由升壓轉換器驅動的射頻功率放大器的制造方法
【專利摘要】由升壓轉換器驅動的射頻RF功率放大器。在一些實施例中,一種功率放大系統可包括配置為基于電池電壓提供高電壓HV供電信號的供電系統、以及配置為接收所述HV供電信號并且放大射頻RF信號的功率放大器PA。所述功率放大系統還包括配置為將放大后的RF信號路由到濾波器的輸出路徑。這種輸出路徑可以基本沒有阻抗變換電路和頻帶選擇開關中的任一個或兩者。
【專利說明】
由升壓轉換器驅動的射頻功率放大器
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請主張 2015 年 2 月 15 日提交的題為"RADIO-FREQUENCY POWER AMPLIFIERS DRIVEN BY BOOST CONVERTER"的美國臨時申請 No. 62/116, 452、2015 年 2 月 15 日提交的題 為"INTERLEAVED DUAL 0UTRJT CHARGE PUMP"的美國臨時申請No. 62/116, 457、以及2015年 9月 22 日提交的題為"INTERLEAVED DUAL OUTPUT CHARGE PUMP"的美國申請No. 14/861,058 的優先權,其每一個的公開內容特此通過引用明確地整體合并于此。
技術領域
[0003] 本申請總體上涉及用于射頻(RF)應用的功率放大器。
【背景技術】
[0004] 在射頻(RF)應用中,待發射的RF信號一般由收發機生成。然后,這樣的RF信號 可由功率放大器(PA)放大,放大后的RF信號可被路由到天線以供發射。
【發明內容】
[0005] 在一些實施方式中,本申請涉及一種功率放大系統,其包括配置為基于電池電壓 提供高電壓(HV)供電信號的供電系統,以及配置為接收所述HV供電信號并且放大射頻 (RF)信號的功率放大器(PA)。所述功率放大系統還包括配置為將放大后的RF信號路由到 濾波器的輸出路徑。
[0006] 在一些實施例中,所述輸出路徑可以基本沒有阻抗變換電路。所述功率放大系統 可配置成操作為平均功率跟蹤(APT)系統。所述供電系統可包括配置成基于所述電池電壓 生成所述HV供電信號的升壓DC/DC轉換器。所述HV供電信號可被選擇為使得所述PA和 所述濾波器的阻抗充分匹配以允許所述輸出路徑基本沒有阻抗轉換電路。所述PA的阻抗 具有大于大約40歐姆的值,諸如大約50歐姆的值。
[0007] 在一些實施例中,所述PA可包括異質結雙極晶體管(HBT)。所述HBT可以是砷化 鎵(GaAs)器件。所述HV供電信號可以被作為VCC提供給所述HBT的集電極。
[0008] 在一些實施例中,所述濾波器可以是配置為以對應的發射(Tx)頻率帶操作的Tx 濾波器。所述Τχ濾波器可以是配置為以所述Τχ頻率帶和對應的接收(Rx)頻率帶操作的 雙工器的一部分。
[0009] 在一些實施例中,所述功率放大系統還可包括一個或多個附加PA,其每個配置為 接收所述HV供電信號并且放大RF信號。所述功率放大系統還可包括一個或多個附加輸出 路徑,其每個配置為接收對應的附加PA的放大RF信號并且將其路由到對應的濾波器。所 述附加輸出路徑可以基本沒有阻抗變換電路。
[0010] 在一些實施例中,每個濾波器可以具有與其相關聯的對應PA。所述功率放大系統 可以基本沒有頻帶選擇開關在所述PA和所述濾波器之間。所述功率放大系統可以具有比 具有類似頻帶處理能力但是其中PA以低電壓操作的另一功率放大器系統更低的損耗。所 述功率放大系統可以是平均功率跟蹤(APT)系統,所述另一功率放大器系統可以是包絡跟 蹤(ET)系統。所述APT系統可以具有比所述ET系統的總體效率更高的總體效率。
[0011] 根據多種實施方式,本申請涉及一種射頻(RF)模塊,其包括配置為容納多個部件 的封裝襯底和實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括配置為基于 電池電壓提供高電壓(HV)供電信號的供電系統。所述功率放大系統還包括多個功率放大 器(PA),每個PA配置為接收所述HV供電信號并且放大射頻(RF)信號。所述功率放大系統 還包括配置為將放大后的RF信號從對應的PA路由到對應的濾波器的輸出路徑。
[0012] 在一些實施例中,所述多個PA中的每個還可配置為大約驅動對應的輸出濾波器 的特征負載阻抗。每個輸出路徑可以基本沒有阻抗變換電路在對應的PA和輸出濾波器之 間。所述功率放大系統可以基本沒有頻帶選擇開關在所述多個PA與它們對應的輸出濾波 器之間。所述RF模塊可以是例如前端模塊(FEM)。
[0013] 在一些教導中,本申請涉及一種無線裝置,其包括配置為生成射頻(RF)信號的收 發機、以及與所述收發機通信的前端模塊(FEM)。所述FEM包括配置為容納多個部件的封裝 襯底。所述FEM還包括實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括配 置為基于電池電壓提供高電壓(HV)供電信號的供電系統。所述功率放大系統還包括多個 功率放大器PA,每個PA配置為接收所述HV供電信號并且放大射頻(RF)信號,所述功率放 大系統還包括配置為將放大后的RF信號從對應的PA路由到對應的濾波器的輸出路徑。所 述無線裝置還包括與所述FEM通信的天線,所述天線配置為發射所述放大后的RF信號。
[0014] 根據多種實施方式,本申請涉及一種功率放大系統,其包括配置為接收和放大射 頻(RF)信號的功率放大器(PA),以及耦接到所述PA并且配置為調節放大后的RF信號的濾 波器。所述PA還配置為驅動大約所述濾波器的特征負載阻抗。
[0015] 在一些實施例中,所述PA可具有比大約40歐姆更大的阻抗。所述PA的阻抗可具 有大約50歐姆的值。
[0016] 在一些實施例中,所述功率放大系統還可包括配置為向所述PA提供高電壓(HV) 供電的供電系統。所述供電系統可包括配置為基于電池電壓Vbatt生成所述HV供電的升 壓DC/DC轉換器。
[0017] 在一些實施例中,所述PA可包括異質結雙極晶體管(HBT)。所述HBT可以是例如 砷化鎵(GaAs)器件。所述HV供電可作為VCC提供給所述HBT的集電極。
[0018] 在一些實施例中,所述濾波器可以是配置為以對應的發射(Tx)頻率帶操作的Tx 濾波器。所述Τχ濾波器可以是配置為以所述Τχ頻率帶和對應的接收(Rx)頻率帶操作的 雙工器的一部分。
[0019] 在一些實施例中,所述濾波器可通過基本沒有阻抗變換電路的輸出路徑耦接到所 述PA。
[0020] 在一些實施例中,所述功率放大系統還可包括一個或多個附加PA,其每個配置為 用所述HV供電操作并且放大對應的RF信號。所述功率放大系統還可包括耦接到所述一個 或多個附加PA中的每個并且配置為調節對應的放大后的RF信號的濾波器。所述一個或多 個附加PA中的每個還可配置為驅動大約對應濾波器的特征負載阻抗。所述一個或多個附 加濾波器中的每個通過基本沒有阻抗變換電路的輸出路徑耦接到對應的PA。
[0021] 在一些實施例中,所述PA和所述一個或多個附加PA可形成Μ個PA。在一些實施 例中,所述Μ個PA可實施在單個半導體晶片上。所述Μ個PA可配置為以單獨的頻率帶操 作。所述系統可基本沒有頻帶選擇開關在所述Μ個PA與它們對應的濾波器之間。
[0022] 在一些實施例中,所述功率放大系統可配置成操作為平均功率跟蹤(APT)系統。 所述APT系統可具有比具有類似頻帶處理能力但是其中PA以低電壓操作的另一功率放大 器系統更低的損耗。所述另一功率放大器系統可以是包絡跟蹤(ET)系統。所述APT系統 可具有比所述ET系統的總體效率更高的總體效率。
[0023] 在一些教導中,本申請涉及一種射頻(RF)模塊,其包括配置為容納多個部件的封 裝襯底,以及實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括多個功率放 大器(PA),每個PA配置為接收和放大射頻(RF)信號。所述功率放大系統還包括耦接到每 個PA的濾波器,每個PA配置為驅動大約所述濾波器的特征負載阻抗。
[0024] 在一些實施例中,每個PA可配置為以高電壓(HV)供電模式操作。每個濾波器可 通過基本沒有阻抗變換電路的輸出路徑耦接到對應的PA。
[0025] 在一些實施例中,所述RF模塊可以基本沒有頻帶選擇開關在所述多個PA與它們 對應的濾波器之間。所述RF模塊可以是例如前端模塊(FEM)。
[0026] 根據一些實施方式,本申請涉及一種無線裝置,其包括配置為生成射頻(RF)信號 的收發機和與所述收發機通信的前端模塊(FEM)。所述FEM包括配置為容納多個部件的封 裝襯底和實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括多個功率放大器 (PA),每個PA配置為接收和放大射頻(RF)信號。所述功率放大系統還包括耦接到每個PA 的濾波器,每個PA配置為驅動大約所述濾波器的特征負載阻抗。所述無線裝置還包括與所 述FEM通信的天線,所述天線配置為發射放大后的RF信號。
[0027] 在一些教導中,本申請涉及一種處理射頻(RF)信號的方法。所述方法包括用功率 放大器(PA)放大所述RF信號,以及將放大后的RF信號路由到濾波器。所述方法還包括操 作所述PA使得所述PA驅動大約所述濾波器的特征阻抗。
[0028] 在一些實施例中,所述PA可具有大約50歐姆的阻抗。在一些實施例中,操作所述 PA可包括用高電壓(HV)向所述PA供電。
[0029] 根據多種教導,本申請涉及一種功率放大系統,其包括配置為接收和放大射頻 (RF)信號的功率放大器PA。所述功率放大系統還包括通過輸出路徑耦接到所述PA的輸出 濾波器,所述輸出路徑基本沒有阻抗變換電路。
[0030] 在一些實施例中,所述PA還可配置為驅動大約所述輸出濾波器的特征負載阻抗。 所述PA被配置為驅動大約所述輸出濾波器的特征負載阻抗可通過用高電壓(HV)供電操作 所述PA來實現。所述輸出路徑基本沒有阻抗變換電路可導致在所述PA和所述輸出濾波器 之間損耗減小至少0. 5dB。
[0031] 在一些實施例中,所述PA可具有比大約40歐姆更大的阻抗。所述PA的阻抗可具 有大約50歐姆的值。所述PA的阻抗可導致所述PA中減小的電流耗用。所述PA中減小的 電流耗用可允許PA的尺寸小于具有更低阻抗的其他PA。
[0032] 在一些實施例中,所述功率放大系統還可包括配置為向所述PA提供高電壓(HV) 供電的供電系統。所述供電系統可包括配置為基于電池電壓Vbatt生成所述HV供電的升 壓DC/DC轉換器。
[0033] 在一些實施例中,所述PA可包括異質結雙極晶體管(HBT)。所述HBT可以是砷化 鎵(GaAs)器件。所述HV供電可作為VCC提供給所述HBT的集電極。
[0034] 在一些實施例中,所述輸出濾波器可以是配置為以對應的發射(Tx)頻率帶操作 的Τχ濾波器。所述Τχ濾波器可以是配置為以所述Τχ頻率帶和對應的接收(Rx)頻率帶操 作的雙工器的一部分。
[0035] 在一些實施例中,所述功率放大系統還可包括一個或多個附加PA,其每個配置為 用所述HV供電操作并且放大對應的RF信號。所述功率放大系統還可包括通過基本沒有阻 抗變換電路的輸出路徑耦接到所述一個或多個附加PA中的每個的輸出濾波器。所述一個 或多個附加PA中的每個還可配置為驅動大約對應的輸出濾波器的特征負載阻抗。
[0036] 在一些實施例中,所述PA和所述一個或多個附加PA可形成Μ個PA。所述Μ個PA 可實施在單個半導體晶片上。所述Μ個ΡΑ可配置為以單獨的頻率帶操作。
[0037] 在一些實施例中,所述功率放大系統可基本沒有頻帶選擇開關在所述Μ個ΡΑ與它 們對應的輸出濾波器之間。基本沒有頻帶選擇開關的所述功率放大系統可導致給定ΡΑ與 對應的輸出濾波器之間至少0. 3dB的損耗減小。
[0038] 在一些實施例中,所述功率放大系統可配置成操作為平均功率跟蹤(APT)系統。 所述APT系統可具有比具有類似頻帶處理能力但是其中PA以低電壓操作的另一功率放大 器系統更低的損耗。所述另一功率放大器系統可以是包絡跟蹤(ET)系統。所述APT系統 可具有比所述ET系統的總體效率更高的總體效率。
