根據(jù)37CFR 1.57，在與本申請(qǐng)一起提交的申請(qǐng)數(shù)據(jù)表中確認(rèn)外國或本國優(yōu)先權(quán)要求的任何以及所有申請(qǐng)據(jù)此通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

本發(fā)明的實(shí)施例涉及電子系統(tǒng)，并且特別涉及射頻(RF)電子器件。

RF功率放大器可以用來增大具有相對(duì)低的功率的RF信號(hào)的功率。之后，增大的RF信號(hào)可以用于各種目的，包括驅(qū)動(dòng)發(fā)送器的天線。

功率放大器可以被包括在移動(dòng)電話中以放大用于發(fā)送的RF信號(hào)。例如，在具有時(shí)分多址(TDMA)架構(gòu)的移動(dòng)電話中，諸如存在于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)和寬帶碼分多址(W-CDMA)系統(tǒng)中的那些，功率放大器可以用來放大RF信號(hào)。管理對(duì)RF信號(hào)的放大可能是重要的，因?yàn)槠谕陌l(fā)送功率電平可能取決于用戶距離基站和/或移動(dòng)環(huán)境有多遠(yuǎn)。功率放大器還可以用來幫助調(diào)節(jié)RF信號(hào)隨時(shí)間的功率電平，以便防止在所分配的接收時(shí)隙期間發(fā)送信號(hào)干擾。

IEEE 802.11af是802.11系列中的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其允許在TV白空間頻譜中運(yùn)行無線局域網(wǎng)(WLAN)。對(duì)于IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11af，在大約470MHz至大約928MHz之間(全頻帶)的頻帶頻率中使用用來增大所發(fā)送的WiFi信號(hào)的功率放大器。在不完全線性放大器中，470MHz處的信號(hào)的諧波在940MHz處顯現(xiàn)，其危險(xiǎn)地接近928MHz處的全頻帶的端部。換句話說，全頻帶的較低頻率的諧波將被放大并傳遞到射頻(RF)信號(hào)鏈中的下一個(gè)元件，除非它們?cè)诓挥绊懛糯笃髟谌l帶的較高頻率處的操作的情況下被抑制。此外，在大約470MHz之下的RF信號(hào)可能無意中存在于所輸入的RF信號(hào)中，因此當(dāng)在頻帶的較低端操作放大器時(shí)需要抑制這些信號(hào)的諧波。

為了功率放大器的有效的寬帶操作，應(yīng)當(dāng)針對(duì)操作頻帶內(nèi)的所有頻率來優(yōu)化放大器的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)(OMN)。然而，對(duì)來自寬頻帶的較低部分的諧波頻率的抑制是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)镺MN也在那些諧波頻率處被優(yōu)化以匹配放大器，而不是抑制它們(即，較低頻率帶的頻率的兩倍在較高頻率帶的范圍內(nèi))。

存在對(duì)改進(jìn)的寬帶功率放大器的需要。此外，存在對(duì)改進(jìn)的功率放大器匹配網(wǎng)絡(luò)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開減少射頻輸出信號(hào)中的諧波的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。一種功率放大器系統(tǒng)包括功率放大器以及可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，其中可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)電連接在功率放大器的輸出與可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出之間。當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)，可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)減少放大的射頻信號(hào)中的二次諧波。可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括諸如與第一開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電感器和第一電容器、與第二開關(guān)串聯(lián)的第二電容器以及與第三開關(guān)串聯(lián)的第三電容器的陷波器，其中當(dāng)功率放大器在操作頻率帶的低頻帶中操作時(shí)將陷波器調(diào)諧到所選擇的諧波頻率。

根據(jù)若干實(shí)現(xiàn)方式，本公開涉及一種功率放大器，包括：放大器電路，被配置為在操作頻帶上接收射頻(RF)信號(hào)并提供放大的RF信號(hào)；以及可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，電連接到所述放大器電路以接收所放大的RF信號(hào)，并且被配置為當(dāng)所述放大器電路在低頻帶中操作時(shí)針對(duì)所放大的RF信號(hào)提供二次諧波抑制。在實(shí)施例中，一種無線移動(dòng)設(shè)備包括所述功率放大器。

根據(jù)一些實(shí)施例，操作頻帶包括在大約470MHz至大約610MHz之間的低頻帶、以及在大約610MHz至大約930MHz之間的高頻帶。功率放大器可以包括寬帶功率放大器。可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)還可以被配置為放大器電路提供阻抗匹配。

在另一實(shí)施例中，放大器電路包括輸入匹配電路、第一放大級(jí)、級(jí)間匹配電路以及第二放大級(jí)，其中可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括與第一開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電感器和第一電容器、以及與第二開關(guān)串聯(lián)的第二電容器，其中可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)還包括與第三開關(guān)串聯(lián)的第三電容器，并且其中開關(guān)諧波陷波器包括與第一開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電感器和第一電容器，第一開關(guān)電容器元件包括與第二開關(guān)串聯(lián)的第二電容器，并且第二開關(guān)電容器元件包括與第三開關(guān)串聯(lián)的第三電容器。串聯(lián)電感器、第一電容器、第二電容器以及第三電容器的值可以被選擇為陷獲(trap)所放大的RF信號(hào)的二次諧波。

在另外的實(shí)施例中，開關(guān)諧波陷波器、第一開關(guān)電容器元件以及第二開關(guān)電容器元件被切換到用于低操作頻帶的可調(diào)諧匹配輸出網(wǎng)絡(luò)。在又一實(shí)施例中，放大器電路、串聯(lián)電感器、第一電容器以及第二電容器在硅鍺(SiGe)裸芯上實(shí)現(xiàn)，并且第一和第二開關(guān)在絕緣體上硅(SOI)裸芯上實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)方式，本公開涉及一種裝置，包括：與第一開關(guān)串聯(lián)連接的串聯(lián)電感器和第一電容器；以及與第二開關(guān)串聯(lián)連接的第二電容器。在一些實(shí)施例中，與第一開關(guān)串聯(lián)連接的串聯(lián)電感器和第一電容器提供開關(guān)諧波陷波器，并且與第二開關(guān)串聯(lián)連接的第二電容器提供第一開關(guān)電容器元件。開關(guān)諧波陷波器和開關(guān)電容器元件可以提供可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，其中可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)被配置為減少在大約470MHz至大約610MHz之間的低頻帶中的射頻信號(hào)的二次諧波。在實(shí)施例中，一種無線移動(dòng)設(shè)備包括所述這些裝置。

在實(shí)施例中，第一和第二開關(guān)在絕緣體上硅(SOI)裸芯上實(shí)現(xiàn)，并且串聯(lián)電感器、第一電容器以及第二電容器在硅鍺(SiGe)裸芯上實(shí)現(xiàn)。

在多個(gè)實(shí)施例中，所述裝置還包括與第三開關(guān)串聯(lián)以提供第二開關(guān)電容器元件的第三電容器。開關(guān)諧波陷波器以及第一和第二開關(guān)電容器元件可以被配置為針對(duì)射頻信號(hào)的特定諧波頻率建立到AC接地端的短路，其中來自特定諧波頻率的信號(hào)能量被反射回用于部分再循環(huán)。

