基於該計數值產生參考信號。
在一些實施例中，飽和控制器可包括與功率放大器偏壓控制器電通信之下拉式電阻器、電壓輸入/輸出接腳及斜坡時鐘產生器。斜坡時鐘產生器可經組態以基於跨越下拉式電阻器之電壓偵測第一電晶體是否在飽和區中操作。電壓可至少部分地基於比較值。回應於偵測到第一電晶體在飽和區中操作，斜坡時鐘產生器可經組態以使得斜坡產生器修改計數值。
在一些實施例中，數位類比轉換器可經進一步組態以至少部分地基於平均功率追蹤值產生參考信號，該平均功率追蹤值基於自基地台接收之目標功率信號判定。
在一些實施例中，飽和控制器可進一步包括經組態以自飽和資料接腳接收預設資料值之RF前端。計數值最初可對應於預設資料值。在一些實施例中，預設資料值可為複數個預設資料值中之一者，且可基於目標電壓選擇。在一些實施例中，目標電壓可至少部分地基於自基地台接收之目標功率信號判定。
在一些實施例中，功率放大器模組可進一步包括經組態以調控提供至功率放大器的供電電壓之升壓轉換器。在一些實施例中，飽和控制器可經進一步組態以藉由將第二參考信號提供至升壓轉換器以增加供電電壓與藉由將參考信號供應至阻抗匹配網路以修改負載線之負載阻抗的組合來減少功率放大器之壓縮。
根據一些實施，本發明係關於包括阻抗匹配網路之收發器。阻抗匹配網路經組態以基於參考信號修改與功率放大器及天線電通信之負載線之負載阻抗。收發器進一步包括功率放大器模組，該功率放大器模組包括功率放大器、功率放大器偏壓控制器及飽和控制器。功率放大器包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較第一電晶體之基極電流與第二電晶體之基極電流以獲得比較值的電流比較器。飽和控制器經組態以至少部分地基於比較值產生參考信號並將參考信號提供至阻抗匹配網路。
在一些實施例中，阻抗匹配網路可為動態阻抗匹配網路。
在一些實施例中，飽和控制器可進一步包括數位類比轉換器及斜坡產生器。斜坡產生器可經組態以將計數值供應至數位類比轉換器，且該數位類比轉換器可經組態以至少部分地基於該計數值產生參 考信號。
在一些實施例中，飽和控制器可包括與功率放大器偏壓控制器電通信之下拉式電阻器、電壓輸入/輸出接腳及斜坡時鐘產生器。斜坡時鐘產生器可經組態以基於跨越下拉式電阻器之電壓偵測第一電晶體是否在飽和區中操作，該電壓至少部分地基於比較值，且回應於偵測到該第一電晶體在飽和區中操作，經組態以使得斜坡產生器修改計數值。
在一些實施例中，收發器進一步包括經組態以調控提供至功率放大器的供電電壓之升壓轉換器。在一些實施例中，飽和控制器經進一步組態以藉由將第二參考信號提供至升壓轉換器以增加供電電壓與藉由將參考信號供應至阻抗匹配網路來修改負載線之負載阻抗的組合減少功率放大器之壓縮。
根據一些實施，本發明係關於無線器件，該無線器件包括經組態以至少傳輸來自收發器之信號之天線，該信號至少部分地基於經供應至收發器之功率放大器的射頻輸入信號。收發器包括阻抗匹配網路及功率放大器模組。阻抗匹配網路經組態以基於參考信號修改與功率放大器及天線電通信之負載線之負載阻抗。功率放大器模組包括功率放大器、功率放大器偏壓控制器及飽和控制器。功率放大器包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較第一電晶體之基極電流與第二電晶體之基極電流以獲得比較值的電流比較器。飽和控制器經組態以至少部分地基於比較值產生參考信號並將參考信號提供至阻抗匹配網路。
根據一些實施，本發明係關於包括功率放大器之功率放大器模組。功率放大器包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器模組包括功率放大器偏壓控制器。功率放大器偏壓控制器包括電流比較器、飽和控制器及射頻(RF)衰減器。電流 比較器經組態以比較第一電晶體之第一基極電流與第二電晶體之第二基極電流以獲得比較值。飽和控制器經組態以基於比較值將供參考信號供應至RF衰減器。RF衰減器經組態以至少部分地基於參考信號修改經供應至功率放大器之RF輸入信號的振幅。
在一些實施例中，RF衰減器可為經組態以至少部分地基於衰減值修改RF輸入信號之振幅的數位衰減器。在一些實施例中，衰減值可為選自複數個離散衰減值中之離散衰減值。離散衰減值之選擇可至少部分地基於參考信號。
在一些實施例中，RF衰減器可為經組態以至少部分地基於衰減值修改RF輸入信號之振幅的類比衰減器。在一些實施例中，衰減值可基於類比電壓，該類比電壓經連續修改直至參考信號指示功率放大器並非在飽和狀態中操作。在一些實施例中，類比衰減器可至少部分地基於類比衰減器之極性來判定係藉由增加類比電壓抑或減少類比電壓來修改類比電壓。
在一些實施例中，第一電晶體可為共用基極電晶體，且第二電晶體可為共用發射極電晶體。
在一些實施例中，功率放大器模組可包括經組態以調控提供至功率放大器的供電電壓之升壓轉換器。
在一些實施例中，飽和控制器可進一步包括數位類比轉換器及斜坡產生器。斜坡產生器可經組態以將計數值供應至數位類比轉換器。數位類比轉換器可經組態以至少部分地基於計數值產生參考信號。
在一些實施例中，參考信號可為指定RF衰減器之衰減值的8位元字。RF衰減器可至少部分地基於衰減值修改RF輸入信號之振幅。
在一些實施例中，飽和控制器可包括與功率放大器偏壓控制器電通信之下拉式電阻器、電壓輸入/輸出接腳及斜坡時鐘產生器。斜 坡時鐘產生器可經組態以基於跨越下拉式電阻器之電壓偵測第一電晶體是否在飽和區中操作。電壓可至少部分地基於比較值。回應於偵測到第一電晶體在飽和區中操作，斜坡時鐘產生器可經組態以使得斜坡產生器修改計數值。
根據一些實施，本發明係關於包含接收器及傳輸器之收發器。傳輸器包括功率放大器模組。功率放大器模組包括功率放大器及功率放大器偏壓控制器功率放大器包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器偏壓控制器包括電流比較器、飽和控制器及射頻(RF)衰減器。電流比較器經組態以比較第一電晶體之基極電流與第二電晶體之基極電流以獲得比較值。飽和控制器經組態以基於比較值將參考信號供應至RF衰減器。RF衰減器經組態以至少部分地基於參考信號修改經供應至功率放大器之RF輸入信號的振幅。
在一些實施例中，RF衰減器可為經組態以至少部分地基於衰減值修改RF輸入信號之振幅的數位衰減器。在一些實施例中，衰減值可為選自複數個離散衰減值中之離散衰減值。離散衰減值之選擇可至少部分地基於參考信號。
在一些實施例中，RF衰減器可為經組態以至少部分地基於衰減值來修改RF輸入信號之振幅的類比衰減器。在一些實施例中，衰減值可至少部分地基於類比電壓，該類比電壓經連續修改直至參考信號指示功率放大器並非在飽和狀態中操作。在一些實施例中，類比衰減器可至少部分地基於類比衰減器之極性判定係藉由增加類比電壓抑或減少類比電壓來修改類比電壓。
根據一些實施，本發明係關於無線器件，該無線器件包括經組態以至少傳輸來自傳輸器之信號之天線，該信號至少部分地基於經供應至傳輸器之功率放大器的射頻輸入信號。傳輸器包括功率放大器模 組。功率放大器模組包括功率放大器及功率放大器偏壓控制器功率放大器包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器偏壓控制器包括電流比較器、飽和控制器及RF衰減器。電流比較器經組態以比較第一電晶體之基極電流與第二電晶體之基極電流以獲得比較值。飽和控制器經組態以基於比較值將參考信號供應至RF衰減器。RF衰減器經組態以至少部分地基於衰減值修改RF輸入信號之振幅。
在一些實施例中，RF衰減器可為經組態以至少部分地基於選自複數個離散衰減值中之離散衰減值修改RF輸入信號之振幅的數位衰減器。離散衰減值之選擇可至少部分地基於參考信號。
在一些實施例中，RF衰減器可為經組態以至少部分地基於衰減值修改RF輸入信號之振幅的類比衰減器。衰減值可至少部分地基於類比電壓，該類比電壓經連續修改直至參考信號指示功率放大器並非在飽和狀態中操作。
根據一些實施，本發明係關於包括功率放大器之功率放大器模組。功率放大器包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器模組包括功率放大器偏壓控制器。功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較第一電晶體之第一基極電流與第二電晶體之第二基極電流以獲得比較值的電流比較器。功率放大器模組包括經組態以基於比較值將參考信號供應至電壓轉換器之飽和控制器。電壓轉換器經組態以至少部分地基於參考信號修改經提供至功率放大器之供電電壓。
