TWI645666B - 與具改良線性度的多模功率放大器有關的系統、電路及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示具有改良之線性度的多模功率放大器(PA)。一PA可包括經組態以接收一射頻(RF)信號並放大該RF信號的一放大雙極接面電晶體(BJT)。該PA可進一步包括一偏壓電路，其經組態以提供一第一偏壓信號或一第二偏壓信號至該BJT從而以一第一模式或一第二模式操作。該第一偏壓信號及該第二偏壓信號中的每一者可經由包括一共同節點及一安定器的一路徑投送至該BJT。該PA可進一步包括一線性化電路，其實施於該共同節點與沿著該BJT之一輸入路徑的一節點之間。該線性化電路可經組態為一耦接路徑以改良以該第一模式操作之該PA的線性度，同時允許該安定器對於以該第二模式操作的該PA足夠強健。

Description

與具改良線性度的多模功率放大器有關的系統、電路及方法 對相關申請案之交叉參考
本申請案主張題為「SYSTEMS,CIRCUITS AND METHODS RELATED TO MULTI-MODE POWER AMPLIFIERS HAVING IMPROVED LINEARITY」的2013年11月7日申請之美國臨時申請案第61/901,057號的優先權，該案之揭示內容特此以全文引用之方式明確地併入本文中。
本發明大體上係關於具有改良之線性度的多模功率放大器。
在無線通信應用中，大小、成本及效能為對於給定產品可係重要的因素之實例。舉例而言，為了減少成本及產品大小兩者，諸如多模及多頻帶功率放大器的無線組件正變得更風行。在功率放大器(PA)產品之實例內容脈絡中，一些PA器件可經組態以提供雙模功能性，諸如GPRS(通用封包無線電服務)模式及EDGE(GSM演進增強型資料速率)模式。
根據一些實施，本發明係關於一種包括一PA電路的功率放大器(PA)，該PA電路包括雙極接面電晶體(BJT)，該BJT具有一基極、一集極及一射極。該BJT經組態以經由一輸入路徑接收一射頻(RF)信號並 放大該RF信號。PA進一步包括與該PA電路通信之一偏壓電路。該偏壓電路經組態以提供一第一偏壓信號或一第二偏壓信號至該PA電路以分別以一第一模式或一第二模式操作。該第一偏壓信號及該第二偏壓信號中之每一者經由包括一共同節點及一安定器的一路徑投送至該BJT。PA進一步包括實施於該共同節點與沿著該輸入路徑之一節點之間的一線性化電路。該線性化電路經組態以提供該共同節點與該輸入路徑之間的一耦接路徑以改良以該第一模式操作的該PA電路之線性度，同時允許該安定器對於以該第二模式操作的該PA電路足夠強健。
在一些實施例中，安定器可包括諸如DC安定電阻器的DC安定電阻。在一些實施例中，該BJT可包括一異質接面雙極電晶體(HBT)，諸如砷化鎵(GaAs)HBT。
在一些實施例中，該BJT可經組態，使得經由該輸入路徑在該基極處接收到該RF信號，且該經放大之RF信號經由該集極輸出。該第一模式可包括一EDGE(GSM演進增強型資料速率)模式，且該第二模式可包括一GPRS(通用封包無線電服務)模式。該偏壓電路可包括一電流鏡，該電流鏡產生針對該PA電路在該EDGE模式中之操作的第一偏壓信號。該電流鏡可包括耦接至一參考電流源的一BJT，其中該第一偏壓信號經由該BJT之一射極輸出以提供至該共同節點。該安定器可實施於該共同節點與該PA BJT之該基極之間，使得該共同節點充當該PA BJT之該基極與該電流鏡BJT之該射極之間的一基極-射極接面。該輸入路徑可包括實施於該PA BJT之該基極與該線性化電路連接至之一節點之間的一DC阻斷電容。該線性化電路可經組態以將該RF信號耦接於該輸入路徑與該基極-射極接面之間，以提供對該基極-射極接面的整流，並校正AM-AM失真，且藉此產生改良之線性度。
在一些實施例中，該偏壓電路可包括實施於一GPRS偏壓節點與 該共同節點之間的一偏壓電阻，使得該第二偏壓信號自該GPRS偏壓節點經由該偏壓電阻、該共同節點及該安定器提供至該BJT之該閘極。
