TWI625934B - 可撓ｌ網路天線調諧器電路 - Google Patents

Abstract

本文中呈現一種「L」形可動態組態阻抗匹配電路。該電路可包括一串聯元件及一分路元件。可基於與該阻抗匹配電路之每一側電通信的電路元件之阻抗來移動或修改該L形阻抗匹配電路中之該分路元件。因此，在一些狀況下，該阻抗匹配電路可為可基於包括該阻抗匹配電路之無線裝置的環境或組態而動態地修改之一可撓電路。

Description

可撓L網路天線調諧器電路 相關申請案

本發明主張2013年6月28日申請且題為「可撓L網路天線調諧器電路(FLEXIBLE L-NETWORK ANTENNA TUNER CIRCUIT)」之美國臨時申請案第61/841,217號的優先權，該申請案之揭示內容明確地以全文引用之方式併入本文中。

本發明大體上係關於阻抗匹配元件。更具體言之，本發明係關於可撓且可調諧之阻抗匹配元件。

射頻(RF)開關(諸如，電晶體開關)可用於在一或多個極點與一或多個投點之間切換信號。可經由電晶體偏壓及/或耦接控制電晶體開關或其部分。偏壓及/或耦接電路結合RF開關之設計及使用可影響切換效能。

在一些狀況下，電路元件可產生不同阻抗值。為改良電路之效能，常常需要選擇具有匹配阻抗值之電路元件。

根據一些實施例，本發明係關於一種阻抗匹配電路，其包括位於一第一節點與一第二節點之間的一串聯元件。在一些狀況下，該第一節點可與一天線電通信，且該第二節點可與一雙工器電通信。在其他狀況下，該第一節點及/或第二節點可與一低雜訊放大器、濾波 器、功率放大器等電通信。該阻抗匹配電路可進一步包括一分路元件，該分路元件經組態以在該第一節點及該第二節點中之一者與接地之間電通信。另外，該阻抗匹配電路可包括一開關，該開關經組態以將該分路元件自在該第一節點與該接地之間電通信切換至在該第二節點與該接地之間電通信。另外，該開關可經組態以將該分路元件自在該第二節點與該接地之間電通信切換至在該第一節點與該接地之間電通信。

在一些狀況下，該串聯元件包括一電容器或一電容器及一電感器。該電容器可為可包括一或多個電容器之一數位開關電容器。在一些實施中，該電容器為一類比可調諧電容器。

該等分路元件可包括一電感器及一電容器。該電容器可為包括一或多個電容器之一數位開關電容器，或一類比可調諧電容器。另外，該電感器及該電容器可經並聯組態。

在一些實施中，該開關包括一場效電晶體。另外，該開關可經組態以將該阻抗匹配電路置於一旁路模式中。在一些狀況下，該旁路模式使得能夠在不具有與該第一節點及該第二節點電通信之該分路元件的情況下將一信號自該第一節點傳輸至該第二節點。在其他狀況下，該旁路模式使得能夠在具有與該第一節點及該第二節點電通信之該分路元件的情況下將一信號自該第一節點傳輸至該第二節點。

在本發明之某些實施例中，呈現一種無線裝置。該無線裝置可包括一第一元件、一第二元件及一阻抗匹配電路。該第一元件及該第二元件可在至少一時間段內與不同阻抗值相關聯。另外，該阻抗匹配電路可電連接於該第一元件與該第二元件之間，且與該第一元件及該第二元件電通信。

在一些實施例中，呈現一種包括與一第一阻抗值相關聯之一天線的無線裝置。另外，該無線裝置可包括與一第二阻抗值相關聯之一 雙工器。該第二阻抗值可在至少一時間段內不同於該第一阻抗值。另外，該無線裝置可包括一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路電連接於該天線與該雙工器之間且與該天線及該雙工器電通信。

在一些實施之情況下，該阻抗匹配電路包括位於一第一節點與一第二節點之間的一串聯元件。另外，該阻抗匹配電路可包括一分路元件，該分路元件經組態以在該第一節點及該第二節點中之一者與一接地之間電通信。另外，該阻抗匹配電路可包括一開關，該開關經組態以將該分路元件自在該第一節點與該接地之間電通信切換至在該第二節點與該接地之間電通信。

在一些狀況下，該無線裝置包括一控制器，該控制器經組態以操作該阻抗匹配電路之一或多個開關。另外，該無線裝置可包括一或多個感測器。在一些此等狀況下，該控制器經組態以至少部分基於自該一或多個感測器獲得之資訊來操作該一或多個開關。

在一些設計中，該天線為經組態以接收一信號之一分集天線。大體而言，該分集天線並未經組態以傳輸信號。替代地，在某些實施例中，該天線為經組態以傳輸及接收信號兩者之一主天線。

在某些實施例中，揭示一種用於匹配一對電路元件之阻抗的方法。可由用於一阻抗匹配電路之一控制器執行該方法。該方法可包括判定與一阻抗匹配電路電通信之一第一電路元件的一第一阻抗值。另外，該方法可包括判定與該阻抗匹配電路電通信之一第二電路元件的一第二阻抗值。另外，該方法可包括比較該第一阻抗值與該第二阻抗值，以判定該第一阻抗值是否大於該第二阻抗值。此外，回應於判定該第一阻抗值大於該第二阻抗值，該方法可包括將一分路元件組態為與該第一電路元件直接電通信，而不與該第二電路元件電通信。在一些狀況下，回應於判定該第一阻抗值在一臨限程度上匹配該第二阻抗值，該方法可進一步包括將該阻抗匹配電路組態為處於一旁路模式 中。

100‧‧‧射頻(RF)開關

102‧‧‧極點

102a‧‧‧極點

104‧‧‧投點

104a‧‧‧第一投擲節點

104b‧‧‧第二投擲節點

110‧‧‧射頻(RF)核心

112‧‧‧能量管理(EM)核心

120‧‧‧場效電晶體(FET)/開關電路

120a‧‧‧第一電晶體

120b‧‧‧第二電晶體

122a‧‧‧分路場效電晶體(FET)

122b‧‧‧分路場效電晶體(FET)

130‧‧‧射頻(RF)核心組態/射頻(RF)核心

140‧‧‧開關臂段

140a‧‧‧第一開關臂段

140b‧‧‧第二開關臂段

142a‧‧‧第一分路臂段

142b‧‧‧第二分路臂段

144‧‧‧節點

146‧‧‧節點

150‧‧‧偏壓/耦接電路

150a‧‧‧閘極偏壓/耦接電路

150b‧‧‧源極/汲極耦接電路

150c‧‧‧主體偏壓/耦接電路

800‧‧‧晶粒

800a‧‧‧第一晶粒

800b‧‧‧第二晶粒

810‧‧‧已封裝模組

812‧‧‧封裝基板

814‧‧‧接觸襯墊

816‧‧‧連接焊線

818‧‧‧接觸襯墊

820‧‧‧控制器

822‧‧‧表面黏著裝置(SMD)

830‧‧‧包覆成型結構

832‧‧‧連接路徑

834‧‧‧外部連接接觸襯墊

836‧‧‧接地連接接觸襯墊

900‧‧‧無線裝置

902‧‧‧使用者介面

904‧‧‧記憶體

906‧‧‧功率管理組件

910‧‧‧基頻子系統

914‧‧‧收發器

916‧‧‧功率放大器(PA)模組

920‧‧‧雙工器

924‧‧‧天線

1300‧‧‧阻抗匹配電路

1302A‧‧‧分路元件

1302B‧‧‧分路元件

1304‧‧‧串聯元件

1306‧‧‧節點

1308‧‧‧節點

1400‧‧‧基於L網路之阻抗匹配電路

1402‧‧‧分路元件/分路電路

1404‧‧‧串聯元件

1406‧‧‧節點

1408‧‧‧節點

1602‧‧‧等效電路圖

1652‧‧‧等效電路圖

1702‧‧‧等效電路圖

1722‧‧‧等效電路圖

1742‧‧‧等效電路圖

1762‧‧‧等效電路圖

1800‧‧‧L網路阻抗匹配電路

1806‧‧‧節點

1808‧‧‧節點

1900‧‧‧電路模擬

1902‧‧‧額外可選雙工器損耗電路

1904‧‧‧單極雙投(SP2T)開關

1906‧‧‧節點

1908‧‧‧節點

1910‧‧‧數位開關電容器(DSC)

1912‧‧‧電感器

1914‧‧‧第二數位開關電容器(DSC)

