TW201917998A - 供電調變器及其系統、方法 - Google Patents

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Abstract

根據一些實例實施例，本發明提供一種供電調變器，包含：降壓-升壓轉換器；第一降壓轉換器，連接在降壓-升壓轉換器的輸出端子處；第二降壓轉換器，連接在降壓-升壓轉換器的輸出端子處；第一線性放大器，包含連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子的第一供電電壓輸入端及連接至第一降壓轉換器的輸出端子的輸出端子，其中第一線性放大器經組態以向第一傳輸器的第一功率放大器提供第一調變供電電壓；以及第二線性放大器，包含連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子的第二供電電壓輸入端及連接至第二降壓轉換器的輸出端子的輸出端子，其中第二線性放大器經組態以向第二傳輸器的第二功率放大器提供第二調變供電電壓。

Description

供電調變器及其系統、方法
根據本發明的實施例的一或多個態樣是關於供電調變器，例如與用於功率放大器的供電調變器相關的系統及方法。
切換模式電力供應器（switched mode power supply；SMPS）提供可針對電力單元的給定大小、成本以及重量輸出更多電力的經調節DC供應器且用於各種電子裝備中，包含電腦及需要穩定及有效電力供應器的其他敏感裝備。SMPS具有高效率且使用在高頻下接通及斷開的切換裝置及儲存組件轉換電力，以在切換裝置處於非導電狀態時供應電力。
此背景技術章節中揭露的上述資訊僅用於增強對本發明背景技術的理解且因此其可含有不構成先前技術的資訊。
提供此發明內容以引入本揭露的實施例的特徵及概念的選擇，所述特徵及概念在下文實施方式中進一步描述。此發明內容並不意欲識別所主張標的的關鍵特徵或基本特徵，亦不意欲用於限制所主張標的的範疇。所描述特徵中的一或多者可與一或多個其他所描述特徵組合，以提供可工作裝置。
本揭露的實例實施例的態樣是關於一種與用於功率放大器的供電調變器相關的系統及方法。
根據本揭露的一些實例實施例，一種供電調變器包含：降壓-升壓轉換器；第一降壓轉換器，所述第一降壓轉換器連接在降壓-升壓轉換器的輸出端子處；第二降壓轉換器，所述第二降壓轉換器連接在降壓-升壓轉換器的輸出端子處；第一線性放大器（linear amplifier；LA），包含連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子的第一供電電壓輸入端及連接至第一降壓轉換器的輸出端子的輸出端子，其中第一LA經組態以經由第一LA的輸出端子向第一傳輸器的第一功率放大器（power amplifier；PA）提供第一調變供電電壓；以及第二LA，包含連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子的第二供電電壓輸入端及連接至第二降壓轉換器的輸出端子的輸出端子，其中第二LA經組態以經由第二LA的輸出端子向第二傳輸器的第二PA提供第二調變供電電壓。
根據一些實例實施例，所述供電調變器進一步包含：第一切換器模組，包含第一切換器及第二切換器；及第二切換器模組，包含第三切換器及第四切換器，其中第一切換器的第一端子及第二切換器的第一端子連接至第一降壓轉換器的輸出端子，第三切換器的第一端子及第四切換器的第一端子連接至第二降壓轉換器的輸出端子，第一切換器的第二端子及第三切換器的第二端子連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子，且第二切換器的第二端子及第四切換器的第二端子彼此連接。
根據一些實例實施例，第一切換器、第二切換器、第三切換器以及第四切換器為p通道金屬氧化物半導體（p-channel metal oxide semiconductor；PMOS）電晶體或n通道金屬氧化物半導體（n-channel metal oxide semiconductor；NMOS）電晶體或互補式MOS（complementary metal oxide semiconductor；CMOS）電晶體。
根據一些實例實施例，所述供電調變器進一步包含：第一電容器，所述第一電容器連接於第一切換器的第二端子或第三切換器的第二端子與地之間，其中第一切換器的第二端子及第三切換器的第二端子連接在一起；及第二電容器，所述第二電容器連接於第二切換器的第二端子或第四切換器的第二端子與地之間。根據一些實例實施例，第一電容器的電容在0.1微法與10微法之間，且第二電容器的電容在0.1微法與10微法之間。
根據一些實例實施例，降壓-升壓轉換器包含：第一P型或互補式金屬氧化物半導體（CMOS）電晶體，第一P型或CMOS電晶體的源極端子連接至電池電壓；第一N型電晶體，第一N型電晶體的汲極端子連接至第一P型或CMOS電晶體的汲極端子且第一N型電晶體的源極端子連接至地；第二P型或CMOS電晶體，第二P型或CMOS電晶體的源極端子連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子；第二N型電晶體，第二N型電晶體的汲極端子連接至第二P型或CMOS電晶體的汲極端子，且第二N型電晶體的源極端子連接至地；以及第一電感器，所述第一電感器連接於第一P型或CMOS電晶體的汲極端子與第二P型或CMOS電晶體的汲極端子之間，其中第一電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且第一電感器的載流能力大於1安培。
根據一些實例實施例，第一降壓轉換器包含：第一P型電晶體，第一P型電晶體的源極端子連接至電池電壓；第一N型電晶體，第一N型電晶體的汲極端子連接至第一P型電晶體的汲極端子，且第一N型電晶體的源極端子連接至地；第二P型電晶體，其中第二P型電晶體的汲極端子連接至第一P型電晶體的汲極端子及第一N型電晶體的汲極端子，且第二P型電晶體的源極端子連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子；以及第二電感器，所述第二電感器連接於第二P型電晶體的汲極端子與第一降壓轉換器的輸出端子之間，其中第二電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且第二電感器的載流能力大於1安培。
根據一些實例實施例，第二降壓轉換器包含：第一P型電晶體，第一P型電晶體的源極端子連接至電池電壓；第一N型電晶體，第一N型電晶體的汲極端子連接至第一P型電晶體的汲極端子，且第一N型電晶體的源極端子連接至地；第二P型電晶體，其中第二P型電晶體的汲極端子連接至第一P型電晶體的汲極端子及第一N型電晶體的汲極端子，且第二P型電晶體的源極端子連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子；以及第三電感器，所述第三電感器連接於第二P型電晶體的汲極端子與第二降壓轉換器的輸出端子之間，其中第三電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且第三電感器的載流能力大於1安培。
根據一些實例實施例，所述供電調變器經組態以在平均功率跟蹤（average power tracking；APT）模式下或在包絡跟蹤（envelope tracking；ET）模式下操作。
根據一些實例實施例，一種供電調變器的系統包含：降壓-升壓轉換器；第一降壓轉換器，所述第一降壓轉換器連接在降壓-升壓轉換器的輸出端子處；以及第二降壓轉換器，所述第二降壓轉換器連接在降壓-升壓轉換器的輸出端子處。根據一些實例實施例，所述供電調變器的系統進一步包含：第一線性放大器（LA），包含連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子的第一供電電壓輸入端及連接至第一降壓轉換器的輸出端子的輸出端子；及第二LA，包含連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子的第二供電電壓輸入端及連接至第二降壓轉換器的輸出端子的輸出端子。
根據一些實例實施例，第一LA經組態以經由第一LA的輸出端子向第一傳輸器的第一功率放大器（PA）提供第一調變供電電壓，且第二LA經組態以經由第二LA的輸出端子向第二傳輸器的第二PA提供第二調變供電電壓。
