TWI636664B - 開關網路電路、半導體晶粒及用於製造具有旁路架構之裝置的方法 - Google Patents

開關網路電路、半導體晶粒及用於製造具有旁路架構之裝置的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI636664B
TWI636664B TW103140512A TW103140512A TWI636664B TW I636664 B TWI636664 B TW I636664B TW 103140512 A TW103140512 A TW 103140512A TW 103140512 A TW103140512 A TW 103140512A TW I636664 B TWI636664 B TW I636664B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
switch
radio frequency
bypass
pole
point
Prior art date
Application number
TW103140512A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201526543A (zh
Inventor
大衛 史考特 懷特菲爾德
大衛 萊恩 史托瑞
努塔彭 斯里拉坦那
戴瑞爾 伊爾 伊凡斯
Original Assignee
美商西凱渥資訊處理科技公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商西凱渥資訊處理科技公司 filed Critical 美商西凱渥資訊處理科技公司
Publication of TW201526543A publication Critical patent/TW201526543A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI636664B publication Critical patent/TWI636664B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/46Networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/46Networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H7/463Duplexers
    • H03H7/465Duplexers having variable circuit topology, e.g. including switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/10Auxiliary devices for switching or interrupting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/10Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/15Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/213Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P11/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0153Electrical filters; Controlling thereof
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/46Networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H7/461Networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source particularly adapted for use in common antenna systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/0057Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using diplexing or multiplexing filters for selecting the desired band
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/401Circuits for selecting or indicating operating mode
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/44Transmit/receive switching
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/50Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

本發明揭示與一射頻(RF)濾波器或雙工器之低損失旁路相關的系統、電路及方法。在一些實施例中,一種開關網路電路可包括一第一開關,該第一開關具有經組態以接收一射頻(RF)信號之一輸入極點、經組態以可連接至該輸入極點以允許將該RF信號投送至一RF組件之一直通投點及經組態以可連接至該輸入極點及至少一個旁路傳導路徑之至少一個專用旁路投點。該開關網路電路可進一步包括一第二開關,該第二開關具有一極點及一投點,且可連接於該RF組件之一輸出與該旁路傳導路徑之間。在該第一開關中使用該(該等)專用旁路投點允許該濾波器或雙工器之低損失旁路之實施。

Description

開關網路電路、半導體晶粒、及用於製造具有旁路架構之裝置的方法
本發明大體上係關於與一射頻濾波器或雙工器之低損失旁路相關聯的系統及方法。
