TWI754606B - 用於射頻裝置之溫度補償電路 - Google Patents

用於射頻裝置之溫度補償電路 Download PDF

Info

Publication number
TWI754606B
TWI754606B TW104117510A TW104117510A TWI754606B TW I754606 B TWI754606 B TW I754606B TW 104117510 A TW104117510 A TW 104117510A TW 104117510 A TW104117510 A TW 104117510A TW I754606 B TWI754606 B TW I754606B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
temperature
circuit
capacitor
capacitance
radio frequency
Prior art date
Application number
TW104117510A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201608758A (zh
Inventor
菲利浦 約翰 勒托拉
安德魯 馬丁 凱
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 TW201608758A publication Critical patent/TW201608758A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI754606B publication Critical patent/TWI754606B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H03H7/40—Automatic matching of load impedance to source impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • H03F1/565—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for using inductive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/68—Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/54—Modifications of networks to reduce influence of variations of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/111—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a dual or triple band amplifier, e.g. 900 and 1800 MHz, e.g. switched or not switched, simultaneously or not
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/387—A circuit being added at the output of an amplifier to adapt the output impedance of the amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/447—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being protected to temperature influence
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本發明揭示用於射頻(RF)裝置之溫度補償電路。在某些實施例中，一RF電路可包含：一輸入節點；及複數個組件，其經互連至該輸入節點，且經組態以在該輸入節點處產生針對一RF信號之一阻抗。該複數個組件中之至少一者可經組態以具有在一溫度範圍內之溫度相依性，使得該阻抗變化以補償一溫度改變效應。此一RF電路可係(例如)實施於一功率放大器之一輸出處之一阻抗匹配電路。具有溫度相依性之該組件可包含一溫度相依電容器，諸如一陶瓷電容器。

Description

用於射頻裝置之溫度補償電路 相關申請案交叉參考
本申請案主張2014年5月29日申請之標題為TEMPERATURE COMPENSATED CIRCUITS FOR RADIO-FREQUENCY DEVICES之美國臨時申請第62/004,792號之優先權，該美國臨時申請之揭示內容據此以全文引用之方式明確地併入本文。
本發明係關於用於射頻(RF)應用之溫度補償電路。
在射頻(RF)應用中，各種電路可經實施以處理一RF信號。舉例而言，一收發器可產生一RF信號，其然後經放大以用於傳輸。經放大RF信號通常通過諸如一阻抗匹配電路、一濾波器電路及一切換電路之電路，以便遞送至一天線進行無線發射。
在某些實施中，本發明係關於一種射頻(RF)電路，其包含：一輸入節點；及複數個組件，其互連至該輸入節點且經組態以在該輸入節點處產生針對一RF信號之一阻抗。該複數個組件中之至少一者經組態以具有在一溫度範圍內之溫度相依性，使得該阻抗變化以補償一溫度改變效應。
在某些實施例中，該RF電路可包含一阻抗匹配電路。該RF電路 可進一步包含經組態以可連接至一負載之一輸出節點。該阻抗匹配電路可包含一功率放大器(PA)輸出匹配電路，且該負載可包含一天線。該PA輸出匹配電路可包含一第一L型區段，該第一L型區段具有在該輸入節點與該輸出節點之間的一第一電感，以及實施於毗鄰該第一電感之一節點與一接地之間的一第一電容性分流。該第一電容性分流可包含經組態以提供該溫度範圍內之該溫度相依性之一溫度相依電容器。毗鄰該第一電感之該節點可係在該第一電感之後的一節點。