根據一些實例實施例，所述供電調變器的系統進一步包含：第一切換器模組，包含第一切換器及第二切換器；及第二切換器模組，包含第三切換器及第四切換器，其中第一切換器的第一端子及第二切換器的第一端子連接至第一降壓轉換器的輸出端子，第三切換器的第一端子及第四切換器的第一端子連接至第二降壓轉換器的輸出端子，第一切換器的第二端子及第三切換器的第二端子連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子，且第二切換器的第二端子及第四切換器的第二端子彼此連接，其中第一切換器、第二切換器、第三切換器及第四切換器為p通道金屬氧化物半導體（PMOS）電晶體或n通道金屬氧化物半導體（NMOS）電晶體或互補式MOS（CMOS）電晶體。
根據一些實例實施例，所述供電調變器的系統進一步包含：第一電容器，所述第一電容器連接於第一切換器的第二端子或第三切換器的第二端子與地之間，其中第一切換器的第二端子及第三切換器的第二端子連接在一起；以及第二電容器，所述第二電容器連接於第二切換器的第二端子或第四切換器的第二端子與地之間，其中第一電容器的電容在0.1微法與10微法之間，且第二電容器的電容在0.1微法與10微法之間。
根據一些實例實施例，降壓-升壓轉換器包含：第一P型或CMOS電晶體，第一P型或CMOS電晶體的源極端子連接至電池電壓；第一N型電晶體，第一N型電晶體的汲極端子連接至第一P型或CMOS電晶體的汲極端子，且第一N型電晶體的源極端子連接至地；第二P型或CMOS電晶體，第二P型或CMOS電晶體的源極端子連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子；第二N型電晶體，第二N型電晶體的汲極端子連接至第二P型或CMOS電晶體的汲極端子，且第二N型電晶體的源極端子連接至地；以及第一電感器，所述第一電感器連接於第一P型或CMOS電晶體的汲極端子與第二P型或CMOS電晶體的汲極端子之間，其中第一電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且第一電感器的載流能力大於1安培。
根據一些實例實施例，第一降壓轉換器包含：第一P型電晶體，第一P型電晶體的源極端子連接至電池電壓；第一N型電晶體，第一N型電晶體的汲極端子連接至第一P型電晶體的汲極端子，且第一N型電晶體的源極端子連接至地；第二P型電晶體，其中第二P型電晶體的汲極端子連接至第一P型電晶體的汲極端子及第一N型電晶體的汲極端子，且第二P型電晶體的源極端子連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子；以及第二電感器，所述第二電感器連接於第二P型電晶體的汲極端子與第一降壓轉換器的輸出端子之間，其中第二電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且第二電感器的載流能力大於1安培。
根據一些實例實施例，第二降壓轉換器包含：第一P型電晶體，第一P型電晶體的源極端子連接至電池電壓；第一N型電晶體，第一N型電晶體的汲極端子連接至第一P型電晶體的汲極端子，且第一N型電晶體的源極端子連接至地；第二P型電晶體，其中第二P型電晶體的汲極端子連接至第一P型電晶體的汲極端子及第一N型電晶體的汲極端子，且第二P型電晶體的源極端子連接至降壓-升壓轉換器的輸出端子；以及第三電感器，所述第三電感器連接於第二P型電晶體的汲極端子與第二降壓轉換器的輸出端子之間，其中第三電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且第三電感器的載流能力大於1安培。
根據一些實例實施例，一種供電調變器的方法包含：在供電調變器的輸入端子處自電池源接收輸入電壓；藉由調變輸入電壓以向用戶裝備（user equipment；UE）的第一傳輸器中的第一功率放大器提供第一供電電壓來產生第一輸出電壓；以及藉由調變輸入電壓以向UE的第二傳輸器中的第二功率放大器提供第二供電電壓來產生第二輸出電壓。
根據一些實例實施例，根據第一供電電壓的期望值藉由升高或降低輸入電壓以產生第一輸出電壓，以及根據第二供電電壓的期望值藉由升高或降低輸入電壓以產生第二輸出電壓來調變輸入電壓，其中所述輸入電壓藉由使用供電調變器中的降壓-升壓轉換器及至少兩個降壓轉換器來調變。
根據一些實例實施例，在第一線性放大器（LA）的輸出端子處產生第一輸出電壓，且在第二LA的輸出端子處產生第二輸出電壓，其中第一LA及第二LA中的每一者自降壓-升壓轉換器的輸出端子接收供電電壓。
結合圖式闡述於下文的實施方式意欲作為與根據本發明提供的功率放大器的供電調變器相關的系統及方法的一些實例實施例的描述且不意欲表示其中可構建或利用本發明的唯一形式。描述結合所說明的實施例來闡述本發明的特徵。然而，應理解，藉由亦意欲涵蓋在本發明的範疇內的不同實施例可實現相同或等效功能及結構。如本文中在別處所表示，相同元件編號意欲指示相同元件或特徵。
包絡跟蹤（ET）技術在無線通信（例如，長期演進（long term evolution；LTE））的領域中日漸普及，此是因為ET技術可提供無線通信裝置（例如，LTE用戶裝備（UE））的顯著節能且亦提高射頻（RF）放大器的效率。在ET系統中，基頻信號及包絡信號可由信號處理器（例如，DSP）產生，且功率放大器（PA）的供電電壓可由使用直流-直流（direct-current-to-direct-current；DC-DC）轉換器的供電調變器（SM）產生。PA的輸出可與由SM產生的ET信號相關。同樣在ET系統中，為達成最佳跟蹤，可能期望DC-DC轉換器的帶寬高於帶內信號帶寬以將SM的帶寬降低至遠低於切換頻率，以提供對切換諧波的衰減。切換損耗可藉由降低SM的帶寬及時脈頻率來降低。
上行鏈路（uplink；UL）載波聚合（carrier aggregation；CA）及高功率（high power；HP）UE在最新的LTE 3GPP標準中提出。UL-CA藉由聚合帶內或帶間載波來增加資料速率，且使用SM IC以產生用於傳輸器（TX）路徑的受獨立控制的供電電壓。稱為「功率級2」的新HP UE標準意圖用於分時雙工（time division duplex；TDD）LTE頻帶41，允許比功率級3高3 dB的26 dBm輸出功率。為實現針對功率級2的高電壓RF PA的26 dBm輸出，可能期望SM具有高於電池範圍的較大電流驅動能力及電壓增加能力兩者。然而，在ET操作中，習知SM積體電路（integrated circuits；IC）僅支援帶內連續CA高達40 MHz帶寬的功率級3 RF-PA。因此，為支援帶內及帶間非連續CA，典型的ET系統可能需要兩個SM-IC，其中雙倍的外部組件佔據UE（例如，蜂巢式手持機）中印刷電路板（printed circuit board；PCB）面積的大部分。因此，一些實例實施例可包含具有支援功率級2的兩個受獨立控制的TX輸出端的單個芯片SM-IC，其可節省整個系統成本及所佔據PCB面積，且亦可實現相對較高系統-功率效率及低接收器-頻帶噪音。
SMPS提供可針對電力單元的給定大小、成本及重量輸出更多電力的經調節DC供應器且用於各種電子裝備中，包含電腦及需要穩定及有效電力供應器的其他敏感裝備。SMPS具有高效率且使用在高頻下接通及斷開的切換裝置及儲存組件轉換電力，以在切換裝置處於非導電狀態時供應電力。
圖1A示出降壓（步降（step-down））轉換器100的示意圖。降壓轉換器100可用於SMPS電路中以實現低於DC輸入電壓Vin的DC輸出電壓Vout。降壓轉換器100包含p通道金屬氧化物半導體（PMOS）電晶體101、n通道MOS（NMOS）電晶體102、電感器103、電容器104以及描繪為電阻器105的負載。
PMOS電晶體101的源極可連接至輸入電壓Vin，且PMOS電晶體101的汲極可連接至節點107。閘極電壓可施加至PMOS電晶體101的閘極以接通PMOS電晶體101。NMOS電晶體102的汲極可連接至節點107，且NMOS電晶體102的源極可連接至地。閘極電壓可施加至NMOS電晶體102的閘極以接通NMOS電晶體102。電感器103可連接於節點107與節點108之間。電容器104可連接於節點108與地之間。電阻負載105亦可連接於節點108與地之間。降壓轉換器100的輸出電壓Vout可在電阻負載105上或在節點108處量測。PMOS電晶體101及NMOS電晶體102可交替地接通/斷開。
圖1B示出降壓轉換器100的輸出特性的圖形表示。在圖1B中，降壓轉換器100的輸出電壓Vout沿Y軸繪製，且降壓轉換器100的輸入電壓Vin沿X軸繪製以說明降壓轉換器100的步降特性。如圖1B中所繪示，Vout小於Vin。