在射頻(RF)系統中,在一些情況下通常需要或要求濾波器或雙工器。當不需要時,可能需要繞過該濾波器或雙工器以避免引發與濾波器或雙工器相關聯之損失。
根據數項實施,本發明係關於一種開關網路電路,其包括第一開關,該第一開關具有經組態以接收射頻(RF)信號之輸入極點、經組態以可連接至該輸入極點以允許將RF信號投送至RF組件之直通投點及經組態以可連接至該輸入極點及至少一個旁路傳導路徑之至少一個專用旁路投點。該開關網路電路進一步包括具有一極點及一投點之第二開關。該第二開關經組態以可連接於RF組件之輸出與旁路傳導路徑之間。
在一些實施例中,該第二開關可包括至少一個單極單投(SPST)開關。該第二開關可針對RF組件之輸出之每一通道包括一個SPST開 關。一或多個SPST開關中之每一者在電路處於旁路模式下時可處於斷開狀態且在電路處於直通模式下時處於閉合狀態。
在一些實施例中,該第一開關可為單極多投(SPMT)開關,以使得該單極點為輸入極點,且該多個投點包括直通投點及至少一個專用旁路投點。在一些實施例中,該RF組件可包括濾波器。在一些實施例中,該至少一個專用旁路投點可包括兩個或兩個以上投點。在一些實施例中,該RF組件可包括雙工器。
在一些實施中,本發明係關於一種半導體晶粒,其包括經組態以收納複數個組件之基板。該半導體晶粒進一步包括安置於該基板上之開關網路。該開關網路包括第一開關,該第一開關具有經組態以接收射頻(RF)信號之輸入極點、經組態以可連接至該輸入極點以允許將RF信號投送至RF組件之直通投點及經組態以可連接至該輸入極點及至少一個旁路傳導路徑之至少一個專用旁路投點。該開關網路進一步包括具有一極點及一投點之第二開關。該第二開關經組態以可連接於RF組件之輸出與旁路傳導路徑之間。
在一些實施例中,該開關網路可實施為絕緣體上矽(SOI)處理技術。在一些實施例中,該開關網路可實施為假晶高電子遷移率電晶體(pseudomorphic high-electron-mobility transistor,pHEMT)處理技術。
在多項實施中,本發明係關於一種射頻(RF)模組,其包括經組態以收納複數個組件之封裝基板。該RF模組進一步包括安裝於該封裝基板上之晶粒,其中該晶粒具有開關網路,其包括第一開關,該第一開關具有經組態以接收射頻(RF)信號之輸入極點、經組態以可連接至該輸入極點以允許將RF信號投送至RF組件之直通投點及經組態以可連接至該輸入極點及至少一個旁路傳導路徑之至少一個專用旁路投點。該開關網路進一步包括具有一極點及一投點之第二開關。該第二開關經組態以可連接於RF組件之輸出與旁路傳導路徑之間。該RF模 組進一步包括經組態以在晶粒與封裝基板之間提供電連接之複數個連接器。
在一些實施例中,該晶粒可為絕緣體上矽(SOI)晶粒。在一些實施例中,該晶粒可為假晶高電子遷移率電晶體(pHEMT)晶粒。
根據多個教示,本發明係關於一種射頻(RF)裝置,其包括經組態以處理RF信號之收發器。該RF裝置進一步包括與收發器通信之天線以促進RF信號之傳輸及接收。該RF裝置進一步包括在收發器與天線之間實施且經組態以投送RF信號的開關網路。該開關網路包括第一開關,該第一開關具有經組態以接收輸入信號之輸入極點、經組態以可連接至該輸入極點以允許將輸入信號投送至RF組件之直通投點及經組態以可連接至該輸入極點及至少一個旁路傳導路徑之至少一個專用旁路投點。該開關網路進一步包括具有一極點及一投點之第二開關。該第二開關經組態以可連接於RF組件之輸出與旁路傳導路徑之間。
在一些實施中,本發明係關於一種用於製造具有旁路架構之裝置的方法。該方法包括形成或提供開關,該開關包括專用於使射頻(RF)信號繞過的至少一個投點。該方法進一步包括形成或提供RF組件。該方法進一步包括將該至少一個專用旁路投點連接至繞過該RF組件之一對應傳導路徑。
在一些實施例中,該方法可進一步包括在RF組件之一或多個輸出通道中之每一者處形成或提供第二開關。在一些實施例中,該RF組件可包括濾波器。在一些實施例中,該RF組件可包括雙工器。
根據一些實施,本發明係關於一種用於使用開關網路繞過射頻(RF)組件的方法。該方法包括操作第一開關以使得經由專用旁路投點將在第一開關之輸入極點處接收之RF信號投送至旁路傳導路徑。第一開關之操作使RF組件與第一開關之輸入極點斷開連接。該方法進 一步包括操作第二開關,以使得該RF組件與該旁路傳導路徑斷開連接。
在一些實施例中,該RF組件可包括濾波器。在一些實施例中,該RF組件可包括雙工器。
出於概述本發明之目的,已在本文中描述本發明之某些態樣、優勢及新穎特徵。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,本發明可以達成或最佳化如本文中所教示之一個優勢或一群優勢而未必達成如本文中可教示或建議之其他優勢的方式體現或執行。
1‧‧‧節點
2‧‧‧節點
100‧‧‧旁路架構
102‧‧‧第一開關電路S1
104‧‧‧RF裝置
106‧‧‧第二開關電路S2
110‧‧‧傳導路徑
112‧‧‧傳導路徑
114‧‧‧傳導路徑
114a‧‧‧傳導路徑
114b‧‧‧傳導路徑
114c‧‧‧傳導路徑
116‧‧‧傳導路徑
120‧‧‧傳導路徑
120a‧‧‧旁路路徑
120b‧‧‧旁路路徑
120c‧‧‧旁路路徑
130‧‧‧虛線
140‧‧‧虛線
150‧‧‧實例組態
152‧‧‧SP(N+1)T開關
156‧‧‧SPST開關
156a‧‧‧SPST開關
156b‧‧‧SPST開關
156c‧‧‧SPST開關
160‧‧‧實例組態
162‧‧‧SP(N+2)T開關
170‧‧‧實例組態
172‧‧‧SP(N+3)T開關
200‧‧‧組態
204‧‧‧RF濾波器
210‧‧‧實例組態
214‧‧‧雙工器
220‧‧‧實例組態
224‧‧‧多工器
250‧‧‧直通模式
252‧‧‧SP7T開關
260‧‧‧傳導路徑
270a‧‧‧輸出路徑
270b‧‧‧輸出路徑
280‧‧‧旁路模式
300‧‧‧實例組態
302‧‧‧SP5T開關
304‧‧‧通路
306‧‧‧單獨旁路開關
308‧‧‧輸入
310a‧‧‧旁路路徑
310b‧‧‧旁路路徑
312‧‧‧雙工器
314a‧‧‧輸出
314b‧‧‧輸出
316a‧‧‧輸出開關
316b‧‧‧輸出開關
318a‧‧‧輸出路徑
318b‧‧‧輸出路徑
500‧‧‧半導體晶粒
502‧‧‧開關網路