在某些實(shí)施方式中，本公開涉及一種包括諧波陷波器和兩個(gè)開關(guān)電容器的裝置。所述裝置被配置為當(dāng)在全操作頻帶的低頻帶中操作時(shí)接收放大的射頻(RF)信號(hào)并且減少二次諧波。全操作頻帶包括在大約470MHz至大約930MHz之間的頻率范圍，并且低頻帶包括在大約470MHz至大約610MHz之間的頻率范圍。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，諧波陷波器包括與第一開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電感器和第一電容器、以及與第二開關(guān)串聯(lián)的第二電容器，串聯(lián)電感器、第一電容器以及第二電容器的值被選擇為當(dāng)在低頻率模式下操作時(shí)減少二次諧波頻率。

在多個(gè)實(shí)施方式中，本公開涉及一種包括被配置為放大射頻輸入信號(hào)的功率放大器的功率放大器系統(tǒng)。功率放大器包括被配置為接收射頻輸入信號(hào)的輸入端以及被配置為產(chǎn)生放大的射頻信號(hào)的輸出端；以及輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，其包括電連接在功率放大器的輸出端和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端之間的諧波抑制電路。當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)，諧波抑制電路電連接到輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，以減少所放大的射頻信號(hào)中的二次諧波。

在實(shí)施例中，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括與第一開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電感器和第一電容器、以及與第二開關(guān)串聯(lián)的第二電容器。當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)，第一和第二開關(guān)閉合。在另一實(shí)施例中，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)還包括與第三開關(guān)串聯(lián)的第三電容器，其中第一、第二和第三開關(guān)被配置為當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)處于接通位置，并且其中第一、第二和第三開關(guān)被配置為當(dāng)功率放大器在高頻率模式下操作時(shí)處于斷開位置。

在另外的實(shí)施例中，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)還被配置為當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)減少三次諧波。在又一實(shí)施例中，功率放大器包括寬帶功率放大器，并且被配置為放大在大約470MHz至大約930MHz之間的頻帶中的射頻信號(hào)。在另一實(shí)施例中，輸出匹配電路被配置為當(dāng)功率放大器在大約470MHz至大約610MHz之間的低頻帶中操作時(shí)，減少所放大的射頻信號(hào)中的射頻輸入信號(hào)的諧波。

根據(jù)一些實(shí)施例，功率放大器系統(tǒng)包括被配置為放大射頻輸入信號(hào)的功率放大器，功率放大器包括被配置為接收射頻輸入信號(hào)的輸入端以及被配置為產(chǎn)生放大的射頻信號(hào)的輸出端；以及輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，包括電連接在功率放大器的輸出端和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端之間的諧波抑制電路，諧波抑制電路被配置為當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)電連接到輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，以減少所放大的射頻信號(hào)中的二次諧波。

在實(shí)施例中，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括與第一開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電感器和第一電容器、以及與第二開關(guān)串聯(lián)的第二電容器。當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)，第一和第二開關(guān)閉合。在其他實(shí)施例中，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)還包括與第三開關(guān)串聯(lián)的第三電容器。在另外的實(shí)施例中，第一、第二和第三開關(guān)被配置為當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)處于接通位置，并且第一、第二和第三開關(guān)被配置為當(dāng)功率放大器在高頻率模式下操作時(shí)處于斷開位置。

在多個(gè)實(shí)施例中，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)還被配置為當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)減少三次諧波。在某些實(shí)施例中，功率放大器包括寬帶功率放大器，放大在大約470MHz至大約930MHz之間的頻帶中的射頻信號(hào)。在又一實(shí)施例中，輸出匹配電路被配置為當(dāng)功率放大器在大約470MHz至大約610MHz之間的低頻帶中操作時(shí)，減少所放大的射頻信號(hào)中的射頻輸入信號(hào)的諧波。

根據(jù)若干實(shí)施例，本公開涉及一種功率放大器模塊，包括：輸入引腳，被配置為接收射頻輸入信號(hào)；輸出引腳，被配置為提供放大的射頻信號(hào)；功率放大器裸芯，包括放大器電路、電連接到所述輸入引腳的輸入盤以及電連接到所述輸出引腳的輸出盤，所述功率放大器裸芯還包括被配置為與第一開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電感器和第一電容器、被配置為與第二開關(guān)串聯(lián)的第二電容器以及被配置為與第三開關(guān)串聯(lián)的第三電容器；開關(guān)裸芯，包括所述第一、第二和第三開關(guān)；以及多個(gè)互連，被配置為將所述串聯(lián)電感器和所述第一電容器與所述第一開關(guān)電連接以提供第一諧波陷波器，將所述第二電容器電連接到所述第二開關(guān)以提供第二諧波陷波器，以及將所述第三電容器電連接到所述第三開關(guān)以提供第三諧波陷波器。所述第一、第二和第三開關(guān)被配置為當(dāng)所述放大器電路在低頻帶中操作時(shí)處于接通位置，以減少所放大的射頻信號(hào)中的二次諧波。在實(shí)施例中，一種無線移動(dòng)設(shè)備包括所述功率放大器模塊。

在實(shí)施例中，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括第一、第二和第三諧波陷波器。在另一實(shí)施例中，第一、第二和第三開關(guān)被配置為當(dāng)放大器電路在高頻帶中操作時(shí)處于斷開位置，其中操作的頻率范圍在大約470MHz至大約930MHz之間，低頻帶在大約470MHz至大約610MHz之間，而高頻帶在大約610MHz至大約930MHz之間。

根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，一種無線移動(dòng)設(shè)備包括：天線，被配置為接收和發(fā)送射頻信號(hào)；功率放大器，被配置為放大射頻輸入信號(hào)，所述功率放大器包括被配置為接收射頻輸入信號(hào)的輸入端以及被配置為提供放大的射頻信號(hào)的輸出端；輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，包括電連接在功率放大器的輸出端和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端之間的諧波抑制電路，諧波抑制電路被配置為當(dāng)功率放大器在低頻率模式下操作時(shí)電連接到輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，以減少所放大的射頻信號(hào)中的二次諧波；以及發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換器，被配置為將所放大的射頻信號(hào)傳遞到天線用于發(fā)送。

在實(shí)施例中，諧波抑制電路包括與第一開關(guān)串聯(lián)連接的串聯(lián)電感器和第一電容器，以及與第二開關(guān)串聯(lián)連接的第二電容器，其中串聯(lián)電感器、第一電容器、第二電容器以及功率放大器在第一裸芯上實(shí)現(xiàn)，并且第一和第二開關(guān)在第二裸芯上實(shí)現(xiàn)。第一裸芯可以使用硅鍺(SiGe)技術(shù)制造，并且第二裸芯使用絕緣體上硅(SOI)技術(shù)制造。在另一實(shí)施例中，功率放大器包括寬帶功率放大器。