在一些實施例中，該PA電路可包括一第二BJT，其經組態以提供另一放大級。在一些實施例中，該第二BJT可經實施，使得該BJT之該輸入路徑耦接至該第二BJT的一輸出端。在一些實施例中，該第二BJT可經組態以自該BJT接收該經放大之RF信號。
在一些實施例中，該線性化電路可包括一電容，諸如電容器。在一些實施例中，該線性化電路可進一步包括與該電容串聯的一電阻，諸如電阻器。在一些實施例中，該線性化電路可進一步包括與該電容串聯的一電感，諸如電感器。
在一些實施中，本發明係關於一種功率放大器(PA)模組(PAM)，該PAM包括經組態以收納複數個組件的封裝基板。PAM進一步包括形成於一晶粒上的一功率放大器(PA)電路，該晶粒安裝於該封裝基板上。該PA電路包括具有一基極、一集極及一射極的一雙極接面電晶體(BJT)。BJT經組態以經由一輸入路徑接收一射頻(RF)信號並放大該RF信號。該PAM進一步包括與該PA電路通信的一偏壓電路。該偏壓電路經組態以提供一第一偏壓信號或一第二偏壓信號至該PA電路以用於分別以一第一模式或一第二模式操作。該第一偏壓信號及該第二偏壓信號中之每一者經由包括一共同節點及一安定器的一路徑投送至該BJT。PAM進一步包括實施於該共同節點與沿著該輸入路徑之一節點之間的一線性化電路。該線性化電路經組態以提供該共同節點與該輸入路徑之間的一耦接路徑，以改良以該第一模式操作之該PA電路的線性度，同時允許該安定器對於以該第二模式操作的該PA電路足夠強健。
在一些實施例中，偏壓電路可形成於晶粒上。在一些實施例 中，線性化電路之至少一部分可形成於晶粒上。
根據一些教示，本發明係關於一種無線器件，該無線器件包括經組態以處理RF信號的收發器，一天線，該天線與收發器通信且經組態以促進放大之RF信號的傳輸。無線器件進一步包括功率放大器(PA)模組，其與收發器通信且經組態以產生經放大之RF信號。PA模組包括功率放大器(PA)電路，該功率放大器(PA)電路包括雙極接面電晶體(BJT)，該BJT具有一基極、一集極及一射極。BJT經組態以經由輸入路徑接收射頻(RF)信號，且放大RF信號。PA模組進一步包括與PA電路通信的偏壓電路。偏壓電路經組態以提供第一偏壓信號或第二偏壓信號至PA電路以用於分別以第一模式或第二模式操作。第一偏壓信號及第二偏壓信號中的每一者經由包括共同節點及安定器的路徑投送至BJT 。PA模組進一步包括實施於共同節點與沿著輸入路徑之節點之間的線性化電路。線性化電路經組態以提供該共同節點與該輸入路徑之間的一耦接路徑以改良以該第一模式操作的該PA電路之線性度，同時允許該安定器對於以該第二模式操作的該PA電路足夠強健。
在一些實施中，本發明係關於一種用於操作功率放大器(PA)的方法。該方法包括經由一PA電路中之一輸入路徑接收一射頻(RF)信號，該PA電路包括一雙極接面電晶體(BJT)，該BJT具有一基極、一集極及一射極。方法進一步包括提供一第一偏壓信號或一第二偏壓信號至該PA電路以用於分別以一第一模式或一第二模式操作。該第一偏壓信號及該第二偏壓信號中的每一者經由一路徑投送至該BJT，該路徑包括一共同節點及一安定器。方法進一步包括藉由一線性化電路耦接該共同節點及沿著該輸入路徑之一節點，以改良以該第一模式操作之該PA電路的線性度，同時允許該安定器對於以該第二模式操作的該PA電路足夠強健。
根據一些實施，本發明係關於一種用於製造功率放大器(PA)晶粒的方法。方法包括提供半導體基板，及在半導體基板上形成功率放大器(PA)電路。PA電路包括具有一基極、一集極及一射極的雙極接面電晶體(BJT)，且PA電路經組態以經由輸入路徑接收射頻(RF)信號且放大RF信號。方法進一步包括在半導體晶粒上形成偏壓電路。偏壓電路經組態以提供第一偏壓信號或第二偏壓信號至PA電路以用於分別以第一模式或第二模式操作。第一偏壓信號及第二偏壓信號中的每一者經由包括共同節點及安定器的路徑投送至PA電路。方法進一步包括在半導體基板上形成線性化電路的至少一部分。線性化電路實施於共同節點與沿著輸入路徑之節點之間。該線性化電路經組態以提供該共同節點與該輸入路徑之間的一耦接路徑以改良以該第一模式操作的該PA電路之線性度，同時允許該安定器對於以該第二模式操作的該PA電路足夠強健。