[0039] 根據一些實施方式,本申請涉及一種射頻(RF)模塊,其包括配置為容納多個部件 的封裝襯底,以及實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括多個功 率放大器(PA),每個PA配置為接收和放大射頻(RF)信號。所述功率放大系統還包括通過 基本沒有阻抗變換電路的輸出路徑耦接到每個PA的輸出濾波器。
[0040] 在一些實施例中,每個PA可配置為以高電壓(HV)供電模式操作。每個PA還可配 置為驅動大約對應的輸出濾波器的特征負載阻抗。
[0041] 在一些實施例中,所述RF模塊可以基本沒有頻帶選擇開關在所述多個PA與它們 對應的輸出濾波器之間。所述RF模塊可以是例如前端模塊(FEM)。
[0042] 在一些實施方式中,本申請涉及一種無線裝置,其包括配置為生成射頻(RF)信號 的收發機和與所述收發機通信的前端模塊(FEM)。所述FEM包括配置為容納多個部件的封 裝襯底和實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括多個功率放大器 (PA),每個PA配置為接收和放大射頻(RF)信號。所述功率放大系統還包括通過基本沒有 阻抗變換電路的輸出路徑耦接到每個PA的輸出濾波器。所述無線裝置還包括與所述FEM 通信的天線,所述天線配置為發射放大后的RF信號。
[0043] 在一些教導中,本申請涉及一種處理射頻(RF)信號的方法。所述方法包括用功率 放大器(PA)放大所述RF信號,以及將放大后的RF信號基本無阻抗變換地路由到輸出濾波 器。所述方法還包括用所述輸出濾波器對所述放大后的RF信號進行濾波。
[0044] 在一些實施例中,放大所述RF信號可包括操作所述PA使得所述PA驅動大約所述 輸出濾波器的特征阻抗,從而允許基本無阻抗變換的路由。所述PA可具有大約50歐姆的 阻抗。在一些實施例中,操作所述PA可包括用高電壓(HV)向所述PA供電。
[0045] 根據一些教導,本申請涉及一種功率放大系統,其包括多個功率放大器(PA),每個 PA配置為接收和放大一頻率帶中的射頻(RF)信號。所述功率放大系統還可包括通過單獨 的輸出路徑耦接到每個PA的輸出濾波器,使得所述功率放大系統在所述多個PA與它們對 應的輸出濾波器之間基本沒有頻帶選擇開關。
[0046] 在一些實施例中,每個PA還可配置為驅動大約對應的輸出濾波器的特征負載阻 抗。每個PA配置為驅動大約對應的輸出濾波器的特征負載阻抗可通過用高電壓(HV)供電 操作所述PA來實現。基本沒有頻帶選擇開關的所述功率放大系統可導致每個PA與對應的 輸出濾波器之間至少〇. 3dB的損耗減小。
[0047] 在一些實施例中,每個PA可具有比大約40歐姆更大的阻抗。每個PA的阻抗可具 有大約50歐姆的值。每個PA的阻抗導致所述PA中減小的電流耗用。每個PA中減小的電 流耗用可允許所述PA的尺寸小于具有更低阻抗的其他PA。
[0048] 在一些實施例中,所述功率放大系統還可包括配置為向每個PA提供高電壓(HV) 供電的供電系統。所述供電系統可包括配置為基于電池電壓Vbatt生成所述HV供電的升 壓DC/DC轉換器。
[0049] 在一些實施例中,每個PA可包括異質結雙極晶體管(HBT)。所述HBT可以是砷化 鎵(GaAs)器件。所述HV供電可作為VCC提供給所述HBT的集電極。
[0050] 在一些實施例中,每個輸出濾波器可以是配置為以對應的發射(Tx)頻率帶操作 的Τχ濾波器。所述Τχ濾波器可以是配置為以所述Τχ頻率帶和對應的接收(Rx)頻率帶操 作的雙工器的一部分。
[0051] 在一些實施例中,每個輸出濾波器可通過基本沒有阻抗變換電路的輸出路徑耦接 到對應的PA。每個輸出路徑基本沒有阻抗變換電路可導致對應的PA與輸出濾波器之間至 少0. 5dB的損耗減小。
[0052] 在一些實施例中,所述多個PA可實施在單個半導體晶片上。在一些實施例中,所 述功率放大系統可配置成操作為平均功率跟蹤(APT)系統。所述APT系統可具有比具有類 似頻帶處理能力但是其中PA以低電壓操作的另一功率放大器系統更低的損耗。所述另一 功率放大器系統可以是包絡跟蹤(ET)系統。所述APT系統可具有比所述ET系統的總體效 率更高的總體效率。
[0053] 在一些教導中,本申請涉及一種射頻(RF)模塊,其具有配置為容納多個部件的封 裝襯底,以及實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括多個功率放 大器(PA),每個PA配置為接收和放大一頻率帶內的射頻(RF)信號。所述功率放大系統還 包括通過單獨輸出路徑耦接到每個PA的輸出濾波器,使得所述功率放大系統基本沒有頻 帶選擇開關在所述多個PA與它們對應的輸出濾波器之間。
[0054] 在一些實施例中,每個PA可配置為以高電壓(HV)供電模式操作。每個PA還可配 置為驅動大約對應的輸出濾波器的特征負載阻抗。
[0055] 在一些實施例中,每個輸出路徑可以基本沒有阻抗變換電路在對應的PA和輸出 濾波器之間。在一些實施例中,所述RF模塊可以是前端模塊(FEM)。
[0056] 根據多種教導,本申請涉及一種無線裝置,其包括配置為生成射頻(RF)信號的收 發機和與所述收發機通信的前端模塊(FEM)。所述FEM包括配置為容納多個部件的封裝 襯底和實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括多個功率放大器 (PA),每個PA配置為接收和放大一頻率帶中的射頻(RF)信號。所述功率放大系統還包括 通過單獨輸出路徑耦接到每個PA的輸出濾波器,使得所述功率放大系統基本沒有頻帶選 擇開關在所述多個PA與它們對應的輸出濾波器之間。所述無線裝置還包括與所述FEM通 信的天線,所述天線配置為發射放大后的RF信號。
[0057] 在一些教導中,本申請涉及一種處理射頻(RF)信號的方法。所述方法包括用多個 功率放大器(PA)中選定的一個放大所述RF信號,所述RF信號處于一頻率帶中。所述方法 還包括將放大后的RF信號路由到輸出濾波器而基本沒有頻帶選擇開關操作。所述方法還 包括用所述輸出濾波器對所述放大后的RF信號進行濾波。
[0058] 在一些實施例中,放大所述RF信號可包括操作選定的PA使得所述PA驅動大約對 應的輸出濾波器的特征阻抗,以允許基本沒有阻抗變換的路由。所述PA可具有大約50歐 姆的阻抗。
[0059] 在一些實施例中,操作所述PA可包括用高電壓(HV)向所述PA供電。
[0060] 在一些實施方式中,本申請涉及一種功率放大器晶片,其包括半導體襯底和實施 在所述半導體襯底上的多個功率放大器(PA)。每個PA配置為驅動大約沿獨立頻率帶信號 路徑的下游部件的特征負載阻抗。每個PA的尺寸小于配置為驅動與多個PA相關聯的多個 頻率帶中的多于一個頻帶的寬頻帶PA。
[0061] 在一些實施例中,所述下游部件可包括輸出濾波器。所述獨立頻率帶信號路徑可 以是窄頻帶信號路徑。每個PA配置為驅動大約對應的輸出濾波器的特征負載阻抗可通過 用高電壓(HV)供電操作所述PA來實現。每個PA可具有比大約40歐姆更大的阻抗。每個 PA的阻抗可具有大約50歐姆的值。每個PA的阻抗可導致所述PA中減小的電流耗用。每 個PA中減小的電流耗用可允許所述PA的尺寸小于具有更低阻抗的另一 PA。
[0062] 在一些實施例中,每個PA可包括諸如砷化鎵(GaAs)器件之類的異質結雙極晶體 管(HBT)。所述HBT可配置為通過其集電極接收所述HV供電作為VCC。
[0063] 在一些實施例中,所述PA可配置為以平均功率跟蹤(APT)模式操作。所述APT模 式可導致比具有類似頻帶處理能力但是其中PA以低電壓操作的另一晶片更低的損耗。所 述另一晶片可配置為以包絡跟蹤(ET)模式操作。所述APT模式可產生比與所述ET模式關 聯的總體效率更高的總體效率。
[0064] 根據一些實施方式,本申請涉及一種射頻(RF)模塊,其包括配置為容納多個部件 的封裝襯底,以及實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括實施在 半導體襯底上的多個功率放大器(PA)。每個PA配置為驅動大約沿獨立頻率帶信號路徑的 下游部件的特征負載阻抗。每個PA的尺寸小于配置為驅動與多個PA相關聯的多個頻率帶 中的多于一個頻帶的寬頻帶PA。
[0065] 在一些實施例中,每個PA可配置為以高電壓(HV)供電模式操作。在一些實施例 中,所述下游部件可包括輸出濾波器。所述輸出濾波器可通過單獨的輸出路徑耦接到對應 的PA,使得所述功率放大系統在所述多個PA與它們對應的輸出濾波器之間基本沒有頻帶 選擇開關。每個輸出路徑可基本沒有阻抗變換電路在對應的PA和輸出濾波器之間。所述 RF模塊可以是例如前端模塊(FEM)。
[0066] 在一些教導中,本申請涉及一種無線裝置,其包括配置為生成射頻(RF)信號的收 發機和與所述收發機通信的前端模塊(FEM)。所述FEM包括配置為容納多個部件的封裝襯 底和實施在所述封裝襯底上的功率放大系統。所述功率放大系統包括實施在半導體襯底上 的多個功率放大器(PA),每個PA配置為驅動大約沿獨立頻率帶信號路徑的下游部件的特 征負載阻抗。每個PA的尺寸小于配置為驅動與多個PA相關聯的多個頻率帶中的多于一個 頻帶的寬頻帶PA。所述無線裝置還包括與所述FEM通信的天線,所述天線配置為發射放大 后的RF信號。
[0067] 在一些實施方式中,本申請涉及一種處理射頻(RF)信號的方法。所述方法包括用 多個功率放大器(PA)中選定的一個放大所述RF信號,所述選定的PA驅動大約沿獨立頻率 帶信號路徑的下游部件的特征負載阻抗。所述選定的PA的尺寸小于配置為驅動與多個PA 相關聯的多個頻率帶中的多于一個頻帶的寬頻帶PA。所述方法還包括將放大后的RF信號 路由到所述下游部件。
[0068] 在一些實施例中,所述下游部件可包括輸出濾波器。放大所述RF信號可包括用高 電壓(HV)向所述選定的PA供電。
[0069] 根據一些教導,本申請涉及一種制造功率放大器晶片的方法。所述方法包括形成 或提供半導體襯底,以及實施多個獨立頻率帶信號路徑。所述方法還包括在所述半導體襯 底上形成多個功率放大器(PA),每個PA配置為驅動大約沿對應的獨立頻率帶信號路徑的 下游部件的特征負載阻抗。每個PA的尺寸小于配置為驅動與多個PA相關聯的多個頻率帶 中的多于一個頻帶的寬頻帶PA。
[0070] 出于概述本申請的目的,已經在這里描述了本發明的某些方面、優點和新穎特征。 應該理解,根據本發明的任何具體實施例,不一定要實現所有這些優點。因而,可以按照實 現或優化如在這里教導的一個優點或一組優點的方式來實施或實現本發明,而不需要實現 如在這里可以教導或建議的其它優點。
【附圖說明】
[0071] 圖1示出具有放大系統的無線系統或架構。
[0072] 圖2示出圖1的放大系統可包括具有一個或多個功率放大器(PA)的射頻(RF)放 大器組件(assembly)。
[0073] 圖3A-3E示出可如何配置圖2的每個PA的非限制性示例。
[0074] 圖4示出在一些實施例中,圖2的放大系統可實施為高電壓(HV)功率放大系統。
[0075] 圖5示出在一些實施例中,圖4的HV功率放大系統可配置為以平均功率跟蹤 (APT)模式操作。
[0076] 圖6示出示例包絡跟蹤(ET)功率放大系統。
[0077] 圖7示出具有一個或多個這里描述的特征的示例高電壓(HV)平均功率跟蹤(APT) 功率放大系統。
[0078] 圖8示出可以是圖7的HV APT功率放大系統的更具體示例的HV APT功率放大系 統。
[0079] 圖9示出以降壓(Buck) ET配置、降壓APT配置和升壓APT配置操作的功率放大器 的、作為輸出功率的函數的示例效率曲線圖。