該PA輸出匹配電路可進一步包含一第二L型區段，該第二L型區段具有與該第一電感串聯之一第二電感，以及實施於毗鄰該第二電感之一節點與該接地之間的一第二電容性分流。該第二電容性分流可包含一電容器。毗鄰該第二電感之該節點可係在該第二電感之後的一節點。該第二電容性分流之該電容器可係一非溫度相依電容器。該第一L型區段與該第二L型區段可經配置以形成一兩段式L型區段組態。
在某些實施例中，該溫度相依電容器可包含一陶瓷電容器。
在某些實施例中，該陶瓷電容器可經組態使得其電容隨溫度增加而增加。當該溫度範圍係大約25℃至85℃時，該電容可增加約13%至15%。該陶瓷電容器可包含具有介於4,500至7,000之一範圍內之一介電常數之一陶瓷區塊。該陶瓷電容器可具有一X7R額定。該陶瓷電容器可係具有一0201外觀尺寸之一表面安裝裝置。該電容可在具有小於約50pF或約20pF之一上限之一範圍內變化。
在某些實施例中，該電容增加可導致該電路之該阻抗之一減小。該阻抗在25℃之一溫度下可具有大約4.5歐姆之一值。該阻抗在85℃之一溫度下可減小至大約4.0歐姆。
在某些實施例中，該溫度改變效應可包含一功率飽和位準在一較高溫度下之一降級，且該阻抗減小可經選擇以增加該功率飽和位準以補償該降級。該功率飽和位準可在該較高溫度下增加約0.5dB，以 在該功率飽和位準下或附近維持一可接受線性度。
根據數個實施，本發明係關於一種射頻(RF)模組，其包含：一封裝基板，其經組態以接納複數個組件；及一晶粒，其安裝於該封裝基板上且具有一功率放大器電路，該功率放大器電路經組態以在其輸出節點處產生一經放大RF信號。該RF模組進一步包含：一匹配電路，其實施於該封裝基板上且連接至該功率放大器電路之該輸出節點。該匹配電路經組態以提供針對該經放大RF信號之阻抗匹配，且該匹配電路包含經組態以具有在一溫度範圍內之溫度相依性之至少一個組件，使得與該匹配電路相關聯之一阻抗變化以補償溫度改變對該經放大RF信號之一效應。該RF模組進一步包含：複數個連接器，其經組態以提供該功率放大器電路、該匹配電路及該封裝基板之間的電連接。在某些實施例中，該至少一個溫度相依組件可包含一溫度相依電容器。
根據某些教示，本發明係關於一種射頻(RF)裝置，其包含：一收發器，其經組態以處理RF信號；及一天線，其與該收發器通信且經組態以促進一經放大RF信號之傳輸。該RF裝置進一步包含：一功率放大器電路，其連接至該收發器且經組態以產生該經放大RF信號。該RF裝置進一步包含：一匹配電路，其實施於該功率放大器電路與該天線之間，且經組態以提供針對該經放大RF信號之阻抗匹配。該匹配電路包含經組態以具有在一溫度範圍內之溫度相依性之至少一個組件，使得與該匹配電路相關聯之一阻抗變化以補償溫度改變對該經放大RF信號之一效應。
在某些實施例中，該RF裝置可包含一無線裝置。至少一個溫度相依組件可包含一溫度相依電容器。
在數個實施中，本發明係關於一溫度相依電容器，其包含具有介於4,500至7,000之間的一介電常數之一陶瓷區塊。該溫度相依電容 器進一步包含安置於該陶瓷區塊附近之第一電極及第二電極。該陶瓷區塊及該等電極可經組態以提供小於約50pF之一範圍內之溫度相依電容。
在某些實施例中，該電容可在約60攝氏度之一溫度範圍內(諸如，介於25℃與85℃之間)變化約13%至15%。該陶瓷區塊可實質上無內部電極。該電容器可具有一0201 SMD外觀尺寸及一X7R效能額定。
出於概述本發明之目的，本文中已闡述本發明之某些態樣、優點及新穎特徵。應理解，未必所有此等優點皆可根據本發明之任一特定實施例而達成。因此，本發明可以達成或最佳化本文所教示之一個優點或優點群組而未必達成如本文中可教示或提出之其他優點之方式體現或執行。
1‧‧‧節點/第一節點/輸入節點
2‧‧‧節點/第二節點/輸出節點
10‧‧‧實例性組態
12‧‧‧功率放大器
14‧‧‧輸出匹配電路
100‧‧‧溫度補償電路/輸出匹配電路/匹配電路
100a至100d‧‧‧匹配電路
110‧‧‧實例性組態
112‧‧‧功率放大器
112a至112d‧‧‧功率放大器
120‧‧‧路徑
122‧‧‧RF_in側上之阻抗
124‧‧‧第一電容性分流支路
126‧‧‧第二電容性分流支路
128‧‧‧RF_out側上之外部負載阻抗
200‧‧‧電容器/第一電容器/陶瓷電容器/溫度相依電容器
202‧‧‧陶瓷介電區塊/陶瓷區塊
204‧‧‧第一電極
206‧‧‧第二電極
300‧‧‧模組
302‧‧‧晶粒
304‧‧‧電接觸墊
306‧‧‧接觸墊
308‧‧‧電連接
310‧‧‧表面安裝裝置
320‧‧‧封裝基板
330a‧‧‧接觸墊
330b‧‧‧接觸墊
332‧‧‧接觸墊
340‧‧‧外模製件
400‧‧‧無線裝置
402‧‧‧使用者介面
404‧‧‧記憶體
406‧‧‧功率管理組件
408‧‧‧基頻應用程式處理器
410‧‧‧收發器
412a至412d‧‧‧雙工器
414‧‧‧頻帶選擇開關
416‧‧‧天線
C2‧‧‧第二電容
Ctemp‧‧‧溫度相依電容/電容
L‧‧‧長度
L1‧‧‧第一電感
L2‧‧‧第二電感
W‧‧‧寬度
T‧‧‧厚度
圖1繪示具有本文中闡述之一或多個特徵之一溫度補償電路之一方塊圖。
圖2A及圖2B展示其中可利用一阻抗匹配電路之一實例性情景。
圖3展示一功率放大器之所量測毗鄰通道洩漏比(ACLR)值隨在一實例性頻率及不同溫度下操作所量測之輸出功率而變的曲線。
圖4展示提供圖3之相同資料集，使得標繪ACLR值對比正規化至最大飽和輸出功率(Psat)。
圖5展示針對一給定Psat及一額外負擔附加Psat隨輸出功率而變之功率附加效率(PAE)曲線的實例，其展示當附加Psat額外負擔時，PAE可降級。
圖6A展示可利用具有溫度相依電容Ctemp之一電容器之一實例性匹配電路。
圖6B展示圖6A之實例性匹配電路可經組態使得在給出RF_out側 上之ZLoad之一外部負載阻抗的情況下，匹配電路提供RF_in側上之Z之一阻抗。
圖7展示由溫度改變誘導之電容改變之一實例性效應之一史密斯圓圖。