504‧‧‧單極多投開關
506‧‧‧旁路投點
508‧‧‧SPST開關
512‧‧‧傳導路徑
514‧‧‧路徑
516‧‧‧路徑
518‧‧‧輸出路徑
520‧‧‧旁路路徑
550‧‧‧封裝模組
554‧‧‧封裝結構
570‧‧‧RF裝置
572‧‧‧收發器電路
576‧‧‧天線
600‧‧‧可經實施以製造具有旁路架構之裝置的程序
610‧‧‧可經實施以實現旁路模式之程序
620‧‧‧可經實施以實現直通模式之程序
圖1A及圖1B展示具有本文中所描述之一或多個特徵的架構之直通及旁路模式。
圖2A至圖2C展示圖1之架構可藉由單極多投(SPMT)開關實施以允許繞過與RF組件相關聯之一或多個通道。
圖3A至圖3C展示圖2A至圖2C之RF組件之實例。
圖4A及圖4B展示圖3B之組態的更特定實例之直通及旁路模式。
圖5展示需要單獨開關以實現旁路功能性之當前旁路架構的實例。
圖6展示具有開關網路之實例半導體晶粒,該開關網路具有本文中所描述之一或多個特徵。
圖7展示可包括圖6之晶粒及圖1至圖3之RF組件的實例模組。
圖8展示具有包括圖6之開關網路之模組的實例RF裝置。
圖9展示可經實施以製造具有旁路架構之裝置的實例程序,該旁路架構具有本文中所描述之一或多個特徵。
圖10A及圖10B展示可經實施以實現旁路及直通模式的實例程序。
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之發明的範疇或含義。
本文揭示關於改良與一些射頻(RF)組件(諸如,RF濾波器或RF雙工器)相關聯之旁路電路的效能的系統及方法。此改良可包括(例如)減少RF信號之損失。儘管本文在雙工器之情形下描述各種實例,但將理解,本發明之一或多個特徵亦可實施於其他應用(諸如,多工器)中。為了本文中之描述目的,術語雙工器及多工器可互換使用。因此,除非另外特定地指示,否則雙工器或多工器可包括兩個或兩個以上通道。
RF系統通常包括一或多個濾波器及/或一或多個雙工器。此等組件通常不用於所有條件下。因此,有時需要在不需要使RF信號繞過濾波器或雙工器時實現此功能性,以使得可避免與該濾波器或雙工器相關聯之額外系統損失。用於達成此旁路之當前架構通常涉及添加用於執行該旁路之系列開關元件。然而,此等系列開關元件通常促成開關插入損失。
本文描述旁路組態之實例,其中可達成諸如插入損失之減少之有利特徵。圖1A及圖1B展示可經組態以處於第一狀態(圖1A)及第二狀態(圖1B)的旁路架構100。第一狀態可對應於直通模式,其中RF信號經由傳導路徑110、112、114、116傳遞通過(描繪為虛線130)第一節點1與第二節點2之間的RF裝置104。本文中更詳細描述RF裝置104之非限制性實例。第二狀態可對應於旁路模式,其中RF信號經由傳導路徑120繞過(描繪為虛線140)RF裝置104。
在一些實施中,可藉由包括第一開關電路S1(102)及第二開關電路S2(106)之開關網路促進前述直通及旁路模式。在一些實施例中,第一開關102可為用於開關網路之輸入開關。在本文中更詳細描述第 一開關102之各種非限制性實例。在一些實施例中,第二開關106可經組態以在處於旁路模式下時為RF裝置104之一或多個輸出中之每一者提供改良隔離。在本文中更詳細描述第二開關106之實例。
圖2A至圖2C展示在一些實施中,圖1之架構100之第一開關102可基於單極N投(SPNT)開關,其中N為正整數。一或多個額外投點可被添加至此開關,其中此(此等)所添加投點可專用於提供旁路功能性。舉例而言,假設N為5,以使得SP5T組態提供常規的開關網路功能性。接著,添加兩個額外投點可產生SP7T組態,其中五個臂促進常規的開關網路功能性,且兩個剩餘的臂促進用於RF裝置之旁路功能性。N以及所添加投點之數目的其他值係可能的;且本文中描述各種實例。
在圖2A之架構100之實例組態150中,可為輸入開關提供一個額外投點以產生SP(N+1)T開關152。此所添加投點可專用於繞過單通道RF裝置104。此單通道RF裝置可具有經由傳導路徑112之輸入及經由傳導路徑114之輸出。因此,當處於直通模式下時,RF信號可經由N個投點中之一者經路徑112自開關152傳遞至RF裝置104,且經路徑114自RF裝置104輸出。當處於旁路模式下時,RF信號可經由所添加投點自開關152傳遞至旁路路徑120以藉此繞過RF裝置104。圖3A展示單通道RF裝置104可為(例如)RF濾波器204之組態200。
在圖2B之架構100之實例組態160中,可為輸入開關提供兩個額外投點以產生SP(N+2)T開關162。此等所添加投點可專用於繞過RF裝置104之至多兩個通道。此RF裝置可具有經由傳導路徑112之輸入及經由傳導路徑114a、114b之兩個輸出。因此,當處於直通模式下時,RF信號可經由N個投點中之一者經路徑112自開關162傳遞至RF裝置104,且經路徑114a、114b自RF裝置104輸出。當處於旁路模式下時,RF信號可經由兩個所添加投點自開關162傳遞至旁路路徑120a、120b 中之任一者或兩者,以藉此繞過RF裝置104。圖3B展示RF裝置104可為(例如)雙工器214之實例組態210。
在圖2C之架構100之實例組態170中,可為輸入開關提供三個額外投點以SP(N+3)T開關172。此等所添加投點可專用於繞過RF裝置104之至多三個通道。此RF裝置可具有經由傳導路徑112之輸入及經由傳導路徑114a、114b、114c之三個輸出。因此,當處於直通模式下時,RF信號可經由N個投點中之一者經路徑112自開關172傳遞至RF裝置104,且經路徑114a、114b、114c自RF裝置104輸出。當處於旁路模式下時,RF信號可經由三個所添加投點自開關172傳遞至旁路路徑120a、120b、120c中之一或多者,以藉此繞過RF裝置104。圖3C展示RF裝置104可為(例如)多工器224之實例組態220。
圖2及圖3展示在一些實施中,一或多個單極單投(SPST)開關可提供與參看圖1所描述之第二開關S2(106)相關聯之功能性。可在RF裝置之每一通道之輸出處提供SPST開關。因此,在圖2A之實例組態150中,展示SPST開關156提供於RF裝置104之單一輸出處。在圖2B之實例組態160中,展示SPST開關156a、156b提供於RF裝置104之兩個輸出處。在圖2C之實例組態170中,展示SPST開關156a、156b、156c提供於RF裝置104之三個輸出處。在本文中更詳細描述SPST開關156及輸入開關(152、162、172)之實例操作組態。