[0080] 圖10示出具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統可具有與標稱情況類 似的集電極效率和功率附加效率(PAE)曲線(profile)。
[0081] 圖11示出具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統可具有與標稱情況類 似的線性度性能。
[0082] 圖12示出作為負載電壓的函數的功率放大器負載電流的示例曲線圖。
[0083] 圖13示出具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統可產生一個或多個有 利益處的示例。
[0084] 圖14示出具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統可產生一個或多個有 利益處的另一示例。
[0085] 圖15示出具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統可產生一個或多個有 利益處的又一示例。
[0086] 圖16不出具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統可產生一個或多個有 利益處的再一示例。
[0087] 圖17示出包括升壓轉換器和電荷栗的示例電壓供電系統。
[0088] 圖18示出圖17的電壓供電系統的更具體示例。
[0089] 圖19示出可用作圖17的電荷栗的電荷栗的示例。
[0090] 圖20示出具有示例控制器的功率放大配置的框圖,所述示例控制器具有集成的 功率放大器控制部件和電源控制部件。
[0091] 圖21示出具有包括控制寄存器的示例控制器的功率放大配置的框圖。
[0092] 圖22示出圖21的電源可以如何針對不同的操作模式生成各種電壓的示例。
[0093] 圖23示出包括升壓轉換器的功率放大系統的框圖。
[0094] 圖24示出可以如何用來自升壓轉換器的可變供電電壓去除或實質性放松集電極 供電電壓限制的示例。
[0095] 圖25示出在一些實施例中,具有一個或多個這里描述的特征的HV APT功率放大 系統的一些或全部可實施在模塊中。
[0096] 圖26示出具有一個或多個這里描述的有利特征的示例無線裝置。
【具體實施方式】
[0097] 這里提供的小標題(如果有的話)僅是為了便利,而不一定影響所要求保護的發 明的范圍或含義。
[0098] ?直
[0099] 參照圖1,本申請的一個或多個特征總體上涉及具有放大系統52的無線系統或架 構50。在一些實施例中,放大系統52可實施為一個或多個器件,這樣的一個或多個器件可 用在無線系統/架構50中。在一些實施例中,無線系統/架構50可實施在例如便攜式無 線裝置中。這樣的無線裝置的示例描述于此。
[0100] 圖2示出圖1的放大系統52可包括具有一個或多個功率放大器(ΡΑ)的射頻(RF) 放大器組件54。在圖2的示例中,三個PA 60a-60c示為形成RF放大器組件54。將理解, 亦可以實施其他數量的PA。還將理解,本申請的一個或多個特征也可實施在具有其他類型 的RF放大器的RF放大器組件中。
[0101] 在一些實施例中,RF放大器組件54可實施在一個或多個半導體晶片(die)上,這 樣的晶片可包括在諸如功率放大器模塊(PAM)或前端模塊(FEM)之類的封裝模塊中。這樣 的封裝模塊一般配置為安裝在與便攜式無線裝置相關聯的電路板上。
[0102] 放大系統52中的PA(例如60a_60c)可一般由偏壓系統56偏置。此外,PA的供 電電壓可一般由供電系統58提供。在一些實施例中,偏壓系統56和供電系統58中的任一 個或兩者可包括在具有RF放大器組件54的前述封裝模塊中。
[0103] 在一些實施例中,放大系統52可包括匹配網絡62。這樣的匹配網絡可配置為向 RF放大器組件54提供輸入匹配和/或輸出匹配功能。
[0104] 為了說明,將理解,圖2的每個PA(60)能以多種方式實施。圖3A-3E示出可如何 配置這樣的PA的非限制性示例。圖3A示出具有放大晶體管64的示例PA,其中輸入RF信 號(RF_In)被提供給晶體管64的基極,放大后的RF信號(RF_0ut)通過晶體管64的集電 極輸出。
[0105] 圖3B示出具有分級布置的多個放大晶體管(例如64a、64b)的示例PA。輸入RF 信號(RF_In)不為被提供給第一晶體管64a的基極,來自第一晶體管64a的放大后的RF信 號通過其集電極輸出。來自第一晶體管64a的放大后的RF信號被提供給第二晶體管64b 的基極,來自第二晶體管64b的放大后的RF信號示為通過其集電極輸出,由此產生PA的輸 出 RF 信號(RF_0ut)。
[0106] 在一些實施例中,圖3B的前述示例PA配置可被描繪為圖3C所示的兩級或更多 級。第一級64a可配置為例如驅動級,第二級64b可配置為例如輸出級。
[0107] 圖3D示出在一些實施例中,PA可配置為多爾蒂(Doherty)PA。這樣的多爾蒂PA 可包括放大晶體管64a、64b,配置為分別提供輸入RF信號(RF_In)的載波放大和峰值放大 以產生放大輸出RF信號(RF_0ut)。輸入RF信號可由分離器(splitter)分離為載波部分 和峰值部分。放大后的載波和峰值信號可由組合器(combiner)組合以產生輸出RF信號。
[0108] 圖3E示出在一些實施例中,PA可以用共射共基(cascode)配置來實施。輸入RF 信號(RF_In)可被提供給操作為共發射極(common emitter)器件的第一放大晶體管64a 的基極。第一放大晶體管64a的輸出可通過其集電極提供并且可被提供至操作為共基極 (common base)器件的第二放大晶體管64b的發射極。第二放大晶體管64b的輸出可通過 其集電極提供,從而產生PA的放大輸出RF信號(RF_0ut)。
[0109] 在圖3A-3E的各種示例中,放大晶體管描述為諸如異質結雙極晶體管(HBT)之類 的雙極結晶體管(BJT)。將理解,本申請的一個或多個特征也可實施在其他類型的晶體管諸 如場效應晶體管(FET)中或者用其來實施。
[0110] 圖4示出在一些實施例中,圖2的放大系統52可實施為高電壓功率放大系統100。 這樣的系統可包括HV功率放大器組件54,其配置為包括一些或全部PA (例如60a-60c)的 HV放大操作。如這里描述的那樣,這樣的PA可被偏壓系統56偏置。在一些實施例中,前述 HV放大操作可由HV供電系統58促成。在一些實施例中,可實施接口系統72以提供HV功 率放大器組件54與偏壓系統56和HV供電系統58中的任一個或兩者之間的接口功能。
[0111] HV APT系統相關示例
[0112] 諸如蜂窩手持設備之類的許多無線裝置配置為支持多個頻率帶,這樣的裝置 一般需要和/或混雜有多種功率放大器架構。然而,功率放大器架構的這種復雜性 (complexity)會導致發射效率隨支持的頻帶數量增大而下降。這樣的效率下降可歸因于例 如組合多個頻率帶且同時維持有競爭性的尺寸和成本目標所招致的損耗增大。
[0113] 在一些射頻(RF)應用中,便攜式發射方案可包括與降壓(Buck)開關電源結合的 電池電壓(例如3. 8V)功率放大器(PA)。在這樣的示例方案中,最大發射功率一般在3. 8V 電池電壓處實現,其一般需要或使用PA內的13:1阻抗變換網絡以支持例如近乎1. 5瓦特 的峰值功率水平。
[0114] 在前述示例中,較低發射功率水平處的效率改善可通過實施電池電壓以下的電壓 處的降壓電源來得到支持。使用RF開關選擇與期望頻率帶對應的期望濾波器,可實現多頻 帶操作。注意,降壓電源、阻抗變換網絡和RF開關中的一些或全部可對損耗有貢獻,這又減 小了發射效率。
[0115] -些無線系統可包括包絡跟蹤(ET)特征,其實施到降壓供電中以提供增大的系 統效率。然而,包絡跟蹤可增大降壓開關供電的成本,并且還會使系統特征化和校準過程顯 著復雜化。
[0116] 這里描述可顯著減小損耗,同時維持或改善尺寸和/或成本的有競爭性的水平的 系統、電路、裝置和方法的示例。圖5示出在一些實施例中,圖4的HV功率放大系統可配置 為以平均功率跟蹤(APT)模式操作。在圖5的示例中,HV APT功率放大系統100可包括功 率放大器組件104,其具有配置為放大一個或多個RF信號(RF_In)的一個或多個PA。這種 放大后的一個或多個RF信號可通過具有一個或多個匹配電路的匹配部件106路由到具有 一個或多個雙工器的雙工器組件108。
[0117] 雙工器可允許發射(Tx)和接收(Rx)操作的雙工。這樣的雙工操作的Tx部分示 為一個或多個放大后的RF信號(RF_0ut)被從雙工器組件108輸出以供天線(未示出)發 射。在圖5的示例中,Rx部分未示出;然而,來自天線的接收信號可被雙工器組件108接收 并且輸出到例如低噪聲放大器(LNA)。
[0118] 這里在利用雙工器的Tx和Rx操作的上下文中描述各種示例,這樣的雙工器可實 施例如頻分雙工(FDD)功能。將理解,在一些實施例中,具有一個或多個這里描述的特征的 HV功率放大系統還能以其他雙工配置實施,包括例如時分雙工(TDD)配置。
[0119] 在圖5的示例中,HV供電系統102示為向功率放大器組件104提供一個或多個HV 供電信號。這里將更詳細地描述這樣的HV信號可如何提供到對應PA的更具體示例。
[0120] 在一些實施例中,圖5的HV APT功率放大系統100可配置為以APT模式操作并且 滿足或超過包絡跟蹤(ET)實施方式所提供的性能,同時維持或減小成本和/或復雜性。在 一些實施例中,這樣的HV APT功率放大系統可利用例如諸如砷化鎵(GaAs)異質結雙極晶 體管(HBT)PA之類的一些PA的高電壓能力。將理解,本申請的一個或多個特征也可以用其 他類型的PA來實施。例如,利用帶有LDM0S多個共射共基級的CMOS器件、硅雙極器件和 GaN/HEMT器件的放大系統也可受益于高電壓區域的操作。
[0121] 利用PA的這種HV操作,可以從放大系統消除一個或多個有損耗的部件,且/或可 實現其他有利益處。例如,PA輸出匹配網絡可被消除。在另一示例中,PA供電效率可增大。 在又一示例中,一些無源部件可被去除。這里更詳細地描述與前述相關的示例。
[0122] 與HV操作相關的前述特征中的一個或多個可導致一個或多個晶片以更小的尺度 實現,由此允許功率放大系統設計的更大靈活性。例如,功率放大系統可用更多數量的較小 PA實現,由此允許消除有損耗的部件,諸如頻帶開關。這里更詳細地描述與這種頻帶開關的 消除相關的示例。
[0123] 在一些實施例中,圖5的HV APT功率放大系統100可配置為基本消除或減小與包 絡跟蹤特征化和/或校準過程相關聯的復雜性。
[0124] 為了說明,將理解,高電壓(HV)可包括比便攜式無線裝置中使用的電池電壓更高 的電壓值。例如,HV可大于3. 7V或4. 2V。在一些情形中,HV可包括大于電池電壓并且便 攜式無線裝置能更高效率地操作的電壓值。在一些情形中,HV可包括大于電池電壓并且小 于與給定類型的PA相關聯的擊穿電壓的電壓值。在GaAs HBT的示例上下文中,這樣的擊 穿電壓可以在15V至25V的范圍。因此,GaAs HBT PA的HV可以在例如3. 7V至25V、4. 2V 至20V、5V至15V、6V至14V、7V至13V或8V至12V的范圍。
[0125] 圖6和7示出包絡跟蹤(ET)功率放大系統110 (圖6)和高電壓(HV)平均功率跟 蹤(APT)功率放大系統100 (圖7)之間的比較,以演示在HV APT功率放大系統100中可以 如何基本消除某些有損耗的部件。為了比較,將假定每個功率放大系統配置為提供三個頻 率帶的放大。然而將理解,可以使用更多或更少數量的頻率帶。
[0126] 在圖6的示例中,ET功率放大系統110示為包括功率放大器組件114,其具有能夠 為三個頻率帶提供放大的寬頻帶放大路徑130。放大路徑130可通過公共輸入節點126接 收輸入RF信號,這樣的RF信號可通過例如DC隔離(DC-blocking)電容128路由到一個或 多個放大級。放大級可包括例如驅動級132和輸出級134。在一些實施例中,放大級132、 134可包括例如HBT或CMOS放大晶體管。