圖8展示負載線阻抗隨著溫度誘導電容增加而減少之一曲線。
圖9A及圖9B展示可實施為一陶瓷電容器之一溫度相依電容器之不同視圖。
圖10A及10B展示具有一溫度補償電路之一實例性模組之不同視圖。
圖11展示具有本文中闡述之一或多個有利特徵之一實例性無線裝置。
本文中所提供之標題(若有)僅為了方便起見而未必影響所主張之本發明之範疇或意義。
本文中揭示關於利用其效能取決於溫度之一或多個組件之一溫度補償電路之設備及方法。圖1繪示可經組態以在第一(例如，一輸入)節點與第二(例如，一輸出)節點(1與2)之間提供一或多個所要功能之一溫度補償電路100之一方塊圖。
在某些實施例中，一溫度補償電路可經實施為一阻抗匹配電路。將理解，儘管本文僅就一匹配電路來闡述各個特徵及優點，但本發明之一或多個特徵亦可被實施於其他類型之射頻(RF)或RF相關電路中。
圖2A及圖2B展示其中可利用一阻抗匹配電路之一實例性情景。在圖2A之一實例性組態10中，展示不具有一溫度補償特徵之一輸出匹配電路14，以提供一功率放大器(PA)12之一輸出RF信號與一電負載(未展示)(例如，一天線)之阻抗匹配，以增加或最大化功率輸送及/ 或減少或最小化來自負載的反射。
在圖2B之一實例性組態110中，展示具有一溫度補償特徵之一輸出匹配電路100，以提供一功率放大器(PA)112之一輸出射頻(RF)信號與一電負載(例如，一天線)之阻抗匹配。如本文中所闡述，此一溫度補償特徵達成與PA 112相關聯之經改良效能。
在用於RF應用之功率放大器(PA)設計中，可考量數個效能特徵。舉例而言，就線性PA而言，通常在效率與毗鄰通道洩漏比(ACLR)(或線性度)之間存在一重要取捨。一PA通常在接近飽和處操作時更具效率。然而，一PA通常在遠離飽和處操作時更具線性(例如，具有更佳ACLR效能)。因此，一典型PA設計可經組態以在非常接近於飽和處操作，以在提供相對高效率的同時滿足一所要線性度要求。
當一PA在非常接近於飽和處操作時，溫度之一小變化可造成線性度之一顯著改變。此一改變可導致線性度效能之顯著降級。舉例而言，圖3展示一PA之所量測ACLR1隨在大約1.980GHz及不同溫度(大約25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃及85℃)下操作之所量測輸出功率而變之曲線。實例性曲線展示隨著溫度自25℃增加至35℃，ACLR1降級約3dB。實例性曲線亦展示隨著溫度自25℃增加至35℃，飽和功率(Psat)減少約0.5dB。
據信ACLR1降級係由放大器之最大飽和輸出功率(Psat)之改變(例如，減少0.5dB)引起。Psat之此一減少據信係由與某些或所有佈線、互連件及/或被動件相關聯之經增加損耗以及電晶體隨溫度之經增加Vce,sat引起。
以上之觀察可在圖4得到確認，其中提供圖3之相同資料集，使得標繪ACLR1對比正規化至Psat之輸出功率。圖4中之曲線展示ACLR1效能實質上等於Psat以下約2.75dB。此展示隨溫度之ACLR1降 級實質上或完全係Psat漂移之一函數。
在某些情景中，由溫度改變引起之前述效能降級可藉由設計具有足夠額外負擔功率以在例如高溫下支援ACLR及/或增益之一負載線而解決。舉例而言，此一額外負擔可經組態以提供比在室溫下必需的高約0.5dB之功率。然而，且如在圖5所展示，針對另外的額外負擔功率之設計可使功率附加效率(PAE)降級。在圖5中，展示表示一給定Psat(「低Psat」)與一額外負擔附加Psat(「高Psat」)之兩條曲線(PAE對比輸出功率)。展示「低Psat」組態具有大體高於額外負擔附加(高Psat)組態之一PAE。
在某些實施中，溫度相關效能改變(諸如，效能降級之前述實例)可由一匹配電路補償，而不必依賴於附加額外負擔功率。在某些實施例中，此溫度補償可藉由使用一或多個溫度相依組件而達成。藉由選擇等，可實施此(等)組件之一所要溫度相依性、一電路(例如，一匹配電路)之所要溫度補償性質。
圖6A展示利用具有溫度相依電容Ctemp之一電容器200之一實例性匹配電路100。本文中更詳細地闡述關於此一電容器之額外細節。將理解亦可在其他類型之匹配電路中利用此一溫度相依電容器。亦將理解亦可利用其他溫度相依組件以產出匹配電路之所要效能性質。
圖6B展示圖6A之實例性匹配電路100可經組態使得在給出RF_out側上之一外部負載阻抗ZLoad(繪示為128)的情況下，匹配電路100提供RF_in側上之一阻抗Z(繪示為122)。因此，藉由方式一實例，若RF_in連接至一功率放大器(PA)(例如，圖2B中之112)之一輸出，則PA表現為Z之一阻抗而非ZLoad之一阻抗，以例如所要地阻抗匹配PA輸出。
在實例性匹配電路100中，展示RF_in與RF_out之間的一路徑120包含第一電感L1及第二電感L2。在某些實施例中，此等電感可藉由例如離散電感器、電線連接、導體跡線或其任一組合而提供。
亦展示實例性匹配電路100包含實施於L1與L2之間且經由一第一電容(例如，一電容器)200耦合至接地之一第一電容性分流支路124。在本文中闡述之實例中，第一電容器200可係具有隨溫度之電容Ctemp之一溫度相依電容器。展示一第二電容性分流支路126經實施以將輸出節點RF_out(例如，L2之下游)經由一第二電容(例如，一電容器)C2耦合至接地。
表1列出可針對前述組件實施以達成本文中闡述之一實例性溫度補償之實例性值。所列出之值係近似值。亦可使用其他值。
Figure 104117510-A0202-12-0008-1
在與圖6A及圖6B以及表1相關聯之實例性組態之內容脈絡中，可針對一功率放大器(例如，針對一高效率WCDMA模組之頻帶1)藉由在高溫(例如，85℃，其與諸如25℃之較低溫度形成對比)下提供約0.5dB之一額外輸出功率以用於線性度補償而達成高出大約2%至3%之PAE。此一效應可藉由將一負載線阻抗自大約4.5歐姆減少至大約4.0歐姆而達成。4.5歐姆負載線阻抗可藉助於在25℃之較低溫度下具有大約9pF之一值之溫度相依Ctemp而達成。4.0歐姆負載線阻抗可藉助於在85℃之較高溫度下具有大約10.2pF之一值之溫度相依Ctemp而達成。