在一些實施例中，第一電晶體可為共用基極電晶體，且第二電晶體可為共用發射極電晶體。在一些實施例中，第一電晶體可為共用閘極電晶體，且第二電晶體可為共用源極電晶體。
在一些實施例中，電壓轉換器可回應於指示第一電晶體在飽和 區中操作之參考信號增加供電電壓。
在一些實施例中，電壓轉換器可包括開關模式升壓轉換器。
在一些實施例中，飽和控制器可經進一步組態以基於對應於第二功率放大器之第二比較值將參考信號供應至電壓轉換器。在一些實施例中，電壓轉換器可經進一步組態以至少部分地基於參考信號修改經提供至第二功率放大器之供電電壓。
在一些實施例中，飽和控制器可進一步包括數位類比轉換器及斜坡產生器。斜坡產生器可經組態以將計數值供應至數位類比轉換器。數位類比轉換器可經組態以至少部分地基於計數值產生參考信號。
在一些實施例中，飽和控制器可包括與功率放大器偏壓控制器電通信之下拉式電阻器、電壓輸入/輸出接腳及斜坡時鐘產生器。斜坡時鐘產生器可經組態以基於跨越下拉式電阻器之電壓偵測第一電晶體是否在飽和區中操作。電壓可至少部分地基於比較值。回應於偵測到第一電晶體在飽和區中操作，斜坡時鐘產生器可經組態以使得斜坡產生器修改計數值。
在一些實施例中，數位類比轉換器可經進一步組態以至少部分地基於平均功率追蹤值產生參考信號。平均功率追蹤值可基於自基地台接收之目標功率信號判定。
在一些實施例中，電壓轉換器可經組態以藉由將電池電壓升壓至超過該電池電壓之電壓位準來修改供電電壓。在一些實施例中，供電電壓可至少部分地基於電池電壓。
根據一些實施，本發明係關於收發器，該收發器包括接收器、經組態以至少部分地基於參考信號修改經提供至功率放大器之供電電壓的電壓轉換器及傳輸器。傳輸器包括功率放大器、功率放大器偏壓控制器及飽和控制器。功率放大器模組包括功率放大器。功率放大器 包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較第一電晶體之第一基極電流與第二電晶體之第二基極電流以獲得比較值的電流比較器。飽和控制器經組態以基於比較值將參考信號供應至電壓轉換器。
在一些實施例中，電壓轉換器可回應於指示第一電晶體在飽和區中操作之參考信號增加供電電壓。
在一些實施例中，飽和控制器可經進一步組態以基於對應於第二功率放大器之第二比較值將參考信號供應至電壓轉換器。在一些實施例中，電壓轉換器可經進一步組態以至少部分地基於參考信號修改經提供至第二功率放大器之供電電壓。
在一些實施例中，飽和控制器可進一步包括數位類比轉換器及斜坡產生器。斜坡產生器可經組態以將計數值提供至數位類比轉換器。數位類比轉換器可經組態以至少部分地基於計數值產生參考信號。
在一些實施例中，飽和控制器可包括與功率放大器偏壓控制器電通信之下拉式電阻器、電壓輸入/輸出接腳及斜坡時鐘產生器。斜坡時鐘產生器可經組態以基於跨越下拉式電阻器之電壓偵測第一電晶體是否在飽和區中操作。電壓可基於比較值。回應於偵測到第一電晶體在飽和區中操作，斜坡時鐘產生器可經組態以使得斜坡產生器修改計數值。
在一些實施例中，數位類比轉換器可經進一步組態以至少部分地基於平均功率追蹤值產生參考信號。平均功率追蹤值可基於自基地台接收之目標功率信號判定。
在一些實施例中，電壓轉換器包括開關模式升壓轉換器。
根據一些實施，本發明係關於無線器件，該無線器件包括將電池電壓提供至無線器件之一或多個組件之電池及傳輸器。傳輸器包括 功率放大器、功率放大器偏壓控制器及飽和控制器。功率放大器模組包括功率放大器。功率放大器包括串疊電晶體對。串疊電晶體對包括第一電晶體及第二電晶體。功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較共用基極電晶體之第一基極電流與共用發射極電晶體之第二基極電流以獲得比較值的電流比較器。飽和控制器經組態以基於比較值將參考信號供應至電壓轉換器。電壓轉換器經組態以至少部分地基於參考信號修改經提供至功率放大器之供電電壓。供電電壓至少部分地基於電池電壓。
在一些實施例中，無線器件可進一步包括經組態以儲存對應於一或多個目標電壓值之一或多個平均功率追蹤值的非揮發性記憶體。供電電壓可至少部分地基於選自一或多個平均功率追蹤值之平均功率追蹤值。平均功率追蹤值可基於目標電壓自一或多個目標電壓值選擇。
出於概述本發明之目的，本文中已描述本發明之某些態樣、優勢以及新穎特徵。應瞭解，根據本發明之任何特定實施例，未必可達成所有此等優勢。因此，可以達成或最佳化如本文所教示之一個優勢或優勢之群組而未必達成如可在本文中教示或建議之其他優勢的方式來體現或進行本發明。
110‧‧‧曲線圖
120‧‧‧曲線圖
130‧‧‧曲線圖
140‧‧‧曲線圖
200‧‧‧收發器
202‧‧‧功率放大器模組
204‧‧‧功率放大器
206‧‧‧偏壓電路
208‧‧‧串疊功率放大器
210‧‧‧電晶體
212‧‧‧電晶體
214‧‧‧電容器
216‧‧‧電容器
218‧‧‧電晶體
220‧‧‧偏壓電晶體
222‧‧‧串疊偏壓區塊
224‧‧‧射頻偏壓區塊
230‧‧‧功率放大器偏壓控制器
232‧‧‧電流偏壓區塊
234‧‧‧電流偏壓區塊
236‧‧‧電流比較器
240‧‧‧飽和控制器
242‧‧‧開關模式升壓轉換器
244‧‧‧區塊
246‧‧‧天線
250‧‧‧電感器
302‧‧‧傳輸模組
304‧‧‧射頻前端(RFFE)核心
306‧‧‧8位元影子暫存器
308‧‧‧8位元斜坡產生器
310‧‧‧8位元數位類比轉換器
312‧‧‧斜坡時鐘產生器
314‧‧‧振盪器時鐘
316‧‧‧下拉式電阻器
400‧‧‧無線器件
406‧‧‧功率管理組件
408‧‧‧基頻子系統
410‧‧‧收發器
412‧‧‧數位信號處理器(DSP)
414‧‧‧其他組件
416‧‧‧使用者介面處理器
418‧‧‧記憶體
420‧‧‧中央處理器
422A‧‧‧天線
422B‧‧‧天線
430‧‧‧傳輸器
432‧‧‧接收器
434‧‧‧呼叫處理器
500‧‧‧收發器
502‧‧‧RF衰減器
600‧‧‧收發器
700‧‧‧飽和偵測及補償程序
702‧‧‧區塊
704‧‧‧區塊
706‧‧‧區塊
708‧‧‧區塊
710‧‧‧區塊
802‧‧‧點
804‧‧‧點
806‧‧‧點
900‧‧‧曲線圖
902‧‧‧電流比線
1000‧‧‧曲線圖
1002‧‧‧水平線
1100‧‧‧曲線圖
1102‧‧‧線
1200‧‧‧曲線圖
1202‧‧‧線
在整個圖式中，參考數字經再使用以指示參考元件之間的對應關係。提供該等圖式以說明本文中所描述之本發明標的物的實施例，而非限制其範疇。
圖1A至圖1D繪示使用串疊組態之實例功率放大器之模擬的曲線圖。
圖2繪示包括串疊功率放大器及飽和控制器之收發器的一部分之第一實例。
圖3繪示可用於防止串疊功率放大器之飽和的飽和控制器之實例。
圖4繪示包括功率放大器模組之無線器件的實例。
圖5繪示包括串疊功率放大器及飽和控制器之收發器的一部分之第二實例。
圖6繪示包括串疊功率放大器及飽和控制器之收發器的一部分之第三實例。
圖7繪示飽和偵測及補償程序之實施例的流程圖。
圖8繪示用於飽和偵測及補償之時序圖的實例。
圖9繪示針對2：1 VSWR(電壓駐波比)比較串疊功率放大器中之共用基極電晶體的基極電流與共用發射極電晶體的基極電流之曲線圖。
圖10繪示描繪鄰近頻道洩漏比(ACLR)隨圖9之2：1 VSWR情況下之負載變化的曲線圖。
圖11繪示描繪當使圖9及圖10之飽和偵測及ACLR與本文中所描述之實施例相關時並未偵測到飽和之情況的曲線圖。
圖12繪示描繪當使圖9及圖10之飽和偵測及ACLR與本文中所描述之實施例相關時偵測到飽和之情況的曲線圖。
本文中所提供之標題(若存在)僅係為方便起見，且未必影響所主張發明之範疇或意義。
引言
許多無線器件包括一或多個線性功率放大器。在一些情況下，功率放大器接收包括振幅調變之內容之經調變波形或信號。為了功率放大器在傳輸之前精確地放大所接收信號，需要避免信號之壓縮。當功率放大器進入壓縮時，功率放大器輸出可不再線性地與其輸入相關。一旦功率放大器開始壓縮信號且器件開始進入飽和模式，經調變 波形可變得失真，其可導致資訊損耗。此外，信號頻譜可改變且開始降低，使得頻譜擴散至頻帶的鄰近區域中且違反系統規格。頻譜擴散至鄰近頻道中可干擾其他無線器件，從而對其他無線器件產生負面影響。此降低可能發生，因為由具有處於壓縮之功率放大器(PA)之無線器件傳輸的信號出現在經分配至另一無線器件的頻譜中。此內部調變組件可能難以濾波，因為其相對於傳輸之頻率呈現相對較小的偏移。相較於諧波，此偏移通常係明顯更接近載波頻率。