在多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，本公開涉及一種用于減少射頻輸出信號(hào)中的諧波的方法。所述方法包括：沿著射頻路徑在功率放大器電路的輸入處接收具有操作頻率帶中的基頻的射頻信號(hào)；放大所述射頻信號(hào)以提供放大的射頻信號(hào)；將所述功率放大器的阻抗與所述射頻路徑中的下一個(gè)元件的阻抗匹配；以及當(dāng)所述功率放大器在低頻帶中操作時(shí)，用諧波抑制濾波器對(duì)所放大的射頻信號(hào)進(jìn)行濾波以減少二次諧波頻率，所述諧波抑制濾波器包括開關(guān)諧波陷波器、第一開關(guān)電容器元件以及第二開關(guān)電容器元件。

在實(shí)施例中，操作頻率帶在大約470MHz至大約930MHz之間，并且低頻帶在大約470MHz至大約610MHz之間。在另一實(shí)施例中，所述方法還包括當(dāng)功率放大器在低頻帶中操作時(shí)，閉合諧波抑制濾波器中的開關(guān)。在另外的實(shí)施例中，所述方法還包括將第一電容器電連接到第一開關(guān)以形成第一開關(guān)電容器元件，將第二電容器電連接到第二開關(guān)以形成第二開關(guān)電容器元件，以及將串聯(lián)電感器和第三電容器電連接到第三開關(guān)以形成開關(guān)諧波陷波器。

根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，功率放大器包括被配置為在操作頻帶上接收射頻(RF)信號(hào)并提供放大的RF信號(hào)的放大器電路，以及可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，電連接到放大器電路以接收所放大的RF信號(hào)，并且被配置為當(dāng)放大器電路在低頻帶中操作時(shí)針對(duì)所放大的RF信號(hào)提供二次諧波抑制。

在實(shí)施例中，操作頻帶包括在大約470MHz至大約610MHz之間的低頻帶以及在大約610MHz至大約930MHz之間的高頻帶。在另一實(shí)施例中，功率放大器包括寬帶功率放大器。在另外的實(shí)施例中，可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括與第一開關(guān)串聯(lián)以形成開關(guān)諧波陷波器的串聯(lián)電感器和第一電容器、以及與第二開關(guān)串聯(lián)以形成第一開關(guān)電容器元件的第二電容器。在另外的實(shí)施例中，可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)還包括與第三開關(guān)串聯(lián)以形成第二開關(guān)電容器元件的第三電容器。在又一實(shí)施例中，串聯(lián)電感器、第一電容器、第二電容器以及第三電容器的值被選擇為陷獲所放大的RF信號(hào)的二次諧波。

在實(shí)施例中，開關(guān)諧波陷波器、第一開關(guān)電容器元件以及第二開關(guān)電容器元件被切換到用于低操作頻帶的可調(diào)諧匹配輸出網(wǎng)絡(luò)中。在另一實(shí)施例中，放大器電路、串聯(lián)電感器、第一電容器、第二電容器以及第三電容器在硅鍺(SiGe)裸芯上實(shí)現(xiàn)，并且第一、第二和第三開關(guān)在絕緣體上硅(SOI)裸芯上實(shí)現(xiàn)。在另外的實(shí)施例中，開關(guān)諧波陷波器以及第一和第二開關(guān)電容器元件被配置為針對(duì)所放大的射頻信號(hào)的特定諧波頻率建立到AC接地端的短路。在又一實(shí)施例中，來自特定諧波頻率的信號(hào)能量被反射回放大器電路用于部分再循環(huán)。在另一實(shí)施例中，一種無線移動(dòng)設(shè)備包括所述功率放大器。

根據(jù)一些實(shí)施例，功率放大器模塊包括被配置為接收射頻輸入信號(hào)的輸入引腳，被配置為提供放大的射頻信號(hào)的輸出引腳，包括放大器電路、電連接到所述輸入引腳的輸入盤以及電連接到所述輸出引腳的輸出盤的功率放大器裸芯，其中所述功率放大器裸芯還包括被配置為與第一開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電感器和第一電容器、被配置為與第二開關(guān)串聯(lián)的第二電容器以及被配置為與第三開關(guān)串聯(lián)的第三電容器，包括所述第一、第二和第三開關(guān)的開關(guān)裸芯，以及被配置為將所述串聯(lián)電感器和所述第一電容器與所述第一開關(guān)電連接以提供第一諧波陷波器、將所述第二電容器電連接到所述第二開關(guān)以提供第二諧波陷波器以及將所述第三電容器電連接到所述第三開關(guān)以提供第三諧波陷波器的多個(gè)互連，其中所述第一、第二和第三開關(guān)被配置為當(dāng)所述放大器電路在低頻帶中操作時(shí)處于接通位置，以減少所放大的射頻信號(hào)中的二次諧波。

在實(shí)施例中，串聯(lián)電感器、第一電容器、第二電容器以及第三電容器的值被選擇為當(dāng)在低頻率模式下操作時(shí)減少二次諧波頻率。在另一實(shí)施例中，操作的頻率范圍在大約470MHz至大約930MHz之間，并且包括在大約470MHz至大約610MHz之間的低頻帶以及在大約610MHz至大約930MHz之間的高頻帶。在另外的實(shí)施例中，功率放大器裸芯包括硅鍺(SiGe)裸芯，并且開關(guān)裸芯包括絕緣體上硅(SOI)裸芯。在又一實(shí)施例中，一種無線移動(dòng)設(shè)備包括所述功率放大器模塊。

在多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，一種用于減少射頻輸出信號(hào)中的諧波的方法包括：沿著射頻路徑在功率放大器電路的輸入處接收具有操作頻率帶中的基頻的射頻信號(hào)，放大所述射頻信號(hào)以提供放大的射頻信號(hào)，將所述功率放大器的阻抗與所述射頻路徑中的下一元件的阻抗匹配，以及當(dāng)所述功率放大器在低頻帶中操作時(shí)，用諧波抑制濾波器對(duì)所放大的射頻信號(hào)進(jìn)行濾波以減少二次諧波頻率，其中諧波抑制濾波器包括開關(guān)諧波陷波器、第一開關(guān)電容器元件以及第二開關(guān)電容器元件。

在實(shí)施例中，操作頻率帶在大約470MHz至大約930MHz之間，并且低頻帶在大約470MHz至大約610MHz之間。在另一實(shí)施例中，所述方法還包括當(dāng)功率放大器在低頻帶中操作時(shí)，閉合諧波抑制濾波器中的開關(guān)。在另外的實(shí)施例中，所述方法還包括將第一電容器電連接到第一開關(guān)以形成第一開關(guān)電容器元件，將第二電容器電連接到第二開關(guān)以形成第二開關(guān)電容器元件，以及將串聯(lián)電感器和第三電容器電連接到第三開關(guān)以形成開關(guān)諧波陷波器。