在一些實施例中，半導體基板可包括砷化鎵(GaAs)。在一些實施例中，BJT可為異質接面雙極電晶體(HBT)。
出於概述本發明之目的，本文中已描述了本發明的某些態樣、優點及新穎特徵。應理解，根據本發明之任何特定實施例不一定可達成所有此等優點。因此，本發明可以達成或最佳化如本文中所教示的一個優點或優點群組的方式來具體化或進行而不必達成如本文中可教示或建議的其他優點。
10‧‧‧實例偏壓組態
12‧‧‧實例偏壓電路
16‧‧‧實例PA電路
100‧‧‧PA偏壓組態/節點/PA偏壓系統
102‧‧‧偏壓電路
104‧‧‧線性化電路
106‧‧‧PA電路
110‧‧‧節點
112‧‧‧路徑
114‧‧‧節點
150‧‧‧水平虛線/指定ACPR值
152‧‧‧曲線
154‧‧‧實例曲線
200‧‧‧晶粒
200a‧‧‧第一晶粒
200b‧‧‧第二晶粒
202‧‧‧半導體基板
300‧‧‧實例模組/虛線框
302‧‧‧PA晶粒
350‧‧‧封裝基板
352‧‧‧電接觸墊
354‧‧‧電連接件
356‧‧‧接觸墊
360‧‧‧分離晶粒
362‧‧‧電接觸墊
364‧‧‧電連接件
366‧‧‧接觸墊
370‧‧‧匹配電路
380‧‧‧SMD
400‧‧‧實例無線器件
402‧‧‧使用者介面
404‧‧‧記憶體
406‧‧‧功率管理組件
408‧‧‧基頻子系統
410‧‧‧收發器
412a至412d‧‧‧雙工器
414‧‧‧頻帶選擇開關
416‧‧‧天線
420‧‧‧匹配電路
C1‧‧‧DC阻斷電容
C1DC‧‧‧阻斷電容
C2‧‧‧DC阻斷電容
C2DC‧‧‧阻斷電容
C3‧‧‧電容
C4‧‧‧電容
C5‧‧‧電容
C6‧‧‧電容
D1、D2‧‧‧二極體
EDGE_BIAS2‧‧‧偏壓節點
GPRS_BIAS2‧‧‧偏壓節點
GPRS_EDGE_BIAS1‧‧‧偏壓節點
L5‧‧‧電感
Q1‧‧‧第一HBT
Q2‧‧‧第二HBT
Q3‧‧‧HBT
R1‧‧‧DC安定電阻
R2‧‧‧電阻
R6‧‧‧電阻
RF_IN‧‧‧輸入埠
RF_QUT‧‧‧輸出埠
VCC‧‧‧供電電壓
Vramp‧‧‧功率控制電壓
圖1描繪由偏壓電路經由線性化電路偏壓的功率放大器(PA)。
圖2展示被提供了來自偏壓電路之偏壓信號的實例PA。
圖3展示具有如本文中所描述之一或多個特徵的線性化電路可經實施用於圖2之實例偏壓組態的實例。
圖4展示線性化電路之實例。
圖5A及圖5B展示線性化電路的更多實例。
圖6A及圖6B展示線性化電路的另外更多實例。
圖7展示可藉由實施具有如本文中所描述之一或多個特徵的線性化電路獲得的效能改良之實例。
圖8展示可獲得諸如圖7之實例的效能改良而無其他參數之顯著效能降級的實例。
圖9A至圖9E展示具有如本文中所描述之一或多個特徵的線性化電路可對或相對於一或多個半導體晶粒實施的方式的各種非限制性實例。
圖10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線性化電路可係模組之部分。
圖11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線性化電路可係無線器件之部分。
本文中所提供之標題(若存在)僅為了方便，且不必影響所主張之本發明的範疇或含義。
在無線通信應用中，大小、成本及效能為對於給定產品可係重要的因素之實例。舉例而言，為了減小成本及產品大小兩者，諸如多模及多頻帶功率放大器的無線組件正變得愈來愈風行。在功率放大器(PA)產品之實例內容脈絡中，一些PA器件可經組態以提供雙模功能性，諸如GPRS(通用封包無線電服務)及EDGE(GSM演進增強型資料速率)模式。在一些實施中，此雙模PA器件可藉由(例如)基於指狀物之積體功率放大器控制(FB-iPAC)控制電路來控制。與此控制電路相關之實例可在題為「SYSTEMS,CIRCUITS AND METHODS RELATED TO CONTROLLERS FOR RADIO-FREQUENCY POWER AMPLIFIERS」之美國專利申請公開案第US20140049321號中找到， 該案明確地以全文引用之方式併入本文中。