圖2A示出升壓（步升（step-up））轉換器200的示意圖。升壓轉換器200可用於SMPS電路中以實現高於DC輸入電壓Vin的DC輸出電壓Vout。升壓轉換器200包含電感器201、PMOS電晶體203、NMOS電晶體204、電容器205以及描繪為電阻器206的負載。
電感器201可連接於輸入電壓源極Vin與節點202之間。PMOS電晶體203的源極可連接至節點207，且PMOS電晶體203的汲極可連接至節點202。閘極電壓可施加至PMOS電晶體203的閘極以接通PMOS電晶體203。NMOS電晶體204的汲極可連接至節點202，且NMOS電晶體204的源極可連接至地。電容器205可連接於節點207與地之間。電阻負載206亦可連接於節點207與地之間。升壓轉換器200的輸出電壓Vout可在電阻負載206上或在節點207處量測。PMOS電晶體203及NMOS電晶體204可交替地接通/斷開。
圖2B示出升壓轉換器200的輸出特性的圖形表示。在圖2B中，升壓轉換器200的輸出電壓Vout沿Y軸繪製，且升壓轉換器200的輸入電壓Vin沿X軸繪製以說明升壓轉換器200的步升特性。如在圖2B中，Vout大於Vin。
圖3A示出降壓-升壓（步升/步降）轉換器300的示意圖。降壓-升壓轉換器300可用於SMPS電路中以實現可高於或低於DC輸入電壓Vin的DC輸出電壓Vout。降壓-升壓轉換器300可作為降壓（步降）轉換器在降壓模式下或升壓（步升）轉換器在升壓模式下操作。
降壓-升壓轉換器300包含第一PMOS電晶體301、第一NMOS電晶體302、第二PMOS電晶體304、第二NMOS電晶體305、電感器303、電容器306以及描繪為電阻器307的負載。第一PMOS電晶體301的源極可連接至輸入電壓Vin，且第一PMOS電晶體301的汲極可連接至節點309。閘極電壓可施加至第一PMOS電晶體301的閘極以接通第一PMOS電晶體301。第一NMOS電晶體302的汲極可連接至節點309，且第一NMOS電晶體302的源極可連接至地。閘極電壓可施加至第一NMOS電晶體302的閘極以接通第一NMOS電晶體302。電感器303可連接於節點309與節點310之間。第二PMOS電晶體304的源極可連接至節點308，且第二PMOS電晶體304的汲極可連接至節點310。閘極電壓可施加至第二PMOS電晶體304的閘極以接通第二PMOS電晶體304。第二NMOS電晶體305的汲極可連接至節點310，且第二NMOS電晶體305的源極可連接至地。電容器306可連接於節點308與地之間。電阻負載307亦可連接於節點308與地之間。降壓-升壓轉換器300的輸出電壓Vout可在電阻負載307上或在節點308處量測。
當降壓-升壓轉換器300在降壓模式下操作時，第一PMOS電晶體301及第一NMOS電晶體302可交替地接通/斷開。在降壓模式下，第二PMOS電晶體304及第二NMOS電晶體305斷開。當降壓-升壓轉換器300在升壓模式下操作時，第二PMOS電晶體304及第二NMOS電晶體305可交替地接通/斷開。在升壓模式下，第一PMOS電晶體301及第一NMOS電晶體302斷開。
圖3B示出降壓-升壓轉換器300的輸出特性的圖形表示。在圖3B中，降壓-升壓轉換器300的輸出電壓Vout沿Y軸繪製，且降壓-升壓轉換器300的輸入電壓Vin沿X軸繪製以說明降壓-升壓轉換器300的步降/步升特性。如在圖3B中，Vout可小於、等於或大於Vin。
在一實例中，降壓轉換器（100）、升壓轉換器（200）以及降壓-升壓轉換器（300）中的每一者的效率理論上是100%。然而，損耗由於路徑阻抗及寄生電容而發生。當降壓轉換器（100）、升壓轉換器（200）以及降壓-升壓轉換器（300）具有高效率時，其可展現低速。
圖4A示出線性放大器（LA）400的示意圖。LA是其輸出與其輸入成比例（例如，Vout可遠小於Vin）的電子電路，且能夠將更多電力輸出至負載中。存在不同級別的LA（例如，A級、B級、AB級等）。A級A LA在單端及推挽佈局中展現良好線性。B級及AB級LA僅在推挽佈局中展現線性，其中兩個主動元件（例如，電晶體）用於分別放大RF循環的正極部件及負極部件。圖4A的LA 400包含PMOS電晶體401、NMOS電晶體402以及由電阻器403表示的負載。PMOS電晶體401的源極可連接至輸入電壓Vin，且PMOS電晶體401的汲極可連接至節點404。閘極電壓可施加至PMOS電晶體401的閘極以接通PMOS電晶體401。NMOS電晶體402的汲極可連接至節點404，且NMOS電晶體402的源極可連接至地。閘極電壓可施加至NMOS電晶體402的閘極以接通NMOS電晶體402。電阻負載403可亦可連接於節點404與地之間。LA 400的輸出電壓Vout可在電阻負載403上或在節點404處量測。
圖4B示出LA 400的輸出特性的圖形表示。在圖4B中，LA 400的輸出電壓Vout沿Y軸繪製，且LA 400的輸入電壓Vin沿X軸繪製。LA 400的輸出與其輸入成比例，且LA 400的效率可理論上為0%至大約78.5%（π/4），此是由於其中實施LA 400的技術（例如，互補式MOS（CMOS））的電壓降。當LA 400可具有低效率時，其可展現高速。相反，切換轉換器（例如，降壓轉換器100、升壓轉換器200、降壓-升壓轉換器300）可具有低速但具有高效率。因此，混合轉換器（其可為切換轉換器及線性放大器的組合）可期望實現高速及高效率兩者。
圖5A示出具有固定供電電壓（例如，Vmax）的PA 501的方塊圖。PA 501具有對於提供至PA 501的輸入端的所有RF輸入信號RF_in固定的供電電壓。對於每一RF_in信號，PA 501輸出RF信號RF_out。
圖5B示出關於PA 501的供電電壓（例如，Vmax）的PA 501的RF_out信號的圖形表示。在圖5B的實例圖形表示中，PA 501的供電電壓保持恆定且與RF_out信號無關。具有固定供電電壓的PA 501效率低下，此是因為供電電壓位準與RF_out信號的電壓位準之間的差在PA 501中作為熱量耗散而非用於操作目的。
圖6A示出具有基於固定供電電壓（例如，Vmax）的第一供電電壓及基於平均功率跟蹤（APT）的第二供電電壓的PA 601的方塊圖。PA 601在RF_out信號高於第一預定電壓位準時具備第一供電電壓，且在RF_out信號低於第二預定電壓位準時具備第二供電電壓。第二供電電壓低於第一供電電壓，且第一預定電壓位準及第二預定電壓位準可相同或不同。在一實例中，第二供電電壓可依據跟蹤PA 601的平均功率且根據平均功率調整供電電壓來判定，其可被稱為APT。
在一實例中，PA 601可經由切換轉換器603接收第二供電電壓。切換轉換器603的供電電壓可為電池電壓（Vbat）。在PA 601的APT操作模式期間，高壓在RF_out信號高於第一預定電壓位準時作為第一供電電壓供應，且低壓在RF_out信號低於第二預定電壓位準時作為第二供電電壓供應。
圖6B示出關於第一供電電壓及第二供電電壓的RF_out信號的圖形表示。在一實例中，供電電壓（例如，第一供電電壓及第二供電電壓）可在RF_out信號高於第一預定電壓位準時較高，但是在RF_out信號低於第二預定電壓位準時降低。如在PA 601中，供電電壓在RF_out信號低於第二預定電壓位準時在APT模式下降低。PA 601展現與圖5A的PA 501相比更低的功率損耗。如此，PA 601可比PA 501更有效。
圖7A示出具有基於ET的供電電壓波形的PA 701的方塊圖。圖7A的PA 701具備跟蹤RF_out信號的供電電壓。亦即，在圖7A的實例實施例中，PA 701的供電電壓經調變以跟蹤RF_out信號的包絡。此通常被稱作ET。PA 701包含具有可變供電電壓（Vvar）的LA 703及具有Vbat的供電電壓的切換轉換器705。當PA 701在ET模式下操作時，將跟蹤RF_out信號的供電電壓波形供應至PA 701。
圖7B示出關於供電電壓波形的PA 701的輸出信號（RF_out）的圖形表示。由於PA 701的供電電壓在ET模式下時跟蹤RF_out信號，因此PA 701展現比圖5A的PA 501及圖6A的PA 601更低的功率損耗。如此，PA 701可比PA 501及PA 601更有效。
圖8A示出在低功率操作（LP-PA）下的PA（例如，501、601、701）的輸出特性的圖形表示802。舉例而言，LP-PA的最大供電電壓Vmax可小於最小電池電壓（例如，Vbat，最小）。在圖8A中，LP-PA的輸出電壓RF_out沿X軸繪製，且LP-PA的供電電壓Vcc沿Y軸繪製。LP-PA可在APT模式（例如，低壓APT）或ET模式（例如，低壓ET）下操作。