在某些實施例中，可提供前述實例性溫度相依電容Ctemp之一電容器可包含相對高Q及相對緊縮容限性質。舉例而言，存在具有相對 大容限(例如，+/- 15%)且具有介於約100pF至106pF之間的電容值之溫度相依電容器。此等電容器將有可能由於例如電容值及容限太大而不可用於參考圖6A及圖6A以及表1闡述之實例性溫度補償匹配電路。然而，可在其他RF應用中利用此等溫度相依電容器。
在某些實施例中，可用於促進一RF PA輸出匹配電路之溫度補償之一電容器可包含具有大約10%或更小，或更佳地5%或更小之一容限之一溫度相依電容器。在某些實施例中，此一容限可在介於大約3%至5%之一範圍內。此一電容器可在其操作溫度範圍內具有(例如)小於100pF、小於80pF、小於60pF、小於50pF、小於40pF、小於30pF、小於20pF，或小於15pF之一電容值。
在某些實施例中，具有如本文中闡述之一或多個特徵之一溫度相依電容器的電容值可隨溫度增加而增加。在本文中闡述之介於25℃至85℃之實例性溫度範圍內，電容值可改變約13%至15%。將理解溫度及/或相對改變的其他操作範圍亦係可能的。亦將理解，可在一溫度相依電容器及相關RF電路中，利用其中電容隨溫度增加、隨溫度減小或其任何組合(例如，電容在一個溫度範圍內增加且在另一溫度範圍內減小)的溫度相依性。
在某些實施例中，具有如本文中闡述之一或多個特徵之一溫度相依電容器可具有在1GHz下(例如)至少100之一Q值。在一更具體實例中，對於大約9pF之一電容值之電容器的電抗，至少180之一Q值可係所要地高的。將理解，亦可實施其他值或範圍之Q及/或電容。
圖7及圖8展示由溫度改變(例如，25℃至85℃)誘導之電容改變之實例性效應。圖7展示一史密斯圓圖，其中一S1,1散射參數經展示為隨溫度增加而減小。圖8展示隨著溫度誘導電容自大約9.0pF增加至大約10.2pF，負載線阻抗如上所述自大約4.5歐姆減少至大約4.0歐姆之一曲線。
在某些實施例中，具有本文中闡述之某些或所有特徵之一溫度相依電容器可被實施為一陶瓷電容器。圖9A及圖9B展示具有長度(L)、寬度(W)及厚度(T)之總體尺寸之一實例性陶瓷電容器200之平面視圖及側視圖。電容器200可包含經安置於第一電極204與第二電極206之間之一陶瓷介電區塊202。
在某些實施例中，前述陶瓷電容器200可係實施為(例如)具有大約0.6mm×0.3mm之一佔據面積大小之一0201大小表面安裝裝置(SMD)。其他大小及/或組態亦係可能的。
在某些實施例中，前述陶瓷區塊202可經組態以提供介於(例如)約4,500與7,000之間之一範圍內的塊體介電常數。亦可使用其他範圍之塊體介電常數。
陶瓷區塊202可經組態以提供(例如)X7R溫度性質(-55℃之低溫、+125℃之高溫，以及+/-15%之電容改變)。亦可利用其他溫度性質。舉例而言，在某些情景中亦可使用"Y"(-30℃之低溫)或"Z"(+10℃之低溫)組態。對於高溫，在某些情景中亦可使用"6"(+105℃之高溫)或"8"(+150℃之高溫)組態。對於相對電容改變，在某些情景中亦可使用其他範圍，諸如"P"(+/-10%)或"S"(+/-22%)。亦可利用其他組態。
在某些實施例中，前述實例性陶瓷電容器200可與標準外部帽電極一起實施，且無內部電極。亦可實施其他電極組態。
如本文中所闡述，可在諸如圖6A及圖6B之一實例性阻抗匹配電路100之RF電路中，利用一或多個溫度相依電容器，以獲得所要效能益處。在圖6A及圖6B之實例中，阻抗匹配電路100通常具有一兩段式L型區段組態。將理解，此一組態係一阻抗匹配電路之一實例。因此，可在其他類型之阻抗匹配電路中利用一或多個溫度相依電容器。
亦將理解，具有本文中闡述之一或多個特徵之阻抗匹配電路係可包含一或多個溫度相依電容器之RF電路之實例。因此，可在其他 類型之RF電路中利用一或多個溫度相依電容器。舉例而言，一RF電路可具有取決於一電容器之一電容值之一頻率回應及/或一諧振；且與此一RF電路相關之效能可對頻率回應及/或諧振之相對小變化敏感。因此，一或多個溫度相依電容器在此一RF電路中之使用可補償非所要溫度相關效應。
在某些實施中，具有本文中闡述之一或多個特徵之一裝置及/或一電路可包含於一模組中。在圖10A(一平面視圖)及圖10B(一側視圖)中繪示此一模組(300)之一實例。
在經放大RF信號之輸出匹配之實例性內容脈絡中，展示實例性模組300包含具有如本文中闡述之一功率放大器電路112之一晶粒302。可使用數種半導體製程技術製造此一晶粒。晶粒302可包含複數個電接觸墊304，其經組態以允許電連接308(諸如，晶粒302與接觸墊306之間的線接合)形成於模組300之一封裝基板320上。
在實例性模組300中，封裝基板320可經組態以接納複數個組件，諸如晶粒302及一或多個SMD(例如，310)。在某些實施例中，封裝基板320可包含例如一層壓基板、一陶瓷基板等。
展示模組300包含具有本文中闡述之一或多個特徵之一溫度補償匹配電路100。此一電路可包含一溫度相依電容器200及一或多個額外SMD(例如，非溫度相依電容器及電阻器)。在某些實施例中，與電路100相關聯之電感可由離散電感器及/或與電路100相關聯之導體路徑提供。在某些實施例中，此等導體路徑中之某些導體路徑可位於封裝基板320之表面下方。因此，電路100可在封裝基板320之表面上；且在某些情景中，電路100可延伸至基板320之一部分中。
展示模組300包含安置於晶粒112安裝於其上之側相對之側上的複數個接觸墊330、332。此一組態可允許模組300容易地安裝於一電路板(諸如，一無線裝置之一電話板)上。實例性接觸墊332可經組態以 提供一接地連接336。實例性接觸墊330可經組態以提供用於功率及RF信號之連接。舉例而言，實例性接觸墊330a及330b可提供用於RF信號進入至PA 112中及自PA 112出之輸入及輸出連接334a、334b。
在某些實施例中，模組300亦可包含一或多個封裝結構，以例如提供保護且促進模組300之更容易搬運。此一封裝結構可包含形成於封裝基板320上方且經定尺寸以實質上囊封其上之各個電路之一外模製件340。