[0127] 在圖6的示例中,輸出級134的集電極示為被提供有來自包絡跟蹤(ET)調制器 122的通過扼流電感124的供電電壓VCC。ET調制器122示為是ET調制系統112的一部 分。由這樣的ET調制器提供的供電電壓VCC -般以動態方式確定,并且可具有在例如大約 IV至3V范圍的值。ET調制器122示為基于電池電壓Vbatt生成這樣的動態VCC電壓。
[0128] 當放大路徑130以前述方式操作時,其阻抗Z較低(例如大約3至5歐姆);因此 一般需要進行阻抗變換以匹配與下游部件相關聯的阻抗。在圖6的示例中,接收放大路徑 130的輸出的頻帶開關138 (示為是頻帶開關系統118的一部分)一般配置為50歐姆負載。 因此,假定由放大路徑130給出的阻抗(Z)為大約4歐姆,需要實施約13:1(50:4)的阻抗 變換。在圖6的示例中,這樣的阻抗變換示為通過輸出匹配網絡(0ΜΝ) 136來實施,輸出匹 配網絡136示為是負載變換系統116的一部分。
[0129] 在圖6的示例中,頻帶開關138示為具有來自放大路徑130的輸出(通過0ΜΝ 136) 的單個輸入和與三個示例頻率帶對應的三個輸出。示出了針對這樣的三個頻率帶提供三個 雙工器 142a-142c。
[0130] 三個雙工器142a_142c中的每個示為包括TX和RX濾波器(例如帶通濾波器)。 每個TX濾波器示為耦接到頻帶開關138以接收對應的放大后的并且開關路由的RF信號以 供發射。這樣的RF信號示為被濾波并且被路由到天線端口(ANT) (144a、144b或144c)。每 個RX濾波器示為接收來自對應的天線端口(ANT) (144a、144b或144c)的RX信號。這樣的 RX信號示為被濾波并且被路由到RX部件(例如LNA)以供進一步處理。
[0131] -般期望的是在給定雙工器與處于上游(TX的情況下)或下游(RX的情況下)的 部件之間提供阻抗匹配。在圖6的示例中,對于雙工器的TX濾波器,頻帶開關138是這樣 的上游部件。因此,匹配電路140a-140c (示為是例如PI網絡120的若干部分)示為實施 在頻帶開關138的輸出和相應的雙工器142a-142c之間。在一些實施例中,每個這種匹配 電路140a_140c可實施為例如pi ( π )匹配電路。
[0132] 表1列出圖6的ΕΤ功率放大系統110的各種部件的插入損耗和效率的示例值。將 理解,所列的各種值是近似值。從表1可以看出,圖6的ET功率放大系統110包括許多個 損耗貢獻者。即使系統110的每個部件假定為以其效率上限操作,ET功率放大系統110的 總效率大約為 31% (0· 83X0. 75X0. 89X0. 93X0. 93X0. 63)。
[0133] 表 1
[0134]
[0135] 在圖7的示例中,HV APT功率放大系統100示為配置為提供相同三個頻率帶的放 大,如圖6的示例ET功率放大系統110中那樣。在功率放大器組件104中,可實施三個單 獨的放大路徑,使得每個放大路徑提供對其相應頻率帶的放大。例如,第一放大路徑示為包 括PA 168a,其接收來自輸入節點162a的通過DC隔離電容164a的RF信號。來自PA 168a 的放大后的RF信號示為通過電容170a被路由到下游部件。類似地,第二放大路徑示為包 括PA 168b,其接收來自輸入節點162b的通過DC隔離電容164b的RF信號。來自PA 168b 的放大后的RF信號示為通過電容170b被路由到下游部件。類似地,第三放大路徑示為包 括PA 168c,其接收來自輸入節點162c的通過DC隔離電容164c的RF信號。來自PA 168c 的放大后的RF信號示為通過電容170c被路由到下游部件。
[0136] 在一些實施例中,一些或全部PA 168a_168c可包括例如HBT PA。將理解,本申請 的一個或多個特征還可以用其他類型的PA實施。例如,可以利用能操作來產生與下游部件 匹配或接近的阻抗(例如通過HV操作和/或通過其他操作參數)的PA來產生這里描述的 益處中的一個或多個。
[0137] 在圖7的示例中,每個PA (168a、168b或168c)示為被提供有來自升壓DC/DC轉換 器160的通過扼流電感(166a、166b或166c)的供電電壓VCC。升壓DC/DC轉換器160示為 是HV系統102的一部分。升壓DC/DC轉換器160可配置為供應包括這里描述的HV范圍或 值的這種VCC電壓值范圍(例如約IV至10V)。升壓DC/DC轉換器160示為基于電池電壓 Vbatt生成這樣的高VCC電壓。
[0138] 這里參照圖17-24描述與前述升壓DC/DC轉換器相關的附加細節和示例。與這樣 的升壓DC/DC轉換器相關聯的一個或更多特征可以是可用作這里描述的HV系統(例如圖 7中的102)的供電系統的一部分。這樣的供電系統還可包括其他供電部件以用于生成例 如低電壓(例如在電池電壓以下)和電池水平的電壓,以用于各種PA應用。在一些實施例 中,參照圖17-24描述的各種供電部件中的一些或全部,單獨地或以任何組合,可以包括在 具有一個或多個這里描述的特征的HV功率放大系統中。
[0139] 如這里描述的那樣,通過用高電壓操作PA可以實現各種性能改善。還如這里描述 的那樣,PA的這種高電壓操作可通過升壓轉換器得到支持。在一些實施例中,這種升壓轉 換器的使用可以提供附加的期望性能改善。升壓轉換器在功率放大系統中的這種使用以及 可以如何控制這種升壓轉換器的示例也參照圖17-24來進行描述。
[0140] 當PA 168a_168c用高VCC電壓(例如大約10V)以前述方式操作時,每個PA的 阻抗Z較高(例如大約40歐姆至50歐姆),因此不需要阻抗變換來匹配與下游部件相 關聯的阻抗。在圖7的示例中,接收對應PA(168a、168b或168c)的輸出的每個雙工器 174a-174c (示為是雙工器組件108的若干部分)一般配置為50歐姆負載。因此,假定由 PA(168a、168b或168c)給出的阻抗(Z)為大約50歐姆,則不需要阻抗變換(諸如圖6中的 負載變換系統116)。
[0141] -般期望的是在給定雙工器與處于上游(TX的情況下)或下游(RX的情況下)的 部件之間提供阻抗匹配。在圖7的示例中,對于雙工器(174a、174b或174c)的TX濾波器, PA(168a、168b或168c)是這樣的上游部件。因此,匹配電路172a-172c (示為是例如PI網 絡106的若干部分)可實施在相應的PA 168a-168c的輸出與相應的雙工器174a-174c之 間。在一些實施例中,每個這種匹配電路172a-172c可實施為例如pi匹配電路。
[0142] 在圖7的示例中,PA 168a_168c的HV操作可導致每個PA 168a_168c呈現與對應 的雙工器的阻抗類似的阻抗Z。因為在這樣的配置中不需要阻抗變換,所以不需要阻抗變換 器(圖6中的116)。
[0143] 還應注意,PA 168a_168c在更高阻抗處的操作可導致PA 168a_168c內低得多的 電流水平。這樣的低得多的電流水平可允許PA 168a-168c以顯著減小的晶片尺寸實施。
[0144] 在一些實施例中,前述特征(阻抗變換器的消除和減小的PA晶片尺寸)中的任一 者或兩者可提供功率放大架構設計的附加靈活性。例如,前述特征提供的空間和/或成本 節省可允許實現較小的PA(圖7中的168a、168b或168c)以用于各個頻率帶,由此去除對 頻帶開關系統(例如圖6中的118)的需要。相應地,當與圖6的ET功率放大系統110相 比較時,與圖7的HV APT功率放大系統100相關聯的尺寸、成本和/或復雜性可得到維持 或減小,同時顯著減小功率放大系統100的總體損耗。
[0145] 表2列出圖7的HV APT功率放大系統100的各種部件的插入損耗和效率的示例 值。將理解,所列的各種值是近似值。
[0146] 表 2
[0147]
[0148] 從表2可以看出,圖7的HV APT功率放大系統100包括多個損耗貢獻者。然而, 當與圖6的ET功率放大系統110和表1相比較時,在圖7的HV APT功率放大系統100中 沒有了兩個重要損耗貢獻者(負載變換(116)和頻帶開關(118))。對這種損耗貢獻者的消 除示為在圖7的示例和表2中的發射路徑中去除了大約ldB。
[0149] 還參照表2,如果假定系統100的每個部件以其效率上限操作(如表1的示例中 那樣),HV APT功率放大系統100的總效率為大約45% (0. 93X0. 82X0. 93X0. 63)。即 使假定每個部件以其效率下限操作,HV APT功率放大系統100的總效率也為大約44% (0.93X0. 80X0. 93X0. 63)。可以看出,在任一情況中,圖7的HV APT功率放大系統100 的總效率顯著高于圖6的ET功率放大系統110的總效率(大約31% )。
[0150] 參照圖6和7,可注意到多個特征。應注意,DC/DC升壓轉換器(圖7中的160)的 使用可允許消除可在PA系統中使用的一個或多個其他功率轉換器。例如,當操作為產生HV 供電電壓(例如10V DC)時,在沒有諧波終端(harmonic termination)的情況下可產生1 瓦特((1〇ν)7(2Χ5〇Ω))的 RF 功率。
[0151 ] 還應注意,驅動為50歐姆負載的ΡΑ (例如圖7)導致比驅動為3歐姆負載的ΡΑ (例 如圖6)顯著更低的每歐姆損耗。例如,當以3歐姆驅動ΡΑ時,0. 1歐姆的等效串聯電阻 (ESR)具有約0. 14dB的插入損耗,而對于以50歐姆驅動的ΡΑ,0. 1歐姆的ESR具有大約 0. 008dB的插入損耗。因此,3歐姆的ΡΑ可具有約4. 2dB的總插入損耗(0. 14dBX30),而 50歐姆的PA可具有大約4. OdB的總插入損耗(0. 008dBX 500),其仍小于3歐姆的PA的總 插入損耗。
[0152] 還應注意,50歐姆PA可具有比3歐姆PA顯著更高的增益。例如,增益可近似為 GMXR a;如果對于兩種情況GM相近,那么50歐姆的更高值產生更高的增益。
[0153] 圖8示出可以是圖7的HV APT功率放大系統100的更具體示例的HV APT功率放 大系統100。在圖8的示例中,功率放大器組件可包括低頻帶(LB)功率放大器組件190、中 頻帶(MB)功率放大器組件200以及高頻帶(HB)功率放大器組件210,這些組件中的一些 或全部PA能以這里描述的高電壓操作。功率放大器組件還可包括不以高電壓操作的其他 PA。例如,2G功率放大器組件220和功率放大器組件230、232能以低電壓操作。
[0154] 在圖8的示例中,前述高電壓可從例如前端功率管理集成電路(FE-PMIC) 160提供 給LB、MB和HB功率放大器組件190、200、210。在一些實施例中,這種FE-PMIC可包括這里 描述的DC/DC升壓轉換器(例如圖7的160)。
[0155] FE-PMIC 160可接收電池電壓Vbatt并且生成高電壓輸出182作為LB、MB和HB功 率放大器組件190、200、210的供電電壓(VCC)。在一些實施例中,這樣的高電壓VCC可具有 大致10V的值,伴隨著大致250mA的最大電流。將理解,還可以使用這種高電壓VCC和/或 最大電流的其他值。
[0156] FE-PMIC 160還可生成其他輸出。例如,輸出184可向與LB、MB和HB功率放大器 組件190、200、210相關聯的PA以及向2G功率放大器組件220提供偏壓信號。在一些實施 例中,這樣的偏壓信號可具有大約4V的值,伴隨著大約50mA的最大電流。將理解,還可以 使用這種偏壓信號和/或最大電流的其他值。
[0157] 在圖8的示例中,FE-PMIC 160可以是這里參照圖7描述的HV系統102的一部分。 FE-PMIC 160可包括一個或多個接口節點180。這樣的接口節點可用于進行例如對FE-PMIC 160的控制。