2000‧‧‧史密斯阻抗圖

2100‧‧‧L網路阻抗匹配電路

2106‧‧‧節點

2108‧‧‧節點

2200‧‧‧無線裝置

2202‧‧‧天線

2204‧‧‧阻抗匹配電路

2206‧‧‧放大器

2208‧‧‧控制器

2210‧‧‧感測器

2212‧‧‧電池

2214‧‧‧收發器

2216‧‧‧功率管理系統

2218‧‧‧基頻子系統

2220‧‧‧使用者介面處理器

2222‧‧‧記憶體模組

C1‧‧‧串聯元件/二進位加權數位開關電容器

C2‧‧‧二進位加權數位開關電容器

L1‧‧‧串聯元件/電感器

L2‧‧‧電感器

SW1‧‧‧開關

SW2‧‧‧開關

SW3‧‧‧開關

貫穿圖式，重複使用參考數字以指示所參考之元件之間的一致性。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1示意性地展示經組態以在一或多個極點與一或多個投點之間切換一或多個信號之射頻(RF)開關。

圖2展示在一些實施中，圖1之RF開關可包括RF核心及能量管理(EM)核心。

圖3展示以單極雙投(SPDT)組態實施之RF核心的實例。

圖4展示以SPDT組態實施之RF核心的實例，在SPDT組態中每一開關臂可包括串聯連接之複數個場效電晶體(FET)。

圖5示意性地展示可由經組態以偏壓及/或耦接FET之一或多個部分的電路促進對RF開關中之一或多個FET的控制。

圖6展示實施於開關臂中之複數個FET的不同部分上之偏壓/耦接電路的實例。

圖7A及圖7B展示以絕緣體上矽(SOI)組態實施之實例叉指式FET裝置的平面圖及側視截面圖。

圖8A及圖8B展示以SOI組態實施之多叉指式FET裝置的實例之平面圖及側視截面圖。

圖9A至圖9D示意性地展示各種基於FET之開關電路及偏壓/耦接組態之非限制性實例。

圖10A及圖10B展示可包括本文中所描述之一或多個特徵的已封裝模組之實例。

圖11說明在某些實施例中，本發明之一或多個特徵可實施於諸如經組態以促進多頻帶多模式無線操作之單極多投(SPMT)開關的開關 裝置中。

圖12說明可包括本文中所描述之一或多個特徵的無線裝置之實例。

圖13說明阻抗匹配電路之實例。

圖14說明基於L網路之阻抗匹配電路的實例。

圖15說明圖14中所說明之阻抗匹配電路的替代表示。

圖16A及圖16B說明用於圖14之阻抗匹配電路的開關組態，該等開關組態藉由修改電連接而將分路元件自一節點有效地移動至另一節點。

圖17A至圖17D說明可使用圖14中所說明之L網路阻抗匹配電路產生的額外電路組態之四個實例。

圖18說明L網路阻抗匹配電路之另一實例。

圖19說明用於L網路阻抗匹配電路之電路模擬的實例。

圖20說明使用圖19之電路模擬說明阻抗匹配之史密斯(Smith)阻抗圖。

圖21說明能夠實行旁路模式之L網路阻抗匹配電路的實例。

圖22說明包括阻抗匹配電路之無線裝置的實例。

本文中所提供之標題(若存在)僅為方便起見且未必影響所主張本發明之範疇或含義。

引言

為改良電路元件之間的電力傳送，通常需要選擇具有匹配阻抗之元件。然而，在一些狀況下，電路元件可經設計成具有不同阻抗值。另外，在一些狀況下，環境因素(諸如，裝置之定位)可影響電路元件之阻抗。具有具不匹配阻抗之元件可減少電路元件之間的電力傳送。舉例而言，天線與放大器電路或收發器之阻抗之間的不匹配可導 致天線與放大器電路或收發器之間的電力傳送減少。針對阻抗不匹配問題之一種解決方案為在電路元件之間使用可用於匹配兩個電路元件之阻抗的阻抗匹配電路。

常常，阻抗匹配電路將包括在串聯元件之任一側上的分路元件。然而，在許多狀況下，可基於阻抗值自阻抗匹配電路之一側省略分路元件。通常，自阻抗匹配電路之較低阻抗側省略分路元件，且在較高阻抗側上包括分路元件。分路元件可包括數個電路元件，諸如電容器、電感器、電阻器等。有利地，在某些實施例中，自阻抗匹配電路之一側省略分路元件減少阻抗匹配電路之大小及成本兩者。

然而，在某些狀況下，先驗地判定自阻抗匹配電路省略哪個分路元件可具挑戰性且有時係不可行的。難以先驗地判定省略分路元件之一個原因在於，待由阻抗匹配電路匹配的電路元件中之一或多者的阻抗可變動。舉例而言，若阻抗匹配電路電定位於天線與另一裝置元件之間，則天線之阻抗可基於諸如以下各者之數個因素而變動：天線之位置、使用者之手相對於天線之位置、無線裝置相對於環境中之阻隔元件的位置等。另外，在一些狀況下，另一裝置元件之阻抗亦可變動。舉例而言，若另一裝置元件為功率放大器模組，則其阻抗可基於用於功率放大器模組之增益設定而變化。

本文中所揭示之某些實施例使得能夠使用經塑形為類似於「L」形而非「π」形之阻抗匹配電路。阻抗匹配電路可包括串聯元件及分路元件。可基於與阻抗匹配電路之每一側電通信的電路元件之阻抗來移動或修改L形阻抗匹配電路中之分路元件。換言之，在某些實施例中，阻抗匹配電路可為可基於包括阻抗匹配電路之無線裝置的環境或組態而動態地修改之可撓電路。儘管在一些實施例中可實體地移動分路元件，但移動分路元件通常係指調整分路元件之電連接，以使得阻抗匹配電路發生重組態。

移動或修改阻抗匹配電路之分路元件可包括修改哪個裝置元件與分路元件電通信。在一些狀況下，開關可用於改變哪個裝置元件與分路元件電通信。另外，在一些狀況下，開關可修改與分路元件電通信的阻抗匹配電路之部分。另外或替代地，修改阻抗匹配電路可包括修改包括於分路元件之組態中的裝置元件。舉例而言，分路元件可經修改為包括單一裝置元件，或包括一對並聯之裝置元件。此外，在某些實施例中，修改阻抗匹配電路並不限於修改分路元件。換言之，可修改在兩個裝置元件之間電通信之串聯元件。本文中描述用於修改阻抗匹配電路之額外細節。

開關裝置之實例組件

圖1示意性地展示經組態以在一或多個極點102與一或多個投點104之間切換一或多個信號之射頻(RF)開關100。在一些實施例中，此開關可基於一或多個場效電晶體(FET)，諸如絕緣體上矽(SOI)FET。當特定極點連接至特定投點時，此路徑通常被稱作閉合或處於接通(ON)狀態。當並不連接極點與投點之間的給定路徑時，此路徑通常被稱作斷開或處於切斷(OFF)狀態。

圖2展示在一些實施中，圖1之RF開關100可包括RF核心110及能量管理(EM)核心112。RF核心110可經組態以在第一埠與第二埠之間投送RF信號。在圖2中所展示之實例單極雙投(SPDT)組態中，此第一埠及第二埠可包括極點102a及第一投點104a，或極點102a及第二投點104b。

在一些實施例中，EM核心112可經組態以將(例如)電壓控制信號供應至RF核心。EM核心112可進一步經組態以為RF開關100提供邏輯解碼及/或電源供應調節能力。

在一些實施例中，RF核心110可包括一或多個極點及一或多個投點，以使得能夠在開關100之一或多個輸入端與一或多個輸出端之間 傳遞RF信號。舉例而言，RF核心110可包括如圖2中所展示之單極雙投(SPDT或SP2T)組態。

在實例SPDT情景下，圖3展示RF核心110之較詳細實例組態。RF核心110展示為包括經由第一電晶體(例如，FET)120a及第二電晶體120b耦接至第一投擲節點104a及第二投擲節點104b之單一極點102a。第一投擲節點104a展示為經由FET 122a耦接至RF接地，從而為節點104a提供分路能力。類似地，第二投擲節點104b展示為經由FET 122b耦接至RF接地，從而為節點104b提供分路能力。