通常，施加至PA及功率壓縮點的功率為供電電壓及負載阻抗的函數。因此，在具有固定電壓供應及固定負載阻抗的情況下，有可能判定PA的飽和功率位準及PA的壓縮特性。若功率放大器係在負載阻抗因(例如)天線或天線的環境改變(例如，使用者之手相對於天線之位置)而改變的系統中操作，則PA的壓縮及飽和點可改變。功率壓縮可能導致射頻(RF)信號經衰減。因此，可能丟失信號之最大振幅。儘管常常需要避免壓縮，但PA通常是在近壓縮而不降低頻譜操作時最高效。因此，PA常具有狹窄操作範圍。
為了處理功率壓縮問題，判定PA正在輸出頻譜經降低之此類狀況中操作可係合乎需要的。由於經降級信號可大致低於所需信號30db，故此可具挑戰性。一個方案為使用RF偵測器或接收器。然而，添加RF偵測器或接收器可添加顯著成本且可能需要大量電流，導致無線器件之較短的電池壽命。此外，添加額外組件導致複雜度增加。
本文中之實施例可藉由監視於PA之一或多個電晶體之β值(在本文中被稱作「β」)來偵測功率壓縮。β係指電晶體之集極電流與基極電流之間的比率。大體而言，集極電流遠遠大於基極電流。因此，當電晶體並未飽和時，β常常在100與120之間。然而，應理解，未飽和之電晶體的β值可為程序特定的及應用程式特定的。當β減少時，可判 定電晶體飽和。通常，β之減少將相對急劇，例如，如關於圖1C所繪示。當PA經顯著壓縮時，電晶體之β可減少至非壓縮狀態下之β的一半。
用於監視β的一個方案為監視集極電流並監視一或多個電晶體的基極電流，且對該兩個電流進行除法以獲得電流比，其將產生β。由於經添加以感測集極電流之組件可減少可用功率，故監視集極電流可導致降低或減少來自可用於PA之電源供應器的可用功率。因此，監視電流可導致集極饋入之損耗，此情況可導致呈現至PA電晶體之集極的電壓減少。
本文中呈現之實施例藉由利用串疊電晶體結構來減少監視集極電流對可用功率的影響。下文更詳細地描述之圖2、圖5及圖6呈現包括PA之系統的若干實例，該PA具有可用於本文中所描述之實施例的串疊組態。
圖1A至圖1D繪示使用串疊組態之功率放大器的模擬曲線圖，該串疊組態繪示β可如何用於偵測功率放大器或其電晶體之飽和。圖1C為用於串疊電晶體且用於經設計具有串疊組態之PA的RF器件電晶體的β相對輸出功率之曲線圖130。在此情況下，串疊電晶體可係指與無線器件之天線電通信(但不必直接通信)的電晶體。此外，在此情況下，RF器件電晶體可係指接收用於傳輸之RF輸入信號的電晶體。
如由圖1C中之曲線圖130所繪示，隨著輸出功率開始壓縮或增益開始壓縮，β開始逐漸上升以在陡然降低之前用於每一電晶體。然而，自曲線圖130明確，在β急劇減少之前，兩個電晶體之間的輸出功率存在2dB至3dB的差異。因此，當串疊電晶體第一次壓縮或進入飽和時，β中存在顯著差異。
使用本文所揭示之實施例，飽和可藉由比較串疊電晶體之β與PA之RF器件電晶體之β來偵測。如先前所提及，尤其歸因於製造程序， 自一個器件至另一器件可存在β之大偏差。因此，藉由判定兩個電晶體之β值之間的相對差異，而非獨立地分析每一電晶體之β值，本文中呈現之實施例可係與程序無關的。在一些情況下，20%之β差異可指示RF器件電晶體之飽和。
如由圖1A中之曲線圖110所繪示，PA進入飽和之情況下的輸出功率亦大約為PA之增益相對輸出功率降低的點。此外，如圖1D中之曲線圖140所繪示，當PA進入飽和時，輸出功率隨著電流增加保持恆定。然而，如同β，串疊電晶體及RF器件電晶體之基極電流之間存在偏差。因此，有可能比較具有串疊組態之PA之電晶體的基極電流而非比較β值。有利地，在某些實施例中，藉由比較基極電流而非β值，用於判定PA是否飽和之硬體的複雜度可降低且可達成成本節省及功率節省兩者。此外，圖1B中之曲線圖120繪示形成串疊PA的電晶體對之基極電流的比率可用於識別PA進入飽和之點。
本文所揭示之實施例可藉由分析以串疊設計組態之PA的一對電晶體之基極電流之比率來判定功率放大器處於壓縮或功率放大器之電晶體在飽和狀態中操作。用於判定功率放大器之串疊電晶體對中之電晶體是否飽和的臨限值可為程序特定的及/或應用程式特定的。舉例而言，臨限值可為1.2，或20%的差。在一些實施中，臨限值可基於使用者設定或操作環境設定或調節。
大量實施有可能用於偵測功率放大器是否處於壓縮且用於使功率放大器離開壓縮。本文關於剩餘圖式描述若干實施例。此外，主要關於傳輸器描述本文中之實施例。然而，應理解，本文中所描述之系統的一些實施可適用於接收器。
第一實例收發器
圖2繪示包括功率放大器模組202之收發器200的一部分之第一實例，該功率放大器模組包括串疊功率放大器208及飽和控制器240。在 一些實施中，收發器200可為傳輸器。大體而言，關於傳輸器使用本文中所描述之實施例。由於接收器通常設計為支援最大預期接收信號且使用接收器支援之壓縮層級通常遠遠大於傳輸器，故通常不必關於接收器實施本文中所描述之實施例。然而，接收器之動態範圍亦可導致較大電流損耗。因此，在一些實施例中，本文中所描述之實施例可與接收器一起使用以減少動態範圍且增加功率節省。因此，儘管本文中所描述之實施例通常關於傳輸器描述，但在一些實施例中，收發器200可為接收器。串疊功率放大器208為具有以串疊組態電連接的電晶體210及212之功率放大器。串疊組態將一個電晶體212堆疊在另一電晶體210上方，以使得在雙極接面電晶體(BJT)之情況下，電晶體212之發射極與電晶體210之集極電通信。應理解，串疊功率放大器208可為功率放大器204之一部分。舉例而言，串疊功率放大器208可為PA 204的一部分，該PA包括呈串疊組態之一對電晶體。
電晶體210可被稱作RF器件電晶體或RF電晶體且經組態以接收RF輸入信號。電晶體212可被稱作串疊電晶體且經組態以提供可藉由放大器偏壓控制器230及/或飽和控制器240使用以判定電晶體210是否在飽和模式中操作的參考電流。在一些實施中，電晶體210及212為BJT。在此類情況下，電晶體210可為共用發射極電晶體且電晶體212可為共用基極電晶體。換言之，電晶體210可使其發射極與共用接地電通信，且電晶體212可使其基極與該共用接地電通信(例如，經由電容器214)。替代地，電晶體210及212可為場效電晶體(FET)。在一些此類情況下，電晶體210可為共用源極電晶體，且電晶體212可為共用閘極電晶體。
如圖2中所繪示，串疊功率放大器208可為可包括大量額外器件之功率放大器204之部分。舉例而言，功率放大器204可包括偏壓電路206、與共用發射極電晶體210之基極電通信的電容器216、與共用基 極電晶體212之基極電通信之電容器214及與共用基極電晶體212之集極電通信的電感器250。
電容器216可經組態以防止DC偏壓洩漏至RF輸入上之負載中。此外，電容器214可充當經組態以使RF能量遠離偏壓電路206與共用基極電晶體212之基極之間的節點的旁路電容器。電感器250可經組態以將供電電壓供應至串疊功率放大器208。供電電壓可經提供至共用基極電晶體212之集極。
偏壓電路206可包括用於將偏壓電流提供至串疊功率放大器208的電路。在一些實施例中，如圖2中所繪示，包括偏壓電路206作為功率放大器204之部分。然而，在一些其他實施例中，偏壓電路206可與功率放大器204分離。偏壓電路204可包括可經組態以將電壓供應至共用發射極電晶體210之基極的電晶體220。電晶體220可充當緩衝器且可將基極電流供應至共用發射極電晶體210。此基極電流可至少部分地基於藉由RF偏壓區塊224產生之電壓，該電壓可經由電晶體220施加至共用發射極電晶體210。可藉由RF偏壓區塊224產生之電壓可基於電流偏壓區塊232。可經包括作為功率放大器偏壓控制器230之部分的此電流偏壓區塊232可為自一對二極體形成之電流源。在一些情況下，可用等於共用發射極電晶體210之基極-發射極電壓(Vbe)或在其臨限值差異內之電壓組態該等二極體中之一者。另一二極體可具有等於偏壓電晶體220之Vbe或在其臨限值差異內之電壓。
此外，偏壓電路204可包括分別類似於電晶體220及RF偏壓區塊224經組態且起作用之電晶體218及串疊偏壓區塊222。換言之，電晶體218可經組態以將電壓供應至共用基極電晶體212之基極。此外，電晶體218可充當緩衝器且可將基極電流供應至共用基極電晶體212。此基極電流可至少部分地基於藉由串疊偏壓區塊222產生之電壓，該電壓可經由電晶體218施加至共用基極電晶體212。可藉由串疊偏壓區塊 222產生之電壓可基於電流偏壓區塊234。如同電流偏壓區塊232，可經包括作為功率放大器偏壓控制器230之部分的電流偏壓區塊234可為自一對二極體形成之電流源。在一些情況下，可用等於共用基極電晶體212之Vbe或在其臨限值差異內之電壓組態該等二極體中之一者。另一二極體可具有等於偏壓電晶體218之Vbe或在其臨限值差異內之電壓。