[0158] 在圖8的示例中,用于2G功率放大器組件220的供電電壓VCC示為被基本直接從 電池電壓Vbatt提供(例如線186)。這種Vbatt還示為提供用于與LB、MB和HB功率放大 器組件190、200、210相關聯的各種開關的操作電壓。在一些實施例中,這種Vbatt可具有 在月2. 5V至4. 5V范圍的值。將理解,還可以使用這種Vbatt的其他值。
[0159] 在圖8的示例中,用于功率放大器組件230、232的供電電壓VCC可從DC/DC開關 調壓器(regulator) 234提供。
[0160] 參照圖8,LB功率放大器組件190示為包括用于八個示例頻率帶B27、B28A、B28B、 B20、B8、B26、B17和B13的單獨PA。每個PA示為將其放大后的RF信號提供給對應的雙工 器。如這里描述的那樣,這八個PA可耦接到它們相應的雙工器而中間沒有頻帶選擇開關。
[0161] LB功率放大器組件190還示為包括和/或耦接到輸入開關192和輸出開關196。 輸入開關192示為包括兩個輸入節點194a、194b和與八個PA對應的八個輸出節點。在輸入 開關192中,兩個輸入節點194a、194b示為可切換到公共節點,該公共節點耦接到用于切換 到八個輸出節點之一的另一公共節點。這種在這些公共節點之間的耦接可包括放大元件。
[0162] 輸出開關196示為包括與八個雙工器對應的八個輸入節點以及兩個輸出節點 198a、198b。輸出開關196還可包括用于接收2G功率放大器組件220的輸出和功率放大器 組件230的輸出的輸入。
[0163] 將理解,LB功率放大器組件190可包括頻率帶的不同組合。
[0164] 參照圖8,MB功率放大器組件200示為包括用于四個示例頻率帶B1、B25、B3和B4 的單獨PA。每個PA示為將其放大后的RF信號提供給對應的雙工器。如這里描述的那樣, 這四個PA可耦接到它們相應的雙工器而中間沒有頻帶選擇開關。
[0165] MB功率放大器組件200還示為包括和/或耦接到輸入開關202和輸出開關206。 輸入開關202示為包括輸入節點204和與四個PA對應的四個輸出節點。在輸入開關202 中,輸入節點204示為耦接到用于切換到四個輸出節點之一的公共節點。這種節點之間的 耦接可包括放大元件。
[0166] 輸出開關206示為包括與四個雙工器對應的四個輸入節點以及輸出節點208。輸 出開關206還可包括用于接收2G功率放大器組件220的輸出的輸入。
[0167] 將理解,MB功率放大器組件200可包括頻率帶的不同組合。
[0168] 參照圖8, HB功率放大器組件210示為包括用于兩個示例頻率帶B7和B20的單獨 PA。每個PA示為將其放大后的RF信號提供給對應的雙工器。如這里描述的那樣,這兩個 PA可耦接到它們相應的雙工器而中間沒有頻帶選擇開關。
[0169] HB功率放大器組件210還示為包括和/或耦接到輸入開關212和輸出開關216。 輸入開關212示為包括輸入節點214和與兩個PA對應的兩個輸出節點。在輸入開關212 中,輸入節點214示為耦接到用于切換到兩個輸出節點之一的公共節點。這種節點之間的 耦接可包括放大元件。
[0170] 輸出開關216示為包括與兩個雙工器對應的兩個輸入節點以及輸出節點218。輸 出開關216還可包括用于接收功率放大器組件232的輸出的輸入。
[0171] 將理解,HB功率放大器組件210可包括頻率帶的不同組合。
[0172] 在圖8的示例中,LB、MB和HB功率放大器組件190、200、210的PA可實施為一個 或多個晶片。例如,這些PA可實施在單個HBT (例如GaAs)晶片上,在與LB、MB和HB功率 放大器組件190、200、210對應的單獨HBT晶片上,或者其某種組合。
[0173] 在圖8的示例中,輸入開關192、202、212中的每個可配置為提供這里描述的切換 功能,以及實施這里描述的偏壓功能。在某些實施例中,開關192、196、202、206、212、216可 實施在例如單個絕緣體上硅(SOI)晶片上,在于各種功能群組對應的單獨晶片上,或者其 某種組合。
[0174] 圖9示出以78 %降壓ET、97 %降壓APT和87 %升壓APT配置操作的功率放大器 的、作為輸出功率的函數的示例效率曲線圖。應注意,對于高達15dBm的輸出功率,所有三 種示例配置產生類似高效的效率曲線。超過這樣的輸出水平,可以看出87%升壓APT配置 具有比97%降壓APT和78%降壓ET配置兩者都顯著更高的效率值。這樣的升壓APT配置 可實施在圖7和8的示例HV APT功率放大系統中的任一種或兩者中。
[0175] 圖10示出具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統(例如圖8的HV APT 功率放大系統100)可具有與標稱情況類似的集電極效率和功率附加效率(PAE)曲線。例 如,與圖8的HV APT功率放大系統相關聯的集電極效率曲線圖示為具有與相應的標稱集電 極效率的曲線圖基本相同的曲線。類似地,與圖8的HV APT功率放大系統相關聯的PAE曲 線圖(作為輸出功率的函數)示為具有與相應的標稱PAE的曲線圖基本相同的曲線。
[0176] 圖11示出具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統(例如圖8的HA APT 功率放大系統100)可具有與標稱情況類似的線性度性能(例如相鄰信道泄漏比(ACLR))。 例如,與圖8的HV APT功率放大系統相關聯的ACLR曲線圖(作為輸出功率的函數)示為在 較高輸出功率值處(例如高于29dBm)具有與相應的標稱ACLR的曲線圖基本相同的曲線。
[0177] 圖12示出指示為"R99"和"50RB LTE"的功率放大器配置的作為負載電壓的函數 的功率放大器負載電流的示例曲線圖。假設40mA的較低電流條件對于功率放大器配置是 所希望的。例如,40mA的這種電流可由從供電電流(圖12的負載電流)扣除固定偏壓電流 和靜態電流(quiescent current)而得到。對于圖12中的50RB LTE示例,約104mA的負 載電流可產生用于該功率放大器配置的這樣的低電流(40mA)條件。104mA的這種負載電流 對應于約9. 5V的負載電壓(VCC),如點250所指示的。因此可以看出,這里描述的高電壓功 率放大器操作條件可產生用于功率放大器的較低電流條件。
[0178] 有利特征的示例
[0179] 圖13-16示出在具有一個或多個這里描述的特征的HV APT功率放大系統中可獲 得的有利益處的示例。如這里描述的那樣,圖13示出在一些實施例中,功率放大系統100 可包括配置為接收輸入節點260處的射頻(RF)信號(RF_in)的功率放大器(PA)。這樣的 PA可被提供有供電電壓Vcc,這樣的供電電壓可包括這里描述的高電壓(HV)值。放大后的 RF信號可作為RF_out輸出,并且被路由到濾波器,濾波器配置為調節放大后的RF信號并且 產生輸出節點262處的濾波信號。PA可操作為(例如在HV模式中)近似以濾波器的特征 負載阻抗驅動。濾波器的這種特征負載阻抗可以為例如大約50歐姆。
[0180] 在一些實施例中,前述配置可實施在平均功率跟蹤(APT) PA系統中以產生一個或 多個有利特征。例如,可實現更低復雜性的供電配置、降低損耗、以及改善的效率。在另一 示例中,前述PA、具有前述功率放大系統100的晶片、和/或具有前述功率放大系統100的 模塊可實施為減小尺寸的器件。在一些實施例中,至少部分地歸因于功率放大系統中PA的 輸出匹配網絡(OMN)的一些或全部的消除,可實現這種減小尺寸的器件。
[0181] 圖14示出功率放大系統100的示例,其中在PA與濾波器之間基本消除了與PA相 關聯的輸出匹配網絡(0ΜΝ)(這里也稱為阻抗變換電路)。在圖14的示例中,PA、其供電電 壓Vcc和濾波器可配置和操作為與圖13的示例類似。這種PA配置可包括這里描述的HV 操作模式。
[0182] 在圖14的示例中,功率放大系統100的一些或全部可實施在諸如PA晶片或PA模 塊之類的器件270上。通過前述對0ΜΝ的消除,與器件270相關聯的尺度(例如dlXd2) 可得到減小。此外,諸如減小損耗和改善效率之類的其他有利特征可以用0ΜΝ的消除來實 現。
[0183] 圖15示出配置為處理多個頻帶的RF信號的功率放大系統100的示例。這樣的頻 帶可以是例如頻帶A和頻帶B。將理解,對于功率放大系統100,可以實施其他數量的頻帶。
[0184] 在圖15的示例中,每個頻帶示為具有與其關聯的單獨放大路徑。在每個放大路徑 中,其PA、供電電壓Vcc和濾波器可配置和操作為與圖14的示例類似。這種PA配置可包括 這里描述的HV操作模式。
[0185] 在圖15的示例中,具有其自身專用放大路徑的每個頻帶可允許消除頻帶選擇開 關。因此,具有功率放大系統100的一些或全部的器件270 (諸如PA晶片或PA模塊)可具 有減小的尺度(例如d3Xd4)。此外,利用頻帶選擇開關的消除,還可以實現諸如減小損耗 和改善效率之類的其他有利特征。
[0186] 圖16示出與圖15的示例類似的配置為處理多個頻帶的RF信號的功率放大系統 100的示例。在圖16的示例中,與圖14的示例類似,多個放大路徑中的一些或全部每個都 可基本上沒有輸出匹配網絡(0ΜΝ)(這里也稱為阻抗變換電路)。因此,具有功率放大系統 100的一些或全部的器件270 (諸如PA晶片或PA模塊)可具有減小的尺度(例如d5Xd6)。 此外,利用頻帶選擇開關以及一些或全部0ΜΝ的消除,還可以實現諸如減小損耗和改善效 率之類的其他有利特征。
[0187] 在圖15和16的示例中,其上實施其相應的功率放大系統100的器件270可以是 例如具有半導體襯底的功率放大器晶片。多個PA可如圖所示地并行實施在半導體襯底上, 每個PA可配置為驅動獨立窄頻率帶信號路徑。因此,每個PA的尺寸可小于能夠驅動與多 個PA相關聯的多個頻率帶中的超過一個的寬頻帶PA。如這里描述的那樣,使用這種小型化 的單頻帶PA可產生多個期望特征。
[0188] 與功率放大系統的電源相關的示例
[0189] 在一些實施例中,包括與圖7-9和13-16相關聯的一個或多個不例配置中,升壓 DC/DC轉換器可以實施為供電系統的一部分,所述供電系統可以用于提供用于一個或多個 功率放大器(PA)的操作的高電壓(HV)。參照圖17-24描述與這種供電系統相關的示例。
[0190] 圖17示出包括升壓轉換器和電荷栗的電壓供電系統500。電壓供電系統可包括供 電器件502 (例如晶片(die)或模塊),其具有接收輸入電壓(Vbatt)的輸入節點591和提 供輸出電壓(Vcc)的輸出節點592。輸入節點可經由第一電容器531親合到地電壓,第一 電容器531分流(shunt)輸入電壓中的變化(variation)。輸出節點592可經由第二電容 器532親合到地電壓,第二電容器532分流輸出電壓中的變化,并且實現升壓轉換器的電容 器。
[0191] 供電器件502可包括兩個開關節點593a、593b,其經由電感器521耦接到輸入電 壓。電感器521可以實施為升壓轉換器的電感器。供電器件502可包括兩個電荷栗節點 594a、594b,其經由第三電容器532耦接在一起,第三電容器532可實施為電荷栗的電容器。
[0192] 供電器件502可包括升壓轉換器電路系統504,其是可控的以生成大于(升壓功 能)或等于(旁路(bypass)功能)輸入電壓的輸出電壓。輸出電壓可以作為供電電壓提 供給例如高電壓(HV)功率放大器(PA)。這樣的HV PA可包括例如HV平均功率跟蹤(APT) PA。電壓供電系統500可包括具有升壓轉換器電路系統504、電感器521和第二電容器532 的升壓轉換器。
[0193] 供電器件502還可包括電荷栗電路系統508,其是可控的以生成小于輸入電壓的 輸出電壓。電荷栗電路系統508可配置為生成低電壓(LV)輸出,其示為被通過旁路電路 510提供給輸出節點592。
[0194] 在一些實施例中,電荷栗電路系統508可以和第三電容器533 (例如,飛跨 (flying)電容)一起操作以生成期望的輸出,其可以大于輸入電壓(例如是輸入電壓的兩 倍)或小于輸入電壓(例如是輸入電壓的一半)。可用作電荷栗508的示例電荷栗將參照 圖19進行描述。