附圖說明

圖1是根據(jù)某些實(shí)施例的用于放大射頻(RF)信號(hào)的功率放大器模塊的示意圖。

圖2是根據(jù)某些實(shí)施例的可以包括圖1的功率放大器模塊中的一個(gè)或多個(gè)的示例性無線設(shè)備的示意性框圖。

圖3是根據(jù)某些實(shí)施例的包括寬帶功率放大器的功率放大器系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意性框圖。

圖4是根據(jù)某些實(shí)施例的包括寬帶功率放大器的功率放大器系統(tǒng)的另一示例的示意性框圖。

圖5是根據(jù)某些實(shí)施例的包括寬帶功率放大器、可調(diào)諧級(jí)間匹配電路以及可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的功率放大器系統(tǒng)的另一示例的示意性框圖。

圖6是根據(jù)某些實(shí)施例的圖5的示例性功率放大器的示意圖。

圖7是根據(jù)某些實(shí)施例的可以與圖6的功率放大器一起使用的用于低頻帶諧波抑制的示例性可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的示意圖。

圖8是根據(jù)某些實(shí)施例的可以與圖6的功率放大器一起使用的示例性級(jí)間匹配電路的示意圖。

圖9是根據(jù)某些實(shí)施例的可以與圖6的功率放大器一起使用的示例性輸入匹配電路的示意圖。

圖10A-圖10C是示出在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例的小信號(hào)性能的曲線圖。

圖11A-圖11C是示出在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例的增益性能的曲線圖。

圖12A-圖12C是示出由在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例所放大的RF信號(hào)的二次諧波抑制的曲線圖。

圖13A-圖13C是示出由在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例所放大的RF信號(hào)的三次諧波抑制的曲線圖。

圖14A-圖14C是示出在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例的電流耗散性能的曲線圖。

圖15是圖示出根據(jù)某些實(shí)施例的與本公開相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)特征可以實(shí)現(xiàn)為寬帶功率放大器和實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的示意性框圖。

圖16是圖示出根據(jù)某些實(shí)施例的參考圖15所描述的功率放大器和開關(guān)可以被實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體裸芯上的示意性框圖。

圖17是圖示出根據(jù)某些實(shí)施例的參考圖15所描述的功率放大器和開關(guān)可以被實(shí)現(xiàn)在封裝模塊中的示意性框圖。

圖18示出了根據(jù)某些實(shí)施例，在一些實(shí)施例中，諸如圖17的模塊的組件可以包括在無線設(shè)備中。

圖19圖示了根據(jù)某些實(shí)施例的減少射頻信號(hào)中的諧波的處理。

具體實(shí)施方式

圖1是用于放大射頻(RF)信號(hào)的功率放大器模塊的示意圖。所示功率放大器模塊(PAM)10可以被配置為放大RF信號(hào)RF_IN以產(chǎn)生放大的RF信號(hào)RF_OUT。如在此所描述的，功率放大器模塊10可以包括一個(gè)或多個(gè)功率放大器。

圖2是圖示出可以包括圖1的功率放大器模塊10中的一個(gè)或多個(gè)的簡化便攜式通信設(shè)備100的示意性框圖。便攜式通信設(shè)備100可以包括實(shí)現(xiàn)本公開的一個(gè)或多個(gè)特征的功率放大器。

在實(shí)施例中，便攜式通信設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備100可以是便攜式蜂窩電話。圖1中所示的便攜式通信設(shè)備100旨在是蜂窩電話的簡化示例，并且旨在示出可以實(shí)現(xiàn)功率放大器模塊10的許多可能的應(yīng)用中的一個(gè)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解便攜式蜂窩電話的操作，因此，實(shí)現(xiàn)方式細(xì)節(jié)被省略。便攜式通信設(shè)備100包括基帶子系統(tǒng)110、收發(fā)器120和前端模塊(FEM)130。盡管為了清楚起見未示出，但是收發(fā)器120通常包括用于準(zhǔn)備用于放大和發(fā)送的基帶信息信號(hào)的調(diào)制和上變頻電路，并且包括用于將RF信號(hào)接收和下變頻到基帶信息信號(hào)以恢復(fù)數(shù)據(jù)的濾波和下變頻電路。收發(fā)器120的操作細(xì)節(jié)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。

基帶子系統(tǒng)110通常包括通過系統(tǒng)總線112耦合的處理器102、存儲(chǔ)器114、應(yīng)用軟件104、模擬電路元件106、數(shù)字電路元件108以及功率放大器軟件155，處理器102可以是通用或?qū)Ｓ梦⑻幚砥?。系統(tǒng)總線112可以包括將上述元件耦合在一起并且實(shí)現(xiàn)其互操作性的物理和邏輯連接。

輸入/輸出(I/O)元件116通過連接124電連接到基帶子系統(tǒng)110，存儲(chǔ)器元件118通過連接126耦合到基帶子系統(tǒng)110，并且電源122通過連接128電連接到基帶子系統(tǒng)。I/O元件116可以包括例如麥克風(fēng)、鍵盤、揚(yáng)聲器、指點(diǎn)設(shè)備、用戶界面控制元件以及允許用戶提供輸入命令和接收來自便攜式通信設(shè)備100的輸出的任何其他設(shè)備或系統(tǒng)。

存儲(chǔ)器118可以是任何類型的易失性或非易失性存儲(chǔ)器，并且在實(shí)施例中可以包括閃速存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器元件118可以永久地安裝在便攜式通信設(shè)備100中，或者可以是可移動(dòng)存儲(chǔ)器元件，諸如可移動(dòng)存儲(chǔ)卡。

電源122可以是例如電池或其他可再充電電源，或者可以是將AC電源轉(zhuǎn)換成便攜式通信設(shè)備100所使用的正確電壓的適配器。

處理器102可以是執(zhí)行應(yīng)用軟件104以控制便攜式通信設(shè)備100的操作和功能的任何處理器。存儲(chǔ)器114可以是易失性或非易失性存儲(chǔ)器，并且在實(shí)施例中可以是存儲(chǔ)應(yīng)用軟件104的非易失性存儲(chǔ)器。如果多模式功率放大器的部分以軟件實(shí)現(xiàn)，則基帶子系統(tǒng)110還包括功率放大器軟件155，功率放大器軟件155可以與能夠由微處理器102執(zhí)行的控制邏輯協(xié)作，或者通過另外的處理器，來控制下面要描述的功率放大器180的操作。

模擬電路106和數(shù)字電路108包括將由I/O元件116提供的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為要發(fā)送的信息信號(hào)的信號(hào)處理、信號(hào)轉(zhuǎn)換和邏輯。類似地，模擬電路106和數(shù)字電路108包括將由收發(fā)器120提供的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為包含恢復(fù)信息的信息信號(hào)的信號(hào)處理、信號(hào)轉(zhuǎn)換和邏輯。數(shù)字電路108可以包括例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或任何其他處理設(shè)備。因?yàn)榛鶐ё酉到y(tǒng)110包括模擬和數(shù)字元件二者，所以它有時(shí)被稱為混合信號(hào)器件(MSD)。