將理解，儘管在基於無線接合之電連接之內容脈絡中闡述模組300，但本發明之一或多個特徵亦可以其他封裝組態(包含覆晶組態)實施。
在某些實施中，具有本文中闡述之一或多個特徵之一裝置及/或一電路可包含於諸如一無線裝置之一RF裝置中。此一裝置及/或一電路可直接實施於無線裝置，以本文中闡述之一模組形式實施，或以其某一組合實施。在某些實施例中，此一無線裝置可包含例如一蜂巢電話、一智慧型電話、具有或不具有電話功能性之一手持型無線裝置、一無線平板電腦等。
圖11繪示具有本文中闡述之一或多個有利特徵之一實例性無線裝置400。在用於一PA之一輸出匹配電路之內容脈絡中，展示具有本文中闡述之一或多個特徵之複數個匹配電路100a、100b、100c、100d連接至其各別PA 112a、112b、112c、112d之輸出。此等PA可促進例如無線裝置400之多頻帶操作。在其中PA及其匹配電路封裝至一模組中之實施例中，此一模組可由一虛線框300表示。
PA 112可自一收發器410接收其各別RF信號，收發器410可經組態且以已知方式操作以產生將被放大及傳輸之RF信號，且處理所接收信號。展示收發器410與一基頻應用程式處理器408相互作用，基頻應用程式處理器408經組態以提供適用於一使用者之資料及/或語音信 號與適用於收發器410之RF信號之間的轉換。亦展示收發器410連接至一功率管理組件406，功率管理組件406經組態以管理用於無線裝置之操作之功率。此功率管理亦可控制基頻應用程式處理器408及PA模組300之操作。
展示基頻應用程式處理器408與一使用者介面402通信，以促進提供至使用者及自使用者接收之語音及/或資料之各個輸入及輸出。基頻應用程式處理器408亦可與一記憶體404通信，記憶體404經組態以儲存資料及/或指令以促進無線裝置之操作，及/或提供用於使用者之資訊之儲存。
在實例性無線裝置400中，展示匹配電路(100a至100d)之輸出經由其各別雙工器412a至412d及一頻帶選擇開關414路由至一天線416。頻帶選擇開關414可包含例如一單極多擲(例如，SP4T)開關以允許一操作頻帶(例如，頻帶2)之選擇。在某些實施例中，每一雙工器412可允許使用一共同天線(例如，416)同時執行傳輸及接收操作。在圖11中，展示所接收信號路由至可包含例如一低雜訊放大器(LNA)之"Rx"路徑(未展示)。
數個其他無線裝置組態可利用本文中闡述之溫度補償匹配電路之一或多個特徵。舉例而言，一無線裝置不需係一多頻帶裝置。在另一實例中，一無線裝置可包含額外天線(諸如，分集天線)，以及額外連接性特徵(諸如，Wi-Fi、藍芽及GPS)。
除非上下文另外明確要求，否則在說明及申請專利範圍通篇中，措詞「包括(comprise)」、「包括(comprising)」及諸如此類應解釋為在與一排他性或窮盡性意義相反之一包含性意義上；亦即，在「包含但不限於」之意義上。如本文中通常所使用，措詞「經耦合(coupled)」係指可直接連接或藉助一或多個中間元件連接之兩個或兩個以上元件。另外，當在本申請案中使用時，措辭「本文中」、「上 文」、「下文」及類似意思之措辭應將本申請案視為一整體而非本申請案之任何特定部分。在上下文准許時，使用單數或複數之上文實施方式中之字詞亦可分別包括複數或單數。參考含兩個或兩個以上項目之一清單之措詞「或」，彼措詞涵蓋該措詞之以下解釋中之全部：該清單中之項目中之任一者、該清單中之項目之全部及該清單中之項目之任何組合。
上文對本發明實施例之詳細說明並非旨在為窮盡性或將本發明限定於上文所揭示之精確形式。儘管上文出於說明性目的闡述本發明之具體實施例及實例，但如熟習相關技術者將辨識，可在本發明之範疇內做出各種等效修改。舉例而言，儘管按一既定次序來呈現程序或方塊，但替代實施例亦可按一不同次序來執行具有步驟之常式，或採用具有方塊之系統，且可刪除、移動、添加、再分、組合及/或修改一些程序或方塊。可以各種不同方式實施此等程序或方塊中之每一者。同樣，儘管程序或方塊有時展示為連續執行，但此等程序或方塊可改為並行執行，或可在不同時間執行。
本文中提供之本發明之教示可應用於其他系統，未必上文所述之系統。可組合上文所闡述之各種實施例之元件及動作以提供另外實施例。
儘管已闡述了本發明之某些實施例，但此等實施例僅以實例方式呈現，且並非意欲限制本發明之範疇。實際上，本文中所述之新穎方法及系統可以各種其他形式體現；此外，在不背離本發明之精神之情況下可對本文中闡述之方法及系統之形式作出各種省略、替換及更改。隨附申請專利範圍及其等效範圍旨在涵蓋將歸屬於本發明之範疇及精神之此等形式或修改。
100‧‧‧溫度補償電路/輸出匹配電路/匹配電路
120‧‧‧路徑
122‧‧‧RF_in側上之阻抗
124‧‧‧第一電容性分流支路
126‧‧‧第二電容性分流支路
128‧‧‧RF_out側上之外部負載阻抗
200‧‧‧電容器/第一電容器/陶瓷電容器/溫度相依電容器
C2‧‧‧第二電容
Ctemp‧‧‧溫度相依電容/電容
L1‧‧‧第一電感
L2‧‧‧第二電感

Claims (13)

  1. 一種射頻電路，其包括：一輸入節點，其經組態以耦合至一功率放大器，及一輸出節點，其經組態以耦合至一負載電路；及一阻抗匹配電路，其實施於該輸入節點與該輸出節點之間，且經組態以在該功率放大器與該負載電路之間提供阻抗匹配功能，該阻抗匹配電路包含具有一溫度相依性電容之一被動表面安裝電容器，該溫度相依性電容提供自溫度中之一變化所生之阻抗中之一選擇性變化，具有該溫度相依性電容器之該被動表面安裝電容器包含一陶瓷電容器且該陶瓷電容器經組態使得當在一溫度範圍內之溫度增加時，其電容增加，該溫度增加導致在一較高溫度下之該功率放大器之一功率飽和位準之一降級，使得該被動表面安裝電容器之電容增加經選擇以增加該功率飽和位準，及該功率飽和位準在該較高溫度下增加約0.5dB，以在該功率飽和位準處或附近維持一可接受線性度。
  2. 如請求項1之射頻電路，其中該負載電路包含一天線。