圖8B示出在高功率操作（HP-PA）下的PA（例如，501、601、701）的輸出特性的圖形表示804。舉例而言，HP-PA的最大供電電壓Vmax（4.8 V）可大於最小電池電壓（Vbat，最小）。HP-PA可在APT模式（例如，高壓APT）或ET模式（例如，高壓ET）下操作。
圖9A示出根據本揭露的實例實施例的PA 901的SM 900的方塊圖。SM 900可連接至PA 901。SM 900可包含降壓-升壓轉換器903、降壓（雙）轉換器905、切換器及電容器模組907以及LA 909。
圖9A的降壓-升壓轉換器903包含第一電感器911、用於傳送電流的通道電晶體915、第一PMOS電晶體902、第一NMOS電晶體904、第二PMOS電晶體906以及第二NMOS電晶體908。通道電晶體915可為NMOS電晶體、PMOS電晶體或NMOS電晶體以及作為CMOS切換器連接的PMOS電晶體。本揭露的一實施例的電晶體不限於任何特定電晶體類型，但可包含任何適合的電晶體類型（例如，NMOS電晶體、PMOS電晶體或NMOS電晶體以及作為CMOS切換器連接的PMOS電晶體）。
在圖9A中，第一PMOS電晶體902的源極可連接至電池電壓Vbat，且第一PMOS電晶體902的汲極可連接至節點918。閘極電壓可施加至第一PMOS電晶體902的閘極以接通第一PMOS電晶體902。第一NMOS電晶體904的汲極可連接至節點918，且第一NMOS電晶體904的源極可連接至地。閘極電壓可施加至第一NMOS電晶體904的閘極以接通第一NMOS電晶體904。第一電感器911可連接於節點918與節點920之間。第二PMOS電晶體906的源極可連接至節點922，且第二PMOS電晶體906的汲極可連接至節點920。閘極電壓可施加至第二PMOS電晶體906的閘極以接通第二PMOS電晶體906。第二NMOS電晶體908的汲極可連接至節點920，且第二NMOS電晶體908的源極可連接至地。降壓-升壓轉換器903的輸出電壓Vbb可在節點922處量測。
在圖9A的降壓-升壓轉換器903中，第一電感器911的電感可在0.1微亨與10微亨之間，且第一電感器911的載流能力可大於1安培。第一電感器911可由於其實體大小而被稱為「大電感器」，其可為大約長2毫米及寬2毫米。然而，隨著技術發展及此電感器的大小改變，在本揭露的實施例中可使用另一大小。在一實例中，降壓-升壓轉換器903可被稱為「大降壓-升壓轉換器」，此是因為第一電感器911的電感在0.1微亨至10微亨的範圍內，且第一電感器911的載流能力大於1安培。
降壓-升壓轉換器903經控制以輸出在降壓模式下操作時小於Vbat或在升壓模式下操作時大於Vbat的電壓Vbb。視電晶體大小而定，在數百毫安培範圍內的平均輸出電流可在降壓-升壓轉換器903處產生。在一實例中，當在HV-PA中在APT模式下操作時，降壓-升壓轉換器903可產生大於Vbat的輸出電壓。然而，當在ET模式下操作時，降壓-升壓轉換器903可針對LA 909及大降壓（雙）轉換器905的第四PMOS電晶體912的源極兩者產生大於Vbat的輸出電壓。因此，大降壓（雙）轉換器905可輸出大於Vbat的電壓。
在圖9A的例示性實施例中，降壓（雙）轉換器905包含第二電感器913、第三PMOS電晶體914、第四PMOS電晶體912以及第三NMOS電晶體916。第四PMOS電晶體912的源極連接至節點922處的降壓-升壓轉換器903的輸出端，且第四PMOS電晶體912的汲極連接至節點926。第三PMOS電晶體914的源極連接至Vbat，且第三PMOS電晶體914的汲極連接至節點926。第三NMOS電晶體916的汲極連接至節點926，且第三NMOS電晶體916的源極連接至地。第二電感器913的第一端可連接至節點926，且第二電感器913的第二端可連接至節點924，其為降壓（雙）轉換器905的輸出端。
在圖9A的降壓（雙）轉換器905中，第二電感器913的電感可在0.1微亨與10微亨之間，且第二電感器913的載流能力可大於1安培。第二電感器913可由於其實體大小而被稱為「大電感器」，其可為大約長2毫米及寬2毫米。然而，隨著技術發展及此電感器913的大小改變，在本揭露的實施例中可使用另一大小。在一實例中，降壓（雙）轉換器905可被稱為「大降壓（雙）轉換器」，此是因為第二電感器913的電感在0.1微亨至10微亨的範圍內，且第二電感器913的載流能力大於1安培。
在一實例中，當在LV-PA中在APT模式下操作時，降壓（雙）轉換器905可產生小於Vbat的輸出電壓Vcc。然而，當在ET模式下操作時，降壓（雙）轉換器905可產生小於或大於Vbat的輸出電壓Vcc以跟蹤PA 901的RF_out信號的包絡。視電晶體大小而定，在數百毫安培範圍內的平均輸出電流可在降壓（雙）轉換器905處產生。在一實例中，降壓（雙）轉換器905可被稱為「大降壓（雙）轉換器」，此是因為第二電感器913的電感在0.1微亨至10微亨的範圍內，且第二電感器913的載流能力大於1安培。由於大降壓-升壓轉換器903可產生大於供應電池電壓Vbat的輸出電壓Vbb，且大降壓（雙）轉換器905可經由連接至大降壓-升壓轉換器903的輸出端（節點922處）的第四PMOS電晶體912產生大於供應電池電壓Vbat的輸出電壓Vcc，SM 900由於較少功率損耗可展現與習知SM相比提高的效率。
在一實例中，切換器及電容器模組907包含電晶體910、第一電容器917以及第二電容器919。電晶體910可為任何適合電晶體類型（例如，NMOS電晶體、PMOS電晶體、NMOS電晶體以及作為CMOS切換器連接的PMOS電晶體等）。第一電容器917可連接於大降壓-升壓轉換器903的輸出端（節點922處）與地之間。第一電容器917可具有在0.1微法至10微法範圍內的電容值。第二電容器919可連接於大降壓（雙）轉換器905的輸出端（節點924處）與地之間。第二電容器919可具有幾奈法的電容值。在一實例中，切換器及電容器模組907可包含不與SM 900的其他組件一起集成在半導體IC或晶片上的分散的電容器。在另一實例中，切換器及電容器模組907與SM 900的其他組件集成作為半導體IC或晶片的部分。在一實例中，切換器及電容器模組907的第一電容器917及第二電容器919對於SM 900可彼此平行連接以在APT模式下支援LV-PA及HV-PA。當電晶體910接通時，電晶體910可連接第一電容器917與第二電容器919。然而，在ET模式下（如圖9C中所示出），第一電容器917及第二電容器919可藉由斷開電晶體910而單獨地使用。
在一實例中，LA 909包含連接至大降壓-升壓轉換器903的輸出端（節點922處）的供電電壓輸入端、連接至地的地輸入端、用於接收輸入信號的輸入端以及輸出端。PA 901包含連接至大降壓（雙）轉換器905的輸出端（節點924處）及LA 909的輸出端的供電電壓輸入端、連接至地的地輸入端、用於接收RF信號RF_in的輸入端以及用於產生RF信號RF_out的輸出端。
圖9B示出根據本揭露的實例實施例的在支援LV-PA的APT模式下的圖9A的PA 901的SM 900的方塊圖。對於APT模式下的LV-PA，SM 900可經控制以啟動PA 901、大降壓（雙）轉換器905以及切換器及電容器模組907，且停用大降壓-升壓轉換器903及LA 909。在一實例中，當SM 900在APT模式下操作時，斷開第四PMOS電晶體912（連接至經停用大降壓-升壓轉換器903的輸出端（節點922處）的源極端子），使得大降壓（雙）轉換器905可充當降壓轉換器。同樣，在SM 900的APT操作模式期間，接通切換器及電容器模組907的電晶體910以連接第一電容器917與第二電容器919，且因此切換器及電容器模組907的有效電容可等於第一電容器917及第二電容器919的電容值的總和。在一實例中，在APT模式下，大降壓（雙）轉換器905可產生可小於供應電池電壓Vbat的輸出電壓Vcc（在節點924處），且因此APT模式下的SM 900可支援LV-PA。在一些實例中，視電晶體大小而定，降壓（雙）轉換器905可輸出在數百毫安培範圍內的平均電流。
圖9C示出根據本揭露的實例實施例的在支援HV-PA的APT模式下的圖9A的PA 901的SM 900的方塊圖。對於APT模式下的HV-PA，SM 900可經控制以啟動PA 901、大降壓-升壓轉換器903以及切換器及電容器模組907，且停用大降壓（雙）轉換器905及LA 909。在一實例中，當SM 900在APT模式下操作時，接通切換器及電容器模組907的電晶體910以連接第一電容器917與第二電容器919，且因此切換器及電容器模組907的有效電容可等於第一電容器917及第二電容器919的電容值的總和。在一實例中，大降壓-升壓轉換器903可產生可大於供應電池電壓Vbat的輸出電壓Vbb（在節點922處），且因此APT模式下的SM 900可支援HV-PA。在一些實例中，視電晶體大小而定，大降壓-升壓轉換器903可輸出在數百毫安培範圍內的平均電流。