圖4A及圖4B展示實例組態210之直通模式(250)及旁路模式(280),該實例組態可為參看圖2B及圖3B所描述之組態之更特定實例。展示SP(N+2)T開關為經組態以經由傳導路徑260在其單一極點處接收輸入RF信號之SP7T開關252。展示七個投點中之五個(1、2、4、6、7)提供用於開關252之常規的開關網路功能性,包括經由第四投點及傳導路徑112為雙工器214提供直通輸入。展示剩餘的兩個投點(3、5)連接至旁路路徑120a、120b。展示旁路路徑120a、120b連接至其各 別的輸出路徑270a、270b。
展示來自雙工器214之兩個輸出通道經提供至傳導通道路徑114a、114b。展示SPST開關156a插入於第一通道路徑114a與第一輸出路徑270a之間。類似地,展示SPST開關156b插入於第二通道路徑114b與第二輸出路徑270b之間。
可藉由設定開關252以使得輸入極點連接至第四投點及閉合SPST開關156a、156b中之每一者來實施圖4A之實例直通模式250。因此,傳導路徑260互連至路徑270a、270b兩者以藉此促進雙工器之操作。
可藉由設定開關252以使得輸入極點連接至第五投點及斷開SPST開關156a、156b中之每一者來實施圖4B之實例旁路模式280。因此,傳導路徑260互連至第二路徑270b,且兩個路徑(260與270b)之間的RF信號繞過雙工器214。若路徑260將互連至第一路徑270a,則可設定開關252以使得輸入極點連接至第三投點。
在兩個前述旁路實例中之任一者中,對應於互連之輸出的SPST開關係斷開的,且另一SPST開關可或可不斷開。舉例而言,在第二路徑270b互連至路徑260之第一實例中,第二SPST開關156b係斷開的,且第一SPST開關156a可或可不斷開。類似地,在第一路徑270a互連至路徑260之第二實例中,第一SPST開關156a係斷開的,且第二SPST開關156b可或可不斷開。
圖5展示用於在不包括任何旁路專用投點之實例SP5T開關302的情形下達成雙工器312之旁路的當前架構之實例組態300。展示SP5T開關302使其第三投點連接至為單獨旁路開關306提供輸入之通路304。
展示單獨旁路開關306包括三個投點,其中第一及第三投點連接至旁路路徑310a、310b,且第二投點連接至雙工器312之輸入308。展示雙工器之兩個輸出(314a、314b)中之每一者連接至輸出開關(316a或 316b)之兩個投點中之一者。展示輸出開關之另一投點連接至旁路路徑(310a或310b)。展示輸出開關之極點連接至輸出路徑(318a或318b)。
基於圖4之實例架構與圖5之實例當前架構之比較,可注意到多個差異。舉例而言,在圖4之實例架構210中,當處於直通模式下時,RF信號傳遞通過兩個開關(SP7T及SPST),且當處於旁路模式下時,RF信號僅傳遞通過一個開關(SP7T)。另一方面,在圖5之實例架構300中,RF信號在直通模式及旁路模式兩者下皆傳遞通過三個開關(SP5T、SP3T及SP2T)。因此,吾人可見,圖4之實例架構210有利地具有可出現插入損失之較少數目個單獨開關。此優勢在旁路模式下可更加顯著,在該旁路模式下,RF信號可遇到僅一個開關(例如,SP7T)而非三個開關(例如,SP5T、SP3T及SP2T)。
圖6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網路502可實施於半導體晶粒500上。可使用一或多種處理技術製造此開關網路。舉例而言,開關網路可基於利用絕緣體上矽(SOI)處理技術製造的場效應電晶體(FET)之網路。在另一實例中,開關網路可基於以砷化鎵(GaAs)處理技術實施之假晶高電子遷移率電晶體(pHEMT)之網路。如本文中所描述,開關網路502可包括單極多投(SPMT)開關504,該開關包括專用於使信號繞離RF組件(未圖示)之一或多個旁路投點506。展示此專用投點連接至旁路路徑520,該旁路路徑又連接至輸出路徑518。展示SPMT開關504連接至用於連接至RF裝置之路徑。
亦如本文中描述,開關網路502亦包括一或多個SPST開關508以在開關網路502處於旁路模式下時促進改良隔離。展示SPST開關508連接至用於連接至RF裝置之輸出的路徑514。亦展示SPST開關508連接至路徑516,該路徑又連接至輸出路徑518。路徑516及518可連接至 SPST開關508之極點及投點。
圖7展示在一些實施例中,具有開關網路502之晶粒500可為已封裝模組550之部分,該開關網路具有如本文中所描述之一或多個特徵。模組550亦可包括RF裝置104,諸如本文中所描述之濾波器、雙工器或多工器。開關網路502及RF裝置104可互連(例如,藉由圖6之傳導路徑512及514)以提供本文中所描述之功能性。模組550亦可包括一或多個旁路路徑以促進本文中所描述之旁路功能性。模組550亦可包括封裝基板,諸如層壓基板。模組550亦可包括一或多個連接件以促進將信號提供至晶粒500及自晶粒500提供信號。模組550亦可包括各種封裝結構554。舉例而言,包覆模製結構可形成於晶粒500上以提供保護以免受外部元件影響。
圖8展示在一些實施例中,具有本文中所描述之開關網路502及RF裝置104之模組500可包括於RF裝置570(諸如,無線裝置)中。此無線裝置可包括(例如)蜂巢式電話、智慧型手機等。在一些實施例中,開關網路502可實施於已封裝模組(諸如,圖7之實例)中。RF裝置570經描繪為包括其他共同組件,諸如收發器電路572及天線576。
圖9展示可經實施以製造具有旁路架構之裝置的程序600,該旁路架構具有如本文中所描述之一或多個特徵。在區塊602中,可形成或提供具有至少一個額外投點之開關。在區塊604中,可形成或提供諸如濾波器及/或雙工器之RF組件。在區塊606中,可將開關之至少一個額外投點連接至繞過RF組件之至少一個傳導路徑。在一些實施中,可將傳導路徑連接至輸出路徑。在一些實施中,程序600可進一步包括在RF組件之輸出與輸出路徑之間形成或提供SPST開關。