除包括功率放大器204之外，且在一些情況下，除包括可包括於功率放大器204中或可為單獨系統之偏壓電路206之外，功率放大器模組202可包括PA偏壓控制器230。如上文所描述，PA偏壓控制器230可包括一對電流偏壓區塊232及234，以用於將偏壓電流分別提供至RF偏壓區塊224及串疊偏壓區塊222。此外，PA偏壓控制器230可包括可比較電晶體218及220之集極電流的電流比較器236。
藉由串疊功率放大器208之串疊組態，在一些實施中，電流可經由共用基極電晶體212或串疊器件自共用基極電晶體212之集極流動至發射極。此外，電流可自較低器件或可被稱作RF電晶體之共用發射極電晶體210之集極流動至發射極。因此，在一些實施中，自集極流動至發射極之電流對於電晶體210及212兩者而言可相同或實質上相同(例如，在臨限值電流差異內)。
有利地，在某些實施例中，由於集極-發射極電流(Ice)對於電晶體210及212兩者而言相同，故共用基極電晶體212或串疊電晶體之飽和或壓縮可在未計算β的情況下判定，藉此致能飽和或壓縮偵測而無添加β偵測及量測器件之額外複雜度。
如先前所論述，β等於集電極電流除以基極電流。此外，電晶體210及212經組態以具有相同β，或至少各自具有在彼此臨限值差異內之β。因此，由於串疊功率放大器電晶體210及212之β相等且集極電流相等，電晶體210及212之基極電流應相等。因此，在一些實施中，有 可能藉由比較電晶體210及212之基極電流來偵測共用基極電晶體212何時或是否進入飽和以判定電晶體210及212的基極電流之間是否存在超過或滿足臨限值偏差之偏差。
為了比較電晶體210及212之基極電流，電流比較器236可具備電晶體212之基極電流及電晶體210之基極電流。電晶體210及212之基極電流可為由偏壓電路206提供之電流。因此，為電晶體218之集極-發射極電流(Ice)且驅動共用基極電晶體212之基極的電流ICsd係電晶體212之有效基極電流。此外，驅動共用發射極電晶體210之基極且為電晶體220之Ice的電流IRF可充當電晶體210之有效基極電流。藉由使用電流比較器236比較電流ICsd及IRF，PA偏壓控制器230可判定電晶體212是否飽和。
當PA 204並未處於壓縮時，電流ICsd及IRF將相等，或具有不超過臨限值之差異。隨著PA驅動進入壓縮，ICsd通常將相對於IRF增加。在此類情況下，電流比較器236可偵測電流之相對改變，且將信號提供至飽和控制器240以指示PA 204(或更具體而言串疊PA 208)處於壓縮。通常，當串疊PA 208開始壓縮時，信號頻譜降低，其導致系統效能降低。有利地，在某些實施例中，藉由使用ICsd及IRF電流偵測壓縮，可簡化壓縮偵測，此係由於用於量測及比較β之元件或器件可自收發器200及/或PAM 202省略。
為了判定電晶體212是否在飽和狀態下操作，需要比較電流ICsd與對應於並未飽和之電晶體之電流。因此，在一些實施例中，需要維持電晶體210處於非飽和狀態以充當用於判定電晶體212是否飽和之參考。大體而言，施加至電晶體210之電壓可與施加至共用基極電晶體212之基極的電壓相關。在某些實施中，施加至共用基極電晶體212之基極的電壓比發射極之電壓高1.2伏特。應理解，1.2伏特之此電壓差與程序相關且可在其他實施中改變。然而，假定產生共用基極電晶體 212之基極與發射極之間的1.2伏特的差的程序，跨越共用發射極電晶體210之電壓可比施加至共用基極電晶體212之基極的電壓低1.2伏特。因此，假定充分偏壓藉由偏壓電路206施加在電晶體212之基極處以使得基極處之節點並未隨所接收RF輸入或由於雜訊改變，可假設跨越共用發射極電晶體210之電壓將未飽和，或至少在共用基極電晶體212之飽和偵測之前將未飽和。因此，藉由選擇施加在電晶體212之基極處之電壓及藉由選擇電容器214，可防止電晶體210飽和。在一些實施例中，電晶體210可在比電晶體212高之功率位準下飽和，從而在電晶體212飽和之前藉由將電晶體212用作參考來致能壓縮之偵測。
在至少部分地基於自電流比較器236接收之比較信號判定功率放大器204已進入壓縮(例如，串疊PA 208之電晶體中之一者處於飽和)之後，飽和控制器240可使施加至功率放大器204之供電電壓得以修改。舉例而言，飽和控制器240可藉由增加施加至功率放大器204之供電電壓來使功率放大器204離開壓縮狀態。
在一些實施例中，飽和控制器240可藉由將參考信號提供至升壓轉換器(諸如，開關模式升壓轉換器242)來增加供電電壓。基於參考信號，開關模式升壓轉換器242可調節施加至功率放大器204之供電電壓。經供應之DC電壓設定功率放大器204上之餘量。因此，當功率放大器204處於壓縮時，開關模式升壓轉換器242觸發施加至PA 204之DC供電電壓的增加，其可使PA 204離開壓縮狀態且可校正該PA 204之頻譜。在某些實施例中，升壓轉換器242可為降壓轉換器。然而，並不因此限制升壓轉換器242，且其他電壓或電流修改轉換器可用於本文中之實施例。
儘管飽和控制器240經說明為PAM 202之獨立元件，但其他實施例係可能的。舉例而言，飽和控制器240可為PA偏壓控制器230、開關模式升壓轉換器242之部分，或與PAM 202分離。此外，在一些情 況下，飽和控制器240可與收發器200分離。類似地，儘管開關模式升壓轉換器242經說明為收發器200內之獨立元件，但其他實施例係可能的。舉例而言，開關模式升壓轉換器242可與PA偏壓控制器230整合。
關於圖3更詳細地描述飽和控制器240。此外，如關於圖5及圖6更詳細地描述，在一些實施例中，飽和控制器可使用替代或額外壓縮控制程序使功率放大器204離開壓縮狀態。
收發器200可基於RF輸入信號經由天線246傳輸信號。此外，在一些實施例中，包括於區塊244中之一或多個阻抗匹配元件、濾波元件及/或開關元件可在天線246與功率放大器204之間電通信。如下文更詳細地描述，在一些實施例中，飽和控制器240可藉由控制包括於區塊244中之阻抗匹配網路修改施加至功率放大器204之負載來使功率放大器204離開壓縮狀態。
在某些實施例中，收發器200之器件及/或電路中之每一者可使用常見程序實施或在同一器件上實施。然而，在其他實施例中，收發器200之部分可使用不同程序實施。舉例而言，放大器偏壓控制器230可在矽晶粒上實施，而功率放大器204可使用不同材料(諸如砷化鎵(GaAs))實施。
實例飽和控制器
圖3繪示可用於防止串疊功率放大器208之飽和之飽和控制器240的實例。如先前關於圖2所描述，飽和控制器240可基於電流比較自串疊功率放大器208接收信號。此信號可自電流比較器236接收。此所接收信號可在飽和回饋(SATFB)接腳處接收。此外，飽和控制器240可輸出可藉由開關模式升壓轉換器242使用以調節經供應至串疊功率放大器208之電壓的參考信號。
飽和控制器208可包括射頻前端(RFFE)核心304、8位元影子暫存 器306、8位元斜坡產生器308、8位元數位類比轉換器(DAC)310、斜坡時鐘產生器312及振盪器時鐘314。此外，飽和控制器208可包括下拉式電阻器316，該下拉式電阻器有助於判定一或多個電晶體302是否處於壓縮中。
RFFE核心304可包括滿足來自MIPI®同盟組織之MIPI®規格的RFFE核心。RFFE核心304經由串列資料(SData)接腳接收PA 204之目標電壓值，其經由串列時鐘(SClk)時控。替代地，RFFE核心304接收代表目標電壓值之預設值。目標電壓或對應預設值可藉由存取儲存於記憶體中之平均功率表識別。此外，目標電壓可基於目標功率位準選擇。此目標功率位準可藉由與包括收發器200之無線器件通信的基地台指定。
一旦RFFE核心304經由SData接腳接收目標電壓，則RFFE核心304可將串列資料轉換為平行資料作為8位元字，該8位元字可儲存於8位元影子暫存器306中。儘管描述為8位元字，但其他資料大小係可能的。此外，8位元器件可具有其他大小。舉例而言，影子暫存器可為經組態以儲存16位元字或兩個8位元字之16位元影子暫存器。