[0195] 圖18示出包括多個開關611-613的電壓供電系統600。電壓供電系統600可包括 供電器件602 (例如晶片或模塊),其具有接收輸入電壓(Vbatt)的輸入節點691和提供輸 出電壓(Vcc)的輸出節點692。輸入節點691可經由第一電容器631耦合到地,第一電容 器631分流輸入電壓中的變化。輸出節點692可經由第二電容器632耦合到地,第二電容 器632分流輸出電壓中的變化,并且實現升壓轉換器的電容器。
[0196] 供電器件602可包括兩個開關節點693a、693b,其經由電感器621耦接到輸入電 壓。電感器621可以實施為升壓轉換器的電感器。升壓轉換器還可包括居于供電器件602 上的升壓轉換器電路系統604,其包括耦接在第一開關節點693a和地之間的第一開關611 以及耦接在第二開關節點693b和輸出節點692之間的第二開關612。
[0197] 第一開關611和第二開關612可被控制(例如由控制器601控制)以用于積累和 轉移與電感器621和電容器632相關聯的能量,從而生成輸出節點692處的輸出電壓,其大 于輸入節點691處的輸入電壓。因此,控制器601可配置為周期性地操作開關61U612以 提升輸入電壓,從而產生輸出節點692處的輸出電壓。
[0198] 第一開關611和第二開關612還可以是可控的(例如由控制器601控制)以通過 斷開第一開關611并且閉合第二開關612來提供旁路功能,使得輸出節點692處的輸出電 壓大約等于輸入節點691處的輸入電壓。因此,控制器601可配置為操作開關611-612以 把輸入電壓作為輸出電壓傳遞到輸出節點。
[0199] 在一些實施方式中,供電器件602可包括與升壓轉換器電路系統604分開的旁路 電路(未不出)以把輸入電壓作為輸出電壓傳遞到輸出節點。例如在一些實施例中,第一 開關611和第二開關612可實施為以更高的開關損耗為代價而急速地改變狀態(在執行升 壓功能的同時)。因此,供電器件602可包括具有更慢開關(串聯耦接在輸入節點691和輸 出節點692之間)的旁路電路,其與第二開關612相比不會急速地改變狀態,但是具有更低 的開關損耗。
[0200] 供電器件602可包括兩個電荷栗節點694a、694b,其經由第三電容器632耦接在一 起,第三電容器632實現電荷栗的電容器。供電器件602可包括電荷栗電路系統608,其是 可控的(例如由控制器601控制)以生成比輸入電壓更低的輸出電壓。在一些實施例中,電 荷栗電路系統608可與第三電容器633 (例如飛跨電容)一起操作以生成期望的輸出,其可 以例如是輸入電壓的兩倍,或者是輸入電壓的一半。電荷栗電路系統608的輸出可通過旁 路電路610提供至輸出節點692,旁路電路610包括可由控制器601控制的第三開關613。
[0201] 供電器件602可包括一個或更多控制節點695以用于接收一個或更多控制信號。 控制節點695可耦接到控制器601,控制器601可接收和處理控制信號。因此,電壓供電系 統600可包括可控的(例如由控制器601控制)升壓轉換器以接收輸入節點691處的輸入 電壓,并且在輸出電壓大于(升壓功能)或等于(旁路功能)輸入電壓時生成輸出電壓。升 壓轉換器可包括居于供電器件602上的升壓控制電路系統604以及在供電器件602外的一 個或多個無源器件(例如電感器621和第二電容器632)。電壓供電系統600可包括可控 的(例如由控制器601控制)電荷栗以接收輸入節點691處的輸入電壓,并且在輸出電壓 小于輸入電壓時生成輸出電壓。電荷栗可包括居于供電器件602上的電荷栗電路系統608 以及在供電器件602外的一個或多個無源器件(例如第三電容器633)。電壓供電系統600 可包括控制器601,其配置為接收控制信號(例如經由控制節點695)和控制升壓轉換器或 電荷栗以基于控制信號生成輸出節點692處的期望的輸出電壓。
[0202] 在一些實施方式中,控制信號可指示操作模式。控制信號可以以多種方式指示操 作模式。在一些實施方式中,控制信號可直接指示多種模式之一。在一些實施方式中,控制 信號可指示與多種模式之一對應的目標輸出功率。在一些實施方式中,控制信號可指示與 多種模式之一對應的目標供電電壓。
[0203] 響應于指示第一模式(例如低電壓模式、降壓模式或電壓減小模式)的控制信號, 控制器601可配置為控制電荷栗(例如電荷栗電路系統608或電荷栗電路系統608的一個 或多個開關)以生成小于輸入電壓的輸出電壓。在一些實施方式中,控制器601可配置為 控制電荷栗以生成大約是輸入電壓的一半的輸出電壓。在一些實施方式中,當控制信號指 示所述第一模式時,控制器601可配置為控制所述電荷栗旁路電路610以將輸出電壓(來 自電荷栗輸出)傳遞至輸出節點692。例如,控制器601可配置為響應于指示第一模式的控 制信號而接通第三開關613。
[0204] 響應于指示第二模式(例如中電壓模式、旁路模式或等電壓模式)的控制信號,控 制器601可配置為控制升壓轉換器以生成大約等于輸入電壓的輸出電壓。在一些實施方式 中,控制器601可配置為操作升壓轉換器的一個或多個開關以將輸入電壓作為輸出端電壓 傳遞到輸出節點692。例如,控制器601可配置為斷開第一開關611并且接通第二開關612 以將輸入電壓作為輸出電壓傳遞到輸出節點692。
[0205] 如上所述,在一些實施方式中,供電器件602可包括與升壓轉換器電路系統604分 開的旁路電路(未示出)。因此,在一些實施方式中,響應于指示第二模式的控制信號,控制 器601可配置為控制旁路電路以將輸入電壓作為輸出電壓傳遞至輸出節點692。
[0206] 響應于指示第三模式(例如高電壓模式、升壓模式或電壓增大模式)的控制信號, 控制器可配置為控制升壓轉換器以生成大于輸入電壓的輸出電壓。除了指示第三模式之 外,控制信號還可指示目標輸出電壓。控制器601可控制升壓轉換器以提升輸入電壓,從而 得到目標輸出電壓。在一些實施方式中,控制器601可配置為周期性地操作升壓轉換器的 一個或多個開關以提升輸入電壓從而產生輸出節點692處的輸出電壓。例如,控制器601 可配置為周期性地斷開和接通第一開關611和第二開關612以提升輸入電壓從而產生輸出 節點692處的輸出電壓。
[0207] 如上所述,升壓轉換器可包括電感器621以及一個或多個開關(例如耦接在電感 器621和地電壓之間的第一開關611以及親接在電感器621和輸出節點692之間的第二開 關612)。在一些實施方式中,升壓轉換器不包括耦接在電感器621和輸入節點691之間的 開關。特別地,電壓供電系統600不包括耦接在電感器621和輸入節點691之間的開關。
[0208] 電荷栗可包括一個或多個電容器(例如第三電容器633)。電荷栗還可包括一個或 多個開關(例如電荷栗電路系統608的開關)。然而在一些實施方式中,電荷栗不包括電感 器。
[0209] 表3包括響應于指不一模式的控制信號的第一開關611 (S1)、第二開關612 (S2)和 第三開關613 (S3)的狀態表。特別地,響應于指示第一模式(例如低電壓模式)的控制信 號,第一開關611和第二開關612可截止(例如斷開),第三開關613可導通(例如閉合)。 響應于指示第二模式(例如中電壓模式)的控制信號,第一開關611和第三開關613可截 止,第二開關612可導通。響應于指示第三模式(例如高電壓模式)的控制信號,第三開關 613可截止,第一開關611和第二開關612可以以切換模式操作。
[0210] 表 3
[0211]
[0212] 圖19示出可配置和操作為提供倍電壓(voltage-doubling)和半電壓 (voltage-halving)功能二者的電荷栗電路系統700的示例。雖然在加倍和減半的上下文 中描述各種示例,但是將理解,電壓增減因子可以不是2。
[0213] 參照圖19,電荷栗電路系統700可配置為接收輸入電壓Vin(例如電池電壓V batt), 并且生成倍電壓輸出(2XVin)和半電壓輸出(Vin/2)。更特別地,輸入電壓V in示出為提供 到輸入節點702,輸入節點702通過第一開關S1耦接到節點704。第二開關S2示為將輸入 節點702通過第二開關S2耦接到節點706。節點704和706示為通過飛跨電容器(C Fly)耦 接。節點706示為通過第三開關S3耦接到地。
[0214] 仍然參考圖19,節點704示為通過第四開關S4耦接到第一輸出節點708,并且通 過第五開關S5耦接到第二輸出節點710。節點706示為通過第六開關S6耦接到第二輸出 節點710。第一輸出節點708示為通過第一保持電容器(C Hc]ldl)耦接到地,第二輸出節點710 示為通過第二保持電容器(CHc]ld2)耦接到地。
[0215] 在一些實施例中,圖19的電荷栗電路700可以操作在四個階段(Φ^ Φ2、Φ3、Φ4) 中,以基于輸入電壓Vin來生成倍電壓(2XV in)和半電壓(Vin/2)輸出兩者。表4列出了用 于這四個階段中的每個的開關配置。
[0216] 表 4
[0217]
[0218]
[0219] 除了別的之外,與圖19的電荷栗電路系統700相關的附加細節和示例描述于題 為 " INTERLEAVED DUAL OUTPUT CHARGE PUMP" 的美國臨時申請 No. 62/116, 457 和題為 "INTERLEAVED DUAL OUTPUT CHARGE PUMP"的美國申請No. 14/861,058 中,它們的公開內容 特此通過引用明確地整體合并于此。
[0220] 圖20示出具有示例控制器758的功率放大配置750的框圖,控制器758具有集成 的功率放大器控制和電源控制部件764、766。功率放大配置750可包括功率放大器760和 電源754。在一些實施方式中,電源754可包括開關模式電源(SMPS),諸如升壓轉換器、降 壓轉換器、升降壓轉換器、電荷栗等。
[0221] 電源754可接收輸入電壓(例如來自電池或其他來源的Vbatt)并且提供供電電 壓(Vcc)給功率放大器760。功率放大器760示為由供電電壓供電。供電電壓的大小可以 由控制器758提供的并且電源754接收的電源控制信號來設置。特別地,電源控制信號可 由控制器758的電源控制部件764提供。電源控制部件764可基于經由接口 762從收發機 752接收到的收發機控制信號或者基于從功率放大器控制部件766接收到的本地控制信號 來生成電源控制信號。本地控制信號可以基于例如所感測的功率放大器760的狀況。如圖 20所示,電源控制部件764可包括耦接到接口 762以接收收發機控制信號的至少一部分的 第一輸入和耦接到功率放大器控制部件766以接收來自功率放大器控制部件766的本地控 制信號的第二輸入。
[0222] 功率放大器760可接收輸入信號(RFin)并且產生作為輸出信號(RFout)的輸入 信號放大版本。可從經由接口 762接收來自收發機752的信號(如圖20所示)的功率放 大器控制部件766接收輸入信號,可以直接從收發機752接收輸入信號,或者可以從其他來 源接收輸入信號。功率放大器760可以被由功率放大器控制部件766提供并且由功率放大 器760接收的功率放大器控制信號(例如,諸如偏置電壓或偏置電流之類的偏置信號)偏 置。功率放大器控制部件766可基于經由接口 762從收發機752接收到的收發機控制信號 生成功率放大器控制信號。控制器758和功率放大器760可集成到單個模塊756上,這里 稱為PA主器件(master)。特別地,控制器758和功率放大器760可以集成在單個晶片上。 在一些實施方式中,電源754也可集成到模塊或集成到晶片上。
[0223] 因此,圖20的功率放大配置750可包括具有控制器758的功率放大控制系統。控 制器758可包括配置成接收來自收發機752的收發機控制信號的接口 762。控制器758可 包括配置成基于來自收發機752的收發機控制信號生成功率放大器控制信號的功率放大 器控制部件766和配置成基于來自收發機752的收發機控制信號生成電源控制信號并且基 于來自功率放大器控制部件766的本地控制信號生成電源控制信號的電源控制部件764。