圖10A及圖10B展示可經實施以在如本文中所描述之直通模式與旁路模式之間切換的實例程序。圖10A展示可經實施以實現旁路模式之程序610。在區塊612中,可產生旁路命令。在區塊614中,可發佈 開關信號。開關信號可基於旁路命令且實現開關之極點至專用於使RF信號繞過之投點的連接。
圖10B展示可經實施以實現直通模式之程序620。在區塊622中,可產生直通命令。在區塊624中,可發佈開關信號。開關信號可基於直通命令且實現開關之極點與專用於使RF信號繞過之投點的斷開連接。
本文中之一些實例係在提供用於RF組件之輸入之單極多投(SPMT)的情形下加以描述。舉例而言,圖4A及圖4B展示輸入處於SP7T開關之左側且輸出處於架構之右側的路徑。將理解,此方向性僅為有助於描述之實例。在一些實施中,具有本文中所描述之一或多個特徵之架構可為雙向的。此雙向性可應用於整個架構或其某部分。
一些實例開關在本文中係在單極點組態之情形下加以描述。然而,將理解,本發明之一或多個特徵亦可實施於具有一個以上極點之開關中。
除非本文另外明確要求,否則在本說明書及申請專利範圍中,詞語「包含」及其類似者應以包括性意義理解,與排他性或詳盡性意義相反;亦即,意義為「包括(但不限於)」。如本文中通常使用,詞語「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連接。另外,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的整體而非本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以上詳細描述中之詞語亦可分別包括複數或單數數目。參考兩個或兩個以上項目之清單的詞語「或」涵蓋該詞語之所有以下解釋: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不欲為詳盡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 說明之目的而描述了本發明之特定實施例及實例,但在本發明之範疇內可做出各種等效修改。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之常式或使用具有不同次序之區塊之系統,且可刪除、移動、添加、再分、組合及/或修改一些程序或區塊。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連續執行的,但是可改為並行執行此等程序或區塊,或可在不同時間執行此等程序或區塊。
本文中提供的本發明之教示可應用於其他系統,未必為上文描述之系統。可組合上文描述之各種實施例之元件及動作以提供其他實施例。
雖然已描述本發明之一些實施例,但僅以實例之方式呈現此等實施例,且該等實施例不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體現;此外,在不背離本發明之精神的情況下,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屬於本發明之範疇及精神內的此等形式或修改。

Claims (14)

  1. 一種開關網路電路,其包含:一第一開關,其包括經組態以接收一射頻信號之一輸入極點、一直通投點(pass-through throw),其連接至一射頻組件及經組態以可連接至該輸入極點以允許將自該輸入極點之該射頻信號投送至該射頻組件,及至少一個旁路投點,其各連接至一輸出路徑及經組態以可連接至該輸入極點以允許將自該輸入極點之該射頻信號投送至該輸出路徑;及一第二開關,其實施在該輸出路徑與該射頻組件之一對應輸出之間,該第二開關經組態以在一第一狀態時,允許將自該輸入極點之該射頻信號經由該射頻組件投送至該輸出路徑,及在一第二狀態時,允許將自該輸入極點之該射頻信號投送至該輸出路徑而旁路該射頻組件。
  2. 如請求項1之電路,其中該第二開關包括一單極單投開關。
  3. 如請求項1之電路,其中當該第二開關在該第一狀態時,該射頻信號係經由該第一開關及該第二開關投送,及當該第二開關在該第二狀態時,僅通過該第一開關投送。
  4. 如請求項3之電路,其中該第二開關在該第一狀態時處於一斷開狀態且在該第二狀態時處於一閉合狀態。
  5. 如請求項1之電路,其中該第一開關為一單極多投開關,以使得該單一極點為該輸入極點,且該第一開關包括該直通投點及該至少一個旁路投點。
  6. 如請求項5之電路,其中該射頻組件包括一濾波器。
  7. 如請求項5之電路,其中該至少一個旁路投點包括兩個或兩個以上投點。
  8. 如請求項7之電路,其中該射頻組件包括一雙工器。
  9. 一種半導體晶粒,其包含:一基板,其經組態以收納複數個組件;及一開關網路,其安置於該基板上,該開關網路包括一第一開關,該第一開關具有經組態以接收一射頻信號之一輸入極點、一直通投點,該直通投點連接至一射頻組件及經組態以可連接至該輸入極點以允許將自該輸入極點之該射頻信號投送至該射頻組件,及至少一個旁路投點,其各連接至一輸出路徑及經組態以可連接至該輸入極點以允許將自該輸入極點之該射頻信號投送至該輸出路徑,該開關網路進一步包含一第二開關,該第二開關實施在該輸出路徑與該射頻組件之一對應輸出之間,該第二開關經組態以在一第一狀態時,允許將自該輸入極點之該射頻信號經由該射頻組件投送至該輸出路徑,及在一第二狀態時,允許將自該輸入極點之該射頻信號投送至該輸出路徑而旁路該射頻組件。
  10. 如請求項9之半導體晶粒,其中該開關網路經實施為絕緣體上矽處理技術。
  11. 如請求項9之半導體晶粒,其中該開關網路經實施為假晶高電子遷移率電晶體處理技術。
  12. 一種用於製造具有一旁路架構之一裝置的方法,該方法包含:形成或提供一第一開關,該第一開關包括一直通投點及用於使一射頻信號繞過之至少一個旁路投點;連接該第一開關之該旁路投點至一射頻組件;連接該至少一個旁路投點之每一者至一輸出路徑;及形成或提供一第二開關,該第二開關係在該輸出路徑與該射頻組件之一對應輸出之間,使得當該第二開關在一第一狀態時,該射頻信號係自該第一開關經由該射頻組件投送至該輸出路徑,及當該第二開關在一第二狀態時,該射頻信號係自該第一開關投送至該輸出路徑而旁路該射頻組件。
  13. 如請求項12之方法,其中該射頻組件包括一濾波器。
  14. 如請求項12之方法,其中該射頻組件包括一雙工器。