圖9D示出根據本揭露的實例實施例的在支援HV-PA的ET模式下的圖9A的PA 901的SM 900的方塊圖。對於ET模式下的HV-PA，SM 900可經控制以啟動PA 901、大降壓-升壓轉換器903、大降壓（雙）轉換器905、切換器及電容器模組907以及LA 909。在一實例中，當SM 900在ET模式下操作時，可接通大降壓（雙）轉換器905的第四PMOS電晶體912以連接至大降壓-升壓轉換器903。在圖9D的實例實施例中，當在ET模式下操作時，SM 900的大降壓（雙）轉換器905可產生大於供應電池電壓Vbat的輸出電壓Vcc（在節點924處）。
在一個組態中，可斷開切換器及電容器模組907的電晶體910（如圖9A至圖9C中所繪示），使得第一電容器917及第二電容器919可單獨地操作。因此，當在ET模式下操作時，大降壓-升壓轉換器903可輸出大於供應電池電壓Vbat的電壓Vbb（在節點922處），且大降壓（雙）轉換器905可輸出大於供應電池電壓Vbat的電壓Vcc（在節點924處）。在一實例中，視電晶體大小而定，大降壓-升壓轉換器903及降壓（雙）轉換器905中的每一者可輸出在數百毫安培範圍內的平均電流。當在ET模式中操作時，由於大降壓-升壓轉換器903及大降壓（雙）轉換器905可各自輸出大於供應電池電壓Vbat的電壓（Vbb或Vcc），在ET模式中操作的SM 900可將電壓供應至用於跟蹤PA 901的RF_out信號的包絡的LA 909。
圖10A示出根據本揭露的實例實施例的SM 1000的方塊圖。SM 1000可包含第一雙供電降壓轉換器1003、降壓-升壓轉換器1004、第二雙供電降壓轉換器1005、第一切換器模組1006、第二切換器模組1007、第一電容器Cbb 1026、第二電容器Cbk 1020以及兩個AB級LA 1001及LA 1002。LA 1001及LA 1002的輸出端可連接至PA。
第一降壓轉換器1003可包含兩個PMOS電晶體P1a及PMOS電晶體P1b、NMOS電晶體N1a以及電感器L1。PMOS電晶體P1a的源極端子可連接至電池電壓Vbat。PMOS電晶體P1a的汲極端子可連接至NMOS電晶體N1a的汲極端子。NMOS電晶體N1a的源極端子可連接至地。PMOS電晶體P1a的汲極及NMOS電晶體N1a的汲極亦可連接至節點1012處的PMOS電晶體P1b的汲極端子。PMOS電晶體P1b的源極端子可連接至LA 1001的供電電壓輸入端及降壓-升壓轉換器1004的輸出節點1010。第一降壓轉換器1003的電感器L1可連接於節點1012與節點1008之間。第一降壓轉換器1003的輸出電壓可在節點1008處量測。
降壓-升壓轉換器1004可包含兩個PMOS電晶體P0a及PMOS電晶體P0b、兩個NMOS電晶體N0a及NMOS電晶體N0b以及電感器L0。PMOS電晶體P0a的源極端子可連接至電池電壓Vbat，且PMOS電晶體P0a的汲極端子可連接至節點1016。NMOS電晶體N0a的汲極端子可連接至節點1016，且第一NMOS電晶體N0a的源極端子可連接至地。PMOS電晶體P0b的源極端子可連接至節點1010，且PMOS電晶體P0b的汲極端子可連接至節點1018。NMOS電晶體N0b的汲極端子可連接至節點1018，且NMOS電晶體N0b的源極可連接至地。電感器L0可連接於節點1016與節點1018之間。降壓-升壓轉換器1004的輸出電壓（VBB）可在節點1010處量測。在一實例中，節點1010可另外連接至第一LA 1001及第二LA 1002的供電電壓輸入端及節點1022。在一實例中，節點1022處的電壓可與降壓-升壓轉換器1004的輸出電壓VBB相同。在另一實例中，輸出端TXB可在節點1022處量測。
第二降壓轉換器1005可包含兩個PMOS電晶體P2a及PMOS電晶體P2b、NMOS電晶體N2a以及電感器L2。PMOS電晶體P2a的源極端子可連接至電池電壓Vbat。PMOS電晶體P2a的汲極端子可連接至NMOS電晶體N2a的汲極端子。NMOS電晶體N2a的源極端子可連接至地。PMOS電晶體P2a的汲極及NMOS電晶體N2a的汲極亦可連接至節點1014處的PMOS電晶體P2b的汲極端子。PMOS電晶體P2b的源極端子可連接至第二LA 1002的供電電壓輸入端及降壓-升壓轉換器1004的輸出節點1010。第二降壓轉換器1005的電感器L2可連接於節點1014與節點1009之間。第二降壓轉換器1005的輸出電壓可在節點1009處量測。
在一個組態中，電感器L0、L1以及L2中的每一者的電感可在0.1微亨與10微亨之間，且電感器L0、L1以及L2中的每一者的載流能力可大於1安培。電感器L0、L1以及L2中的每一者可由於其實體大小而被稱為「大電感器」，其可大約長2毫米及寬2毫米。然而，隨著技術發展及此電感器的大小改變，在本揭露的實施例中可使用另一大小。
第一切換器模組1006包含兩個APT切換器Sbb1及APT切換器Sbk1。切換器Sbb1的第一端子可連接至節點1008，且切換器Sbb1的第二端子可連接至節點1022。切換器Sbb1的第二端子可另外連接至PMOS電晶體P1b的源極端子、經由節點1010的PMOS電晶體P0b的源極端子以及第一LA 1001的供電電壓輸入端。在一實例中，節點1022處的電壓可與降壓-升壓轉換器1004的輸出電壓VBB相同。在另一實例中，輸出端TXB可在節點1022處量測。切換器Sbk1的第一端子亦可連接至節點1008，且切換器Sbk1的第二端子可連接至節點1024。在一實例中，節點1024處的電壓可與第一降壓轉換器1003或第二降壓轉換器1005的輸出電壓VBK相同，假定關閉切換器Sbk1或切換器Sbk2。在一實例中，可在節點1024處量測輸出端TXK。
第二切換器模組1007包含兩個APT切換器Sbb2及APT切換器Sbk2。切換器Sbb2的第一端子可連接至節點1009，且切換器Sbb2的第二端子可連接至節點1022。切換器Sbb2的第二端子可另外連接至PMOS電晶體P2b的源極端子、經由節點1010的PMOS電晶體P0b的源極端子以及第二LA 1002的供電電壓輸入端。切換器Sbk2的第一端子亦可連接至節點1009，且切換器Sbk2的第二端子可連接至節點1024。
在一實例中，SM 1000的電晶體P0a及電晶體P0b可為互補式MOS（CMOS）電晶體。在另一實例中，四個APT切換器Sbb1、APT切換器Sbb2、APT切換器Sbk1以及APT切換器Sbk2可為PMOS電晶體或CMOS電晶體。
在SM 1000的實例實施例中，第一電容器Cbb 1026可連接於節點1022與地之間，且電容器Cbk 1020可連接於節點1024與地之間。電容器Cbb 1026可具有在0.1微法至10微法範圍內的電容值。電容器Cbk 1020可具有在0.1微法至10微法範圍內的電容值。
在一實例中，LA 1001包含連接至降壓-升壓轉換器1004的輸出端（節點1010處）的供電電壓輸入端、連接至地的地輸入端、用於接收輸入信號的輸入端以及輸出端TX1。在一實例中，LA 1001的輸出端TX1處的電壓VCC1可與第一降壓轉換器1003的輸出電壓相同，此是因為LA 1001的輸出端子TX1連接至第一降壓轉換器1003的輸出端（節點1008處）。在一實例中，LA 1002包含連接至降壓-升壓轉換器1004的輸出端（節點1010處）的供電電壓輸入端、連接至地的地輸入端、用於接收輸入信號的輸入端以及輸出端TX2。在一實例中，LA 1002的輸出端TX2處的電壓VCC2可與第二降壓轉換器1005的輸出電壓相同，此是因為LA 1002的輸出端子TX2連接至節點1009處的第二降壓轉換器1005的輸出端。
在一個實例中，在功率級2標準下操作的UE中的RF-PA的供電電壓可達到至多5.0伏特。RF-PA供電電壓的此值可高於3.2伏特至4.2伏特的典型的電池電壓範圍。降壓-升壓轉換器1004可用於步升電池電壓Vbat以便向在功率級2下操作的高功率UE中的傳輸器的RF-PA提供5.0伏特的所需供電電壓。在一實例中，降壓-升壓轉換器1004可充當降壓轉換器1003及降壓轉換器1005的額外電源。