在實(shí)施例中，前端模塊130包括發(fā)送/接收(TX/RX)轉(zhuǎn)換器142以及功率放大器180。TX/RX轉(zhuǎn)換器142可以是雙工器(duplexer)、雙工機(jī)(diplexer)或者分離發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的任何其他物理或邏輯器件或電路。取決于便攜式通信設(shè)備100的實(shí)現(xiàn)方式，TX/RX轉(zhuǎn)換器142可以被實(shí)現(xiàn)為提供半雙工或全雙工功能。由收發(fā)器120通過連接136提供的發(fā)送信號(hào)被引導(dǎo)到功率放大器180。如下面將詳細(xì)描述的，功率放大器180可以被實(shí)現(xiàn)為寬帶功率放大器。功率放大器180的輸出通過連接138提供給TX/RX轉(zhuǎn)換器142，然后通過連接144提供給天線146。

天線146接收到的信號(hào)通過連接144提供給TX/RX轉(zhuǎn)換器142，TX/RX轉(zhuǎn)換器142通過連接134將接收到的信號(hào)提供給收發(fā)器120。

在實(shí)施例中，基帶子系統(tǒng)110通過連接152將功率或模式選擇信號(hào)提供給功率放大器180。模式選擇信號(hào)確定功率放大器180中的一個(gè)或多個(gè)放大路徑是否被啟用。

圖3是功率放大器模塊180的實(shí)施例的示意性框圖。圖3的所示功率放大器模塊180包括寬帶功率放大器300、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)320以及附加組件330。所示寬帶功率放大器300包括第一放大器級(jí)302、末級(jí)放大器級(jí)304、輸入匹配電路306以及級(jí)間匹配電路308。盡管所示示例示出了兩個(gè)放大器級(jí)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的是，可以使用多于兩個(gè)放大器級(jí)或者少于兩個(gè)放大器級(jí)來實(shí)現(xiàn)寬帶功率放大器300。

寬帶功率放大器300在輸入匹配電路306的輸入端接收RF輸入信號(hào)。輸入匹配電路306的輸出端電連接到第一放大器級(jí)302的輸入端，并且第一放大器級(jí)302的輸出端電連接到級(jí)間匹配電路308的輸入端。級(jí)間匹配電路308的第一輸出端通過電感器(未示出)耦合到地，并且級(jí)間匹配電路308的第二輸出端電連接到第二放大級(jí)304的輸入端。第二放大級(jí)304的輸出端電連接到輸出匹配電路320的輸入端。輸出匹配電路320的輸出端提供RF輸出信號(hào)，該RF輸出信號(hào)可以被轉(zhuǎn)發(fā)到TX/RX轉(zhuǎn)換器142。

功率放大器電路300還連接到附加組件330，諸如去耦電容器、扼流電感器等，用于功率放大器電路300的適當(dāng)操作，如本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)在此的公開所已知的那樣。

輸入匹配電路306可以用來將來自基帶系統(tǒng)110的RF信號(hào)的輸出阻抗與第一放大器級(jí)302的輸入阻抗匹配，并且級(jí)間匹配電路304可以用來將前一個(gè)放大器級(jí)的輸出阻抗與下一個(gè)放大器級(jí)的輸入阻抗匹配。

輸出匹配網(wǎng)絡(luò)320可以包括在功率放大器300的輸出端。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)320可以用來增加由功率放大器300產(chǎn)生的放大的RF信號(hào)的功率傳輸和/或減少由功率放大器300產(chǎn)生的放大的RF信號(hào)的反射。

存在與放大器匹配有關(guān)的幾個(gè)概念。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)320將放大器300的輸出阻抗與信號(hào)鏈中的下一個(gè)RF子系統(tǒng)的輸入阻抗匹配。在常規(guī)實(shí)施例中，這通常為50歐姆。諧波頻率是被放大的RF信號(hào)頻率的整數(shù)倍，并且有助于功率放大器300的有效和低失真操作，這樣的諧波頻率被輸出匹配網(wǎng)絡(luò)320抑制。諧波頻率的抑制將那些頻率處的信號(hào)幅度減小為不被放大器300發(fā)射。

參見圖3，所示實(shí)施例示出了單個(gè)寬帶功率放大器裸芯300以及靜態(tài)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)320。對(duì)于IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11af，功率放大器180在大約470MHz至大約928MHz之間(全頻帶)的頻帶頻率中增大所發(fā)送的WiFi信號(hào)。盡管使用單個(gè)功率放大器裸芯300來實(shí)現(xiàn)寬帶放大器300的部件較少，但是470MHz的諧波接近頻帶的較高頻率，并且可能難以使用靜態(tài)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)320中的無源組件來抑制。因此，在某些實(shí)施例中，不滿足期望的諧波抑制。

圖4是功率放大器模塊180的另一實(shí)施例。在圖4的所示功率放大器模塊中，單個(gè)功率放大器300用兩個(gè)功率放大器集成電路400、401取代，功率放大器集成電路400、401中的每個(gè)具有被配置為消除或減少對(duì)應(yīng)操作頻率帶中的諧波的對(duì)應(yīng)靜態(tài)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)420、421。功率放大器電路400、401中的每個(gè)分別與附加組件430、431相關(guān)聯(lián)，類似于附加組件330的去耦電容器、扼流電感器等。

功率放大器電路400、401中的每個(gè)接收RF輸入信號(hào)。在另一實(shí)施例中，功率放大器電路400接收具有全頻帶操作頻率的低頻帶中的基頻的RF輸入信號(hào)，而功率放大器電路401接收具有全頻帶操作頻率的高頻帶中的基頻的RF輸入信號(hào)。第一RF放大器電路400的輸出端電連接到輸出匹配電路420，并且輸出匹配電路420的輸出端電連接到選擇器440的第一輸入端。第二RF放大器電路401的輸出端電連接到輸出匹配電路421，并且輸出匹配電路421的輸出端電連接到選擇器440的第二輸入端。選擇器440接收控制信號(hào)以選擇輸出匹配電路420的輸出或輸出匹配電路421的輸出作為RF輸出信號(hào)，該RF輸出信號(hào)可以被轉(zhuǎn)發(fā)到TX/RX轉(zhuǎn)換器142。在實(shí)施例中，控制信號(hào)在基帶子系統(tǒng)110中產(chǎn)生。

第一功率放大器電路400包括輸入匹配電路406、第一放大器級(jí)402、級(jí)間匹配電路408以及第二放大級(jí)404。輸入匹配電路406、第一放大器級(jí)402、級(jí)間匹配電路408以及第二放大級(jí)404如以上關(guān)于功率放大器300所描述的那樣而連接。類似地，第二功率放大器電路401包括輸入匹配電路407、第一放大器級(jí)403、級(jí)間匹配電路409以及第二放大級(jí)405。輸入匹配電路406、第一放大器級(jí)403、級(jí)間匹配電路407以及第二放大級(jí)405如以上關(guān)于功率放大器300所描述的那樣而連接。