在實例操作中，當RF核心110處於RF信號正傳遞於極點102a與第一投點104a之間的狀態下時，極點102a與第一投擲節點104a之間的FET 120a可處於接通狀態，且極點102a與第二投擲節點104b之間的FET 120b可處於切斷狀態。對於分路FET 122a、122b，分路FET 122a可處於切斷狀態，使得在RF信號自極點102a行進至第一投擲節點104a時並不將其分路至接地。與第二投擲節點104b相關聯之分路FET 122b可處於接通狀態，使得將經由第二投擲節點104b到達RF核心110之任何RF信號或雜訊分路至接地，以便減少對極點至第一投點操作之不良干擾效應。

儘管前述實例係在單極雙投組態之情景下描述，但將理解，RF核心可經組態有其他數目個極點及投點。舉例而言，可存在一個以上極點，且投點之數目可小於或大於實例數目二。

在圖3之實例中，將極點102a與兩個投擲節點104a、104b之間的電晶體描繪為單一電晶體。在一些實施中，可由開關臂段提供極點與投點之間的此等切換功能性，其中每一開關臂段包括諸如FET之複數個電晶體。

具有此等開關臂段之RF核心的實例RF核心組態130展示於圖4中。在該實例中，極點102a及第一投擲節點104a展示為經由第一開關 臂段140a耦接。類似地，極點102a及第二投擲節點104b展示為經由第二開關臂段140b耦接。第一投擲節點104a展示為能夠經由第一分路臂段142a而分路至RF接地。類似地，第二投擲節點104b展示為能夠經由第二分路臂段142b而分路至RF接地。

在實例操作中，當RF核心130處於RF信號正傳遞於極點102a與第一投擲節點104a之間的狀態下時，第一開關臂段140a中之所有FET可處於接通狀態，且第二開關臂段140b中之所有FET可處於切斷狀態。用於第一投擲節點104a之第一分路臂142a可使其所有FET處於切斷狀態，使得在RF信號自極點102a行進至第一投擲節點104a時並不將其分路至接地。與第二投擲節點104b相關聯之第二分路臂142b中之所有FET可處於接通狀態，使得將經由第二投擲節點104b到達RF核心130之任何RF信號或雜訊分路至接地，以便減少對極點至第一投點操作之不良干擾效應。

此外，儘管在SP2T組態之情景下描述，但將理解，亦可實施具有其他數目個極點及投點之RF核心。

在一些實施中，開關臂段(例如，140a、140b、142a、142b)可包括諸如FET之一或多個半導體電晶體。在一些實施例中，FET可能夠處於第一狀態或第二狀態，且可包括閘極、汲極、源極及主體(有時亦被稱作基體)。在一些實施例中，FET可包括金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)。在一些實施例中，一或多個FET可串聯連接，從而形成第一末端及第二末端，使得當該等FET處於第一狀態(例如，接通狀態)時，可在第一末端與第二末端之間投送RF信號。

本發明中之至少一些內容係關於可如何控制FET或FET群組來以所要方式提供切換功能性。圖5示意性地展示在一些實施中，可由經組態以偏壓及/或耦接FET 120之一或多個部分的電路150促進對FET 120之此控制。在一些實施例中，此電路150可包括經組態以偏壓及/ 或耦接FET 120之閘極、偏壓及/或耦接FET 120之主體及/或耦接FET 120之源極/汲極的一或多個電路。

參考圖6描述如何進行對一或多個FET之不同部分的此偏壓及/或耦接的示意性實例。在圖6中，節點144、146之間的開關臂段140(可為(例如)圖4之實例的實例開關臂段140a、140b、142a、142b中之一者)展示為包括複數個FET 120。可由閘極偏壓/耦接電路150a及主體偏壓/耦接電路150c及/或源極/汲極耦接電路150b控制及/或促進此等FET之操作。

閘極偏壓/耦接電路

在圖6中所展示之實例中，FET 120中之每一者的閘極可連接至閘極偏壓/耦接電路150a，以接收閘極偏壓信號及/或將閘極耦接至FET 120或開關臂140之另一部分。在一些實施中，閘極偏壓/耦接電路150a之設計或特徵可改良開關臂140之效能。此等效能改良可包括(但不限於)裝置插入損耗、隔離效能、功率處置能力及/或開關裝置線性。

主體偏壓/耦接電路

如圖6中所展示，每一FET 120之主體可連接至主體偏壓/耦接電路150c，以接收主體偏壓信號及/或將主體耦接至FET 120或開關臂140之另一部分。在一些實施中，主體偏壓/耦接電路150c之設計或特徵可改良開關臂140之效能。此等效能改良可包括(但不限於)裝置插入損耗、隔離效能、功率處置能力及/或開關裝置線性。

源極/汲極耦接電路

如圖6中所展示，每一FET 120之源極/汲極可連接至耦接電路150b，以將源極/汲極耦接至FET 120或開關臂140之另一部分。在一些實施中，耦接電路150b之設計或特徵可改良開關臂140之效能。此等效能改良可包括(但不限於)裝置插入損耗、隔離效能、功率處置能 力及/或開關裝置線性。

切換效能參數之實例 插入損耗

開關裝置效能參數可包括插入損耗之量測。開關裝置插入損耗可為經由RF開關裝置投送之RF信號之衰減的量測。舉例而言，開關裝置之輸出埠處的RF信號之量值可小於開關裝置之輸入埠處的RF信號之量值。在一些實施例中，開關裝置可包括將寄生電容、電感、電阻或電導引入至裝置中以有助於增加開關裝置插入損耗之裝置組件。在一些實施例中，開關裝置插入損耗可經量測為開關裝置之輸入埠處的RF信號的功率或電壓與輸出埠處的RF信號之功率或電壓之比率。可需要減小開關裝置插入損耗，以使得能夠改良RF信號傳輸。

隔離

開關裝置效能參數亦可包括隔離之量測。開關裝置隔離可為RF開關裝置之輸入埠與輸出埠之間的RF隔離之量測。在一些實施例中，其可為當開關裝置處於輸入埠及輸出埠電隔離之狀態下時(例如，當開關裝置處於切斷狀態時)開關裝置之RF隔離的量測。增加之開關裝置隔離可改良RF信號完整性。在某些實施例中，增加隔離可改良無線通信裝置效能。

互調變失真

開關裝置效能參數可進一步包括互調變失真(IMD)效能之量測。互調變失真(IMD)可為RF開關裝置中之非線性的量測。

IMD可由混合在一起且產生並非諧波頻率之頻率的兩個或兩個以上信號引起。舉例而言，假設兩個信號具有在頻率空間上彼此相對接近之基礎頻率f₁及f₂(f₂>f₁)。混合此等信號可導致在對應於兩個信號之基礎頻率及諧波頻率的不同乘積之頻率下在頻率頻譜中出現峰值。舉例而言，通常認為二階互調變失真(亦被稱作IMD2)包括頻率f₁+f₂、 f₂-f₁、2f₁及2f₂。通常認為三階IMD(亦被稱作IMD3)包括2f₁+f₂、2f₁-f₂、f₁+2f₂、f₁-2f₂。可以類似方式形成較高階乘積。

大體而言，隨著IMD階數增加，功率位準減小。因此，二階及三階可為備受關注之不良效應。在一些情況下，諸如四階及五階之較高階亦可受到關注。

在一些RF應用中，可需要降低RF系統內之干擾的易感性。RF系統中之非線性可導致將雜散信號引入至系統中。RF系統中之雜散信號可導致系統內發生干擾，且使由RF信號所傳輸之資訊降級。具有增加之非線性的RF系統可表明對干擾之增加之易感性。系統組件(例如，開關裝置)中之非線性可有助於將雜散信號引入至RF系統中，藉此有助於使總體RF系統線性及IMD效能降級。

在一些實施例中，RF開關裝置可實施為包括無線通信系統之RF系統的部分。可藉由增加系統組件之線性(諸如，RF開關裝置之線性)而改良系統之IMD效能。在一些實施例中，無線通信系統可操作於多頻帶及/或多模式環境中。在操作於多頻帶及/或多模式環境中之無線通信系統中，改良互調變失真(IMD)效能可為需要的。在一些實施例中，改良開關裝置IMD效能可改良操作於多模式及/或多頻帶環境中之無線通信系統的IMD效能。

對於以各種無線通信標準操作之無線通信裝置(例如，對於以長期演進(LTE)通信標準操作之無線通信裝置)，改良開關裝置IMD效能可為需要的。在一些RF應用中，可需要改良操作於實現資料及語音通信之同時傳輸的無線通信裝置中之開關裝置的線性。舉例而言，對於以LTE通信標準操作且執行語音及資料通信之同時傳輸(例如，同時語音及LTE(SVLTE))的無線通信裝置，改良開關裝置中之IMD效能可為需要的。