  3. 如請求項2之射頻電路，其中該阻抗匹配電路包含一第一L型區段，該第一L型區段具有在該輸入節點與該輸出節點之間之一第一電感，以及經實施於毗鄰該第一電感之一節點與一接地之間之一第一電容性分流，該第一電容性分流包含具有該溫度相依性電容之該被動表面安裝電容器。
  4. 如請求項3之射頻電路，其中毗鄰該第一電感之該節點係在該第一電感之後之一節點。
  5. 如請求項3之射頻電路，其中該阻抗匹配電路進一步包含一第二L型區段，該第二L型區段具有與該第一電感串聯之一第二電 感，以及經實施於毗鄰該第二電感之一節點與該接地之間之一第二電容性分流，該第二電容性分流包含一電容器。
  6. 如請求項5之射頻電路，其中毗鄰該第二電感之該節點係在該第二電感之後之一節點。
  7. 如請求項5之射頻電路，其中該第二電容性分流之該第二電容器係一非溫度相依電容器。
  8. 如請求項5之射頻電路，其中該第一L型區段與該第二L型區段經配置以形成一兩段式L型區段組態。
  9. 如請求項1之射頻電路，其中當該溫度範圍係大約25℃至85℃時，該電容增加約13%至15%。
  10. 如請求項1之射頻電路，其中該電容在具有小於約50pF之一上限之一範圍內變化。
  11. 如請求項1之射頻電路，其中該被動表面安裝電容器之電容增加係經選擇以補償該輸入電路之該阻抗之一減小。
  12. 一種射頻模組，其包括：一封裝基板，其經組態以接納複數個組件；一晶粒，其經安裝於該封裝基板上且具有一功率放大器電路，該功率放大器電路經組態以在其輸出處產生一經放大信號；一阻抗匹配電路，其經至少部分實施於該封裝基板上且經連接至該功率放大器電路之該輸出節點，該阻抗匹配電路經組態以在該功率放大器電路之該輸出與一負載之間提供針對該經放大信號之阻抗匹配，該阻抗匹配電路包含具有一溫度相依性電容之一被動表面安裝電容器，該溫度相依性電容提供自溫度中之一變化所生之阻抗中之一選擇性變化；及複數個連接器，其經組態以提供該功率放大器電路、該阻抗 匹配電路及該封裝基板之間的電連接，具有該溫度相依性電容器之該被動表面安裝電容器包含一陶瓷電容器且該陶瓷電容器經組態使得當在一溫度範圍內之溫度增加時，其電容增加，該溫度增加導致在一較高溫度下之該功率放大器之一功率飽和位準之一降級，使得該被動表面安裝電容器之電容增加經選擇以增加該功率飽和位準，及該功率飽和位準在該較高溫度下增加約0.5dB，以在該功率飽和位準處或附近維持一可接受線性度。
  13. 一種射頻裝置，其包括：一收發器，其經組態以處理射頻信號；一天線，其與該收發器通信，且經組態以促進一經放大信號之傳輸；一功率放大器電路，其經連接至該收發器且經組態以產生該經放大信號；及一阻抗匹配電路，其經實施於該功率放大器電路與該天線之間，且經組態以提供針對該經放大信號之阻抗匹配，該阻抗匹配電路包含具有一溫度相依性電容之一被動表面安裝電容器，該溫度相依性電容提供自溫度中之一變化所生之阻抗中之一選擇性變化，具有該溫度相依性電容器之該被動表面安裝電容器包含一陶瓷電容器且該陶瓷電容器經組態使得當在一溫度範圍內之溫度增加時，其電容增加，該溫度增加導致在一較高溫度下之該功率放大器之一功率飽和位準之一降級，使得該被動表面安裝電容器之電容增加經選擇以增加該功率飽和位準，及該功率飽和位準在該較高溫度下增加約0.5dB，以在該功率飽和位準處或附近維持一可接受線性度。
TW104117510A 2014-05-29 2015-05-29 用於射頻裝置之溫度補償電路 TWI754606B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462004792P 2014-05-29 2014-05-29
US62/004,792 2014-05-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201608758A TW201608758A (zh) 2016-03-01
TWI754606B true TWI754606B (zh) 2022-02-11

Family

ID=54699851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104117510A TWI754606B (zh) 2014-05-29 2015-05-29 用於射頻裝置之溫度補償電路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150349741A1 (zh)
TW (1) TWI754606B (zh)
WO (1) WO2015184233A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018048807A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-15 Bates Frank S Synergistic toughening of epoxy modified by graphene and block copolymer
US10554177B2 (en) 2017-11-27 2020-02-04 Skyworks Solutions, Inc. Quadrature combined doherty amplifiers
WO2019103899A1 (en) 2017-11-27 2019-05-31 Skyworks Solutions, Inc. Wideband power combiner and splitter
US10779303B2 (en) 2017-12-12 2020-09-15 Google Llc Inter-radio access technology carrier aggregation
US10608721B2 (en) 2017-12-14 2020-03-31 Google Llc Opportunistic beamforming
US10868654B2 (en) 2017-12-15 2020-12-15 Google Llc Customizing transmission of a system information message