在UE中，為在單個晶粒內實施兩個傳輸器（TX1、TX2），使用兩個單獨的SM可能更簡單，所述SM各自包含降壓-升壓轉換器、降壓轉換器以及LA，其中各傳輸器可具有專用SM。降壓-升壓轉換器需要大量面積（佔據大量晶粒面積）且包含外部功率電感器（例如，圖10A的L0）。若兩個傳輸器待實施於UE中的單個晶粒中，其中各傳輸器具有其自身專用SM，則此結構可需要大部分晶粒面積且外部組件的數目可同樣顯著地增加。
為得到單個晶片的益處或在單個晶粒中實施兩個傳輸器且不過度增加外部組件的總數目時有效地利用晶粒空間，圖10A的實例實施例利用待在兩個傳輸器TX1及傳輸器TX2之間共用的單個SM 1000。圖10A的SM 1000包含專用於向第一傳輸器TX1的PA提供調變供電電壓的第一LA 1001的第一降壓轉換器1003、專用於向第二傳輸器TX2的PA提供調變供電電壓的第二LA 1002的第二降壓轉換器1005以及在兩個LA 1001及LA1002之間共用的降壓-升壓轉換器1004。因此，圖10A的實例實施例減少所使用晶粒面積且藉由共用兩個傳輸器TX1及傳輸器TX2之間的降壓-升壓轉換器1004而非具有兩個單獨的降壓-升壓轉換器（各自專用於兩個傳輸器TX1及傳輸器TX2中的一者）來減少外部組件的數目。另外，圖10A的SM 1000藉由共用兩個傳輸器路徑TX1及傳輸器路徑TX2之間的電容器Cbk 1020及電容器Cbb 1026來去除外部負載電容器。電容器Cbb 1026及Cbk 1020的共用分別藉由Sbb（例如，Sbb1、Sbb2）及Sbk（例如，Sbk1、Sbk2）的四個APT切換器來實現。
圖10B示出描述在SM 1000的不同操作模式期間圖10A的SM 1000的不同組件及在輸出端子TXB、TXK、TX1以及TX2處的SM 1000的輸出端的狀態（接通/斷開）的表1050。圖10A的SM 1000可具有十七種操作模式。舉例而言，當TX1或TX2輸出端中的僅一者有效的ET模式下操作時，如針對模式7及模式8的圖10B的表中所繪示，降壓-升壓轉換器1004可為接通的，然而，第一降壓轉換器1003或第二降壓轉換器1005中的僅一者可為接通的。如圖10B的表中所繪示，在操作模式7（ET 1x TX）期間，降壓-升壓轉換器1004接通，第一降壓轉換器1003接通，第一LA 1001接通，然而，第二降壓轉換器1005斷開且第二LA 1002斷開。在模式7期間，第一LA 1001的輸出端子TX1處的輸出可為可用於跟蹤PA的RF_out信號的包絡的包絡信號ET1。同樣如圖10B的表中所繪示，在操作模式8（ET 1x TX）期間，降壓-升壓轉換器1004接通，第二降壓轉換器1005接通，第二LA 1002接通，然而，第一降壓轉換器1003斷開且第一LA 1001斷開。在模式8期間，第二LA 1002的輸出端子TX2處的輸出可為可用於跟蹤PA的RF_out信號的包絡的包絡信號ET2。
應理解，雖然本文中可使用術語「第一」、「第二」、「第三」等以描述各種元件、組件、區域、層及/或區段，但這些元件、組件、區域、層及/或區段不應受這些術語限制。這些術語僅用以將一個元件、組件、區域、層或區段與另一元件、組件、區域、層或區段區分開。因此，本文所論述的第一元件、組件、區域、層或區段可被稱為第二元件、組件、區域、層或區段，而不背離本發明概念的精神及範疇。
為便於描述，諸如「在...之下（beneath）」、「在...下方（below）」、「下部的（lower）」、「在...下面（under）」、「在...上方（above）」、「上部的（upper）」以及類似物的空間相對術語可用於描述一個元件或特徵與另一個元件或特徵的關係，如所圖式中示出。應理解，這些空間相對術語意欲涵蓋除圖中所描繪的定向之外的在使用中或在操作中的裝置的不同定向。舉例而言，若圖式中的裝置翻轉，則描述為「在」其他元件或特徵「下方」或「之下」或「下面」的元件將接著被定向為「在」其他元件或特徵「上方」。因此，實例術語「在…下方」及「在…下面」可涵蓋上方及下方的定向兩者。裝置可以其他方式定向（例如，旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用的空間相關描述詞應相應地進行解釋。另外，亦應理解，當將層稱作「在」兩個層「之間」時，其可為兩個層之間的唯一層，或亦可存在一或多個介入層。
本文中使用的術語僅用於描述特定實施例的目的，且並不意欲限制本發明概念。如本文中所使用，術語「實質上」、「約」及類似術語用作表示近似的術語且不用作表示程度的術語，且意欲考慮將由所屬領域中具通常知識者辨識的量測值或計算值的固有偏差。
如本文所使用，除非上下文另外清晰地指示，否則單數形式「一（a/an）」意欲亦包含複數形式。應進一步理解，術語「包括（comprises/comprising）」在用於本說明書中時指定所陳述特徵、整數、步驟、操作、元件以及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件以及/或其群組的存在或添加。如本文中所使用，術語「及/或」包含相關聯所列項目中的一或多者的任何及所有組合。諸如「……中的至少一者」的表述在位於元件清單之前時修飾元件的整個清單，而並不修飾清單的個別元件。另外，當描述本發明概念的實施例時「可」的使用指代「本發明的一或多個實施例」。此外，術語「例示性」意欲指代實例或說明。如本文中所使用，可認為術語「使用（use/using/used）」分別與術語「利用（utilize/utilizing/utilized）」同義。
應理解，當稱元件或層在另一元件或層「上」、「連接至」另一元件或層、「耦接至」另一元件或層或「與」另一元件或層「相鄰」時，其可直接在所述另一元件或層上，直接連接至所述另一元件或層、耦接至所述另一元件或層或與所述另一元件或層相鄰，或可存在一或多個介入元件或層。相比之下，當元件或層被稱作「直接在」另一元件或層「上」、「直接連接至」另一元件或層、「直接耦接至」另一元件或層或「緊鄰於」另一元件或層時，不存在介入元件或介入層。
本文中所例示的任何數值範圍意欲包含所例示的範圍內所歸入的具有相同數值精確度的所有子範圍。舉例而言，「1.0至10.0」的範圍意欲包含所例示的最小值1.0與所例示的最大值10.0之間（且包含所例示的最小值1.0與所例示的最大值10.0）的所有子範圍，亦即，具有等於或大於1.0的最小值及等於或小於10.0的最大值，諸如，2.4至7.6。本文中所例示的任何最大數值限制意欲包含經包含於其中的所有較低數值限制，且在本說明書中所例示的任何最小數值限制意欲包含經包含於其中的所有較高數值限制。
儘管已在本文中特定描述及說明功率放大器的供電調變器的例示性實施例，但許多修改及變化將對所屬領域中具通常知識者顯而易見。因此，應理解，除本文中特定描述的以外，可實施根據本發明的原理構建的與功率放大器的供電調變器相關的系統及方法。本發明亦在隨附申請專利範圍及其等效物中定義。
100、1003、1005‧‧‧降壓轉換器
101、203、304、401、P0a、P0b、P1a、P1b、P2a、P2b‧‧‧p通道金屬氧化物半導體電晶體
102、204、402、904、908、N0a、N0b、N1a、N2a‧‧‧n通道金屬氧化物半導體電晶體
103、201、303、L0、L1、L2‧‧‧電感器
104、205、306、1020、1026、Cbb、Cbk‧‧‧電容器
105、206、307、403‧‧‧電阻器/電阻負載
107、108、202、207、308、309、310、404、918、920、922、924、926、1008、1009、1010、1012、1014、1016、1018、1022、1024‧‧‧節點
200‧‧‧升壓轉換器
300、903、1004‧‧‧降壓-升壓轉換器
301、902‧‧‧第一p通道金屬氧化物半導體電晶體
304、906‧‧‧第二p通道金屬氧化物半導體電晶體
302、904‧‧‧第一n通道金屬氧化物半導體電晶體
305、908‧‧‧第二n通道金屬氧化物半導體電晶體
400、703、909、1001、1002‧‧‧線性放大器
501、601、701、901‧‧‧功率放大器
603、705‧‧‧切換轉換器
802、804‧‧‧圖形表示
900、1000‧‧‧供電調變器
905‧‧‧降壓（雙）轉換器907‧‧‧切換器及電容器模組
910、915‧‧‧電晶體
911‧‧‧第一電感器
912‧‧‧第四p通道金屬氧化物半導體電晶體
913‧‧‧第二電感器
914‧‧‧第三p通道金屬氧化物半導體電晶體
916‧‧‧第三n通道金屬氧化物半導體電晶體
917‧‧‧第一電容器
919‧‧‧第二電容器
1006‧‧‧第一切換器模組