第一功率放大器電路400放大頻帶的較低端處的RF信號(hào)，而第二功率放大器電路401放大全頻率帶的上半部分處的RF信號(hào)。確定頻帶的較低端和上半部分至少部分地基于諧波失真與電流耗散限制的競爭要求之間的折衷。

諧波失真隨著頻率的增加而改善。二次諧波失真可能是電路優(yōu)化中的限制因素，并且較高頻率應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)低于最低頻率的二次諧波失真。否則，在較高頻率處的負(fù)載可能是非最佳的，導(dǎo)致高的電流耗散。此外，頻帶限制的選擇由與二次諧波失真抑制有關(guān)的電流耗散確定。

一種定義較低頻帶和較高頻帶的方法是定義較高頻率，并且針對(duì)連續(xù)更小的較低頻率限制來優(yōu)化電路，直到電流耗散變得不合需要為止。另一種方法是通過定義較低頻率限制并且針對(duì)連續(xù)更大的較高頻率限制來優(yōu)化電路而顛倒以上方法，直到電流耗散變得不可接受為止。

在一個(gè)實(shí)施例中，低頻帶功率放大器400在大約470MHz至大約670MHz之間的頻率帶中操作，并且具有Pout＝22dBm處的對(duì)應(yīng)于-36dBm/MHz的大約-58dBc的二次諧波抑制，以及Pout＝22dBm處的對(duì)應(yīng)于-53dBm/MHz的大約-75dBc的三次諧波抑制。高頻帶功率放大器401在大約670MHz至大約930MHz之間的頻率帶中操作，并且具有Pout＝22dBm處的對(duì)應(yīng)于的-28dBm/MHz的大約-50dBc的二次諧波抑制，以及Pout＝22dBm處的對(duì)應(yīng)于-48dBm/MHz的大約為-70dBc的三次諧波抑制。這是被配置為滿足期望的諧波失真以及電流耗散特性的低頻帶功率放大器和高頻帶功率放大器的一個(gè)非限制性示例。其他實(shí)施例可以在全頻率帶中具有不同的較低頻帶和較高頻帶，和/或不同的期望的諧波失真抑制以及電流耗散。

盡管在使用兩個(gè)功率放大器集成電路的某些實(shí)施例中可以滿足期望的諧波抑制和/或電流耗散，但是使用較多的印刷電路板面積和較多的裸芯面積的組件較多，具有相應(yīng)增加的成本。

設(shè)計(jì)響應(yīng)于操作頻率(或與其相關(guān)的信號(hào))的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，使得放大器在較低頻率帶中操作的同時(shí)抑制與較低頻率帶相關(guān)的諧波頻率將是有益的。如下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述的，可以設(shè)計(jì)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中的電感器和電容器的組合以針對(duì)選擇的頻率帶建立諧波陷波器(抑制)，并且同時(shí)確保帶內(nèi)頻率上的增益均勻性。這些陷波器可以針對(duì)那些諧波頻率建立(到AC接地端(ground)的)短路，從而迫使AC電壓為零并且將信號(hào)能量反射回寬帶功率放大器中用于部分再循環(huán)。

圖5是功率放大器模塊180的另一實(shí)施例的示意性框圖。圖5的所示實(shí)施例包括寬帶功率放大器500、可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)520以及附加組件530。寬帶功率放大器500電連接到附加部件530，諸如去耦電容器、扼流電感器等，類似于圖3的附加組件330。

寬帶功率放大器500包括輸入匹配電路506、第一放大級(jí)502、可調(diào)諧級(jí)間匹配電路508以及第二放大級(jí)504。盡管所示示例示出了兩個(gè)放大器級(jí)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的是，可以使用多于兩個(gè)放大器級(jí)或者少于兩個(gè)放大器級(jí)來實(shí)現(xiàn)寬帶功率放大器500。

寬帶功率放大器500在輸入匹配電路506的輸入端接收RF輸入信號(hào)。輸入匹配電路506的輸出端電連接到第一放大器級(jí)502的輸入端，并且第一放大器級(jí)502的輸出端電連接到級(jí)間匹配電路508的輸入端。級(jí)間匹配電路508的第一輸出端通過電感器510耦合到地，并且級(jí)間匹配電路508的第二輸出端電連接到第二放大級(jí)504的輸入端。第二放大級(jí)504的輸出端電連接到可調(diào)諧輸出匹配電路520的輸入端?？烧{(diào)諧輸出匹配電路520的輸出端提供RF輸出信號(hào)，該RF輸出信號(hào)可以被轉(zhuǎn)發(fā)到TX/RX轉(zhuǎn)換器142。

可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)520包括多個(gè)陷波器521、522、523，諸如開關(guān)諧波陷波器521、第一開關(guān)電容器522以及第二開關(guān)電容器523。在其他實(shí)施例中，可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)520包括多于一個(gè)開關(guān)諧波陷波器521以及一個(gè)或多個(gè)開關(guān)電容器522、523。開關(guān)諧波陷波器521包括與開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)電容器和電感器。每個(gè)開關(guān)電容器522、523包括與開關(guān)串聯(lián)的電容器。陷波器521、522、523針對(duì)其所調(diào)諧的那些諧波頻率建立到地的短路。如本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)在此的公開所已知的那樣，可以通過選擇合適的分量值將陷波器521、522、523調(diào)諧到特定頻率。

在實(shí)施例中，寬帶功率放大器500可以使用例如SiGe BiCMOS(5PAe)技術(shù)、GaAs HBT4技術(shù)等實(shí)現(xiàn)在集成電路(IC)上。在實(shí)施例中，可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)520的組件524可以被實(shí)現(xiàn)在與寬帶功率放大器500相同的裸芯上，并且開關(guān)525可以使用絕緣體上硅(SOI)技術(shù)來被實(shí)現(xiàn)在另一IC上。在其他實(shí)施例中，可以使用集成電路制造領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其他技術(shù)。因此，圖5的功率放大器實(shí)施例可以包括包含一個(gè)5PAe裸芯和SOI開關(guān)裸芯的雙頻帶功率放大器。

在實(shí)施例中，圖5的寬帶功率放大器提供切換以在可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)520中實(shí)現(xiàn)二次諧波陷波，以利于在大約470MHz至大約610MHz之間的頻帶中的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)520將三次電感匹配部分添加到兩個(gè)開關(guān)電容器元件522、523以及諧波開關(guān)陷波器521。三次電感匹配部分增加匹配的帶寬。兩個(gè)開關(guān)電容器元件522、523和諧波開關(guān)陷波器521增加對(duì)較低頻率帶(大約470MHz-610MHz)的諧波信號(hào)的諧波抑制，并且保持帶內(nèi)頻率的增益均勻性。

圖6-圖9是圖5的功率放大器模塊的實(shí)施例的示意圖。圖6是示例性功率放大器600的示意圖。在實(shí)施例中，功率放大器600可以使用SiGe BiCMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)為5PAe IC。