[0224] 在一些實施例中,由功率放大器控制部件766提供給功率放大器760的功率放大 器控制信號可包括用于偏置功率放大器760的偏置電壓。在一些實施方式中,功率放大器 控制信號可包括用于使能(或禁止)功率放大器760的使能信號。
[0225] 在一些實施例中,由電源控制部件764提供給電源754的電源控制信號可包括指 示將要提供給功率放大器760的供電電壓的大小的基準電壓。在一些實施方式中,電源控 制信號可包括用于使能(或禁止)電源754的使能信號。
[0226] 在一些實施例中,由功率放大器控制部件766提供給電源控制部件764的本地控 制信號可指示供電電壓將要增大。在一些實施方式中,本地控制信號可指示供電電壓將要 減小。在一些實施方式中,本地控制信號可指示電源754將被禁止。
[0227] 在一些實施例中,本地控制信號可基于感測到的功率放大器760的狀況。感測 狀況可以是飽和狀況或安全狀況。例如,功率放大器控制部件766可檢測到功率放大器 760 (或者功率放大器760的一個或多個晶體管)飽和。作為響應,功率放大器控制部件766 可向電源控制部件764提供本地控制信號以指示供電電壓將要增大。作為另一示例,功率 放大器控制部件766可檢測到功率放大器760操作在(或者逼近操作在)不安全狀況下, 其可能導致對功率放大器760的損壞。作為響應,功率放大器控制部件766可向電源控制 部件764提供本地控制信號以指示供電電壓將要減小或者電源754將被禁止。
[0228] 圖21示出具有包括控制寄存器810的示例控制器806的功率放大配置800。功率 放大配置800示為包括功率放大器808和開關模式電源(SMPS) 802。開關模式電源可包括 升壓轉換器、降壓轉換器、升降壓轉換器、電荷栗等。功率放大器808可以是高電壓功率放 大器。
[0229] SMPS 802示為接收輸入電壓(例如來自電池或者來自其他來源)并且在輸出處提 供供電電壓給功率放大器808。功率放大器808可由該供電電壓供電。供電電壓的大小可 由控制器806提供的電源802接收的電源控制信號來設置。特別地,電源控制信號可由控 制器806的SMPS控制部件812提供。電源控制信號可由數模轉換器816從數字信號轉換 成模擬基準電壓(Vref)。SMPS控制部件812可基于經由接口 810從調制解調器/收發機 (未示出)接收到的收發機控制信號或者基于從功率放大器偏置控制部件814接收到的本 地控制信號而生成電源控制信號。本地控制信號可以例如基于所感測的功率放大器808的 狀況。如圖21所示,SMPS控制部件812可包括耦接到接口 810以接收收發機控制信號的 至少一部分的第一輸入和耦接到功率放大器偏置控制部件814以接收來自功率放大器偏 置控制部件814的本地控制信號的第二輸入。
[0230] SMPS控制部件812還可基于從替用的PA模塊818接收到的外部控制信號生成電 源控制信號,替用PA模塊818包括由SMPS 802的供電電壓供電的功率放大器。特別地,外 部控制信號可接收自替用PA模塊818的功率放大器控制部件(例如,功率放大器偏置控制 部件)。
[0231] 功率放大器808可接收輸入信號(RFin)并且提供作為輸出信號(RFout)的輸入 信號放大版本。可從經由接口 810接收來自收發機的信號(如圖21所示)的功率放大器 偏置控制部件814接收輸入信號,可直接從收發機接收輸入信號,或者可以從其他來源(例 如另一功率放大器控制部件)接收輸入信號。功率放大器808可以被由功率放大器偏置控 制部件814提供并且由功率放大器808接收的功率放大器控制信號(例如,諸如偏置電壓 或偏置電流之類的偏置信號)偏置。功率放大器偏置控制部件814可基于經由接口 810從 收發機接收到的收發機控制信號生成功率放大器控制信號。控制器806和功率放大器808 可集成到單個模塊804上,這里稱為PA主器件。特別地,控制器806和功率放大器808可 以集成在單個晶片上。在一些實施方式中,電源802也可集成到模塊或集成到晶片上。
[0232] 控制器806的接口 810可包括一個或多個控制寄存器。控制寄存器可以是例如 MIPI控制寄存器。特別地,如圖21所示,接口 810可包括一個或多個功率放大器控制寄存 器以及一個或多個電源控制寄存器。接口 810還可包括一次性可編程(0ΤΡ)存儲器。
[0233] 功率放大器偏置控制部件814可配置為基于寫入到一個或多個功率放大器控制 寄存器的收發機控制信號的一部分生成功率放大器控制信號,SMPS控制部件812可配置為 基于寫入到一個或多個電源控制寄存器的收發機控制信號的一部分生成電源控制信號。在 一些實施例中,功率放大器偏置控制部件814可配置為用本地控制信號覆寫(overwrite) 一個或多個電源控制寄存器。因此,在一些實施例中,可以經由接口 810向SMPS控制部件 812提供本地控制信號。
[0234] 接口 810可包括輸入/輸出電壓(VI0)引腳,時鐘(CLK)引腳、地(GND)引腳和數 據引腳。收發機控制信號可從調制解調器/收發機經數據引腳發送(并且寫入到控制寄存 器)。
[0235] 因此,圖21的功率放大配置800可包括具有控制器806的功率放大控制系統。控 制器806可包括配置成接收來自收發機的收發機控制信號的接口 810。控制器806可包括 配置成基于來自收發機的收發機控制信號生成功率放大器控制信號(例如偏置電壓)的功 率放大器控制部件(例如功率放大器偏置控制部件)和配置成基于來自收發機的收發機控 制信號生成電源控制信號(例如基準電壓)并且基于來自功率放大器控制部件的本地控制 信號生成電源控制信號的電源控制部件(例如SMPS控制部件812)。
[0236] 表5列出可由SMPS控制部件812通過使用3比特信號(其可寫入到SMPS控制寄 存器之一)產生各種Vref值而生成的控制信號的示例。表5示出可以用變化的Vref值實 施多種操作模式,包括禁止模式。在"升壓"模式中,可以使用寫入到SMPS控制寄存器中的 另一個的值指示具體的Vref輸出。
[0237] 表 5
[0238]
[0239]
[0240] 圖22示出圖21的SMPS 802可以如何對基準電壓Vref的各種輸入進行響應的示 例,基準電壓Vref的各種輸入中的一些列于表5中。在2G偏置模式中(例如Vref〈0. 3V), SMPS可輸出適于2G偏置的電壓。在降壓模式中(例如Vref介于0. 3V和0. 4V之間),SMPS 可輸出例如是電池電壓的一半的電壓。在旁路模式中(例如Vref介于0. 4V和0. 8V之間), SMPS可輸出與電池電壓基本相等的電壓。在升壓模式中(例如Vref>0.8V),SMPS可輸出 與Vref成比例的提升電壓。這種輸出可用作例如以HV模式操作的一個或多個PA的供電 電壓。
[0241] 圖23示出包括升壓轉換器860的功率放大系統850的框圖。在一些實施例中,這 種功率放大系統可包括高電壓(HV)放大能力。功率放大系統可包括功率放大器862和配置 為向功率放大器862提供供電電壓的供電系統858。功率放大器862可配置為接收輸入射 頻信號,并且產生作為輸出射頻信號的輸入射頻信號的放大版本。供電系統858可配置為 接收電池電壓(Vbatt)并且輸出供應電壓(Vcc)以給功率放大器862供電。供電系統858 可包括例如開關模式電源(SMPS)。供電系統858包括升壓轉換器860,其可用于生成比電 池電壓更大(或相等)的供電電壓。在一些實施方式中,供電系統858還可包括可用于例 如生成小于電池電壓的供電電壓的其他部件。
[0242] 供電系統858和功率放大器862可由包括供電系統控制部件854和功率放大器控 制部件856的控制系統852控制。控制系統852 (例如供電系統控制部件854)可配置為基 于與功率放大器862相關聯的參數向供電系統提供供電系統控制信號以調節供電電壓。特 別地,控制系統852可配置為基于與功率放大器860相關聯的參數向升壓轉換器860提供 升壓轉換器控制信號以調節供電電壓。
[0243] 升壓轉換器控制信號可以是基準電壓、德爾塔(delta)信號、使能信號、或者任何 其他數字或模擬信號。例如,升壓轉換器控制信號可以是基準電壓。響應于增大的基準電 壓,升壓轉換器860可配置為通過增大供電電壓來調節供電電壓。增大供電電壓可以為功 率放大器862提供附加凈空(headroom)。類似地,響應于減小的基準電壓,升壓轉換器860 可配置為通過降低供電電壓來調節供電電壓。降低供電電壓可以改善功率放大器862的功 率附加效率(PAE)。
[0244] 作為另一示例,升壓轉換器控制信號可以是德爾塔信號。響應于德爾塔信號,升壓 轉換器860可配置為通過將供電電壓增大預設量來調節供電電壓。
[0245] 在一些實施方式中,與功率放大器862相關聯的參數可包括所感測的功率放大器 862的狀況。在一些實施方式中,功率放大器控制部件856 (進而,控制系統852)可配置為 檢測功率放大器的感測狀況。在一些實施方式中,控制系統854可配置為接收指示功率放 大器862的感測狀況的信號。例如,供電系統控制部件854可從功率放大器控制部件856 接收指示功率放大器的感測狀況的信號。作為另一示例,控制系統852可從收發機接收指 示功率放大器的感測狀況的信號。在一些實施方式中,控制系統852可配置為接收基于功 率放大器862的感測狀況的信號。
[0246] 功率放大器的感測狀況可以是例如功率放大器862的飽和狀況。功率放大器 862 (或者功率放大器862的一個或多個晶體管)可以是飽和的,降低了功率放大器的線性 度。
[0247] 在一些實施方式中,與功率放大器862相關聯的參數包括功率放大器862的操作 模式,升壓轉換器控制信號可被提供給升壓轉換器860以支持該操作模式。例如,操作模式 可以是增大線性度模式。更大線性度模式可以是高電壓模式或高輸出功率模式。
[0248] 控制系統852 (例如,功率放大器控制部件856)可配置為向功率放大器862提供 功率放大器控制信號。功率放大器控制信號可以是用于偏置功率放大器862 (或者功率放 大器862的一個或多個晶體管)的偏置信號(例如偏置電壓或偏置電流)、使能信號、或者 任何其他數字或模擬信號。
[0249] 具有提升輸入電壓(例如由電池提供的電池電壓)的能力的功率放大系統(例如 圖23的功率放大系統850)可提供可如何利用這種升壓供電方面的靈活性。在一些實施例 中,這種提升的供電電壓可以根據諸如基準電壓(Vref)之類的控制輸入而是可變的(例 如,如圖22所示)。因此,可以以多種方式利用提升的供電電壓的這種可變屬性,包括可編 程供電電壓的實施。
[0250] 有了前述從升壓轉換器提供寬范圍供電電壓的能力,可以利用這種能力來獲得有 利的功率放大器性能改善。線性度是這種功率放大器性能的示例。雖然這里在線性度的上 下文中描述了各種示例,但是將理解,可以利用供電電壓的可變屬性調節功率放大器相關 的其他性能。
[0251] 注意,功率放大器非線性度通常受到由集電極/漏極電壓供電的可用電平確定的 幅值調制壓縮(compression)的限制。這種幅值調制壓縮可影響其他參數,例如無線電一 致性所需的頻帶內誤差矢量大小(EVM)和頻譜再生相鄰信道泄露比(ACLR)線性度性能,并 且如果雙工間隙足夠小的話甚至可影響接收機靈敏性。
[0252] 圖24示出可以如何用來自升壓轉換器870的可變供電電壓去除或實質性放松前 述集電極供電電壓限制的示例。這種升壓轉換器示為生成供電電壓Vcc并且將之提供給功 率放大器,由此允許功率放大器以改善的線性度操作。
[0253] 例如,利用升壓轉換器870,標稱最優值Vcc_可被提供給功率放大器以實現給定 水平的線性度。然而,當期望附加線性度時(例如對于大的包絡(872)幅值),設置更高的 供電電壓電平提供更多凈空,進而更佳的線性度。這種凈空增大可導致DC消耗和效率性能 的惡化;然而,這種犧牲僅在涉及更高水平的發射(emission)和線性度性能的操作情形下 才會受到困擾。
