(57)【要約】      （修正有）【課題】線形性性能を損なわず、高い電力付加効率を備えたＡＰＴ電力増幅システムを提供する。【解決手段】ＡＰＴ電力増幅システム１００は、フロントエンド電力管理集積回路（ＦＥ−ＰＭＩＣ）１６０に含まれ電池電圧に基づいて高電圧（ＨＶ）供給を与えるべく構成された供給システム１０２と、ＨＶ供給を受けてＲＦ信号を増幅するべく構成された電力増幅器アセンブリ１９０，２００，２１０とを含む。ＡＰＴ電力増幅システム１００はさらに、増幅されたＲＦ信号をフィルタへと引き回すべく構成された出力経路も含む。出力経路には、インピーダンス変換回路及び帯域選択スイッチのいずれか又は双方が実質的に存在しない。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅システムであって、
電池電圧に基づいて高電圧（ＨＶ）供給信号を発生させるべく構成された供給システムと、
前記ＨＶ供給信号を受信して無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するべく構成された電力増幅器（ＰＡ）と、
増幅されたＲＦ信号をフィルタへと引き回すべく構成された出力経路と
を含む電力増幅システム。
【請求項２】
前記出力経路にはインピーダンス変換回路が実質的に存在しない請求項１の電力増幅システム。
【請求項３】
前記電力増幅システムは、平均電力追跡（ＡＰＴ）システムとして動作するべく構成される請求項２の電力増幅システム。
【請求項４】
前記供給システムは、前記電池電圧に基づいて前記ＨＶ供給信号を発生させるべく構成されたブーストＤＣ／ＤＣ変換器を含む請求項３の電力増幅システム。
【請求項５】
前記ＨＶ供給信号は、前記出力経路に前記インピーダンス変換回路が実質的に存在しないことを許容する程度に十分、前記ＰＡ及び前記フィルタのインピーダンスが整合するように選択される請求項３の電力増幅システム。
【請求項６】
前記ＰＡのインピーダンスは、ほぼ４０オームよりも大きな値を有する請求項５の電力増幅システム。
【請求項７】
前記ＰＡのインピーダンスは、ほぼ５０オームの値を有する請求項６の電力増幅システム。
【請求項８】
前記ＰＡはヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を含む請求項３の電力増幅システム。
【請求項９】
前記ＨＢＴはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項８の電力増幅システム。
【請求項１０】
前記ＨＶ供給信号は、前記ＨＢＴのコレクタにＶＣＣとして与えられる請求項８の電力増幅システム。
【請求項１１】
前記フィルタは、対応送信（Ｔｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたＴｘフィルタである請求項３の電力増幅システム。
【請求項１２】
前記Ｔｘフィルタは、前記Ｔｘ周波数帯域及び対応受信（Ｒｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたデュプレクサの一部である請求項１１の電力増幅システム。
【請求項１３】
それぞれが前記ＨＶ供給信号を受信してＲＦ信号を増幅するべく構成された一以上の付加ＰＡをさらに含む請求項３の電力増幅システム。
【請求項１４】
それぞれが対応付加ＰＡの増幅されたＲＦ信号を受信して対応フィルタへと引き回すべく構成された一以上の出力経路をさらに含み、
付加的な出力経路にはインピーダンス変換回路が実質的に存在しない請求項１３の電力増幅システム。
【請求項１５】
各フィルタが対応ＰＡに関連付けられる請求項１４の電力増幅システム。
【請求項１６】
前記電力増幅システムは、前記ＰＡ及び前記フィルタ間に帯域選択スイッチが実質的に存在しない請求項１５の電力増幅システム。
【請求項１７】
前記電力増幅システムは、類似帯域の取り扱い能力を有するがＰＡは低電圧で動作する他の電力増幅器システムよりも低い損失を有する請求項１６の電力増幅システム。
【請求項１８】
前記電力増幅システムは平均電力追跡（ＡＰＴ）システムを含み、
前記他の電力増幅器システムは包絡線追跡（ＥＴ）システムを含む請求項１７の電力増幅システム。
【請求項１９】
前記ＡＰＴシステムは、前記ＥＴシステムの全体効率よりも高い全体効率を有する請求項１８の電力増幅システム。
【請求項２０】
無線周波数（ＲＦ）モジュールであって、
複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、
前記パッケージング基板に実装される電力増幅システムと
を含み、
前記電力増幅システムは、電池電圧に基づいて高電圧（ＨＶ）供給信号を与えるべく構成された供給システムを含み、
前記電力増幅システムはさらに複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、
各ＰＡは、前記ＨＶ供給信号を受信して無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するべく構成され、
前記電力増幅システムはさらに、増幅されたＲＦ信号を対応ＰＡから対応フィルタへと引き回すべく構成された出力経路を含むＲＦモジュール。
【請求項２１】
前記複数のＰＡのそれぞれはさらに、前記対応出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される請求項２０のＲＦモジュール。
【請求項２２】
各出力経路は、前記対応ＰＡ及び出力フィルタ間においてインピーダンス変換回路が実質的に存在しない請求項２１のＲＦモジュール。
【請求項２３】
前記電力増幅システムは、前記複数のＰＡ及びその対応出力フィルタ間に帯域選択スイッチが実質的に存在しない請求項２１のＲＦモジュール。