EP3676972B1 (en) 2017-12-15 2022-02-09 Google LLC Satellite-based narrow-band communication
US10574287B1 (en) 2018-09-28 2020-02-25 Qualcomm Incorporated Wireless transceiver with reconfigurable transformers
DE102020100778A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Integrierte patchantenne mit isolierendem substrat mit antennenhohlraum und high-k-dielektrikum
US11502402B2 (en) 2019-03-15 2022-11-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated patch antenna having insulating substrate with antenna cavity and high-K dielectric
US11916517B2 (en) 2019-04-23 2024-02-27 Skyworks Solutions, Inc. Saturation detection of power amplifiers

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040000948A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-01 Robert Stengel RF amplifier with enhanced efficiency
US20040255863A1 (en) * 2001-12-13 2004-12-23 Tsutomu Higashiura Plasma process apparatus
US20060139089A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Bambridge Timothy B Intelligent high-power amplifier module
US20100073103A1 (en) * 2008-09-24 2010-03-25 Spears John H Methods for tuning an adaptive impedance matching network with a look-up table
US20100216420A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Harris Corporation, Corporation Of The State Of Delaware Radio frequency (rf) power limiter and associated methods
US20100220766A1 (en) * 2009-01-15 2010-09-02 Daniel Burgard Wireless Temperature Profiling System
US20100308933A1 (en) * 2009-06-03 2010-12-09 Qualcomm Incorporated Tunable matching circuits for power amplifiers
US20110269416A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 Renesas Electronics Corporation Transmitter
US20130332011A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Harris Corporation Wireless engine monitoring system and associated engine wireless sensor network

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030030504A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-13 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Tunable impedance matching circuit for RF power amplifier
US7071783B2 (en) * 2002-07-19 2006-07-04 Micro Mobio Corporation Temperature-compensated power sensing circuit for power amplifiers
US7158386B2 (en) * 2003-05-08 2007-01-02 Powerwave Technologies, Inc. Balanced radio frequency power amplifier with temperature compensation
US8334718B2 (en) * 2009-12-23 2012-12-18 Rf Micro Devices, Inc. Variable attenuator having stacked transistors
JP2011172206A (ja) * 2010-01-21 2011-09-01 Panasonic Corp 高周波電力増幅器及びそれを備える無線通信装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040255863A1 (en) * 2001-12-13 2004-12-23 Tsutomu Higashiura Plasma process apparatus