1007‧‧‧第二切換器模組
1050‧‧‧表
Sbb1、Sbb2、Sbk1、Sbk2‧‧‧切換器
TX1、TX2、TXB、TXK‧‧‧輸出端
VBB、VBK‧‧‧輸出電壓
VCC1、VCC2‧‧‧電壓
Vbat‧‧‧電池電壓
將參看說明書、申請專利範圍以及圖式來瞭解及理解本發明的一些實例實施例的這些特徵及其他特徵，其中： 圖1A示出根據本發明的一些實例實施例的降壓轉換器的示意圖。 圖1B示出根據本發明的一些實例實施例的圖1A的降壓轉換器的輸出特性的圖形表示。 圖2A示出根據本發明的一些實例實施例的升壓轉換器的示意圖。 圖2B示出根據本發明的一些實例實施例的圖2A的升壓轉換器的輸出特性的圖形表示。 圖3A示出根據本發明的一些實例實施例的降壓-升壓轉換器的示意圖。 圖3B示出根據本發明的一些實例實施例的圖3A的降壓-升壓轉換器的輸出特性的圖形表示。 圖4A示出根據本發明的一些實例實施例的線性放大器（LA）的示意圖。 圖4B示出根據本發明的一些實例實施例的圖4A的LA的輸出特性的圖形表示。 圖5A示出根據本發明的一些實例實施例的功率放大器（PA）的方塊圖。 圖5B示出根據本發明的一些實例實施例的關於圖5A的PA的供電電壓的圖5A的PA的射頻（radio frequency；RF）輸出（RF_out）信號的圖形表示。 圖6A示出根據本發明的一些實例實施例的PA的方塊圖。 圖6B示出根據本發明的一些實例實施例的關於圖6A的PA的第一供電電壓及第二供電電壓的RF_out信號的圖形表示。 圖7A示出根據本發明的一些實例實施例的PA的方塊圖。 圖7B示出根據本發明的一些實例實施例的關於供電電壓波形的圖7A的PA的輸出信號（RF_out）的圖形表示。 圖8A示出根據本發明的一些實例實施例的在低功率操作（LP-PA）下的PA的輸出特性的圖形表示。 圖8B示出根據本發明的一些實例實施例的在高功率操作（HP-PA）下的PA的輸出特性的圖形表示。 圖9A示出根據本發明的一些實例實施例的PA的供電調變器（supply modulator；SM）的方塊圖。 圖9B示出根據本發明的一些實例實施例的在支援LV-PA的平均功率跟蹤（APT）模式下的圖9A的SM的方塊圖。 圖9C示出根據本發明的一些實例實施例的在支援HV-PA的APT模式下的圖9A的SM的方塊圖。 圖9D示出根據本發明的一些實例實施例的在支援HV-PA的包絡跟蹤（ET）模式下的圖9A的SM的方塊圖。 圖10A示出根據本發明的一些實例實施例的SM的方塊圖。 圖10B示出描述根據本發明的一些實例實施例的在不同操作模式期間圖10A的SM的不同組件及在輸出端子處的圖10A的SM的輸出端子的狀態（接通/斷開）的表。

Claims (20)

  1. 一種供電調變器，包括： 降壓-升壓轉換器； 第一降壓轉換器，所述第一降壓轉換器連接在所述降壓-升壓轉換器的輸出端子處； 第二降壓轉換器，所述第二降壓轉換器連接在所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子處； 第一線性放大器（LA），包括連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子的第一供電電壓輸入端子，及連接至所述第一降壓轉換器的輸出端子的輸出端子，其中所述第一LA經組態以經由所述第一LA的所述輸出端子向第一傳輸器的第一功率放大器（PA）提供第一調變供電電壓；以及 第二LA，包括連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子的第二供電電壓輸入端子，及連接至所述第二降壓轉換器的輸出端子的輸出端子，其中所述第二LA經組態以經由所述第二LA的所述輸出端子向第二傳輸器的第二PA提供第二調變供電電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的供電調變器，更包括： 第一切換器模組，包括第一切換器及第二切換器；及 第二切換器模組，包括第三切換器及第四切換器，其中 所述第一切換器的第一端子及所述第二切換器的第一端子連接至所述第一降壓轉換器的所述輸出端子， 所述第三切換器的第一端子及所述第四切換器的第一端子連接至所述第二降壓轉換器的所述輸出端子， 所述第一切換器的第二端子及所述第三切換器的第二端子連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子，以及 所述第二切換器的第二端子及所述第四切換器的第二端子彼此連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的供電調變器，其中所述第一切換器、所述第二切換器、所述第三切換器以及所述第四切換器為p通道金屬氧化物半導體（PMOS）電晶體或n通道金屬氧化物半導體（NMOS）電晶體或互補式MOS（CMOS）電晶體。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的供電調變器，更包括： 第一電容器，所述第一電容器連接於所述第一切換器的所述第二端子或所述第三切換器的所述第二端子與地之間，其中所述第一切換器的所述第二端子及所述第三切換器的所述第二端子連接在一起；以及 第二電容器，所述第二電容器連接於所述第二切換器的所述第二端子或所述第四切換器的所述第二端子與地之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的供電調變器，其中所述第一電容器的電容在0.1微法（μF）與10微法之間，且所述第二電容器的電容在0.1微法與10微法之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的供電調變器，其中所述降壓-升壓轉換器包括： 第一P型或互補式金屬氧化物半導體（CMOS）電晶體，所述第一P型或CMOS電晶體的源極端子連接至電池電壓； 第一N型電晶體，所述第一N型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型或CMOS電晶體的汲極端子，且所述第一N型電晶體的源極端子連接至地； 第二P型或CMOS電晶體，所述第二P型或CMOS電晶體的源極端子連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子； 第二N型電晶體，所述第二N型電晶體的汲極端子連接至所述第二P型或CMOS電晶體的汲極端子，且所述第二N型電晶體的源極端子連接至地；以及 第一電感器，所述第一電感器連接於所述第一P型或CMOS電晶體的所述汲極端子與所述第二P型或CMOS電晶體的所述汲極端子之間，其中所述第一電感器的電感在0.1微亨（μH）與10微亨之間，且所述第一電感器的載流能力大於1安培。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的供電調變器，其中所述第一降壓轉換器包括： 第一P型電晶體，所述第一P型電晶體的源極端子連接至電池電壓； 第一N型電晶體，所述第一N型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型電晶體的汲極端子，且所述第一N型電晶體的源極端子連接至地； 第二P型電晶體，其中所述第二P型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型電晶體的所述汲極端子及所述第一N型電晶體的所述汲極端子，且所述第二P型電晶體的源極端子連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子；以及 第二電感器，所述第二電感器連接於所述第二P型電晶體的所述汲極端子與所述第一降壓轉換器的所述輸出端子之間，其中所述第二電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且所述第二電感器的載流能力大於1安培。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的供電調變器，其中所述第二降壓轉換器包括： 第一P型電晶體，所述第一P型電晶體的源極端子連接至電池電壓； 第一N型電晶體，所述第一N型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型電晶體的汲極端子，且所述第一N型電晶體的源極端子連接至地； 第二P型電晶體，其中所述第二P型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型電晶體的所述汲極端子及所述第一N型電晶體的所述汲極端子，且所述第二P型電晶體的源極端子連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子；以及 第三電感器，所述第三電感器連接於所述第二P型電晶體的所述汲極端子與所述第二降壓轉換器的所述輸出端子之間，其中所述第三電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且所述第三電感器的載流能力大於1安培。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的供電調變器，其中所述供電調變器經組態以在平均功率跟蹤（APT）模式下或在包絡跟蹤（ET）模式下操作。