儲存於8位元影子暫存器306中之字可用作8位元計數器之初始或預設狀態。此8位元計數器可藉由8位元斜坡產生器308維持。8位元計數器可藉由自斜坡時鐘產生器312接收之時鐘信號驅動，該斜坡時鐘產生器使其時鐘信號以振盪器時鐘314及由電流比較器236提供之信號(例如，SATFB信號)為基礎。有利地，當新資料可經由串列介面SDATA在RFFE核心304處接收時，8位元影子暫存器306使得飽和控制器能夠儲存資料，例如，對應於目標電壓值之初始計數器值。因此，在一些情況下，飽和控制器240可在轉變週期內控制先前目標電壓值與新目標電壓值之間的轉變時序，從而防止無初始計數器值之時間週期。
在某些實施例中，飽和控制器240可如所繪示藉由與SATFB線電通信之多個傳輸模組302在多個PA、傳輸器或收發器之間共用。傳輸模組302中之每一者可類似於關於圖2描述之收發器200組態。飽和控制器240可包括VIO接腳，該VIO接腳可為接收數位邏輯高信號之1-接腳介面。若傳輸模組302中之任一者的功率放大器進入飽和，則跨越SATFB接收之信號可下拉，導致跨越電阻器316之電壓致使電流流經電阻器且向斜坡時鐘產生器312指示PA飽和。
當斜坡時鐘產生器312接收指示PA飽和之信號時，其可在藉由將時鐘信號提供至斜坡產生器308時使斜坡產生器308增加一個位元。在一些此類情況中，斜坡產生器308充當基於來自斜坡時鐘產生器312之時鐘信號及由影子暫存器306提供之初始值計數的計數器。在一些情況下，增加之計數值充當驅動DAC 310之字或資料。DAC 310可將數位計數器值轉換為類比信號，該類比信號可經提供至升壓轉換器242以驅動或修改經提供至飽和PA的電壓供應。因此，在一些情況下，DAC 310可輸出可經提供至升壓轉換器(例如，升壓轉換器242)之參考信號，該升壓轉換器可將參考信號轉譯為可施加至電晶體212之集極的電壓。此施加之電壓可被稱作升壓電壓，且可用於增加功率放大器204上之電壓範圍，從而減少或消除壓縮。
替代地或此外，藉由DAC 310輸出之參考信號可用於修改RF輸入信號之振幅及/或施加至PA之負載，如關於圖5及圖6將進一步描述。在一些情況下，當SATFB拉低時，斜坡產生器308開始同時增加一個位元，其可導致增加至功率放大器之供電電壓。下文關於圖8描述用於調節供電電壓之實例時序圖。
如上文所描述，當PA 204進入壓縮狀態或具有飽和之電晶體時，對應於升壓位準之初始計數值可增加。一旦使PA 204離開壓縮，則可維持升壓狀態。然而，在一些情況下，升壓位準可不再為必需的，此 係由於(例如)無線器件已更接近基地台移動或電壓駐波比(VSWR)條件已改變。在一些此類情況中，可判定存在超出待傳輸之信號之電壓位準的電壓餘量之臨限量。換言之，在一些情況下，信號之電壓位準可大於比藉由升壓致能之最大可用電壓位準低的臨限值位準。在此類情況下，飽和控制器240可藉由將重設信號提供至斜坡產生器308來針對升壓值重設計數器，從而減少升壓電壓。此外，在一些此類情況中，新預設或初始值可在對應於新目標電壓之RFFE核心304處接收。
實例無線器件
圖4繪示可包括具有功率放大器204之功率放大器模組202的無線器件400的實例，該功率放大器包括一對串疊組態之電晶體(例如，串疊功率放大器208)。儘管無線器件400繪示僅一個功率放大器模組(PAM)，但無線器件400有肯呢個包括大量PAM，該等PAM中之每一者可或可未具有與PAM 202相同之組態。應理解，無線器件400僅為無線器件之一個非限制性實例且無線器件400之其他實施例係可能的。
功率放大器模組202可包括大量元件。此等元件可包括(例如)功率放大器204及PA偏壓控制器230。此等功率放大器模組元件中之每一者可在同一電路晶粒上實施。替代地，功率放大器模組202之至少一些元件可在不同元件電路晶粒上實施。有利地，藉由在不同電路晶粒上實施元件，不同半導體技術可用於功率放大器模組202之不同電路元件。舉例而言，PA 204可使用砷化鎵(GaAs)技術實施，而PA偏壓控制器230可使用矽(Si)實施。
如所繪示，PA 204可包括偏壓電路206，且PA偏壓控制器230可包括飽和控制器240。替代地，偏壓電路206及飽和控制器240中之一或多者可為包括於PAM 202中之單獨元件。此外，儘管PAM 202經描繪為包括單一PA 204，但在一些實施例中，PAM 202可包括多個PA 204。此外，PAM 202可包括開關電路，諸如關於圖2中之區塊244所描述，該開關電路可用於自複數個PA之間選擇信號。PAM 202可促進(例如)無線器件400之多波段操作。在一些情況中，PAM 202之模式可藉由功率放大器控制器(未圖示)而基於由控制器設定之信號及/或模式來選擇設定。
在一些實施例中，PA偏壓控制器230可藉由修改偏壓電路206來設定PA 204之操作點。舉例而言，PA偏壓控制器230可設定或修改由偏壓電路206提供至PA 204之偏壓電流。
功率放大器204可包括任何類型之功率放大器。然而，大體而言，PA 204包括具有如關於圖2所繪示之串疊電晶體組態的PA。此外，PA 204可係設定為在特定操作點處操作。此操作點可係由偏壓電路206組態，該偏壓電路可將偏壓電流及/或電壓提供至功率放大器204。
在一些情況中，PAM 202可自收發器410接收RF信號，該收發器可以已知方式經組態及操作，以產生待放大及傳輸之RF信號，並處理所接收之信號。在一些實施中，包括PAM 202作為傳輸器430之部分，該傳輸器可被包括於收發器410中。在一些此類情況中，PAM 202可處理用於傳輸之信號而不處理所接收之信號。在其他實施中，PAM 202可處理所接收之信號及用於傳輸至(例如)基地台之信號兩者。
收發器可進一步包括接收器432及開關模式升壓轉換器242。接收器432可包括單獨PAM，或可與傳輸器430共用PAM 202。開關模式升壓轉換器242可將升壓電壓提供至PAM 202。在一些情況下，包括開關模式升壓轉換器作為傳輸器430及/或PAM 202之部分。
收發器410可與基頻子系統408互動，該基頻子系統經組態以提供適合用於由一或多個使用者介面元件處理之資料及/或語音信號與 適合用於由收發器410處理之RF信號之間的轉換。收發器410亦可經電連接至經組態以管理用於無線器件之操作的功率的功率管理組件406。此功率管理亦可控制基頻子系統408及PAM 202的操作。此外，功率管理組件406可將供電電壓提供至開關模式升壓轉換器242，該開關模式升壓轉換器可在將電壓提供至PA 204之前使電壓升高。亦應理解，功率管理組件406可包括電源供應器，諸如電池。替代地或另外，一或多個電池可為無線器件400內的單獨組件。
無線器件400之各種組件之間的大量連接係可能的，且僅為了清楚說明起見而並非為了限制本發明，自圖4省略該等連接。舉例而言，功率管理組件406可經電連接至基頻子系統408、PAM 202、DSP 412或其他組件414。作為第二實例，基頻子系統408可經連接至使用者介面處理器416，該使用者介面處理器可促進經提供至使用者及/或自使用者接收之語音及/或資料的輸入及輸出。
基頻子系統408亦可連接至記憶體418，該記憶體可經組態以儲存資料及/或指令以有助於無線器件400之操作及/或為使用者提供資訊之儲存。此外，在一些實施例中，記憶體418可包括平均功率追蹤(APT)表或其他資料結構。APT表可識別PA 204之對應於目標功率位準之目標電壓位準，該等目標功率位準可由基地台識別。舉例而言，在自基地台接收到目標功率位準之後，無線器件可存取APT表以判定對應的目標電壓位準。此目標電壓位準可用於設定PA 204之操作點。
在一些實施例中，呼叫處理器434可與基地台通信。此呼叫處理器434可解譯來自基地台之命令，且可基於自基地台接收之命令來存取APT表。此外，呼叫處理器434可藉由將目標電壓提供至飽和控制器240之RFFE核心來命令PAM 202調節PA 204之操作點，該PAM 202可又藉由(例如)使得升壓轉換器242將電源供應器電壓升高至在APT表中經識別為對應於由基地台指定之目標功率位準的目標電壓位準來調 節PA 204的電壓。在下文中就圖8之時序實例更詳細地描述調節PA 204之電壓位準的實例。
除前述組件之外，無線器件可包括一或多個中央處理器420。每一中央處理器420可包括一或多個處理器核心。此外，無線器件400可包括一或多個天線422A、422B。在一些情況中，無線器件400之天線中之一或多者可經組態以在不同頻率或在不同頻率範圍內傳輸及/或接收。此外，天線中之一或多者可經組態以與不同無線網路協作。因此，例如，天線422A可經組態以經由2G網路傳輸及接收信號，且天線422B可經組態以經由3G網路傳輸及接收信號。在一些情況中，天線422A及422B皆可經組態以經由(例如)2.5G網路但在不同頻率下傳輸及接收信號。