【請求項２４】
前記ＲＦモジュールはフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）である請求項２１のＲＦモジュール。
【請求項２５】
無線デバイスであって、
無線周波数（ＲＦ）信号を発生させるべく構成された送受信器と、
前記送受信器と通信するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）と、
前記ＦＥＭと通信するアンテナと
を含み、
前記ＦＥＭは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板を含み、
前記ＦＥＭはさらに、前記パッケージング基板に実装された電力増幅システムを含み、
前記電力増幅システムは、電池電圧に基づいて高電圧（ＨＶ）供給信号を与えるべく構成された供給システムを含み、
前記電力増幅システムはさらに複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、
各ＰＡは、前記ＨＶ供給信号を受信して無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するべく構成され、
前記電力増幅システムはさらに、増幅されたＲＦ信号を対応ＰＡから対応フィルタへと引き回すべく構成された出力経路を含み、
前記アンテナは前記増幅されたＲＦ信号を送信するべく構成される無線デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、無線周波数（ＲＦ）アプリケーション用の電力増幅器に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２０１５年２月１５日出願の「ブースト変換器により駆動される無線周波数電力増幅器」との名称の米国仮出願第６２／１１６，４５２号の優先権を主張する。その開示は全体が、ここに明示的に参照として組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
無線周波数（ＲＦ）アプリケーションにおいて、送信対象のＲＦ信号は送受信器によって発生されるのが典型的である。かかるＲＦ信号はその後、電力増幅器（ＰＡ）によって増幅され、その増幅されたＲＦ信号は、送信を目的としてアンテナへと引き回すことができる。
【発明の概要】
【０００４】
いくつかの実装において、本開示は、電池電圧に基づいて高電圧（ＨＶ）供給信号を与えるべく構成された供給システムと、ＨＶ供給信号を受信して無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するべく構成された電力増幅器（ＰＡ）とを含む電力増幅システムに関する。電力増幅システムはさらに、増幅されたＲＦ信号をフィルタへと引き回すべく構成された出力経路を含む。
【０００５】
いくつかの実施形態において、出力経路には、インピーダンス変換回路が実質的に存在しないこととし得る。電力増幅システムは、平均電力追跡（ＡＰＴ）システムとして動作するべく構成することができる。供給システムは、電池電圧に基づいてＨＶ供給信号を発生させるべく構成されたブーストＤＣ／ＤＣ変換器を含み得る。ＨＶ供給信号は、出力経路にインピーダンス変換回路が実質的に存在しないことを許容する程度に十分、ＰＡ及びフィルタのインピーダンスが整合するように選択することができる。ＰＡのインピーダンスは、ほぼ４０オームよりも大きな値、例えば、ほぼ５０オームという値にすることができる。
【０００６】
いくつかの実施形態において、ＰＡは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を含み得る。かかるＨＢＴは、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）デバイスを含み得る。ＨＶ供給信号は、ＶＣＣとしてＨＢＴのコレクタに与えることができる。
【０００７】
いくつかの実施形態において、フィルタは、対応送信（Ｔｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたＴｘフィルタであり得る。Ｔｘフィルタは、Ｔｘ周波数帯域及び対応受信（Ｒｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたデュプレクサの一部であり得る。
【０００８】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムはさらに、それぞれがＨＶ供給信号を受信してＲＦ信号を増幅するべく構成された一以上の付加ＰＡを含み得る。電力増幅システムはさらに、それぞれが対応付加ＰＡから増幅されたＲＦ信号を受信して対応フィルタへと引き回すべく構成された一以上の出力経路を含み得る。付加出力経路には、インピーダンス変換回路が実質的に存在しないこととし得る。
【０００９】
いくつかの実施形態において、各フィルタは、対応ＰＡに関連付けることができる。電力増幅システムは、ＰＡ及びフィルタ間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないこととし得る。電力増幅システムは、類似帯域の取り扱い能力を有するがＰＡは低電圧で動作する他の電力増幅器システムよりも低い損失を有し得る。電力増幅システムを平均電力追跡（ＡＰＴ）システムとし、他の電力増幅器システムを包絡線追跡（ＥＴ）システムとすることができる。ＡＰＴシステムは、ＥＴシステムの全体効率よりも高い全体効率を有し得る。
【００１０】