  10. 一種供電調變器的系統，包括： 降壓-升壓轉換器； 第一降壓轉換器，所述第一降壓轉換器連接在所述降壓-升壓轉換器的輸出端子處；以及 第二降壓轉換器，所述第二降壓轉換器連接在所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子處。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的供電調變器的系統，更包括： 第一線性放大器（LA），包括連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子的第一供電電壓輸入端子，及連接至所述第一降壓轉換器的輸出端子的輸出端子；以及 第二LA，包括連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子的第二供電電壓輸入端子，及連接至所述第二降壓轉換器的輸出端子的輸出端子。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的供電調變器的系統，其中所述第一LA經組態以經由所述第一LA的所述輸出端子向第一傳輸器的第一功率放大器（PA）提供第一調變供電電壓，且所述第二LA經組態以經由所述第二LA的所述輸出端子向第二傳輸器的第二PA提供第二調變供電電壓。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的供電調變器的系統，更包括： 第一切換器模組，包括第一切換器及第二切換器；及 第二切換器模組，包括第三切換器及第四切換器，其中 所述第一切換器的第一端子及所述第二切換器的第一端子連接至所述第一降壓轉換器的所述輸出端子， 所述第三切換器的第一端子及所述第四切換器的第一端子連接至所述第二降壓轉換器的所述輸出端子， 所述第一切換器的第二端子及所述第三切換器的第二端子連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子，以及 所述第二切換器的第二端子及所述第四切換器的第二端子彼此連接，其中所述第一切換器、所述第二切換器、所述第三切換器以及所述第四切換器為p通道金屬氧化物半導體（PMOS）電晶體或n通道金屬氧化物半導體（NMOS）電晶體或互補式MOS（CMOS）電晶體。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的供電調變器的系統，更包括： 第一電容器，所述第一電容器連接於所述第一切換器的所述第二端子或所述第三切換器的所述第二端子與地之間，其中所述第一切換器的所述第二端子及所述第三切換器的所述第二端子連接在一起；以及 第二電容器，所述第二電容器連接於所述第二切換器的所述第二端子或所述第四切換器的所述第二端子與地之間，其中所述第一電容器的電容在0.1微法（μF）與10微法之間，且所述第二電容器的電容在0.1微法與10微法之間。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的供電調變器的系統，其中所述降壓-升壓轉換器包括： 第一P型或CMOS電晶體，所述第一P型或CMOS電晶體的源極端子連接至電池電壓； 第一N型電晶體，所述第一N型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型或CMOS電晶體的汲極端子，且所述第一N型電晶體的源極端子連接至地； 第二P型或CMOS電晶體，所述第二P型或CMOS電晶體的源極端子連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子； 第二N型電晶體，所述第二N型電晶體的汲極端子連接至所述第二P型或CMOS電晶體的汲極端子，且所述第二N型電晶體的源極端子連接至地；以及 第一電感器，所述第一電感器連接於所述第一P型或CMOS電晶體的所述汲極端子與所述第二P型或CMOS電晶體的所述汲極端子之間，其中所述第一電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且所述第一電感器的載流能力大於1安培。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的供電調變器的系統，其中所述第一降壓轉換器包括： 第一P型電晶體，所述第一P型電晶體的源極端子連接至電池電壓； 第一N型電晶體，所述第一N型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型電晶體的汲極端子，且所述第一N型電晶體的源極端子連接至地； 第二P型電晶體，其中所述第二P型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型電晶體的所述汲極端子及所述第一N型電晶體的所述汲極端子，且所述第二P型電晶體的源極端子連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子；以及 第二電感器，所述第二電感器連接於所述第二P型電晶體的所述汲極端子與所述第一降壓轉換器的所述輸出端子之間，其中所述第二電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且所述第二電感器的載流能力大於1安培。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的供電調變器的系統，其中所述第二降壓轉換器包括： 第一P型電晶體，所述第一P型電晶體的源極端子連接至電池電壓； 第一N型電晶體，所述第一N型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型電晶體的汲極端子，且所述第一N型電晶體的源極端子連接至地； 第二P型電晶體，其中所述第二P型電晶體的汲極端子連接至所述第一P型電晶體的所述汲極端子及所述第一N型電晶體的所述汲極端子，且所述第二P型電晶體的源極端子連接至所述降壓-升壓轉換器的所述輸出端子；以及 第三電感器，所述第三電感器連接於所述第二P型電晶體的所述汲極端子與所述第二降壓轉換器的所述輸出端子之間，其中所述第三電感器的電感在0.1微亨與10微亨之間，且所述第三電感器的載流能力大於1安培。
  18. 一種供電調變器的方法，包括： 在所述供電調變器的輸入端子處自電池源接收輸入電壓； 藉由調變所述輸入電壓以向用戶裝備（UE）的第一傳輸器中的第一功率放大器提供第一供電電壓來產生第一輸出電壓；以及 藉由調變所述輸入電壓以向所述UE的第二傳輸器中的第二功率放大器提供第二供電電壓來產生第二輸出電壓。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的供電調變器的方法，其中所述產生所述第一輸出電壓包括：根據所述第一供電電壓的期望值藉由升高或降低以產生所述第一輸出電壓來調變所述輸入電壓，其中藉由使用所述供電調變器中的降壓-升壓轉換器及至少兩個降壓轉換器來調變所述輸入電壓，以及 其中所述產生所述第二輸出電壓包括：根據所述第二供電電壓的期望值藉由升高或降低以產生所述第二輸出電壓來調變所述輸入電壓，其中藉由使用所述供電調變器中的所述降壓-升壓轉換器及所述至少兩個降壓轉換器來調變所述輸入電壓。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的供電調變器的方法，其中所述第一輸出電壓在第一線性放大器（LA）的輸出端子處產生，且所述第二輸出電壓在第二LA的輸出端子處產生，其中所述第一LA及所述第二LA中的每一者自所述降壓-升壓轉換器的輸出端子接收供電電壓。
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