高功率處置能力

在一些RF應用中，可需要RF開關裝置在高功率下操作，同時減少其他裝置效能參數之降級。在一些實施例中，在互調變失真、插入損耗及/或隔離效能改良之情況下，可需要RF開關裝置在高功率下操作。

在一些實施例中，可在開關裝置之開關臂段中實施增加數目個電晶體，以使得能夠改良開關裝置之功率處置能力。舉例而言，開關臂段可包括串聯連接之增加數目個FET、增加之FET堆疊高度，以使得能夠改良高功率下之裝置效能。然而，在一些實施例中，增加FET堆疊高度可使開關裝置插入損耗效能降級。

FET結構及製造程序技術之實例

開關裝置可實施於晶粒上、晶粒外或其一些組合上。亦可使用各種技術製造開關裝置。在一些實施例中，可藉由矽或絕緣體上矽(SOI)技術製造RF開關裝置。

如本文中所描述，可使用絕緣體上矽(SOI)技術實施RF開關裝置。在一些實施例中，SOI技術可包括具有電絕緣材料之嵌入層(諸如，矽裝置層之下的內埋氧化物層)的半導體基板。舉例而言，SOI基板可包括嵌入於矽層下方之氧化物層。亦可使用此項技術中已知之其他絕緣材料。

使用SOI技術實施RF應用(諸如，RF開關裝置)可改良開關裝置效能。在一些實施例中，SOI技術可實現減少之功率消耗。在RF應用中(包括與無線通信裝置相關聯之彼等應用)，減少之功率消耗可為需要的。歸因於減少的電晶體寄生電容及至矽基板之互連金屬化，SOI技術可實現裝置電路之減少之功率消耗。存在內埋氧化物層亦可減少接面電容或對高電阻率基板之使用，從而實現減少之基板相關RF損耗。電隔離之SOI電晶體可促進堆疊，從而有助於減小晶片大小。

在一些SOI FET組態中，每一電晶體可組態為叉指式裝置，其中 源極及汲極為矩形(在平面圖中)，且閘極結構類似於矩形叉指而在源極與汲極之間延伸。圖7A及圖7B展示實施於SOI上之實例叉指式FET裝置的平面圖及側視截面圖。如所展示，本文中所描述之FET裝置可包括p型FET或n型FET。因此，儘管一些FET裝置在本文中描述為p型裝置，但將理解，與此等p型裝置相關聯之各種概念亦可適用於n型裝置。

如圖7A及圖7B中所展示，pMOSFET可包括形成於半導體基板上之絕緣層。絕緣層可由諸如二氧化矽或藍寶石之材料形成。n型井展示為形成於絕緣體中，使得曝露表面大體上界定矩形區。源極(S)及汲極(D)展示為p型摻雜區，其曝露表面大體上界定矩形區。如所展示，S/D區可經組態，使得源極及汲極功能性經反轉。

圖7A及圖7B進一步展示閘極(G)可形成於n型井上，以便定位於源極與汲極之間。實例閘極描繪為具有連同源極及汲極延伸之矩形形狀。亦展示n型主體接點。可藉由數種已知技術實現矩形井、源極及汲極區以及主體接點之形成。

圖8A及圖8B展示實施於SOI上之多叉指式FET裝置的實例之平面圖及側視截面圖。可以類似於參看圖7A及圖7B中所描述之彼等方式的方式實現矩形n型井、矩形p型摻雜區、矩形閘極及n型主體接點之形成。

可使圖8A及圖8B之實例多叉指式FET裝置進行操作，使得一個FET之汲極充當其相鄰FET之源極。因此，多叉指式FET裝置整體可提供分壓功能性。舉例而言，可在最外p型摻雜區中之一者(例如，最左p型摻雜區)處提供RF信號；且在信號傳遞通過一系列FET時，可在FET間劃分信號之電壓。在此實例中，最右p型摻雜區可充當多叉指式FET裝置之總汲極。

在一些實施中，複數個前述多叉指式FET裝置可串聯連接作為開 關，以(例如)進一步促進分壓功能性。可基於(例如)開關之功率處置要求來選擇此等多叉指式FET裝置之數目。

在產品中之實施之實例

可以數種不同方式且在不同產品層級實施本文中所描述之基於FET之開關電路及偏壓/耦接組態的各種實例。藉由實例來描述此等產品實施中之一些。

半導體晶粒實施

圖9A至圖9D示意性地展示一或多個半導體晶粒上之此等實施的非限制性實例。圖9A展示在一些實施例中，具有如本文中所描述之一或多個特徵的開關電路120及偏壓/耦接電路150可實施於晶粒800上。圖9B展示在一些實施例中，偏壓/耦接電路150中之至少一些可實施於圖9A之晶粒800的外部。

圖9C展示在一些實施例中，具有如本文中所描述之一或多個特徵的開關電路120可實施於第一晶粒800a上，且具有如本文中所描述之一或多個特徵的偏壓/耦接電路150可實施於第二晶粒800b上。圖9D展示在一些實施例中，偏壓/耦接電路150中之至少一些可實施於圖9C之第一晶粒800a的外部。

已封裝模組實施

在一些實施例中，具有本文中所描述之一或多個特徵的一或多個晶粒可實施於已封裝模組中。此模組之實例展示於圖10A(平面圖)及圖10B(側視圖)中。儘管在開關電路及偏壓/耦接電路兩者皆處於同一晶粒上之情景下進行描述(例如，圖9A之實例組態)，但將理解，已封裝模組可基於其他組態。

模組810展示為包括封裝基板812。此封裝基板可經組態以收納複數個組件，且可包括(例如)層壓基板。安裝於封裝基板812上之組件可包括一或多個晶粒。在所展示之實例中，具有開關電路120及偏 壓/耦接電路150之晶粒800展示為安裝於封裝基板812上。晶粒800可經由諸如連接焊線816之連接而電連接至模組之其他部分(且在利用一個以上晶粒之情況下彼此連接)。此等連接焊線可在形成於晶粒800上之接觸襯墊818與形成於封裝基板812上之接觸襯墊814之間形成。在一些實施例中，一或多個表面黏著裝置(SMD)822可安裝於封裝基板812上，以促進模組810之各種功能性。

在一些實施例中，封裝基板812可包括用於將各種組件彼此互連及/或與用於外部連接之接觸襯墊互連的電連接路徑。舉例而言，連接路徑832描繪為將實例SMD 822與晶粒800互連。在另一實例中，連接路徑832描繪為將SMD 822與外部連接接觸襯墊834互連。在又一實例中，連接路徑832描繪為將晶粒800與接地連接接觸襯墊836互連。

在一些實施例中，封裝基板812及安裝於其上之各種組件上的空間可填充有包覆成型結構830。此包覆成型結構可提供數個所要功能性，包括保護組件及焊線免受外部元件影響及較易於處置已封裝模組810。

圖11展示可實施於參看圖10A及圖10B所描述之模組810中的實例開關組態之示意圖。在該實例中，開關電路120描繪為SP9T開關，其中極點可連接至天線且投點可連接至各種Rx及Tx路徑。此組態可促進(例如)無線裝置中之多模式多頻帶操作。

模組810可進一步包括用於接收電力(例如，供應電壓VDD)及控制信號以促進開關電路120及/或偏壓/耦接電路150之操作的介面。在一些實施中，可經由偏壓/耦接電路150將供應電壓及控制信號施加至開關電路120。

無線裝置實施

在一些實施中，具有本文中所描述之一或多個特徵的裝置及/或電路可包括於諸如無線裝置之RF裝置中。此裝置及/或電路可直接、 以如本文中所描述之模組形式或以其一些組合而實施於無線裝置中。在一些實施例中，此無線裝置可包括(例如)蜂巢式電話、智慧型電話、具有或不具有電話功能性之手持型無線裝置、無線平板電腦等。

圖12示意性地描繪具有本文中所描述之一或多個有利特徵的實例無線裝置900。在如本文中所描述之各種開關及各種偏壓/耦接組態之情景下，開關120及偏壓/耦接電路150可為模組810之部分。在一些實施例中，此開關模組可促進(例如)無線裝置900之多頻帶多模式操作。

