与功率放大器中低功率效率改善相关的系统、电路和方法
【专利说明】与功率放大器中低功率效率改善相关的系统、电路和方法
[0001]对于相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求优先权于下述申请:在2014年5月6日提交的美国临时申请N0.61/989，439，其题目为 SYSTEMS, CIRCUITS AND METHODS RELATED TO LOW POWEREFFICIENCY IMPROVEMENT IN MULT 1-MODE MULT 1-BAND POWER AMPLIFIERS (与在多模多频带功率放大器中的低功率效率改善相关的系统、电路和方法)，其公开由此通过引用被整体明确地并入在此。
技术领域
[0003]本公开涉及多模多频段功率放大器。
【背景技术】
[0004]多模多频段(MMMB)功率放大器(PA)系统可以被配置为放大与多个频段相关联的射频(RF)信号。对于这样的RF信号的一些或全部，PA系统可以被配置为提供多个放大级，诸如高功率和低功率级。
【发明内容】
[0005]根据多种实现方式，本公开涉及一种功率放大器(PA)系统，其包括第一放大路径，所述第一放大路径具有一个或多个PA，所述一个或多个PA被配置为当在高功率模式中时从输入RF信号产生高功率射频(RF)信号。所述PA系统进一步包括第二放大路径，所述第二放大路径具有一个或多个PA，所述一个或多个PA被配置为当在低功率模式中时从所述输入RF信号产生低功率RF信号。所述PA系统进一步包括开关电路，所述开关电路耦接到所述第一放大路径和所述第二放大路径。所述开关电路被配置为允许在所述高功率模式中通过所述第一放大路径或在所述低功率模式中通过所述第二放大路径来放大所述输入RF信号。
[0006]在一些实施例中，所述开关电路可以包括:第一极，其耦合到所述第一放大路径以接收所述高功率RF信号；以及，第二极，其耦合到所述第二放大路径，以接收所述低功率RF信号。所述开关电路可以进一步包括一个或多个输出路径。所述开关电路可以被配置为当在所述高功率模式中时允许所述第一极连接到所述一个或多个输出路径的选择的一个，并且当在所述低功率模式中时允许所述第二极连接到所述一个或多个输出路径的选择的一个。所述一个或多个输出路径可以包括与多个操作频段对应的多个输出路径。所述多个操作频段可以包括例如3G频带1、频带II和频带IV的一些或全部。
[0007]在一些实施例中，所述PA系统可以进一步包括沿着所述第一放大路径和所述第二放大路径的每一个实现的匹配电路，所述匹配电路在所述一个或多个PA和所述开关电路之间。所述第一放大路径可以包括串联地排列的驱动器级和最后级，并且所述驱动器级被配置为部分地放大所述输入RF信号，并且所述最后级被配置为进一步放大所述部分放大的RF信号以获得所述高功率RF信号。可以在所述最后级和所述开关电路之间实现沿着所述第一放大路径的所述匹配电路。所述匹配电路可以被配置为提供宽带匹配功能。
[0008]在一些实施例中，所述第二放大路径可以包括所述第一放大路径的公共级，使得在所述高功率模式和所述低功率模式两者中使能所述公共级。所述公共级可以包括驱动器级或第一放大路径。所述第二放大路径可以包括所述驱动器级和在所述驱动器级的输出和所述开关电路之间的旁通路径，使得所述低功率RF信号大体是来自所述驱动器级的部分放大的RF信号。所述PA系统可以进一步包括沿着所述旁通路径的阻抗变换器电路。所述阻抗变换器电路可以被配置为当在所述高功率模式中时在用于所述部分放大的RF信号的所述旁通路径中提供高阻抗，并且当在所述低功率模式中时在所述旁通路径中提供期望的阻抗。
[0009]所述开关电路可以被配置为当在所述高功率模式中时将所述第二极连接到AC接地路径。所述AC接地路径可以连接到在所述开关电路中的接地极。所述AC接地路径可以连接到在所述开关电路中的接地掷(grounding throw)。
[0010]所述开关电路可以被配置为当在所述低功率模式中时将所述第二极通过对应的掷连接到所述一个或多个输出路径的选择的一个。所述开关电路可以被配置使得当在所述低功率模式中时所述第一级在打开状态中。
[0011]所述开关电路可以被配置为当在所述低功率模式中时将所述第二极通过第一掷连接到所述一个或多个输出路径的选择的一个。所述第一放大路径的所述匹配电路可以被配置为当在所述低功率模式中时在所述第一极处提供用于所述低功率RF信号的高阻抗。当在所述低功率模式中时可以禁止所述第一放大路径的所述最后级。
[0012]在一些实施例中，所述第二放大路径不与所述第一放大路径共享公共级。所述第二放大路径可以包括独立的放大路径，所述独立的放大路径具有被配置为放大所述输入RF信号以获得所述低功率RF信号的放大级。
[0013]所述开关电路可以被配置为当在所述高功率模式中时将所述第一极通过对应的掷连接到所述一个或多个输出路径的选择的一个。所述开关电路可以被配置使得当在所述高功率模式中时所述第二极在打开状态中。所述第二放大路径的所述放大级可以被配置为在所述高功率模式中被禁止。