在一些實施例中，此PA器件可實施於HBT(異質接面雙極電晶體)晶粒上，且可受益於較低成本及較高效能兩者。為了實施EDGE偏壓網路至此晶粒中，可所要的是使每一HBT指狀物之DC安定電阻(例如，電阻器)共用於偏壓網路之EDGE區段與GPRS區段之間。然而，此設計可產生挑戰。
舉例而言，HBT PA晶粒的對應於GPRS區段之一部分通常需要在極端條件下係強健的，此係由於PA在GPRS模式下經驅動至較高功率。因此，通常針對每一HBT指狀物提供具有較高值的DC安定電阻器以減小可由HBT之Vbe及/或操作溫度引起的熱正回饋。
另一方面，對於EDGE模式，AM-AM失真可為非線性度之顯著原因。在一些情形下，具有較高值之DC安定電阻器可產生此AM-AM失真，藉此使線性度效能降級且產生設計挑戰。本文中描述可如何改良PA(例如，HBT PA)之線性度同時維持所要或所要求耐用性的各種實例。儘管在GPRS及EDGE模式之內容脈絡中進行描述，但應理解，本發明之一或多個特徵亦可經實施用於其他操作模式以及用於其他無線應用中。亦應理解，儘管本文中在HBT之內容脈絡中描述了各種實例，但本發明之一或多個特徵亦可針對其他類型之雙極接面電晶體及其他類型的放大電晶體來實施。
圖1展示PA偏壓組態100，其中PA電路106正由偏壓電路102經由或藉由線性化電路104來偏壓。如本文中所使用，PA偏壓組態100可包括可解決前述挑戰中之一些或全部的一或多個特徵。
圖2展示可實施如本文中所描述之線性化電路的實例偏壓組態10。實例偏壓組態10經展示以包括與實例偏壓電路12通信的實例PA電路16。實例PA電路16被描繪為具有用於接收待放大之RF信號的輸入埠RF_IN。此經放大之RF信號可經由輸出埠RF_OUT離開PA電路 16。
在實例PA電路16中，描繪兩個放大級。然而，應理解，放大級之數目可大於二或小於二。
在圖2之實例中，在輸入埠RF_IN處接收到的輸入RF信號可經由(例如)DC阻斷電容(例如，電容器)C1提供至第一HBT(Q1)的基極。至第一HBT(Q1)之輸入路徑可能包括或可能並不包括輸入匹配網路(圖中未示)。
由第一HBT(Q1)放大之RF信號可經由HBT之集極輸出，且此輸出可經由(例如)DC阻斷電容(例如，電容器)C2提供至第二HBT(Q2)的基極。第一HBT(Q1)與第二HBT(Q2)之間的路徑可能包括或可能不包括級間匹配網路(圖中未示)。
由第二HBT(Q2)放大之RF信號可經由HBT之集極輸出，且此輸出可經提供至PA電路16的輸出埠RF_OUT。自第二HBT(Q2)起之輸出路徑可能包括或可能不包括輸出匹配網路(圖中未示)。
在圖2之實例中，第一HBT(Q1)之供電電壓VCC可被提供至其集極。類似地，第二HBT(Q2)之供電電壓VCC可被提供至其集極。
在圖2之實例中，用於GPRS及EDGE模式兩者的PA電路16的第一級之偏壓信號可自偏壓電路之偏壓節點GPRS_EDGE_BIAS1提供至第一HBT(Q1)的基極。對於第二HBT(Q2)，GPRS偏壓信號可自偏壓電路12的偏壓節點GPRS_BIAS2經由電阻R2及DC安定電阻R1提供至Q2的基極。
可自電流鏡提供Q2之EDGE偏壓信號，在該電流鏡處，來自偏壓節點EDGE_BIAS2之參考電流在包括供電節點VCC及HBT(Q3)之供電路徑中被鏡射。經鏡射電流可藉由通過DC安定電阻R1而作為偏壓電壓提供至Q2的基極。
偏壓電路12中的實例電流鏡被描繪為在參考側上包括二極體D1 及D2。實例電流鏡亦被描繪為使Q3之基極耦接至偏壓節點EDGE_BIAS2。電容C3被描繪為將EDGE_BIAS2與Q3之間的前述路徑耦接至接地。
圖3展示，在一些實施例中，可實施偏壓組態100，使得線性化電路104沿著路徑112耦接節點110(在R1、R2與Q3之射極之間)與節點114(在DC阻斷電容C2的輸入側上)。本文中更詳細地描述線性化電路104之各種非限制性實例。在圖3中，電流鏡、電阻R1及R2以及Q1之偏壓可以與圖2之實例類似的方式來組態。