在實例無線裝置900中，具有複數個PA之功率放大器(PA)模組916可將經放大RF信號提供至開關120(經由雙工器920)，且開關120可將經放大RF信號投送至天線。PA模組916可自可以已知方式組態及操作之收發器914接收未經放大RF信號。收發器亦可經組態以處理所接收信號。收發器914展示為與基頻子系統910互動，該基頻子系統經組態以提供適於使用者之資料及/或語音信號與適於收發器914之RF信號之間的轉換。收發器914亦展示為連接至功率管理組件906，該功率管理組件經組態以管理用於無線裝置900之操作的功率。此功率管理組件亦可控制基頻子系統910及模組810之操作。

基頻子系統910展示為連接至使用者介面902，以促進將語音及/或資料之各種輸入及輸出提供至使用者及自使用者接收該等輸入及輸出。基頻子系統910亦可連接至記憶體904，該記憶體經組態以儲存資料及/或指令以促進無線裝置之操作及/或提供對用於使用者之資訊的儲存。

在一些實施例中，雙工器920可允許使用共用天線(例如，924)同時執行傳輸及接收操作。在圖12中，所接收信號展示為經投送至可包括(例如)低雜訊放大器(LNA)之「Rx」路徑(未圖示)。

數個其他無線裝置組態可利用本文中所描述之一或多個特徵。 舉例而言，無線裝置無需為多頻帶裝置。在另一實例中，無線裝置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。

阻抗匹配

先前所描述之可基於一或多個FET(諸如，絕緣體上矽(SOI)FET)的開關之一個應用為用於阻抗匹配電路。常常需要匹配電路元件之間的阻抗。舉例而言，常常需要匹配天線與諸如放大器電路(例如，功率放大器模組或低雜訊放大器(LNA))之後續電路的阻抗。匹配電路元件之阻抗之一個原因為獲得元件之間的最大電力傳送。舉例而言，若電路在一個末端上具有50Ω源極且在電路之另一末端上具有100Ω負載，則電路元件之間的電力傳送可小於最大值。匹配電路元件之間的阻抗之一種方式為在電路元件之間插入阻抗匹配電路。儘管本發明可用於數個環境中且具有數種不同類型之電路及/或裝置元件，但為簡化論述，本發明之剩餘部分中的大部分將專注於在天線與後續電路(諸如，LNA)之間使用阻抗匹配電路之實例。

阻抗匹配電路之一個實例說明於圖13中。圖13之阻抗匹配電路1300為可用於阻抗匹配之π電路的實例。阻抗匹配電路1300可包括將一個電路或裝置元件連接至另一電路或裝置元件之串聯元件1304。舉例而言，可在節點1308處將天線連接至阻抗匹配電路1300，且可在節點1306處連接放大器。

另外，如所說明，阻抗匹配電路1300可包括在串聯元件1304之任一側上的兩個分路元件1302A、1302B，從而得到如π組態之組態。分路元件1302A、1302B可包括連接至接地之電路元件。串聯元件1304及分路元件1302A、1302B中之每一者可為如圖13中所說明之LC電路。另外，分路元件1302A、1302B可經組態為儲能電路，或具有並聯之電感器及電容器。然而，其他電路可用於串聯元件1304與分路 元件1302A、1302B中之一者或兩者。舉例而言，分路元件中之一者或兩者可包括電感器或基於L之電路、基於C之電路或LC電路之其他組態。

在一些實施例中，包括於串聯元件1304及分路元件1302A、1302B內之電容器中的一或多者可為可調諧電容器。可調諧電容器可包括可有助於串聯元件1304或分路元件1302A、1302B之電容的任何數目個電容器元件。因此，儘管圖13中針對阻抗匹配電路1300之元件中的每一者說明一個電容器，但每一元件可包括可串聯組合、並聯組合或以其他方式組合之多個電容器。可藉由使電容器之間的開關(未圖示)斷開及閉合而修改電容器之貢獻。可調諧電容器可為切換式二進位加權電容器、類比可調諧電容器、數位開關電容器或數位切換式電容器、數位步進電容器(digital step capacitor)或其組合。

有利地，在某些實施例中，使用可調諧電容器使得阻抗匹配電路1300能夠經組態及重新組態以匹配改變之阻抗。舉例而言，無線裝置之天線的阻抗可基於所接收信號之頻率或無線裝置相對於外部物件或使用者之位置而改變。舉例而言，在桌上之電話或其他無線裝置之天線可具有與無線裝置由使用者固持於使用者之手中或抵靠使用者頭部而固持時的阻抗不同的阻抗。另外，無線裝置之其他條件亦可導致無線裝置之組件的阻抗改變。舉例而言，溫度改變可更改無線裝置之一或多個組件的阻抗。作為第二實例，無線裝置之實體組態狀態(例如，開啟或封閉之小鍵盤罩蓋)可改變(例如)天線之阻抗。

情況常常為可使用一個分路元件匹配電路之阻抗。舉例而言，分路元件通常用於連接至具有較高阻抗之電路元件(例如，放大器)的節點。然而，情況常常為連接至較高阻抗元件之節點將改變。舉例而言，在一些時間段期間，連接至節點1306之放大器可具有比連接至節點1308之天線高的阻抗，且在其他時間段期間，連接至節點1306之放 大器可具有比連接至節點1308之天線低的阻抗。因此，阻抗匹配電路1300包括與節點1306通信之分路元件1302A，及與節點1308通信之另一分路元件1302B。可使用開關(未圖示)選擇作用中分路元件。因為在一些狀況下需要在阻抗匹配電路1300之任一末端(例如，節點1306或節點1308)上具有可用分路元件，所以包括額外分路元件導致使用額外電感器及電容器。包括額外電容器及電感器可增加阻抗匹配電路1300之大小及成本兩者。

實例L網路阻抗匹配電路

圖14說明基於L網路之阻抗匹配電路1400的實例。阻抗匹配電路1400可被稱作L網路，此係因為在一些狀況下，與π網路相對比，該電路可類似於字母「L」。在某些實施例中，阻抗匹配電路1400可代替阻抗匹配電路1300而使用，且可包括與阻抗匹配電路1300相同之效能。有利地，阻抗匹配電路1400包括代替阻抗匹配電路1300之兩個分路元件的一個分路元件1402。因此，阻抗匹配電路1400可使用比阻抗匹配電路1300少之電容器及/或電感器，從而節約成本及空間兩者。

如同阻抗匹配電路1300，阻抗匹配電路1400可包括串聯元件1404，及能夠與可具有不同阻抗之無線裝置的元件通信之一對節點1406、1408。如由虛線箭頭所指示，可使用開關(未圖示)將分路元件1402連接至節點1406抑或節點1408。如同阻抗匹配電路1300，分路元件1402及串聯元件1404之電容器可為可調諧電容器，且可各自包括電容器之集合。舉例而言，可調諧電容器可包括五個電容器，其可各自單獨地連接或與阻抗匹配電路1400斷開連接，從而導致可調諧電容器之32個不同電容值。

在一些實施例中，阻抗匹配電路1400可包括一或多個額外元件。舉例而言，可存在被包括作為可調諧電容器之部分或處於阻抗匹配電路1400中別處的一或多個電阻器。

圖15說明阻抗匹配電路1400之替代表示。如所說明，阻抗匹配電路1400可包括三個開關SW1、SW2、SW3，該等開關可用於組態阻抗匹配電路，使得分路元件1402(其包括L2及C2)可連接至節點1406、節點1408，抑或可完全被排除以免有助於阻抗匹配電路1400。串聯元件1404在圖15中由C1及L1表示。

圖16A及圖16B說明用於阻抗匹配電路1400將分路元件自一個節點移動至另一節點之開關組態。在某些實施例中，藉由修改包含阻抗匹配電路1400之元件之間的電連接而移動分路元件。圖16A說明與節點1408通信之元件的阻抗比與節點1406通信之元件高的狀況。在此狀況下，使開關SW2及SW3可閉合，且可使開關SW1保持斷開，從而導致分路元件與節點1408通信。等效電路圖1602說明如圖16A中所組態的阻抗匹配電路1400之組態。

圖16B說明與節點1406通信之元件具有比可與節點1408通信之元件高的阻抗的狀況。在此狀況下，使開關SW1及SW2可閉合，且可使開關SW3保持斷開，從而導致分路元件與節點1406通信。等效電路圖1652說明如圖16B中所組態的阻抗匹配電路1400之組態。開關SW1、SW2、SW3可為單極單投開關。替代地，開關可為可導致所描述電路組態之其他開關類型。舉例而言，可使用單極三投開關產生開關SW1及SW2。