[0014]所述开关电路可以被配置为当在所述低功率模式中时将所述第二极通过所述对应的掷连接到所述一个或多个输出路径的选择的一个。所述开关电路可以被配置为当在所述低功率模式中时所述第一极在打开状态中。所述第一放大路径的所述驱动器级和所述最后级的每一个可以被配置为在所述低功率模式中被禁止。
[0015]根据一些教导，本公开涉及一种用于放大射频(RF)信号的方法。所述方法包括:当在所述高功率模式中时通过具有一个或多个PA的第一放大路径路由输入RF信号以产生高功率RF信号。所述方法进一步包括:当在所述低功率模式中时通过具有一个或多个PA的第二放大路径路由所述输入RF信号以产生低功率RF信号。所述方法进一步包括执行开关操作以允许在所述高功率模式中通过所述第一放大路径或在所述低功率模式中通过所述第二放大路径来放大所述输入RF信号。
[0016]在一些实现方式中，本公开涉及一种功率放大器(PA)模块，其包括:封装基板，其被配置为容纳多个组件；以及，在所述封装基板上实现的功率放大器(PA)系统。所述PA系统包括具有一个或多个PA的第一放大路径，所述一个或多个PA被配置为当在高功率模式中时从输入RF信号产生高功率射频(RF)信号；以及，第二放大路径，所述第二放大路径具有一个或多个PA，所述一个或多个PA被配置为当在低功率模式中时从所述输入RF信号产生低功率RF信号。所述PA系统进一步包括开关电路，所述开关电路耦接到所述第一放大路径和所述第二放大路径。所述开关电路被配置为允许在所述高功率模式中通过所述第一放大路径或在所述低功率模式中通过所述第二放大路径来放大所述输入RF信号。
[0017]在一些实施例中，可以在公共半导体管芯上实现所述第一放大路径的所述一个或多个PA、所述第二放大路径的所述一个或多个PA和所述开关电路。在一些实施例中，可以在第一半导体管芯上实现所述第一放大路径的所述一个或多个PA和所述第二放大路径的所述一个或多个PA，并且可以在第二半导体管芯上实现所述开关电路。
[0018]在多个实现方式中，本公开涉及一种无线装置，其包括:收发器，其被配置为处理RF信号；以及，天线，其与所述收发器通信，并且被配置为便利放大的RF信号的发射。所述无线装置进一步包括与所述收发器通信的功率放大器(PA)系统。所述PA系统被配置为产生作为所述放大的RF信号的高功率RF信号或低功率RF信号。所述PA系统包括具有一个或多个PA的第一放大路径，所述一个或多个PA被配置为当在高功率模式中时从输入RF信号产生高功率射频(RF)信号；以及，第二放大路径，所述第二放大路径具有一个或多个PA，所述一个或多个PA被配置为当在低功率模式中时从所述输入RF信号产生低功率RF信号。所述PA系统进一步包括开关电路，所述开关电路耦接到所述第一放大路径和所述第二放大路径。所述开关电路被配置为允许在所述高功率模式中通过所述第一放大路径或在所述低功率模式中通过所述第二放大路径来放大所述输入RF信号。
[0019]为了汇总本公开的目的，已经在此描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应当明白，不必然可以根据本发明的任何特定实施例来实现所有这样的优点。因此，可以以实现或优化在此教导的一个优点或一组优点的方式来体现或执行本发明，而不必然实现可能在此教导或建议的其他优点。
【附图说明】
[0020]图1示出功率放大器(PA)系统的框图，该功率放大器系统具有PA电路和低功率旁通电路，该功率放大器系统被配置为提供如在此所述的一个或多个有益功能。
[0021]图2示出传统的多模多频段(MMMB)PA系统的示例，该系统包括PA电路，该PA电路被配置为接收输入RF信号并且产生放大的RF信号。
[0022]图3A示出第一示例PA系统的高功率配置。
[0023]图3B示出图3A的第一示例PA系统的低功率配置。
[0024]图4A示出第二示例PA系统的高功率配置。
[0025]图4B示出图4A的第二示例PA系统的低功率配置。
[0026]图5A示出第三示例PA系统的高功率配置。
[0027]图5B示出图5A的第三示例PA系统的低功率配置。
[0028]图6A和6B示出可以在一个或多个管芯(die)上实现具有在此所述的一个或多个特征的PA系统。
[0029]图7描述了示例模块，该模块包括具有在此所述的一个或多个特征的PA系统。
[0030]图8描述了示例无线装置，其具有在此所述的一个或多个有益特征。
【具体实施方式】
[0031]在此提供的标题一一如果有的话一一仅用于方便，并且不必然影响所要求保护的本发明的范围或含义。
[0032]在此描述了与在多模多频段(MMMB)功率放大器(PA)中的低功率效率改善相关的系统、电路和方法的非限制示例。虽然在MMMB应用的上下文中描述，但是可以明白，也可以在其他PA应用中实现本公开的一个或多个特征。
[0033]为了最小化或减小在线性PA(例如，在3G和4G系统中使用的PA)中的整体电流损耗，通常有益的是，以低输出功率来提供减小的功耗(例如，在最大额定输出功率下<10dB)。可以实现诸如级旁通和使用低功率PA的级旁通的技术；然而，这样的技术