在圖3之實例中，線性化電路104經描繪為偏壓電路102的部分。然而，應理解，線性化電路104之一些或全部可為偏壓電路102的部分，為PA電路106的部分，在偏壓電路102及PA電路106兩者外部，或前述情形的任何組合。
在圖3之前述偏壓組態(100)中，DC安定電阻R1可增加至對於耐用性需要或所要的任何值，以適應(例如)GPRS模式(例如，GMSK調變)。此電阻可經組態以保護RF陣列不受諸如熱失控(thermal runaway)的效應影響。DC安定電阻R1可結合另一電阻(例如，電阻R2)作為GPRS模式的偏壓網路操作。
在圖3之前述偏壓組態(100)中，Q3可接通以適應(例如)EDGE模式(例如，GMSK調變)。在此模式中，EDGE模式偏壓電流亦可通過DC安定電阻R1。如本文中所描述，具有線性化電路104的路徑112可提供用於使RF電力進入(Q2)(例如，自先前級(Q1))並至Q3之射極的耦接路徑。此耦接可產生對Q2及Q3之基極-射極接面的整流以藉此校正AM-AM失真且因此改良線性度。同時，可藉由相對大之DC安定電阻R1來達成PA強健性。
圖4至圖6展示參看圖3描述之線性化電路104的各種非限制性實例。如圖4至圖6中所展示，線性化電路104可實施於PA電路之一或多 個級上。在一些實施例中，線性化電路104可實施於PA電路的給定級上，且在此級之前或之後可能有或可能無另一級。
在圖4之實例偏壓組態100中，線性化電路104可包括沿著路徑112之耦接節點110與114的電容C4(例如，電容器)。如參看圖3所描述(Q2及Q3)，此電容(C4)可提供對Q與Q3之基極-射極接面的整流功能性以藉此校正AM-AM失真且因此改良線性度。
在圖5A及圖5B之實例組態100中，線性化電路104可包括沿著耦接節點110及114之路徑112的與電感L5串聯的電容C5(例如，電容器)。在圖5A之實例中，電感L5係在電容C5與節點114之間。在圖5B之實例中，L5及C5的次序經反向，使得電感L5係在電容C5與節點110之間。
在圖6A及圖6B之實例組態100中，線性化電路104可包括沿著耦接節點110及114之路徑112的與電阻R6(例如，電阻器)串聯的電容C6(例如，電容器)。在圖6A之實例中，電阻R6係在電容C6與節點114之間。在圖6B之實例中，R6及C6的次序經反向，使得電阻R6係在電容C6與節點110之間。
圖7展示可藉由使用如本文中所描述之線性化電路獲得的線性度效能之改良的實例。在圖7中，水平虛線150表示在圖3之PA 106之功率輸出增益範圍內相鄰通道功率比率(ACPR)參數的指定值。如通常已知曉，ACPR可表示PA的線性度或非線性度。
在圖7中，指示為152之曲線表示在線性化電路不存在之情況下依據圖2之PA 16的輸出功率的模擬ACPR。如可看出，當功率輸出增益大於約26.0dBm時，ACPR值超出指定ACPR值150。因此，當實例PA之輸出增益為高時，其非線性度超出指定值。
在圖7中，指示為154的曲線表示在存在線性化電路104之情況下依據圖3之PA 106之輸出功率的模擬ACPR。對於實例曲線154，線性 化電路104包括類似於圖4之C4的電容。如可看出，ACPR值貫穿功率輸出增益保持比指定ACPR值150低得多。對於產生圖7之ACPR曲線154的圖3之實例組態，可取決於特定設計來選擇電阻及電容之值。
圖8以實例方式展示，可在不必犧牲其他操作參數之效能的情況下達成線性度之前述改良。在圖8中，依據功率控制電壓Vramp繪製功率輸出增益。此電壓可控制(例如)GMSK之輸出功率位準，或使EDGE調變之效能最佳化。如圖8中所展示，圖3中線性化電路的添加(諸如圖4之實例)對功率輸出增益之Vramp相依性有很小降級影響或無降級影響。
在一些實施例中，具有如本文中所描述之一或多個特徵的線性化電路可實施於不同產品中。圖9至圖11展示此等產品之非限制性實例。圖9A至圖9E展示線性化電路104可以晶粒層級實施之方式的各種實例。圖10展示線性化電路104可以諸如封裝模組之模組實施的方式之實例。圖11展示線性化電路可實施於無線器件中之方式的實例。