額外實例L網路組態

如先前所描述，阻抗匹配電路1400可藉由兩個節點之間的串聯元件1404將分路電路應用於節點1406抑或節點1408。有利地，藉由調整斷開及閉合之開關的組合，阻抗匹配電路1400可用於產生其他電路組態。圖17A至圖17D說明可使用L網路阻抗匹配電路1400產生的額外電路組態之四個實例。

圖17A說明單一電容器連接於節點1406與1408之間的狀況，該電 容器可為經組態為用以給出特定電容值之二進位加權數位開關電容器的一或多個電容器之集合。為實現由等效電路圖1702表示之此組態，使開關SW1及SW3閉合，而使開關SW2斷開。另外，將與二進位加權數位開關電容器C1相關聯之一或多個開關組態為處於斷開位置。圖17A中所說明之此組態導致經由閉合之開關SW1及SW3將二進位加權數位開關電容器C1應用於節點1406與節點1408之間。

圖17B說明單一電感器連接於節點1406與1408之間的狀況，該電感器可為經組態以提供特定電感值之一或多個電感器的集合。為實現由等效電路圖1722表示之此組態，使開關SW1、SW2及SW3閉合。另外，將與二進位加權數位開關電容器C1、C2相關聯之一或多個開關組態為處於斷開位置。圖17B中所說明之此組態導致經由閉合之開關SW1、SW2及SW3將電感器L2應用於節點1406與節點1408之間。

圖17C說明儲能電路連接於節點1406與1408之間的狀況，該電路可包括經組態為用以給出特定電容值之二進位加權數位開關電容器的一或多個電容器之集合，該一或多個電容器之集合與經組態以提供特定電感值之一或多個電感器的集合並聯。為實現由等效電路圖1742表示之此組態，使開關SW1、SW2及SW3閉合。另外，將與二進位加權數位開關電容器C1相關聯之一或多個開關組態為處於斷開位置。圖17C中所說明之此組態導致經由閉合之開關SW1、SW2及SW3將電容器C2及電感器L2應用於節點1406與節點1408之間。

應注意，等效電路圖1742可表示分路電路1402。如圖17C以及圖14中所說明，此分路電路1402可為儲能電路。然而，如先前所描述，分路電路1402並不限於此情況。分路電路1402可包括數個電路組態，且可包括數個不同電路元件。因此，在圖17C中所說明之組態導致將分路電路1402連接於節點1406與節點1408之間時，圖17C中所說明之組態可產生除由等效電路圖1742所說明之等效電路外的節點1406與節 點1408之間的數個其他等效電路。

圖17D說明電容器及電感器串聯連接於節點1406與1408之間的狀況，該電容器可包括經組態為用以給出特定電容值之二進位加權數位開關電容器的一或多個電容器之集合，該電感器可包括經組態以提供特定電感值之一或多個電感器的集合。為實現由等效電路圖1762表示之此組態，使開關SW1、SW2及SW3斷開。另外，可將與二進位加權數位開關電容器C2相關聯之一或多個開關組態為處於斷開位置，如圖17D中所說明，或可將其組態為處於任何其他位置。圖17D中所說明之此組態導致將電容器C1及電感器L1應用於節點1406與節點1408之間。

額外實例L網路阻抗匹配電路

圖18說明L網路阻抗匹配電路1800之另一實例。在某些實施例中，阻抗匹配電路1800可包括上文關於阻抗匹配電路1400所描述之實施例中的一些或全部。

類似於阻抗匹配電路1400，阻抗匹配電路1800可包括節點1806及節點1808。如圖18中所說明，節點1808可為(諸如)來自天線之射頻(RF)輸入端，且節點1806可為(諸如)至濾波器或放大器之RF輸出端。另外，在一些狀況下，可反轉節點1806及1808。換言之，節點1806可為RF輸入端且節點1808可為RF輸出端。此外，在一些狀況下，取決於(例如)包括阻抗匹配電路1800之裝置的操作狀態，節點1806及1808可經組態為輸入端及輸出端兩者。

另外，如同阻抗匹配電路1400，阻抗匹配電路1800可包括分路電路，諸如儲能電路。在圖18中所說明之實例中，分路電路由電感器L及電容器C2表示，該電感器在一些狀況下可包括經組態以提供特定電感值之一或多個電感器的集合，該電容器在一些狀況下可包括經組態為用以給出特定電容值之二進位加權數位開關電容器的一或多個電 容器之集合。如先前所描述，在一些狀況下，電容器(例如，電容器C2)可為類比可調諧電容器。開關SW可為使得分路電路能夠連接至節點1806抑或節點1808之單極三投SP3T開關。另外，在一些狀況下，開關SW可經組態以防止分路電路連接至節點1806及1808兩者。

在某些實施例中，阻抗匹配電路1800可包括位於節點1806與1808之間的電容器C1，該電容器在一些狀況下可包括經組態為用以給出特定電容值之二進位加權數位開關電容器的一或多個電容器之集合。如先前所描述，阻抗匹配電路可包括與電容器C1串聯之電感器。然而，其他電路組態係可能的。舉例而言，如圖18中所說明，可自阻抗匹配電路排除與電容器C1串聯之額外電感器或電感器之集合。

實例L網路阻抗匹配電路模擬

圖19說明用於L網路阻抗匹配電路之電路模擬1900的實例。電路模擬1900模擬具有額外可選雙工器損耗電路1902及單極雙投(SP2T)開關1904之阻抗匹配電路1800的版本。

在此特定實例中，電路模擬1900可包括表示濾波器阻抗之節點1906，及表示天線阻抗之節點1908。節點1906可進一步與可在濾波器之後的放大器通信。另外，電路模擬可包括分路電路，其包括數位開關電容器(DSC)1910及電感器1912。如先前所描述，可藉由開關1904在節點1906與1908之間切換此分路電路。此外，電路模擬可包括連接於節點1906與1908之間的第二DSC 1914。

圖20說明史密斯圖2000，該圖使用在阻抗匹配電路之一側上具有50Ω阻抗及在阻抗匹配電路之另一側上具有200Ω阻抗的電路模擬1900來說明阻抗匹配。

具有旁路模式之實例L網路

圖21說明能夠進行旁路模式之L網路阻抗匹配電路2100的實例。 在某些實施例中，阻抗匹配電路2100可包括上文關於阻抗匹配電路1400及1800所描述之實施例中的一些或全部。另外，如同阻抗匹配電路1400及1800，阻抗匹配電路2100可包括用於與無線裝置之電路或裝置電通信或以其他方式與可至少在一些狀況下不匹配之阻抗通信的一對節點2106及2108。另外，如先前關於阻抗匹配電路1400及1800所描述，阻抗匹配電路2100可包括節點2106與2108之間的電容器C1，及可包括電容器C2及電感器L之分路電路。

另外，阻抗匹配電路2100可包括開關SW。如圖21中所說明，開關SW可至少部分由電晶體組成。電晶體可為FET或任何其他類型之電晶體。另外，如上文所描述，FET可為SOI FET。然而，存在並不限於此情況且可使用用於實施電晶體及/或開關之數種電晶體類型之實施技術實施的電晶體。

開關SW可經組態以將分路電路(例如，LC2電路)連接至節點2106抑或節點2108。另外，在一些狀況下，可將開關SW設定為旁路模式。在旁路模式中，進入RF輸入埠(例如，在圖21之實例中的節點2108)之信號可傳遞至RF輸出埠(例如，在圖21之實例中的節點2108)。

在圖21之實例中，兩個旁路模式係可能的。在第一旁路模式中，使開關SW之兩個電晶體或開關閉合，信號可短路於RF輸入端與RF輸出端之間，然而，分路電路將位於節點之間，此情況可影響電路及信號之特性。在第二旁路模式中，使兩個開關斷開，且排除分路電路。另外，可使經包括作為C1之一或多個電容器短路，使得信號可在受到阻抗匹配電路2100之最小影響的情況下自RF輸入端傳遞至RF輸出端。在一些實施例中，旁路模式可係可選的。

具有阻抗匹配電路之實例無線裝置

圖22說明包括阻抗匹配電路2204之無線裝置2200的實例。儘管 描述為無線裝置，但裝置2200可包括任何類型之裝置，該裝置可包括彼此通信之具有不匹配阻抗的元件。