大量其他無線器件組態可利用本文中所描述之一或多個特徵。舉例而言，無線器件無需為多波段器件。在另一實例中，無線器件可包括諸如分集天線之額外天線及諸如Wi-Fi、藍芽及GPS之額外連接性特徵。此外，無線器件400可包括任何數目的額外組件，諸如類比數位轉換器、數位類比轉換器、圖形處理單元、固態磁碟機等。此外，無線器件400可包括可經由一或多個無線網路通信且可包括PA 204及/或PAM 202之任何類型的器件。舉例而言，無線器件400可為蜂巢式電話，包括智慧型電話或非智慧型電話、平板電腦、膝上型電腦、視訊遊戲器件、智慧型電器等。
第二實例收發器
圖5繪示包括功率放大器模組202之收發器500的一部分之第二實例，該功率放大器模組202包括串疊功率放大器208及飽和控制器240。在一些實施例中，收發器500可為傳輸器。如由參考數字之再次使用所繪示，收發器500可包括收發器200之大量元件。此外，與收發器200之元件共用參考數字的收發器500之元件可包括關於收發器200 所描述之一些或所有實施例。因此，為了簡化論述，將不重複對類似於收發器200之元件的收發器500之元件之描述。
圖5之收發器500可藉由使用電流比較器236比較ICsd電流及IRF電流來以與收發器200類似之方式識別PA 204是否處於壓縮中。然而，並非改變供電電壓以增加PA 204之電壓餘量從而使PA 204離開壓縮，飽和控制器240可使用電流比較器236之輸出以藉由使用RF衰減器502來減少提供至PA 204之RF輸入信號。藉由減少經供應至PA 204之RF輸入信號，有效減少來自PA 204之輸出信號。若充分減少輸出信號，則可使PA 204離開壓縮操作狀態。減少RF輸入信號可包括減少RF輸入信號之振幅。
在一些情況中，可不需要減少RF輸入波形，此係由於提供至收發器500之信號減少可導致效能降低。收發器200與無線器件400一起使用可導致無線器件400之效能改良；然而，由於無線器件400輸出更強大信號，如同無線器件400與同一基地台通信之其他無線器件可具有降低之效能，其可導致其他無線器件之較大失真。使用收發器500可藉由減少失真來改良其他無線器件之效能，但歸因於RF輸入信號之減少可能導致無線器件400之較低效能。因此，在一些情況中，當無線器件400離基地台較遠時，收發器200可為較佳的，且當無線器件400更接近基地台時，收發器500可為較佳的。有利地，在某些實施例中，可組合圖2及圖5之系統。換言之，無線器件400可基於操作條件增加供電電壓及/或減少RF輸入信號。此外，在一些情況中，基地台可將命令提供至無線器件400控制是否修改經提供至PA 204之電壓供應及/或RF輸入信號。
如圖5中所繪示，可包括收發器500之RF衰減器作為PA偏壓控制器230之部分。替代地，RF衰減器502可為單獨元件或包括其作為PA 204之部分。此RF衰減器502可經組態以接收RF輸入信號且在將信號 提供至功率放大器204之前衰減該信號。大體而言，RF輸入信號為固定信號。此外，PA 204並未改變信號以防止資料損失通常係合乎需要的。因此，RF衰減器502之使用使得能夠將固定輸入波形(但具有較低振幅)提供至PA 204，從而減少壓縮的發生。
RF衰減器502可為數位衰減器或類比衰減器。在一些實施例中，當RF衰減器502為數位衰減器時，RF衰減器502可包括大量離散電壓位準。當電流比較器236偵測到PA 204之飽和時，飽和控制器240可增加衰減器值且藉此減少RF輸入信號。在一些情況中，衰減器值可基於離散電壓位準迭代地增加直至PA 204不再在壓縮狀態中操作為止。
在一些實施例中，當RF衰減器502為類比衰減器的情況下，則類比電壓設定衰減值。當偵測到飽和時，取決於衰減器之極性調節電壓(斜升或斜降)，以使得衰減增加直至進入PA 204中之功率下降以自壓縮狀態移除PA 204為止。換言之，使用RF衰減器502，飽和控制器240可以固定速率增加衰減直至在PA 204中消除壓縮為止。一旦電流比較器236指示PA 204不再處於壓縮中，則衰減值可保持恆定。
RF衰減器502可包括任何類型之電路，該電路在至少部分地基於自飽和控制器240接收之參考信號維持恆定阻抗時可衰減RF輸入信號。在一些實施例中，RF衰減器502可包括Pi網路及/或T網路。
第三實例收發器
圖6繪示包括功率放大器模組202之收發器600的一部分之第三實例，該功率放大器模組包括串疊功率放大器208及飽和控制器240。在一些實施例中，收發器600可為傳輸器。如由參考數字之再次使用所繪示，如同收發器500，收發器600可包括收發器200之大量元件。此外，與收發器200之元件共用參考數字的收發器600之元件可包括關於收發器200所描述之一些或所有實施例。因此，為了簡化論述，將不重複對類似於收發器200之元件的收發器600之元件之描述。
圖6之收發器600可藉由使用電流比較器236比較ICsd電流及IRF電流來以與收發器200及500類似之方式識別PA 204是否處於壓縮中。然而，代替調節供電電壓或衰減RF輸入信號，收發器600可修改在PA 204之輸出處的負載。在某些實施例中，區塊244可包括可藉由飽和控制器240控制之阻抗匹配網路。在此類實施例中，飽和控制器240可將參考信號提供至區塊244之阻抗匹配網路以修改在PA 204之輸出處之阻抗。舉例而言，飽和控制器240可使得基於開關電容器之阻抗匹配網路中之一或多個開關斷開或閉合以修改在PA 204之輸出處之負載。在某些實施例中，藉由修改PA 204之輸出上之阻抗負載，可使PA 204離開壓縮。
如上文所提及，阻抗匹配網路可電連接於PA 204與天線246及/或一或多個額外器件之間。多種阻抗匹配網路可由區塊244利用。本文中之可使用之可調節自動阻抗匹配網路之實施例的實例描述於2014年9月30日申請且標題為AUTOMATIC IMPEDANCE MATCHING USING TRUE POWER INFORMATION的美國臨時申請案第62/057,451號中，該臨時申請案之全部揭示內容特此以引用之方式併入本文中。此外，其他可調節負載電路在本文中可用於修改PA 204之負載。
在一些實施例中，可以結合方式修改PA 204之負載及PA 204之電壓供應以自壓縮狀態中移除PA 204。在此類實施例中，飽和控制器240可將參考信號提供至開關模式升壓轉換器242及區塊244之阻抗匹配網路兩者。此外，在一些實施例中，飽和控制器240可經組態以調節電壓供應、PA 204之負載及RF信號之衰減中之一或多者。因此，在一些實施中，飽和控制器240及/或基地台可使用技術之組合以防止PA 204進行之壓縮。在一些實施例中，壓縮避免技術之選擇可基於無線器件之操作環境改變。舉例而言，在RF輸入信號強勁或具有高於臨限值之功率的情況下，飽和控制器240可衰減RF輸入信號，但在RF輸 入信號之功率低於臨限值的情況下，飽和控制器可調節經提供至PA 204之電壓供應及/或PA 204之負載。作為另一實例，在基地台判定處於特定地理區域中之大量無線器件低於臨限值的情況下，基地台可使得無線器件修改電壓供應以防止壓縮。
實例飽和偵測及補償程序
圖7呈現飽和偵測及補償程序700之實施例的流程圖。程序700可藉由一或多個元件實施，該一或多個元件可偵測到處於飽和狀態中之功率放大器引起RF輸入信號之壓縮，且可修改系統之一或多個操作條件以防止功率放大器處於飽和狀態。舉例而言，程序700可藉由功率放大器偏壓控制器230、飽和控制器240、開關模式升壓轉換器242、RF衰減器502及/或阻抗匹配網路而全部或部分地實施。儘管任何數目之系統可全部或部分地實施程序700，但為了簡化論述，將參考特定系統來描述程序700之部分。
程序700開始於區塊702處，其中，例如，電流比較器236監視功率放大器204之串疊功率放大器208中之共用基極電晶體212的基極電流(例如，ICsd)。在區塊704處，電流比較器236監視串疊功率放大器208中之共用發射極電晶體210之基極電流(例如，IRF)。在區塊706處，電流比較器236比較共用基極電晶體212之基極電流與共用發射極電晶體210之基極電流以獲得串疊PA電流比。如先前所描述，串疊PA 208之電晶體之基極電流的比較可用於判定串疊PA 208之電晶體是否飽和，從而指示PA 204是否處於壓縮中。此外，如先前所描述，在某些實施例中，藉由比較串疊PA 208電晶體之基極電流而非β，可藉由消除用以量測及比較β以判定PA 204是否處於壓縮中的元件來簡化PA 204，從而節省功率及成本。