一定数の実装によれば、本開示は、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む無線周波数（ＲＦ）モジュールに関する。電力増幅システムは、電池電圧に基づいて高電圧（ＨＶ）供給信号を与えるべく構成された供給システムを含む。電力増幅システムはさらに、複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、ＨＶ供給信号を受信して無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するべく構成される。電力増幅システムはさらに、対応ＰＡからの増幅されたＲＦ信号を対応フィルタへと引き回すべく構成された出力経路を含む。
【００１１】
いくつかの実施形態において、複数のＰＡのそれぞれはさらに、対応出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成することができる。各出力経路には、対応ＰＡ及び出力フィルタ間にインピーダンス変換回路が実質的に存在しないこととし得る。電力増幅システムには、複数のＰＡとそれらの対応出力フィルタとの間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないこととし得る。ＲＦモジュールは、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とすることができる。
【００１２】
いくつかの教示において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を発生させるべく構成された送受信器と、当該送受信器と通信するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とを含む無線デバイスに関する。ＦＥＭは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板を含む。ＦＥＭはさらに、パッケージング基板に実装された電力増幅システムを含む。電力増幅システムは、電池電圧に基づいて高電圧（ＨＶ）供給信号を与えるべく構成された供給システムを含む。電力増幅システムはさらに、複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、ＨＶ供給信号を受信して無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するべく構成される。電力増幅システムはさらに、対応ＰＡからの増幅されたＲＦ信号を対応フィルタへと引き回すべく構成された出力経路を含む。無線デバイスはさらに、ＦＥＭと通信するアンテナを含み、当該アンテナは増幅されたＲＦ信号を送信するべく構成される。
【００１３】
一定数の実装によれば、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成された電力増幅器（ＰＡ）と、当該ＰＡに結合されかつ増幅されたＲＦ信号をコンディショニングするべく構成されたフィルタとを含む電力増幅システムに関する。ＰＡはさらに、フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。
【００１４】
いくつかの実施形態において、ＰＡは、ほぼ４０オームよりも大きいインピーダンスを有し得る。ＰＡのインピーダンスは、ほぼ５０オームの値を有し得る。
【００１５】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムはさらに、高電圧（ＨＶ）供給をＰＡへと与えるべく構成された供給システムを含む。供給システムは、電池電圧Ｖｂａｔｔに基づいてＨＶ供給を発生させるべく構成されたブーストＤＣ／ＤＣ変換器を含み得る。
【００１６】
いくつかの実施形態において、ＰＡはヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を含み得る。ＨＢＴは例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）デバイスであり得る。ＨＶ供給は、ＶＣＣとしてのＨＢＴのコレクタに与えることができる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、フィルタは、対応送信（Ｔｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたＴｘフィルタであり得る。Ｔｘフィルタは、Ｔｘ周波数帯域及び対応受信（Ｒｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたデュプレクサの一部であり得る。
【００１８】
いくつかの実施形態において、フィルタは、インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路を介してＰＡに結合することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムはさらに、一以上の付加ＰＡを含み、各ＰＡは、ＨＶ供給により動作して対応ＲＦ信号を増幅するべく構成することができる。電力増幅システムはさらに、一以上の付加ＰＡのそれぞれに結合されたフィルタであって、対応する増幅されたＲＦ信号をコンディショニングするべく構成されたフィルタを含む。一以上の付加ＰＡのそれぞれはさらに、対応フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成することができる。一以上の付加フィルタのそれぞれは、インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路を介して対応ＰＡに結合することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態において、ＰＡ及び一以上の付加ＰＡは複数のＭ ＰＡを形成し得る。いくつかの実施形態において、複数のＭ ＰＡは、単一の半導体ダイに実装することができる。複数のＭ ＰＡは、別個の周波数帯域で動作するべく構成することができる。システムには、複数のＭ ＰＡとそれらの対応フィルタとの間において実質的に帯域選択スイッチが存在しないこととし得る。