阻抗匹配電路2204可包括如先前所描述的任何類型之L網路阻抗匹配電路。舉例而言，阻抗匹配電路2204可包括阻抗匹配電路1400、1800或2100。阻抗匹配電路2204之每一入口/出口節點可與無線裝置2200之不同裝置或子系統通信。舉例而言，如圖22中所說明，阻抗匹配電路2204可定位於天線2202與放大器2206之間，且與該等裝置通信，從而使得阻抗匹配電路2204能夠在天線2202與放大器2206之間匹配阻抗。放大器2206可包括可供裝置2200使用的任何類型之放大器。舉例而言，放大器可為功率放大器(PA)或功率放大器模組(PAM)、低雜訊放大器(LNA)等。

除天線2202及放大器2206外，阻抗匹配電路2204可與控制器2208通信。在一些實施中，控制器2208可經組態以設定或控制阻抗匹配電路2204。在一些實施例中，控制器2208可使用一或多個感測器2210，以促進判定用於阻抗匹配電路2204之設定，或設定阻抗匹配電路2204之組態。一或多個感測器2210可包括可偵測無線裝置2200之條件或設定的任何類型之感測器，該條件或設定可影響結合阻抗匹配電路2204之任一入口/出口埠而置放的無線裝置2200之無線裝置子系統(例如，圖22中所說明之實例的天線2202及/或放大器2206)之阻抗。舉例而言，感測器2210可包括用於偵測無線裝置2200中之子系統的溫度之溫度感測器、用於偵測無線裝置2200外部之溫度(例如，環境溫度)的溫度感測器、用於偵測無線裝置2200之定向的感測器、用於偵測物件(例如，覆蓋天線2202之手、無線裝置2200之臨限接近度內的壁、容納無線裝置2200之保護罩蓋或殼體等)與無線裝置2200或其部分之接近度的感測器、用於判定無線裝置2200之機械狀態(例如，翻蓋係翻開/封閉的、滑蓋係滑開/封閉的、等等)的感測器、用於判定電池 2212中剩餘之電量的電池感測器、用於判定電池2212是否正經充電及/或無線裝置2200是否正由電池或壁式插座供電之充電感測器，及類似者。

替代地或除感測器2210外，控制器2208可基於無線裝置2200之一或多個額外元件或子系統的設定或組態來判定用於阻抗匹配電路2204之設定或組態。舉例而言，若收發器2214經組態而以特定頻率傳輸信號，或若放大器2206經組態而以特定速率放大信號，則控制器2208可判定放大器2206與天線2202之間的預期阻抗不匹配，且可相應地組態阻抗匹配電路2204。

另外，控制器2208可基於與無線裝置2200之一或多個額外元件或子系統相關聯的資料來判定用於阻抗匹配電路2204之設定或組態。此資料可進一步包括可自無線裝置2200處之儲存庫(未圖示)存取或以其他方式存取的組態規則。舉例而言，控制器2208可自儲存庫存取組態規則之集合，該儲存庫基於偵測到的與蜂巢式塔之接近度或針對無線裝置2200在傳輸或接收無線信號期間之特定操作頻率而指示用於阻抗匹配電路2204之設定。

在一些實施例中，對阻抗匹配電路2204之控制可係開放迴路。在此等實施例中，如上文所描述，控制器2208可判定無線裝置2200之條件或操作環境，且可相應地組態阻抗匹配電路2204。舉例而言，控制器2208可判定正抵靠使用者而固持無線裝置2200(例如，固持至使用者之耳)，且可判定無線裝置2200之環境溫度，且基於此等條件，控制器2208可相應地組態阻抗匹配電路2204。

替代地，對阻抗匹配電路2204之控制可係閉合迴路。在此等實施例中，控制器2208可如關於開放迴路控制所描述地組態阻抗匹配電路2204。另外，控制器2208可使用(例如)關於在阻抗匹配電路2204之任一末端處偵測到之阻抗(例如，天線2202阻抗及放大器2206阻抗)的 回饋繼續改進或更新阻抗匹配電路2204之設定。另外，控制器2208可至少部分基於由(例如)感測器2210偵測到的無線裝置2200之條件來繼續改進或更新阻抗匹配電路2204之設定。

控制阻抗匹配電路2204可包括判定使阻抗匹配電路2204之開關斷開或閉合，以移動分路電路(例如，分路電路1402)，使得分路電路電連接至阻抗匹配電路2204之一個入口/出口節點(例如，節點1406)或另一入口/出口節點(例如，節點1408)的子系統(例如，無線裝置2200之天線2202或放大器2206)。另外，在一些狀況下，控制阻抗匹配電路2204可包括組態可調諧電容器。舉例而言，控制阻抗匹配電路2204可包括使開關斷開或閉合，以使有助於可調諧電容器元件之電容值的二進位加權數位開關電容器(例如，圖18之C1及/或C2)的電容器數目變化。

除前述子系統及組件外，無線裝置2200可包括數個其他類型之裝置及/或子系統。舉例而言，如圖22中所說明，無線裝置可包括功率管理系統2216、基頻子系統2218、使用者介面處理器2220、記憶體模組2222等。另外，儘管並未說明，但無線裝置可包括數個額外處理器及裝置，諸如中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、類比轉數位轉換器、數位轉類比轉換器及其類似者。此外，關於無線裝置2200所說明之系統中的一或多者可係可選的。舉例而言，使用者介面處理器2220可係可選的。在一些實施例中，可包括圖22中所說明之系統中的一或多者作為前端模組之部分。舉例而言，可包括控制器2208、阻抗匹配電路2204、放大器2206、收發器2214及基頻系統2218中之一或多者作為前端模組之部分。

無線裝置2200之其他組態係可能的。舉例而言，無線裝置2200可包括接收器，該接收器可包括與雙工器電通信之天線。雙工器可電連接至自身可電連接至低雜訊放大器(LNA)之帶通濾波器。阻抗調諧 器或阻抗匹配電路2204可置放於接收器之區塊中的一或多者之介面之間。舉例而言，阻抗匹配電路2204可電連接於天線與雙工器之間，或帶通濾波器與LNA之間。大體而言，阻抗匹配電路2204定位於很可能需要寬調諧範圍之位置中。

在某些實施例中，阻抗匹配電路2204用於具有大體上限於接收信號之分集天線的分集接收器路徑中。常常係如此狀況，此係因為信號功率大於供阻抗調諧器使用之開關的電壓處置能力。然而，有可能使阻抗匹配電路2204供可用於接收及傳輸兩者之主天線使用。舉例而言，若阻抗匹配電路2204包括高壓處置開關，則阻抗匹配電路2204可供執行傳輸功能之天線(諸如，主天線)利用。

額外實施例

在一些實施例中，可執行用於匹配電路或無線裝置之兩個或兩個以上裝置元件的阻抗的方法。為簡化論述，將關於匹配可經包括作為前端模組之部分的兩個裝置元件(諸如，天線及放大器)之阻抗而描述此方法。可由可控制或組態阻抗匹配電路2204之任何系統執行該方法。舉例而言，可由控制器2208執行該方法，該控制器可與阻抗匹配電路2204分離或可為其部分。

在一些實施中，該方法可包括藉由(例如)控制器2208判定第一電路元件(例如，天線2202)之第一阻抗值。儘管第一電路元件可包括不同電路元件(例如，感測器、收發器等)，但為簡化論述，將使用天線2202作為第一電路元件來描述該方法。通常，第一電路元件與阻抗匹配電路直接電通信，但未必如此。舉例而言，若天線2202與阻抗匹配電路1400電通信，則天線2202可連接至節點1406或1408。在一些實施例中，電路元件(諸如，電阻器)可電連接於第一電路元件(例如，天線2202)與阻抗匹配電路2204之間。

控制器2208可判定第二電路元件(例如，放大器2206)之第二阻抗 值。儘管第二電路元件可包括不同電路元件(例如，感測器、收發器等)，但為簡化論述，將使用放大器2206作為第二電路元件來描述該方法。通常，第二電路元件與阻抗匹配電路直接電通信，但未必如此。舉例而言，若放大器2206與阻抗匹配電路1400電通信，則放大器2206可連接至對置於與天線2202電通信之節點的節點(例如，若天線與節點1406電通信，則為節點1408)。在一些實施例中，電路元件(諸如，電阻器)可電連接於第二電路元件(例如，放大器2206)與阻抗匹配電路2204之間。

控制器2208可比較第一阻抗值與第二阻抗值，以判定天線2202及放大器2206之阻抗是否不匹配。若阻抗並非不匹配，則控制器2208可藉由(例如)使分路元件之開關斷開以便自阻抗匹配電路2204電排除分路元件來組態阻抗匹配電路2204進入旁路模式。