[0254] 在圖24的示例中,前述增大的凈空可通過將Vcc從標稱值Vcc_增大AV量以產 生增大的供電電壓Vcc_+AV來實現。增大量AV可被選擇以適應示例包絡872所示的高 發射水平。在一些實施例中,與升壓轉換器870生成Vcc相關的操作可關于與Vcc_和AV 中的任一個或兩者相關聯的值被編程。
[0255] Vcc可通過升壓轉換器的編程操作而增大的前述示例是這里描述的更一般概念的 示例,在這里描述的更一般概念中,升壓轉換器的輸出可基于功率放大器相關的某種參數 而被調節。
[0256] 產品示例
[0257] 圖25示出在一些實施例中,具有一個或多個這里描述的特征的HV APT功率放大 系統的一些或全部可實施在模塊中。這樣的模塊可以是例如前端模塊(FEM)。在圖25的 示例中,模塊300可包括封裝襯底302,多個部件可安裝在這種封裝襯底上。例如,FE-PMIC 部件102、功率放大器組件104、匹配部件106和雙工器組件108可安裝和/或實施在封裝 襯底302上和/或內。諸如多個SMT器件304和天線開關模塊(ASM) 306之類的其他部件 也可以安裝在封裝襯底302上。盡管全部各種部件示為布局在封裝襯底302上,但是將理 解,某些部件可實施在其他部件上方或下方。
[0258] 在一些實施方式中,具有一個或多個這里描述的特征的功率放大系統可包括在諸 如無線裝置之類的RF裝置中。這種功率放大系統可在無線裝置中實施為一個或多個電路、 一個或多個晶片、一個或多個封裝模塊、或其任意組合。在一些實施例中,這種無線裝置可 包括例如蜂窩電話、智能電話、具有或沒有電話功能的手持無線裝置、無線平板等。
[0259] 圖26示出具有一個或多個這里描述的有利特征的示例無線裝置400。在具有一個 或多個這里描述的特征的模塊的上下文中,這樣的模塊可一般地由虛線框300示出,并且 可實施為例如前端模塊(FEM)。
[0260] 參照圖26,功率放大器(PA) 420可從收發機410接收其相應的RF信號,收發機410 可配置和操作為生成待放大和發射的RF信號,并且處理所接收的信號。收發機410示為與 基帶子系統408相交互,基帶子系統408配置為提供適于用戶的數據和/或話音信號與適 于收發機410的RF信號之間的轉換。收發機410還可以與功率管理部件406通信,功率管 理部件406配置為管理用于無線裝置400的操作的功率。這樣的功率管理還可控制基帶子 系統408和模塊300的操作。
[0261] 基帶子系統408示為連接到用戶接口 402以促成提供給和接收自用戶的話音和/ 或數據的各種輸入和輸出。基帶子系統408還可連接到存儲器404,存儲器404配置為儲存 用于促成無線裝置的操作的數據和/或指令,和/或為用戶提供信息儲存。
[0262] 在示例無線裝置400中,PA 420的輸出示為被匹配(經由相應的匹配電路422)和 路由到它們相應的雙工器424。在一些實施例中,匹配電路422可以類似于這里參照圖7描 述的示例匹配電路172a-172c。還如這里參照圖7描述的那樣,當PA 420用HV供電以HV 模式操作時,PA 420的輸出可被路由到它們相應的雙工器424而沒有阻抗變換(例如用圖 6中的負載變換116)。這種放大和濾波后的信號可通過天線開關414路由到天線416以供 發射。在一些實施例中,雙工器424可允許利用公共天線(例如416)同時進行發射和接收 操作。在圖26中,接收信號示為通過雙工器424路由到"Rx"路徑,"Rx"路徑可包括例如 一個或多個低噪聲放大器(LNA)。
[0263] 在圖26的示例中,前述用于PA 420的HV供電可由HV部件102提供。這種HV部 件可包括例如這里描述的升壓DC/DC轉換器。
[0264] 多種其他無線裝置配置可利用一個或多個這里描述的特征。例如,無線裝置無 需是多頻帶裝置。在另一示例中,無線裝置可包括諸如分集天線之類的附加天線和諸如 Wi-Fi、藍牙和GPS之類的附加連接特征。
[0265] 如這里描述的那樣,當實施在諸如涉及圖26的無線裝置的系統之類的系統中時, 本申請的一個或多個特征可提供許多優點。例如,通過消除或減小輸出損耗,可實現顯著的 電流耗用減小。在另一示例中,可針對功率放大系統和/或無線裝置實現更低的物料清單 數量。在另一示例中,歸因于例如單獨的PA用于它們的相應頻率帶,可以實現每個所支持 的頻率帶的阻抗優化或期望配置。在又一示例中,可以通過例如升壓供電電壓系統實現最 大或更大輸出功率的優化或期望配置。在再一示例中,可以利用多種不同的電池技術,因為 最大或更大功率不必受電池電壓限制。
[0266] 本申請的一個或多個特征可與各種蜂窩頻率帶一起實施,如這里描述的那樣。這 種頻帶的示例列于表6中。將理解,至少一些頻帶可分成多個子帶。還將理解,本申請的一 個或多個特征可與沒有諸如表6的示例之類的指定(designation)的頻率范圍一起實施。
[0267] 表 6
[0268]
[0269]
[0270] 在這里的描述中,提及了各種阻抗形式。例如,PA有時稱為驅動諸如濾波器之類 的下游部件的負載阻抗。在另一示例中,PA有時稱為具有阻抗值。為了說明,將理解,這種 對PA的阻抗相關引用可以互換地使用。此外,PA的阻抗可包括在PA的輸出側看到的其輸 出阻抗。因此,這樣的PA被配置為驅動下游部件的負載阻抗可包括PA具有與下游部件的 負載阻抗近似相同的輸出阻抗。
[0271] 除非上下文清楚地另有要求,否則貫穿說明書和權利要求書,要按照與排他性或 窮盡性的意義相反的包括性的意義,也就是說,按照"包括但不限于"的意義來闡釋術語"包 括(comprise) "、"包含(comprising)"等。如在這里一般使用的術語"親接"是指可以直接 連接的、或者借助于一個或多個中間元件連接的兩個或更多元件。另外,當在本申請中使用 時,術語"在這里"、"上面"、"下面"和相似含義的術語應該是指作為整體的本申請,而不是 本申請的任何具體部分。在上下文允許時,使用單數或復數的以上說明書中的術語也可以 分別包括復數或單數。提及兩個或更多項目的列表時的術語"或",這個術語涵蓋該術語的 全部以下解釋:列表中的任何項目、列表中的所有項目、和列表中項目的任何組合。
[0272] 本發明實施例的以上詳細描述不意欲是窮盡性的,或是將本發明限于上面所公開 的精確形式。盡管上面出于說明性的目的描述了本發明的具體實施例和用于本發明的示 例,但是如本領域技術人員將認識到的,在本發明范圍內的各種等效修改是可能的。例如, 盡管按照給定順序呈現了處理或塊,但是替換的實施例可以執行具有不同順序的步驟的處 理,或采用具有不同順序的塊的系統,并且一些處理或塊可以被刪除、移動、添加、減去、組 合和/或修改。可以按照各種不同的方式來實現這些處理或塊中的每一個。同樣地,盡管 有時將處理或塊示出為串行地執行,但是相反地,這些處理或塊也可以并行地執行,或者可 以在不同時間進行執行。
[0273] 可以將在這里提供的本發明的教導應用于其它系統,而不必是上述的系統。可以 對上述的各個實施例的元素和動作進行組合,以提供進一步的實施例。
[0274] 盡管已經描述了本發明的一些實施例,但是已經僅僅借助于示例呈現了這些實施 例,并且所述實施例不意欲限制本申請的范圍。其實,可以按照多種其它形式來實施在這里 描述的新穎方法和系統;此外,可以做出在這里描述的方法和系統的形式上的各種省略、替 換和改變,而沒有脫離本申請的精神。附圖和它們的等效物意欲涵蓋如將落入本公開的范 圍和精神內的這種形式或修改。
【主權項】
1. 一種功率放大系統,包括: 供電系統,配置為基于電池電壓提供高電壓HV供電信號; 功率放大器PA,配置為接收所述HV供電信號并且放大射頻RF信號;以及 輸出路徑,配置為將放大后的RF信號路由到濾波器。2. 如權利要求1所述的功率放大系統,其中,所述輸出路徑基本沒有阻抗變換電路。3. 如權利要求2所述的功率放大系統,其中,所述功率放大系統配置成操作為平均功 率跟蹤APT系統。4. 如權利要求3所述的功率放大系統,其中,所述供電系統包括配置成基于所述電池 電壓生成所述HV供電信號的升壓DC/DC轉換器。5. 如權利要求3所述的功率放大系統,其中,所述HV供電信號被選擇為使得所述PA和 所述濾波器的阻抗充分匹配以允許所述輸出路徑基本沒有阻抗轉換電路。6. 如權利要求5所述的功率放大系統,其中,所述PA的阻抗具有大于大約40歐姆的 值。7. 如權利要求6所述的功率放大系統,其中,所述PA的阻抗具有大約50歐姆的值。8. 如權利要求3所述的功率放大系統,其中,所述PA包括異質結雙極晶體管HBT。9. 如權利要求8所述的功率放大系統,其中,所述HBT是砷化鎵GaAs器件。10. 如權利要求8所述的功率放大系統,其中,所述HV供電信號被作為VCC提供給所述 HBT的集電極。11. 如權利要求3所述的功率放大系統,其中,所述濾波器是配置為以對應的發射Tx頻 率帶操作的Tx濾波器。12. 如權利要求11所述的功率放大系統,其中,所述Tx濾波器是配置為以所述Tx頻率 帶和對應的接收Rx頻率帶操作的雙工器的一部分。13. 如權利要求3所述的功率放大系統,還包括一個或多個附加 PA,其每個配置為接收 所述HV供電信號并且放大RF信號。14. 如權利要求13所述的功率放大系統,還包括一個或多個附加輸出路徑,其每個配 置為接收對應的附加 PA的放大RF信號并且將其路由到對應的濾波器,所述附加輸出路徑 基本沒有阻抗變換電路。15. 如權利要求14所述的功率放大系統,其中,每個濾波器具有與其相關聯的對應PA。16. 如權利要求15所述的功率放大系統,其中,所述功率放大系統基本沒有頻帶選擇 開關在所述PA和所述濾波器之間。17. 如權利要求16所述的功率放大系統,其中,所述功率放大系統具有比具有類似頻 帶處理能力但是其中PA以低電壓操作的另一功率放大器系統更低的損耗。18. 如權利要求17所述的功率放大系統,其中,所述功率放大系統包括平均功率跟蹤 APT系統,所述另一功率放大器系統包括包絡跟蹤ET系統。19. 如權利要求18所述的功率放大系統,其中,所述APT系統具有比所述ET系統的總 體效率更高的總體效率。20. -種射頻RF模塊,包括: 封裝襯底,配置為容納多個部件;以及 功率放大系統,實施在所述封裝襯底上,所述功率放大系統包括配置為基于電池電壓 提供高電壓HV供電信號的供電系統,所述功率放大系統還包括多個功率放大器PA,每個PA 配置為接收所述HV供電信號并且放大射頻RF信號,所述功率放大系統還包括配置為將放 大后的RF信號從對應的PA路由到對應的濾波器的輸出路徑。21. 如權利要求20所述的RF模塊,其中,所述多個PA中的每個還配置為大約驅動對應 的輸出濾波器的特征負載阻抗。22. 如權利要求21所述的RF模塊,其中,每個輸出路徑基本沒有阻抗變換電路在對應 的PA和輸出濾波器之間。23. 如權利要求21所述的RF模塊,其中,所述功率放大系統基本沒有頻帶選擇開關在 所述多個PA與它們對應的輸出濾波器之間。24. 如權利要求21所述的RF模塊,其中,所述RF模塊是前端模塊FEM。25. -種無線裝置,包括: 收發機,配置為生成射頻RF信號; 前端模塊FEM,與所述收發機通信,所述FEM包括配置為容納多個部件的封裝襯底,所 述FEM還包括實施在所述封裝襯底上的功率放大系統,所述功率放大系統包括配置為基于 電池電壓提供高電壓HV供電信號的供電系統,所述功率放大系統還包括多個功率放大器 PA,每個PA配置為接收所述HV供電信號并且放大射頻RF信號,所述功率放大系統還包括 配置為將放大后的RF信號從對應的PA路由到對應的濾波器的輸出路徑;以及 天線,與所述FEM通信,所述天線配置為發射所述放大后的RF信號。
【文檔編號】H03F1/30GK105897203SQ201510641587
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年9月30日
【發明人】P·J·萊托拉
【申請人】天工方案公司