圖9A至圖9E展示，具有如本文中所描述之一或多個特徵的線性化電路104可實施於一或多個晶粒上。圖9A展示，在一些實施例中，線性化電路104可形成於亦包括偏壓電路102及PA電路106之晶粒200的半導體基板202上。此晶粒可包括(例如)基於砷化鎵(GaAs)基板的HBT晶粒。
圖9B至圖9E展示偏壓電路102可實施於第一晶粒200a上且PA電路106可實施於第二晶粒200b上的實例。圖9B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線性化電路104可實施於包括偏壓電路102的第一晶粒200a上。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線性化電路104可實施於包括PA電路106的第二晶粒200b上。圖9D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線性化電路104可部分實施於第一晶粒 200a上，部分實施於第二晶粒200b上，且部分實施於兩個晶粒200a、200b外部。圖9E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線性化電路104可實質上實施於兩個晶粒200a、200b外部。其他組態亦有可能。
圖10示意性地描繪可經組態以包括具有如本文中所描述之一或多個特徵的線性化電路104之實例模組300。在圖10中，實例模組300被展示為包括PA晶粒302，該PA晶粒302包括PA電路106(例如，HBT PA電路)。在圖10之實例中，偏壓電路102及線性化電路104被描繪為實施於分離晶粒360上。然而，應理解，PA電路106、偏壓電路102及線性化電路104可以其他方式組態，諸如參看圖9A至圖9E描述的實例。
在圖10之實例模組300中，晶粒302被展示為安裝於基板350上。此晶粒可使用數個半導體處理技術(包括本文中所描述之實例)來製造。晶粒302可包括複數個電接觸墊352，其經組態以允許形成晶粒302與形成於封裝基板350上之接觸墊356之間的諸如導線結合的電連接件354。
在圖10中，如本文中所描述的晶粒360被展示為安裝於基板350上。此晶粒可使用數個半導體處理技術(包括本文中所描述的實例)來製造。晶粒360可包括複數個電接觸墊362，其經組態以允許形成晶粒360與形成於封裝基板350上之接觸墊366之間的諸如導線結合的電連接件364。
封裝基板350可經組態以收納複數個組件，諸如晶粒302、360及一或多個SMD(例如，380)。在一些實施例中，封裝基板350可包括層壓基板。
在實例封裝模組300中，匹配電路370可實施於基板350上及/或內。此匹配電路370可提供匹配功能性從而匹配與PA電路106相關聯 的網路。
在一些實施例中，模組300亦可包括一或多個封裝結構以(例如)提供保護並促進對模組300的更容易處置。此封裝結構可包括包覆模製件，其形成於封裝基板350上且經設定尺寸以實質上囊封在封裝基板350上的各種電路及組件。
應理解，儘管在基於導線結合之電連接件的內容脈絡中描述模組300，但本發明之一或多個特徵亦可以其他封裝組態來實施，包括覆晶組態。
在一些實施中，具有本文中所描述之一或多個特徵的器件及/或電路可包括於諸如無線器件的RF器件中。此器件及/或電路可直接實施於無線器件中，以如本文中所描述之模組形式實施，或以其某組合實施。在一些實施例中，此無線器件可包括(例如)蜂巢式電話、智慧型電話、具有或無電話功能性的手持型無線器件、無線平板電腦等。
圖11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器件400。在實例中，一或多個PA 106經展示以藉由具有如本文中所描述之一或多個特徵的PA偏壓系統100來偏壓。此等PA及偏壓系統可促進(例如)無線器件400的多頻帶操作。在PA、偏壓系統及匹配電路420封裝至模組中的實施例中，此模組可由虛線框300來表示。