TW103140512A 2013-11-22 2014-11-21 開關網路電路、半導體晶粒及用於製造具有旁路架構之裝置的方法 TWI636664B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/088,322 2013-11-22
US14/088,322 US9548522B2 (en) 2013-11-22 2013-11-22 Systems, circuits and methods related to low-loss bypass of a radio-frequency filter or diplexer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201526543A TW201526543A (zh) 2015-07-01
TWI636664B true TWI636664B (zh) 2018-09-21

Family

ID=53180110

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107120983A TWI683537B (zh) 2013-11-22 2014-11-21 開關網路電路、半導體晶粒、及用於製造具有旁路架構之裝置的方法
TW103140512A TWI636664B (zh) 2013-11-22 2014-11-21 開關網路電路、半導體晶粒及用於製造具有旁路架構之裝置的方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107120983A TWI683537B (zh) 2013-11-22 2014-11-21 開關網路電路、半導體晶粒、及用於製造具有旁路架構之裝置的方法

Country Status (9)

Country Link
US (2) US9548522B2 (zh)
JP (1) JP6170249B2 (zh)
KR (2) KR101687940B1 (zh)
CN (1) CN105874720B (zh)
DE (1) DE112014005339B4 (zh)
GB (2) GB2535672B (zh)
HK (1) HK1226203B (zh)
TW (2) TWI683537B (zh)
WO (1) WO2015077374A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112012006941B4 (de) * 2012-09-26 2018-02-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Sender-Empfänger-Einrichtung, die dazu angepasst ist, in einer ersten Kommunikationsbetriebsart und einer zweiten Kommunikationsbetriebsart zu arbeiten
US9548522B2 (en) * 2013-11-22 2017-01-17 Skyworks Solutions, Inc. Systems, circuits and methods related to low-loss bypass of a radio-frequency filter or diplexer
US9602098B2 (en) 2015-07-28 2017-03-21 Peregrine Semiconductor Corporation RF switch with bypass topology
US10291223B2 (en) 2015-07-28 2019-05-14 Psemi Corporation RF switch with bypass topology
US20170093442A1 (en) 2015-09-28 2017-03-30 Skyworks Solutions, Inc. Integrated front-end architecture for carrier aggregation
JP6451605B2 (ja) 2015-11-18 2019-01-16 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
US10256863B2 (en) 2016-01-11 2019-04-09 Qualcomm Incorporated Monolithic integration of antenna switch and diplexer
JP2017208656A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 株式会社村田製作所 スイッチモジュール及び高周波モジュール
US10075160B2 (en) * 2016-08-10 2018-09-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Switch circuit, radio-frequency module, and communication device
CN107069216B (zh) * 2017-02-27 2019-11-19 维沃移动通信有限公司 一种天线结构、移动终端及天线控制方法
US11973033B2 (en) 2020-01-03 2024-04-30 Skyworks Solutions, Inc. Flip-chip semiconductor-on-insulator transistor layout

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050143024A1 (en) * 2003-12-26 2005-06-30 Sung Jin B. Dual antenna diversity transmitter and system with improved power amplifier efficiency