在決策區塊708處，飽和控制器240判定串疊PA電流比是超過臨限值還是滿足臨限值。若否，則程序700返回至區塊702。若串疊PA 電流比超過或滿足比率，則飽和控制器240在區塊710處修改以下中之至少一者或使得其經修改：PA 204之DC供電電壓、經供應至PA 204之RF輸入信號及/或在PA 204之輸出處的負載。如先前所描述，器件可經組態以修改DC供電電壓、RF輸入信號及/或在PA之輸出處的負載中之一者或一者以上。在器件可修改PA 204之多個操作特性的實施例中，飽和控制器240可基於無線器件之操作環境及/或基於來自基地台之命令選擇是否修改供電電壓、RF輸入信號及/或PA 204之負載。
實例時序圖
圖8繪示用於飽和偵測及補償之時序圖的實例。開始於時序圖之左側及底部，繪示至RFFE核心304之資料輸入流。脈衝中之每一者可表示串列資料流。大量操作可在每一脈衝期間發生且時序圖經簡化以大體上繪示資訊經由RFFE匯流排傳送至PA。如圖8中所指示，第一命令致能來自升壓轉換器242之升壓供應。因此，時序圖繪示升壓輸出電壓在第一脈衝之後開始上升。此外，升壓RFFE暫存器1藉由升壓位準程式化，其可判定形成APT表。在PA啟用脈衝處，PA 204經啟動且基於DAC 310輸出接收供電電壓。此外，PA 204開始接收RF輸入信號。此外，時序圖繪示PA 204並未飽和。
在點802處，情況出現，諸如天線阻抗經修改，且導致PA 204之負載經調節。因此，當PA 204之電晶體開始飽和時，PA 204可開始壓縮。在時序圖中藉由SATFB信號經拉低來繪示飽和。
在某些實施例中，SATFB信號經拉低觸發升壓RFFE輸出之增加。斜坡產生器308增加，導致來自DAC 310之參考信號經修改。經修改之參考信號可使得升壓轉換器242增加提供至PA 204之集極的供電電壓。供電電壓可繼續增加直至在某一點處PA 204離開飽和為止，如點804處所繪示。一旦PA 204不再飽和，則SATFB信號變高，其表示飽和控制器240可停止增加PA 204之集極電壓或升壓輸出。在某些 實施例中，供電電壓經升壓或升高至高於提供至PAM 202之電池電壓。
在實例時序圖中，一旦PA 204不再處於飽和，則所有事物保持恆定直至在點806處接收一命令以調節目標功率。此命令可回應於自基地台接收之命令而自呼叫處理器434接收。在所說明之實例中，目標功率減少，其可發生在無線器件更接近基地台移動時。若無線器件反而正更遠離基地台移動，則目標功率可增加且時序圖可繪示電壓升壓之增加而非減少。基地台可請求無線器件修改其目標功率以防止干擾與基地台通信之其他用途。舉例而言，若基地台經組態具有使用分碼多重存取(CDMA)，該分碼多重存取為展頻通信標準，則多個無線器件可使用不同碼在相同頻率下傳輸。因此基地台可自該等無線器件中之每一者接收信號，其需要功率位準大致相等。若無線器件以更高功率位準傳輸，則無線器件可充當至其他無線器件之區塊。因此，需要維持恆功率位準。
回應於減少目標功率之請求，無線器件可存取記憶體418中之APT表以識別目標功率之對應目標電壓且可使得飽和控制器相應地調節升壓，以使得輸出功率減少。此外，RFFE核心304可接收新初始或預設值，該新初始或預設值儲存於影子暫存器306處。若PA 204開始壓縮，則使用斜坡時鐘產生器312調節由飽和控制器240提供之參考信號來增加經提供至飽和控制器240之新初始值，從而調節經提供至PA 204之供電電壓。每當接收新APT值時，飽和控制器240可藉由將重設信號提供至斜坡產生器308來重設且可在RFFE核心304處接收對應於目標APT電壓之新預設值。
在某些實施例中，減少功率之轉變可耗費非零時間量。因此，在電壓轉變時間期間，調變停止。此藉由時序圖之RF輸入線中之平整線繪示。調節電壓之時序可較小。舉例而言，用於電壓調節之時序 可為約25微秒。一旦時序窗口結束且電壓調節完成，則恢復調變，如圖8之實例時序圖中所繪示。若無線器件已停用，或器件之無線功能性已停用(例如，非傳輸模式)，則PA及電壓升壓可停用，如由時序圖中之最後兩個脈衝所繪示。
模擬結果
圖9至圖12繪示對應於利用2：1(或2比1)之VSWR執行之模擬的若干曲線圖。2：1 VSWR值常用於測試功率放大器。圖9繪示針對2：1 VSWR比較共用基極電晶體之基極電流與串疊功率放大器之共用發射極電晶體之基極電流的曲線圖900。曲線圖900包括大量線，該等線各自對應於在曲線圖900中之最低線之11.5伏特的Vcc與該曲線圖中之最高線之9伏特的Vcc之間的不同電壓位準。PA在其內被視為飽和的比率可基於程序及規格改變。對於此特定模擬，當存在電流值之間的20%之差異或1.2之比率時，判定飽和發生。當電壓線高於1.2電流比線902時，將經模擬之PA視為飽和，且當電壓線低於1.2電流比線902時，將經模擬之PA視為未飽和。
圖10繪示描繪鄰近頻道洩漏比(ACLR)隨圖9之2：1 VSWR情況下之負載變化的曲線圖1000。ACLR曲線圖1000繪示在緊鄰於頻譜之頻道中的頻譜之量測，該頻譜由無線器件利用以判定多少所傳輸信號洩漏至中另一無線器件之頻譜或鄰近頻道中。PA 204飽和時發生之失真可使得無線器件之頻譜漏泄至另一無線器件之頻譜中。對於此特定模擬，當存在-36dB以上洩漏(如水平線1002所繪示)時，判定飽和發生。本文中之實施例偵測頻譜洩漏且藉由偵測PA壓縮及消除壓縮來減少或消除洩漏。圖9之資訊可與圖10之資訊交叉以判定在本文中用於跨越模擬之PA之不同電壓值偵測飽和及波譜洩漏之實施例的有效性。
圖11繪示描繪當使圖9及圖10之飽和偵測及ACLR與本文中所描 述之實施例相關時並未偵測到飽和之情況的曲線圖1100。如先前所陳述，當電流比為1.2或更大時，將PA視為處於壓縮中，其中PA之電晶體在飽和狀態中操作。曲線圖1100上之點為量測點，其中飽和並未由模擬之飽和控制器偵測。在-36dB處之線1102指示在模擬之PA被視為飽和之間的轉變。
Y軸表示ACLR，且在-36dB處標記之水平線1102表示經選擇用於模擬之第三代合作夥伴計劃(R99 3GPP)規格之版本99之最大可接受鄰近頻道洩漏。R99 3GPP係關於基於全球行動通信系統(GSM)規格之3G行動電話系統的發展。R99 3GPP規格要求不會任何有高於-36dBc之至鄰近頻道中之洩漏發生。曲線圖1100中之符號中之每一者為用於ACLR之經量測資料點，其中模擬之PA之電流比較器236並未指示飽和。因此，在模擬期間，量測及比較RF器件及串疊器件之兩個基極電流。若比較結果小於20%或比率小於1.2，則判定PA並未飽和。在曲線圖1100中，所量測資料點中之每一者具有小於1.2之比率。所量測資料點與ACLR相關。用於指示所量測資料點之不同符號對應於用於模擬之9伏特與11.5伏特之間的不同電壓值。
如先前所提及，線1102標記最大可接受ACLR之臨限值。如曲線圖1100中可見，指示PA並未處於壓縮或並未飽和之大部分點低於在未偵測到飽和時指示可接受ACLR之線1102。圖12繪示描繪當使圖9及圖10之飽和偵測及ACLR與本文中所描述之實施例相關時偵測到飽和之情況的曲線圖1200。線1202對應於指示可接受ACLR之臨限值的線1102。曲線圖1200中所繪示之點指示藉由模擬之飽和控制器240偵測之飽和的發生。換言之，電流比較器236判定電流比大於20%或大於1.2的點。如曲線圖1200中所繪示，指示PA壓縮之大部分點高於在偵測到飽和時指示不可接受ACLR之線1202。
因此，如藉由比較曲線圖1100與曲線圖1200可見，曲線圖指示模 擬之系統可使用本文中所描述之實施例比較串疊PA之基極電流來偵測飽和發生之大多數時間。一旦偵測到飽和，則本文中所描述之實施例中之一或多者可經應用以使PA離開飽和。
術語
除非上下文另外明確要求，否則貫穿說明書及申請專利範圍，詞語「包含」及其類似者應以與排他性或窮盡性意義相反之包括性意義理解；換言之，在「包括(但不限於)」之意義上理解。術語「耦接」用以指兩個元件之間的連接，該術語係指兩個或兩個以上元件可直接連接或藉助於一或多個中間元件連接。此外，當用於本申請案中時，詞語「本文中」、「上文」、「下文」及具有類似含義之詞應係指本申請案整體而非本申請案之任何特定部分。在上下文准許的情況下，使用單數或複數數目之上述【實施方式】中之詞語亦可分別包括複數或單數數目。詞語「或」係參照兩個或兩個以上項目之清單，該詞語涵蓋所有對該詞語之以下解釋：清單中之項目中之任一者、清單中之所有項目及清單中之項目之任何組合。