PA 106可自收發器410接收其各別RF信號，該收發器410可經組態並操作以產生待放大並傳輸之RF信號且處理所接收信號。收發器410經展示為與基頻子系統408互動，該基頻子系統408經組態以提供適合於使用者之資料及/或語音信號與適用於收發器410之RF信號之間的轉換。收發器410亦被展示為連接至功率管理組件406，其經組態以管理無線器件400的操作的功率。此功率管理亦可控制基頻子系統408及模組300的操作。
基頻子系統408經展示為連接至使用者介面402以促進提供至使 用者並自使用者接收之語音及/或資料的各種輸入及輸出。基頻子系統408亦可連接至記憶體404，該記憶體404經組態以儲存資料及/或指令以促進無線器件400之操作及/或提供用於使用者之資訊的儲存。
在實例無線器件400中，PA 106之輸出被展示為匹配(經由匹配電路420)至天線416且經由其各別雙工器412a至412d及頻帶選擇開關414投送至天線416。頻帶選擇開關414可經組態以允許選擇操作頻帶。在一些實施例中，每一雙工器412可允許使用共同天線(例如，416)同時執行傳輸及接收操作。在圖11中，所接收信號被展示為投送至「Rx」路徑(圖中未示)，該路徑可包括(例如)低雜訊放大器(LNA)。
許多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，無線器件並不需要為多頻帶器件。在另一實例中，無線器件可包括諸如分集天線的額外天線，及諸如Wi-Fi、藍芽及GPS的額外連接性特徵。
除非上下文清楚地另有要求，否則貫穿【實施方式】及【申請專利範圍】，詞語「包含」及其類似者應以包括性含義而非排他性或窮盡性含義解釋；即，以「包括但不限於」之含義解釋。如本文中通常使用，詞語「耦接」指可直接連接或借助於一或多個中間元件連接的兩個或兩個以上元件。另外，詞語「本文中」、「上文」、「下文」及類似意思的詞語在用於本申請案中時應皆指本申請案整體且並非指本申請案的任何特定部分。在上下文准許之處，以上【實施方式】中使用單數或複數的詞語亦可分別包括複數或單數。關於兩個或兩個以上項目之清單的詞語「或」，該詞語涵蓋詞語之以下所有解釋：清單中之項目中的任一者、清單中之所有項目，及清單中項目的任何組合。
本發明之實施例的以上詳細描述不意欲為詳盡的或不意欲將本發明限於上文所揭示之精準形式。雖然上文出於說明性目的描述了本發明之特定實施例及實例，但在本發明之範疇內有可能有各種等效修 改，如熟習相關技術者將認識到。舉例而言，雖然以給定次序呈現程序或區塊，但替代性實施例可執行具有呈不同次序之步驟的常式或使用具有不同次序之區塊的系統，且一些程序或區塊可被刪除、移動、添加、再分、組合及/或修改。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，但可替代地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。
本文中所提供的本發明之教示可應用至其他系統，不必為上文所描述的系統。上文所描述之各種實施例的元件及動作可經組合以提供其他實施例。
雖然已描述了本發明之一些實施例，但此等實施例已僅以實例方式予以呈現，且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來體現；此外，在不悖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 (20)

  1. 一種功率放大器，其包含：一放大器電路，其包括一電晶體，該電晶體具有一基極、一集極及一射極，該電晶體經組態以經由一輸入路徑接收一射頻信號並放大該RF信號，該輸入路徑包括一電容，其實施於一輸入節點與該電晶體之該基極之間；一偏壓電路，其與該放大器電路通信，且經組態以提供一第一偏壓信號或一第二偏壓信號至該電晶體之該基極以用於分別以一第一模式或一第二模式操作，該第一偏壓信號及該第二偏壓信號中之每一者經由包括一共同節點及一安定器的一路徑投送至該電晶體；及一線性化電路，其實施於該共同節點與該輸入路徑之該輸入節點之間，且經組態以提供該共同節點與該輸入路徑之間的一耦接路徑以改良以該第一模式與該第二模式之至少一者操作的該放大器電路之線性度。