若控制器2208判定阻抗不匹配，則控制器2208可組態阻抗匹配電路2204，以修改電路元件中之一者的阻抗，從而匹配另一電路元件之阻抗。舉例而言，若天線2202具有比放大器2206高之阻抗，則控制器2208可組態阻抗匹配電路2204，使得阻抗匹配電路2204之分路元件與阻抗匹配電路2204之電連接至天線2202的節點直接電通信。在一些狀況下，一或多個電路元件可電連接於與天線2202電通信之節點與分路元件之間。控制器2208可藉由使阻抗匹配電路2204之開關斷開及閉合來組態阻抗匹配電路2204，如先前所描述(例如，關於圖16A及圖16B)。在一些實施例中，亦可使開關斷開或閉合以修改由分路元件所產生之阻抗。舉例而言，可藉由使DSC之特定開關斷開及閉合來組態阻抗匹配電路2204之數位切換式電容器。

在一些實施例中，在第一電路元件及第二電路元件之阻抗改變時，可組態及重新組態阻抗匹配電路2204。舉例而言，天線2202之阻抗可關於使用者之手或頭部相對於天線2202之位置而變化。在此等狀 況下，控制器2208可藉由經由包括於阻抗匹配電路2204中之開關之斷開及閉合修改電連接而將阻抗匹配電路2204之分路自一個節點動態地移位至另一節點。在一些狀況下，可基於來自感測器2210之資訊而判定電路元件之阻抗或電路元件之阻抗的預期改變。

另外，在一些狀況下，並不始終有可能匹配第一及第二電路元件之阻抗。舉例而言，歸因於(例如)使用者與無線裝置之互動，第一電路元件之阻抗可基於持續改變之環境而在值之一範圍內變動。在此等狀況下，控制器2208可組態阻抗匹配電路2204，以在特定阻抗匹配電路2204之能力內，最小化第一電路元件與第二電路元件之間的阻抗不匹配。舉例而言，若阻抗匹配電路2204之粒度支援10Ω內之阻抗修改，則控制器2208可在10Ω內匹配第一及第二電路元件之阻抗。

一般評述

除非上下文另外明確要求，否則貫穿本說明書及申請專利範圍，詞「包含」及其類似者應以包括性意義理解，此與排他性或詳盡性意義相反；亦即，在「包括(但不限於)」之意義上理解。如本文中一般所使用，詞「耦接」係指兩個或兩個以上元件可直接連接或藉由一或多個中間元件而連接。另外，當用於此申請案時，詞「本文中」、「上文」、「下文」及具有類似含義之詞應指此申請案之全部而非此申請案之任何特定部分。當上下文准許時，使用單數或複數數目之上文【實施方式】中之詞亦可分別包括複數或單數數目。關於兩個或兩個以上項目之清單，詞「或」涵蓋對詞之所有以下解釋：清單中之任何項目、清單中之所有項目及清單中項目之任何組合。

本發明之實施例的上文詳細描述並不意欲為詳盡性的或將本發明限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可作出各種等效修改。舉例而言，雖然以給定次序呈現程序或區 塊，但替代實施例可執行具有不同次序之步驟的常式，或利用具有不同次序之區塊的系統，且可刪除、移動、添加、再分、組合及/或修改一些程序或區塊。此等程序或區塊中之每一者皆可以多種不同方式來實施。又，雖然有時將程序或區塊展示為經連續執行，但可替代地並行執行此等程序或區塊，或可在不同時間處執行此等程序或區塊。

本文中所提供的本發明之教示可應用於其他系統，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的元件及動作以提供其他實施例。

除非另外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(諸如，「可」、「例如」及其類似者連同其他者)大體上意欲傳達某些實施例包括某些特徵、元素及/或狀態，而其他實施例不包括該等特徵、元素及/或狀態。因此，此類條件性語言大體上並不意欲暗示特徵、元素及/或狀態以任何方式為一或多個實施例所必需的，或在具有或不具有作者輸入或提示之情況下一或多個實施例必定包括用於決定此等特徵、元素及/或狀態是否包括在內或將在任何特定實施例中執行的邏輯。

雖然已描述本發明之某些實施例，但僅藉由實例呈現此等實施例，且此等實施例並不意欲限制本發明之範疇。實情為，本文中所描述之新穎方法及系統可以多種其他形式體現；此外，可在不脫離本發明之精神的情況下對本文中所描述之方法及系統之形式作出各種省略、取代及改變。隨附申請專利範圍及其等效物意欲涵蓋如將屬於本發明之範疇及精神內的此等形式或修改。

Claims (20)

1. 一種阻抗匹配電路，其包含：一串聯元件(series element)，其位於一第一節點與一第二節點之間，該第一節點與一天線電通信，該第二節點與一雙工器電通信；一分路元件(shunt element)，其經組態以在該第一節點及該第二節點中之一者與接地之間電通信；及一開關網路，其經組態以將該分路元件自在該第一節點與該接地之間電通信切換至在該第二節點與該接地之間電通信，該開關網路包括第一開關、第二開關及第三開關，該第一開關連接至該第一節點及該分路元件之間，該第三關開連接至該分路元件及該第二節點之間，該第二開關係該分路元件之部分，該第二開關藉由該第一開關與該第一節點分隔並藉由該第三開關與該第二節點分隔。
2. 如請求項1之阻抗匹配電路，其中該串聯元件包括一電容器。
3. 如請求項2之阻抗匹配電路，其中該串聯元件包括一電感器及該電容器。
4. 如請求項3之阻抗匹配電路，其中該電容器為包括一或多個電容器之一數位開關電容器。
5. 如請求項3之阻抗匹配電路，其中該電容器為一類比可調諧電容器。
6. 如請求項1之阻抗匹配電路，其中該分路元件包括一電感器及一電容器。
7. 如請求項6之阻抗匹配電路，其中該電容器為包括一或多個電容器之一數位開關電容器。
8. 如請求項6之阻抗匹配電路，其中該電容器為一類比可調諧電容器。
9. 如請求項6之阻抗匹配電路，其中該電感器及該電容器經並聯組態。
10. 如請求項1之阻抗匹配電路，其中該開關網路經進一步組態以將該阻抗匹配電路置於一旁路模式(bypass mode)中。
11. 如請求項10之阻抗匹配電路，其中該旁路模式使得能夠在不具有與該第一節點及該第二節點電通信之該分路元件的情況下將一信號自該第一節點傳輸至該第二節點。
12. 如請求項10之阻抗匹配電路，其中該旁路模式使得能夠在具有與該第一節點及該第二節點電通信之該分路元件的情況下將一信號自該第一節點傳輸至該第二節點。
13. 如請求項1之阻抗匹配電路，其中該第一開關包括一場效電晶體。
14. 一種無線裝置，其包含：一天線，其經組態以接收並傳送無線信號，該天線與一第一阻抗值相關聯；及一阻抗匹配電路，其與該天線通信，該阻抗匹配電路包括：一串聯元件，其位於一第一節點與一第二節點之間，該第一節點與該天線電通信，該第二節點與一雙工器電通信；一分路元件，其經組態以在該第一節點及該第二節點中之一者與接地之間電通信；一開關網路，其經組態以將該分路元件自在該第一節點與該接地之間電通信切換至在該第二節點與該接地之間電通信，該開關網路包括第一開關、第二開關及第三開關，該第一開關連接至該第一節點及該分路元件之間，該第三關開連接至該分路元件及該第二節點之間，該第二開關係該分路元件之部分，該第二開關藉由該第一開關與該第一節點分隔並藉由該第三開關與該第二節點分隔。
15. 如請求項14之無線裝置，其進一步包含一控制器，該控制器經組態以操作該阻抗匹配電路之該開關網路。
16. 如請求項15之無線裝置，其進一步包含一或多個感測器，該控制器經組態以至少部分基於自該一或多個感測器獲得之資訊操作該開關網路。
17. 如請求項14之無線裝置，其中該開關網路進一步經組態以使該阻抗匹配電路置於一旁路模式。
18. 如請求項17之無線裝置，其中該旁路模式使得能夠在不具有與該第一節點及該第二節點電通信之該分路元件的情況下將一信號自該第一節點傳輸至該第二節點。
19. 如請求項14之無線裝置，其進一步包含該雙工器，該雙工器與一第二阻抗值相關聯，該第二阻抗值在至少一時間段內不同於該第一阻抗值。
20. 如請求項14之無線裝置，其中該天線為一分集天線。