本發明之實施例之以上詳細描述並不意欲為窮盡性的或將本發明限制於上文所揭示之精確形式。如熟習相關技術者將認識到，雖然上文出於說明之目的描述本發明之特定實施例及實例，但在本發明之範疇內之各種等效修改係可能的。舉例而言，雖然以給定次序呈現程序或區塊，但替代實施例可以不同次序執行具有步驟之常式，或採用具有區塊之系統，且可刪除、移動、添加、再分、組合及/或修改一些程序或區塊。可以多種不同方式實施此等程序或區塊中之每一者。此外，雖然有時程序或區塊經顯示為連續執行，但此等程序或區塊可替代地並行執行，或可在不同時間執行。
本文所提供之本發明之教示可應用於其他系統，其未必為上文所描述之系統。可組合上文所描述之各種實施例之元件及動作以提供 另外的實施例。
除非另有具體陳述，或另外在如所使用之上下文內進行理解，否則本文中所使用之條件性語言，尤其諸如「可」、「例如」及類似者大體上意欲傳達某些實施例包括某些特徵、元件及/或狀態，而其他實施例並不包括該等特徵、元件及/或狀態。因此，此條件性語言大體上並非意欲暗示無論如何需要特徵、元件及/或狀態以用於一或多項實施例，或一或多項實施例必定包括用於在具有或不具有作者輸入或提示的情況下決定此等特徵、元件及/或狀態是否係包括於任何特定實施例抑或待執行於任何特定實施例中的邏輯。
除非另有具體陳述，否則分離性語言(諸如，片語「X、Y或Z中之至少一者」)在上下文中應另外理解為大體上用於呈現項目及術語等可為X、Y或Z，或其任何組合(例如，X、Y及/或Z)。由此，此分離性語言大體上並非意欲且不應暗示某些實施例需要X中之至少一者、Y中之至少一者或Z中之至少一者各自存在。
除非另外明確陳述，否則諸如「一」之冠詞應大體上解譯為包括一或多個所描述之項目。相應地，諸如「經組態以…之器件」之片語意欲包括一或多個所列舉之器件。此類一或多個所列舉之器件亦可共同地經組態以進行所述敍述。舉例而言，「經組態以進行敍述A、B及C之處理器」可包括結合經組態以進行敍述B及C之第二處理器起作用的經組態以進行敍述A的第一處理器。
儘管已描述本發明之某些實施例，但此等實施例已僅藉助於實例呈現，且並不意欲限制本發明之範疇。實際上，本文中所描述之新穎方法及系統可以多種其他形式實施；此外，在不脫離本發明之精神之情況下，可對本文中所描述之方法及系統的形式進行各種省略、替代及改變。隨附申請專利範圍及其等效物意欲涵蓋將處於本發明之範疇及精神內之此類形式或修改。
202‧‧‧功率放大器模組
204‧‧‧功率放大器
206‧‧‧偏壓電路
208‧‧‧串疊功率放大器
210‧‧‧電晶體
212‧‧‧電晶體
214‧‧‧電容器
216‧‧‧電容器
218‧‧‧電晶體
220‧‧‧電晶體
222‧‧‧串疊偏壓區塊
224‧‧‧射頻偏壓區塊
230‧‧‧功率放大器偏壓控制器
232‧‧‧電流偏壓區塊
234‧‧‧電流偏壓區塊
236‧‧‧電流比較器
240‧‧‧飽和控制器
242‧‧‧開關模式升壓轉換器
244‧‧‧區塊
246‧‧‧天線
600‧‧‧收發器

Claims (20)

  1. 一種功率放大器模組，其包含：一功率放大器，其包括一串疊電晶體對，該串疊電晶體對包括一第一電晶體及一第二電晶體；一功率放大器偏壓控制器，其包括經組態以比較該第一電晶體之一第一基極電流與該第二電晶體之一第二基極電流以獲得一比較值之一電流比較器；及一飽和控制器，其經組態以基於該比較值將一參考信號供應至一阻抗匹配網路，該阻抗匹配網路經組態以至少部分地基於該參考信號來修改與該功率放大器電通信之一負載線之一負載阻抗。
  2. 如請求項1之功率放大器模組，其中該第一電晶體為一共用基極電晶體，且該第二電晶體為一共用發射極電晶體。
  3. 如請求項1之功率放大器模組，其中該負載線與一天線電通信，且該負載線經電氣定位於該功率放大器與該天線之間。
  4. 如請求項1之功率放大器模組，其中該阻抗匹配網路為一動態阻抗匹配網路。
  5. 如請求項1之功率放大器模組，其中該飽和控制器經進一步組態以藉由修改該負載線之該負載阻抗來減少該功率放大器之壓縮。
  6. 如請求項1之功率放大器模組，其中該飽和控制器進一步包括一數位類比轉換器及一斜坡產生器，該斜坡產生器經組態以將一計數值供應至該數位類比轉換器，該數位類比轉換器經組態以至少部分地基於該計數值來產生該參考信號。
  7. 如請求項6之功率放大器模組，其中該飽和控制器包括與該功率 放大器偏壓控制器電通信之一下拉式電阻器、一電壓輸入/輸出接腳及一斜坡時鐘產生器，該斜坡時鐘產生器經組態以基於跨越該下拉式電阻器之一電壓來偵測該第一電晶體是否在一飽和區中操作，該電壓至少部分地基於該比較值，且回應於偵測到該第一電晶體正在該飽和區中操作，該斜坡時鐘產生器經組態以使得該斜坡產生器修改該計數值。
  8. 如請求項6之功率放大器模組，其中該數位類比轉換器經進一步組態以至少部分地基於一平均功率追蹤值來產生該參考信號，該平均功率追蹤值係基於自一基地台接收之一目標功率信號而判定。
  9. 如請求項6之功率放大器模組，其中該飽和控制器進一步包括經組態以自一飽和資料接腳接收一預設資料值之一RF前端，該計數值最初對應於該預設資料值。
  10. 如請求項9之功率放大器模組，其中該預設資料值為複數個預設資料值中之一者，該預設資料值係基於一目標電壓而選擇。
  11. 如請求項10之功率放大器模組，其中該目標電壓係至少部分地基於自一基地台接收之一目標功率信號而判定。
  12. 如請求項1之功率放大器模組，進一步包含經組態以調控經提供至該功率放大器之一供電電壓之一升壓轉換器。
  13. 如請求項12之功率放大器模組，其中該飽和控制器經進一步組態以藉由將一第二參考信號提供至該升壓轉換器以增加該供電電壓與藉由將該參考信號供應至該阻抗匹配網路來修改該負載線之該負載阻抗之一組合來減少該功率放大器的壓縮。
  14. 一種收發器，其包含：一阻抗匹配網路，其經組態以基於一參考信號來修改與一功率放大器及一天線電通信之一負載線之一負載阻抗；及 一功率放大器模組，其包括該功率放大器、一功率放大器偏壓控制器及一飽和控制器，該功率放大器包括一串疊電晶體對，該串疊電晶體對包括一第一電晶體及一第二電晶體，該功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較該第一電晶體之一基極電流與該第二電晶體之一基極電流以獲得一比較值之一電流比較器，該飽和控制器經組態以至少部分地基於該比較值來產生該參考信號，且將該參考信號提供至該阻抗匹配網路。
  15. 如請求項14之收發器，其中該阻抗匹配網路為一動態阻抗匹配網路。
  16. 如請求項14之收發器，其中該飽和控制器進一步包括一數位類比轉換器及一斜坡產生器，該斜坡產生器經組態以將一計數值供應至該數位類比轉換器，該數位類比轉換器經組態以至少部分地基於該計數值來產生該參考信號。
  17. 如請求項16之收發器，其中該飽和控制器包括與該功率放大器偏壓控制器電通信之一下拉式電阻器、一電壓輸入/輸出接腳及一斜坡時鐘產生器，該斜坡時鐘產生器經組態以基於跨越該下拉式電阻器之一電壓來偵測該第一電晶體是否正在一飽和區中操作，該電壓至少部分地基於該比較值，且該斜坡時鐘產生器經組態以回應於偵測到該第一電晶體正在該飽和區中操作而使得該斜坡產生器修改該計數值。
  18. 如請求項14之收發器，進一步包含經組態以調控經提供至該功率放大器之一供電電壓之一升壓轉換器。
  19. 如請求項14之收發器，其中該飽和控制器經進一步組態以藉由將一第二參考信號提供至該升壓轉換器以增加該供電電壓與藉由將該參考信號供應至該阻抗匹配網路來修改該負載線之該負載阻抗之一組合來減少該功率放大器的壓縮。
  20. 一種無線器件，其包含：一天線，其經組態以自一收發器至少傳輸一信號，該信號至少部分地基於經供應至該收發器之一功率放大器之一射頻輸入信號；及包括一阻抗匹配網路及一功率放大器模組之該收發器，該阻抗匹配網路經組態以基於一參考信號來修改與該功率放大器及該天線電通信之一負載線之一負載阻抗，該功率放大器模組包括該功率放大器、一功率放大器偏壓控制器及一飽和控制器，該功率放大器包括一串疊電晶體對，該串疊電晶體對包括一第一電晶體及一第二電晶體，該功率放大器偏壓控制器包括經組態以比較該第一電晶體之一基極電流與該第二電晶體之一基極電流以獲得一比較值之一電流比較器，該飽和控制器經組態以至少部分地基於該比較值來產生該參考信號，且將該參考信號提供至該阻抗匹配網路。
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