  2. 如請求項1之功率放大器，其中該安定器包括一直流(direct-current)安定電阻。
  3. 如請求項1之功率放大器，其中該電晶體包括一異質接面雙極電晶體。
  4. 如請求項1之功率放大器，其中提供介於該共同節點與該輸入路徑之間的該耦接路徑的該線性化電路係用以改良以該第一模式操作的該放大器電路之該線性度，同時允許該安定器對於以該第二模式操作的該放大器電路足夠強建。
  5. 如請求項4之功率放大器，其中該第一模式包括一EDGE(GSM演進增強型資料速率)模式，且該第二模式包括一GPRS(通用封包 無線電服務)模式。
  6. 如請求項5之功率放大器，其中該偏壓電路包括一電流鏡，該電流鏡產生針對該功率放大器電路在該第一模式中之該操作的該第一偏壓信號。
  7. 如請求項6之功率放大器，其中該電流鏡包括耦接至一參考電流源的一電晶體，使得該第一偏壓信號係經由該電晶體之一射極輸出以提供至該共同節點。
  8. 如請求項7之功率放大器，其中該安定器實施於該共同節點與該放大器電路之該電晶體之該基極之間，使得該共同節點充當該放大器電路之該電晶體之該基極與該電流鏡之該電晶體之該射極之間的一基極-射極接面。
  9. 如請求項8之功率放大器，其中該輸入路徑之該電容係經組態為一直流阻斷電容器。
  10. 如請求項9之功率放大器，其中該線性化電路經組態以將該射頻信號耦接於該輸入路徑與該基極-射極接面之間，以提供對該基極-射極接面的整流，並校正AM-AM失真，且藉此提供改良之線性度。
  11. 如請求項5之功率放大器，其中該偏壓電路包括實施於一GPRS偏壓節點與該共同節點之間的一偏壓電阻，使得該第二偏壓信號自該GPRS偏壓節點經由該偏壓電阻、該共同節點及該安定器提供至該放大器電路之該電晶體之該閘極。
  12. 如請求項1之功率放大器，其中該放大器電路包括一第二電晶體，其經組態以提供另一放大級。
  13. 如請求項12之功率放大器，其中該第二電晶體經實施，使得該電晶體之該輸入路徑耦接至該第二電晶體的一輸出端。
  14. 如請求項12之功率放大器，其中該第二電晶體經組態以自該電 晶體接收該經放大之射頻信號。
  15. 如請求項1之功率放大器，其中該線性化電路包括一電容。
  16. 如請求項15之功率放大器，其中該線性化電路之該電容包括一電容器。
  17. 如請求項15之功率放大器，其中該線性化電路進一步包括與該電容串聯的一電阻。
  18. 如請求項15之功率放大器，其中該線性化電路進一步包括與該電容串聯的一電感。
  19. 一種功率放大器模組，其包含：一封裝基板，其經組態以收納複數個組件；形成於一晶粒上的一放大器電路，該晶粒安裝於該封裝基板上，該放大器電路包括具有一基極、一集極及一射極的一電晶體，該電晶體經組態以經由一輸入路徑接收一射頻信號並放大該射頻信號，該輸入路徑包括一電容，其實施於一輸入節點與該電晶體之該基極之間；一偏壓電路，其與該放大器電路通信，且經組態以提供一第一偏壓信號或一第二偏壓信號至該電晶體之該基極以用於分別以一第一模式或一第二模式操作，該第一偏壓信號及該第二偏壓信號中之每一者經由包括一共同節點及一安定器的一路徑投送至該電晶體；及一線性化電路，其實施於該共同節點與該輸入路徑之該輸入節點之間，且經組態以提供該共同節點與該輸入路徑之間的一耦接路徑，以改良以該第一模式操作與該第二模式之至少一者之該放大器電路的線性度。
  20. 一種用於操作一功率放大器的方法，該方法包含：經由一放大器電路中之一輸入路徑接收一射頻信號，該放大 器電路包括一電晶體，該電晶體具有一基極、一集極及一射極，該輸入路徑包括一電容，其實施於一輸入節點與該電晶體之該基極之間；提供一第一偏壓信號或一第二偏壓信號至該電晶體之該基極以用於分別以一第一模式或一第二模式操作，該第一偏壓信號及該第二偏壓信號中的每一者經由一路徑投送至該電晶體，該路徑包括一共同節點及一安定器；及藉由一線性化電路耦接該共同節點及該輸入路徑之該輸入節點，以改良以該第一模式與該第二模式之至少一者操作之該放大器電路的線性度。
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