圖7是可以與圖6的功率放大器600一起使用的用于低頻帶(大約470MHz-610MHz)諧波抑制的示例性可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)720的示意圖?？烧{(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)720包括開關(guān)諧波陷波器521、開關(guān)電容器522以及三次電感匹配部分700，三次電感匹配部分700包括開關(guān)電容器523。三次電感匹配部分700增加可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)720的帶寬。兩個(gè)開關(guān)電容器522、523以及開關(guān)諧波陷波器521增加在低頻帶操作(大約470MHz-610MHz)中的八倍頻BW 802.11af功率放大器的諧波抑制。

圖8是可以與圖6的功率放大器600一起使用的示例性級(jí)間匹配電路808的示意圖，并且圖9是可以與圖6的功率放大器600一起使用的示例性輸入匹配電路906的示意圖。

圖10A-圖10C是示出在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例的小信號(hào)性能的曲線圖。曲線示出增益dB(SP.S(2,1)相對(duì)于頻率。圖10A是圖示出圖3的單個(gè)寬帶功率放大器實(shí)施例在全頻率帶上的小信號(hào)性能的曲線圖。圖10B是圖示出圖4的兩個(gè)放大器實(shí)施例的小信號(hào)性能的曲線圖。如上所述，功率放大器電路中的一個(gè)在由圖10B中的細(xì)線所示的低頻率模式(大約470MHz-670MHz)下操作，而另一個(gè)功率放大器電路在由圖10B中的粗線表示的高頻率模式(大約670MHz-930MHz)下操作。圖10C是圖示出圖5的放大器和開關(guān)實(shí)施例的小信號(hào)性能的曲線圖，其中圖10C中的細(xì)線表示在低頻率模式(大約470MHz-610MHz)下的操作，而圖10C中的粗線表示在高頻率模式(大約610MHz-930MHz)下的操作。

圖11A-圖11C是示出在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例的增益性能的曲線圖。曲線示出功率增益相對(duì)于輸出功率。圖11A是圖示出圖3的單個(gè)寬帶功率放大器實(shí)施例的增益性能的曲線圖。圖11B是圖示出圖4的兩個(gè)放大器實(shí)施例的增益性能的曲線圖，其中由細(xì)線表示的曲線表示在低頻率模式(大約470MHz-670MHz)下的操作，而由粗線表示的曲線表示在高頻率模式(大約670MHz-930MHz)下的操作。圖11C是圖示出圖5的放大器和開關(guān)實(shí)施例的增益性能的曲線圖，其中由細(xì)線表示的曲線表示在低頻率模式(大約470MHz-610MHz)下的操作，而由粗線表示的曲線表示在高頻率模式(大約610MHz-930MHz)下的操作。

圖12A-圖12C是示出由在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例所放大的RF信號(hào)的二次諧波抑制的曲線圖。圖12A是圖示出圖3的單個(gè)寬帶功率放大器的大約470MHz信號(hào)的二次諧波抑制的曲線圖。圖12B是圖示出圖4的兩個(gè)放大器實(shí)施例的大約670MHz信號(hào)的二次諧波抑制的曲線圖。圖12C是圖示出圖5的放大器和開關(guān)實(shí)施例的大約610MHz信號(hào)的二次諧波抑制的曲線圖。在圖12B和圖12C中，具有細(xì)線的曲線表示低頻率模式，而具有粗線的曲線表示高頻率模式。

圖13A-圖13C是示出由在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例所放大的RF信號(hào)的三次諧波抑制的曲線圖。圖13A是圖示出圖3的單個(gè)寬帶功率放大器的大約930MHz信號(hào)的三次諧波抑制的曲線圖。圖13B是圖示出圖4的兩個(gè)放大器實(shí)施例的大約670MHz信號(hào)的三次諧波抑制的曲線圖。圖13C是圖示出圖5的放大器和開關(guān)實(shí)施例的大約610MHz信號(hào)的三次諧波抑制的曲線圖。在圖13B和圖13C中，具有細(xì)線的曲線表示低頻率模式，而具有粗線的曲線表示高頻率模式。

圖14A-圖14C是示出在此所描述的寬帶功率放大器的實(shí)施例的電流耗散性能的曲線圖。圖14A是圖示出圖3的單個(gè)寬帶功率放大器的電流耗散的曲線圖。圖14B是圖示出圖4的兩個(gè)放大器實(shí)施例的電流耗散的曲線圖。圖14C是圖示出圖5的放大器和開關(guān)實(shí)施例的功率耗散的曲線圖。在圖14B和圖14C中，具有細(xì)線的曲線表示低頻率模式，而具有粗線的曲線表示高頻率模式。曲線圖示出圖4的寬帶功率放大器實(shí)施例具有最低的功耗，圖3的實(shí)施例比圖4的實(shí)施例多消耗大約10％的電流，而圖5的實(shí)施例比圖4的實(shí)施例多消耗大約7％的電流。這可能是寬帶操作和高P_SAT要求的結(jié)果。減少電流消耗的一些選項(xiàng)包括使用較低的偏置電流和較小的第二級(jí)晶體管。

圖3、圖4和圖5-圖9描述了具有不同的實(shí)現(xiàn)方式和不同的性能特性的寬帶功率放大器的實(shí)施例。圖3的實(shí)施例可以被實(shí)現(xiàn)在單個(gè)集成電路上。圖4的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)集成電路，其中一個(gè)放大器IC在低頻率模式下操作，而另一個(gè)放大器IC在高頻率模式下操作。圖5的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)為單個(gè)集成電路和SOI開關(guān)，其中放大器IC在高頻率模式下操作，而SOI開關(guān)在低頻率模式下操作。

示例應(yīng)用

圖15示意性地示出與本公開相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)特征可以實(shí)現(xiàn)為寬帶功率放大器1000和一個(gè)或多個(gè)開關(guān)1080。功率放大器1000可以包括一個(gè)或多個(gè)放大級(jí)1010、輸入和級(jí)間匹配電路1020以及與開關(guān)1080相關(guān)聯(lián)的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)組件1040。功率放大器1000還可以包括諸如帶外抑制濾波器、功率檢測(cè)器和偏置控制器的組件(共同表示為1060)。

圖16示出在一些實(shí)施例中，參考圖15所描述的功率放大器1000可以被實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體裸芯1100上。盡管在此對(duì)功率放大器1000的描述在單個(gè)裸芯的背景下，但是將理解的是，功率放大器1000的各個(gè)部分也可以被實(shí)現(xiàn)在分離的裸芯中。圖16還示出在一些實(shí)施例中，參考圖15所描述的開關(guān)1080可以被實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體裸芯1120上。在其他實(shí)施例中，開關(guān)1080和功率放大器1000實(shí)現(xiàn)在同一半導(dǎo)體裸芯上。

圖17示出在一些實(shí)施例中，具有在此所描述的一個(gè)或多個(gè)特征的功率放大器1000可以被實(shí)現(xiàn)在封裝模塊1200中。如在此所描述的，功率放大器1000可以被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)裸芯中；并且這樣的裸芯可以被封裝在模塊1200中。模塊1200還可以包括一個(gè)或多個(gè)封裝結(jié)構(gòu)1240，封裝結(jié)構(gòu)1240可以提供例如對(duì)功率放大器1000的保護(hù)。模塊1200還可以包括被配置為提供到功率放大器1000的電連接和從功率放大器1000的電連接的連接特征1220。