CN101959296A (zh) * 2010-02-11 2011-01-26 华为终端有限公司 无线局域接入网的路由设备以及信号发射方法
US7933561B2 (en) * 2006-12-11 2011-04-26 Apple Inc. Wireless communications circuitry with simultaneous receive capabilities for handheld electronic devices
TW201123752A (en) * 2009-12-25 2011-07-01 Ralink Technology Corp RF front-end circuit and wireless communication device using the same
US8121564B2 (en) * 2006-03-06 2012-02-21 Broadcom Corporation Radio receiver with shared low noise amplifier for multi-standard operation in a single antenna system with loft isolation and flexible gain control

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54124423U (zh) * 1978-02-17 1979-08-31
GB2294831B (en) * 1994-11-03 1998-12-16 Marconi Gec Ltd Switching arrangement
US5661434A (en) * 1995-05-12 1997-08-26 Fujitsu Compound Semiconductor, Inc. High efficiency multiple power level amplifier circuit
JPH09148852A (ja) * 1995-11-24 1997-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 送信出力可変装置
JP2006333297A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合共用器
KR100848261B1 (ko) * 2007-02-05 2008-07-25 주식회사 이엠따블유안테나 Rf 스위치 및 rf 스위치를 포함하는 장치
KR20090122965A (ko) * 2007-02-23 2009-12-01 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 저손실, 저고조파 및 향상된 선형성 성능을 가진 고주파 스위치
US8132222B2 (en) 2007-11-20 2012-03-06 Commscope, Inc. Of North Carolina Addressable tap units for cable television networks and related methods of remotely controlling bandwidth allocation in such networks
US8175541B2 (en) * 2009-02-06 2012-05-08 Rfaxis, Inc. Radio frequency transceiver front end circuit
US8219157B2 (en) * 2009-03-26 2012-07-10 Apple Inc. Electronic device with shared multiband antenna and antenna diversity circuitry
US8295212B2 (en) * 2009-08-05 2012-10-23 Alcatel Lucent System and method for TDD/TMA with hybrid bypass switch of receiving amplifier
KR20110093315A (ko) 2010-02-12 2011-08-18 주식회사 케이엠더블유 바이패스 경로를 갖는 무선 주파수 필터
US9077393B2 (en) 2010-08-30 2015-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for a multi-band radio operating in a wireless network
US9602145B2 (en) * 2011-02-07 2017-03-21 Qualcomm Incorporated Insertion loss improvement in a multi-band device
US9373955B2 (en) 2012-01-09 2016-06-21 Skyworks Solutions, Inc. Devices and methods related to electrostatic discharge-protected CMOS switches
US9083518B2 (en) 2012-02-07 2015-07-14 Rf Micro Devices, Inc. Tunable hybrid coupler
US9037096B2 (en) * 2013-03-06 2015-05-19 Microchip Technology Incorporated Reducing insertion loss in LNA bypass mode by using a single-pole-triple-throw switch in a RF front end module
US9548522B2 (en) * 2013-11-22 2017-01-17 Skyworks Solutions, Inc. Systems, circuits and methods related to low-loss bypass of a radio-frequency filter or diplexer