US20040000948A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-01 Robert Stengel RF amplifier with enhanced efficiency
US20060139089A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Bambridge Timothy B Intelligent high-power amplifier module
US20100073103A1 (en) * 2008-09-24 2010-03-25 Spears John H Methods for tuning an adaptive impedance matching network with a look-up table
US20100220766A1 (en) * 2009-01-15 2010-09-02 Daniel Burgard Wireless Temperature Profiling System
US20100216420A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Harris Corporation, Corporation Of The State Of Delaware Radio frequency (rf) power limiter and associated methods
US20100308933A1 (en) * 2009-06-03 2010-12-09 Qualcomm Incorporated Tunable matching circuits for power amplifiers
US20110269416A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 Renesas Electronics Corporation Transmitter
US20130332011A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Harris Corporation Wireless engine monitoring system and associated engine wireless sensor network

Also Published As

Publication number Publication date
US20150349741A1 (en) 2015-12-03
TW201608758A (zh) 2016-03-01
WO2015184233A1 (en) 2015-12-03
TW202240972A (zh) 2022-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI754606B (zh) 用於射頻裝置之溫度補償電路
US9350059B2 (en) Radio-frequency switches having extended termination bandwidth and related circuits, modules, methods, and systems
US9692103B2 (en) RF coupler with switch between coupler port and adjustable termination impedance circuit
US9954562B2 (en) Circuits and methods related to radio-frequency power couplers
US20080136559A1 (en) Electronic device and rf module
CN107332518B (zh) 一种宽带多赫蒂功率放大器
CN104426489B (zh) 功率放大器
US10651812B2 (en) Cascode amplifier having feedback circuits
US8988161B2 (en) Transformer for monolithic microwave integrated circuits
KR20080053231A (ko) 전자 장치 및 ｒｆ 모듈
US9991857B2 (en) Matching network for broadband power amplifier
US20150288334A1 (en) Power amplifier
JP2008109535A (ja) スイッチ回路、それを有するフロントエンドモジュール及び無線端末
TWI841902B (zh) 用於射頻裝置之溫度補償電路
WO2016094376A2 (en) Adjustable rf coupler
US20150180467A1 (en) Switching circuit and high-frequency module
JP5807541B2 (ja) 高周波電力増幅器モジュール
KR101119384B1 (ko) 무선 송수신기의 집적화된 송신 모듈
JP2005109889A (ja) 高周波モジュール及び無線通信装置
JP2005102099A (ja) 高周波無線回路モジュール及び無線通信装置
Leenaerts Advances in Analog and RF IC Design for Wireless Communication Systems: Chapter 3. Low-Noise Amplifiers for Cellular Wireless Infrastructure