圖17示出在一些實(shí)施例中，具有在此所描述的一個(gè)或多個(gè)特征的開關(guān)1080可以被實(shí)現(xiàn)在封裝模塊1200中。如在此所描述的，開關(guān)1080可以被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)裸芯中；并且這樣的裸芯可以被封裝在模塊1200中。

圖18示出在一些實(shí)施例中，諸如圖17的模塊1200的組件可以包括在無線設(shè)備1300中。在一些實(shí)施例中，設(shè)備1300可以包括無線局域網(wǎng)(WLAN)功能。盡管在WLAN應(yīng)用的背景下描述，但是在此描述的一個(gè)或多個(gè)特征也可以被實(shí)現(xiàn)在其他無線應(yīng)用中。

在圖18中，無線設(shè)備1300被描繪為包括諸如天線1360和收發(fā)器模塊1340的其他組件。無線設(shè)備1300還可以被配置為接收或電連接到電源1320。

圖19圖示出用來減少射頻輸出信號(hào)中的諧波的示例性處理1900。從步驟1902開始，處理1900沿著射頻路徑在功率放大器電路的輸入處接收具有操作頻率帶中的基本頻率的射頻信號(hào)。在步驟1904，處理1900放大射頻信號(hào)以提供放大的射頻信號(hào)。

在步驟1906，處理1900將功率放大器的阻抗與射頻路徑中的下一個(gè)元件的阻抗匹配。在步驟1908，處理1900用諧波抑制濾波器對(duì)放大的射頻信號(hào)進(jìn)行濾波，以當(dāng)功率放大器在低頻帶中操作時(shí)減少二次諧波頻率。

在實(shí)施例中，諧波抑制濾波器包括開關(guān)諧波陷波器、第一開關(guān)電容器元件以及第二開關(guān)電容器元件。在另一實(shí)施例中，當(dāng)功率放大器在低頻帶中操作時(shí)，處理1900閉合諧波抑制濾波器中的開關(guān)。

上述實(shí)施例中的一些已經(jīng)提供與移動(dòng)電話相關(guān)的示例。然而，實(shí)施例的原理和優(yōu)點(diǎn)可以用于需要功率放大器系統(tǒng)的任何其他系統(tǒng)或裝置。

這樣的系統(tǒng)或裝置可以被實(shí)現(xiàn)在各種電子設(shè)備中。電子設(shè)備的示例可以包括但不限于消費(fèi)電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品的部件、電子測(cè)試設(shè)備等。電子設(shè)備的示例還可以包括但不限于存儲(chǔ)器芯片、存儲(chǔ)器模塊、光網(wǎng)絡(luò)或其他通信網(wǎng)絡(luò)的電路以及盤驅(qū)動(dòng)器電路。消費(fèi)電子產(chǎn)品可以包括但不限于移動(dòng)電話，諸如智能電話、電話機(jī)、電視、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、PC卡、微波爐、冰箱、汽車、立體聲系統(tǒng)、盒式錄音機(jī)或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、MP3播放器、收音機(jī)、攝像機(jī)、相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、便攜式存儲(chǔ)器芯片、洗衣機(jī)、烘干機(jī)、洗衣/干衣機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、多功能外圍設(shè)備、手表、鐘表等。此外，電子設(shè)備可以包括未完成的產(chǎn)品。

除非上下文另有明確要求，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，詞語“包括(comprise)”，“包括(comprising)”等應(yīng)當(dāng)在包含的意義上解釋，而不是排他或窮舉的意義；也就是說，在“包括但不限于”的意義上。如在此通常所使用的，詞語“耦合的”是指可以直接連接或者借助于一個(gè)或多個(gè)中間元件連接兩個(gè)或更多個(gè)元件。同樣，如在此通常所使用的，詞語“連接的”是指可以直接連接或者借助于一個(gè)或多個(gè)中間元件連接的兩個(gè)或更多個(gè)元件。另外，當(dāng)在本申請(qǐng)中使用時(shí)，詞語“在此”、“以上”、“下面”以及類似含義的詞語應(yīng)當(dāng)是指本申請(qǐng)的整體，而不是本申請(qǐng)的任何特定部分。在上下文允許的情況下，以上具體實(shí)施方式中使用單數(shù)或復(fù)數(shù)的詞語也可以分別包括復(fù)數(shù)或單數(shù)。關(guān)于兩個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)目的列表的詞語“或”，該詞語涵蓋該詞語的所有以下解釋：列表中的任何項(xiàng)目、列表中的所有項(xiàng)目以及列表中的項(xiàng)目的任何組合。

此外，除非另有特別聲明，或者在所使用的上下文中另外理解，否則在此所使用的條件語言，諸如，其中，“可以”、“能夠”、“可能”、“可”、“例如”、“比如”、“諸如”等，通常旨在傳達(dá)某些實(shí)施例包括、而其他實(shí)施例不包括的某些特征、元件和/或狀態(tài)。因此，這樣的條件語言通常并不旨在暗示特征、元件和/或狀態(tài)以任何方式被一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例所要求，或者一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例必須包括用于在有或沒有作者輸入或提示的情況下決定這些特征、元件和/或狀態(tài)是否包括在任何特定實(shí)施例中或者是否要在任何特定實(shí)施例中執(zhí)行的邏輯。

本發(fā)明的實(shí)施例的以上詳細(xì)描述并不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限于以上公開的精確形式。盡管以上出于說明的目的描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例和示例，但是如相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種等效修改是可能的。例如，盡管以給定順序提出處理或塊，但是替選實(shí)施例可以以不同的順序來執(zhí)行具有步驟的例程或采用具有塊的系統(tǒng)，并且一些處理或塊可以被刪除、移動(dòng)、添加、再分、組合、和/或修改。這些處理或塊中的每一個(gè)可以以各種不同的方式來實(shí)現(xiàn)。此外，盡管處理或塊有時(shí)被示為串行執(zhí)行，但是這些處理或塊可以代替地并行執(zhí)行，或者可以在不同時(shí)間執(zhí)行。

在此提供的本發(fā)明的教導(dǎo)可以應(yīng)用于其他系統(tǒng)，不一定是以上描述的系統(tǒng)。以上描述的各種實(shí)施例的元件和動(dòng)作可以組合以提供另外的實(shí)施例。

盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些實(shí)施例，但是這些實(shí)施例僅借助于示例來提出，并且并不旨在限制本公開的范圍。實(shí)際上，在此所描述的新穎的方法、裝置和系統(tǒng)可以以各種其他形式實(shí)施；此外，在不脫離本公開的精神的情況下，可以進(jìn)行在此所描述的方法和系統(tǒng)的形式中的各種省略、替換和改變。所附權(quán)利要求書及其等效物旨在涵蓋將落入本公開的范圍和精神內(nèi)的這些形式或修改。