US9654169B2 (en) * 2014-04-22 2017-05-16 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for multi-band radio frequency signal routing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050143024A1 (en) * 2003-12-26 2005-06-30 Sung Jin B. Dual antenna diversity transmitter and system with improved power amplifier efficiency
US8121564B2 (en) * 2006-03-06 2012-02-21 Broadcom Corporation Radio receiver with shared low noise amplifier for multi-standard operation in a single antenna system with loft isolation and flexible gain control
US7933561B2 (en) * 2006-12-11 2011-04-26 Apple Inc. Wireless communications circuitry with simultaneous receive capabilities for handheld electronic devices
TW201123752A (en) * 2009-12-25 2011-07-01 Ralink Technology Corp RF front-end circuit and wireless communication device using the same
CN101959296A (zh) * 2010-02-11 2011-01-26 华为终端有限公司 无线局域接入网的路由设备以及信号发射方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017502563A (ja) 2017-01-19
US9979068B2 (en) 2018-05-22
KR20160079145A (ko) 2016-07-05
DE112014005339T5 (de) 2016-08-11
CN105874720A (zh) 2016-08-17
GB2542709B (en) 2018-08-22
GB201619661D0 (en) 2017-01-04
GB2535672A (en) 2016-08-24
TW201904195A (zh) 2019-01-16
CN105874720B (zh) 2018-06-01
GB2542709A (en) 2017-03-29
US9548522B2 (en) 2017-01-17
KR101687940B1 (ko) 2016-12-19
HK1226203B (zh) 2017-09-22
GB201609848D0 (en) 2016-07-20
DE112014005339B4 (de) 2020-01-09
TWI683537B (zh) 2020-01-21
TW201526543A (zh) 2015-07-01
KR20160079133A (ko) 2016-07-05
US20150145614A1 (en) 2015-05-28
JP6170249B2 (ja) 2017-07-26
US20170125874A1 (en) 2017-05-04
WO2015077374A1 (en) 2015-05-28
GB2535672B (en) 2018-08-22
KR102176300B1 (ko) 2020-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI636664B (zh) 開關網路電路、半導體晶粒及用於製造具有旁路架構之裝置的方法
TWI705617B (zh) 用於多頻帶射頻信號路由之裝置與方法
KR102154086B1 (ko) Rf 프런트 엔드 모듈에 단극 삼투 스위치를 이용하여 lna 바이패스 모드에서의 삽입 손실 감소
JP5350214B2 (ja) マルチバンドおよびマルチモード方式の移動無線モジュール
TWI654839B (zh) 用於改進一堆疊電晶體中的品質因子之電路及方法
KR101756116B1 (ko) 무선 주파수 필터
TWI770382B (zh) 用於無線應用之前端架構及相關方法與無線裝置
TW201521400A (zh) 與載波聚合前端模組應用相關之系統及方法
KR20170008742A (ko) 다이플렉서 경로들에 대한 개선된 분리에 관련된 아키텍처들 및 방법들
US11152894B2 (en) Methods for operating amplifiers and related devices
JP2006333297A (ja) 複合共用器
US20170012763A1 (en) Multiband Filter Circuitry, Multiband Duplexer Circuitry, and Related Radio-Frequency System
JP5335963B2 (ja) Rfアンテナスイッチ回路、高周波アンテナ部品及び移動通信機器
US9966671B2 (en) High isolation dual antenna RF switch architectures
KR101901694B1 (ko) 고주파 스위치
KR20150104363A (ko) 고주파 스위치
JP2019153959A (ja) フィルタ装置、高周波フロントエンド回路および通信装置
US20130307750A1 (en) Switching circuit and wireless communication system including the same