【００２１】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムは、平均電力追跡（ＡＰＴ）システムとして動作するべく構成することができる。ＡＰＴシステムは、類似帯域の取り扱い能力を有するがＰＡは低電圧で動作する他の電力増幅器システムよりも低い損失を有し得る。他の電力増幅器システムは包絡線追跡（ＥＴ）システムであり得る。ＡＰＴシステムは、ＥＴシステムの全体効率よりも高い全体効率を有し得る。
【００２２】
いくつかの教示において、本開示は、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む無線周波数（ＲＦ）モジュールに関する。電力増幅システムは複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成される。電力増幅システムはさらに、各ＰＡに結合されたフィルタを含み、各ＰＡは、当該フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。
【００２３】
いくつかの実施形態において、各ＰＡは、高電圧（ＨＶ）供給モードで動作するべく構成することができる。各フィルタは、インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路を介して対応ＰＡに結合することができる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、ＲＦモジュールには、複数のＰＡとそれらの対応フィルタとの間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないこととし得る。いくつかの実施形態において、ＲＦモジュールは、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）であり得る。
【００２５】
いくつかの実装によれば、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を発生させるべく構成された送受信器と、当該送受信器と通信するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とを含む無線デバイスに関する。ＦＥＭは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む。電力増幅システムは複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成される。電力増幅システムはさらに、各ＰＡに結合されたフィルタを含み、各ＰＡは、当該フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。無線デバイスはさらに、ＦＥＭと通信するアンテナを含み、当該アンテナは増幅されたＲＦ信号を送信するべく構成される。
【００２６】
いくつかの教示において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を処理する方法に関する。方法は、電力増幅器（ＰＡ）を使用してＲＦ信号を増幅することと、増幅されたＲＦ信号をフィルタへと引き回すこととを含む。方法はさらに、ＰＡを、当該ＰＡがフィルタのほぼ特性インピーダンスで駆動するように動作させることを含む。
【００２７】
いくつかの実施形態において、ＰＡは、ほぼ５０オームのインピーダンスを有し得る。いくつかの実施形態において、ＰＡを動作させることは、当該ＰＡに高電圧（ＨＶ）を供給することを含み得る。
【００２８】
一定数の教示によれば、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成された電力増幅器（ＰＡ）を含む電力増幅システムに関する。電力増幅システムはさらに、インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路を介してＰＡに結合された出力フィルタを含む。
【００２９】
いくつかの実施形態において、ＰＡは、出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成されたＰＡは、高電圧（ＨＶ）供給を使用して動作するＰＡによって実現することができる。インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路により、ＰＡ及び出力フィルタ間において少なくとも０．５ｄＢだけ損失を低減することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態において、ＰＡは、ほぼ４０オームよりも大きいインピーダンスを有し得る。ＰＡのインピーダンスは、ほぼ５０オームの値を有し得る。ＰＡのインピーダンスにより、当該ＰＡにおける電流ドレインを低減することができる。ＰＡにおいて低減された電流ドレインにより、当該ＰＡを、低インピーダンスの他のＰＡよりも小さな寸法にすることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムはさらに、ＰＡに高電圧（ＨＶ）供給を与えるべく構成された供給システムを含む。供給システムは、電池電圧Ｖｂａｔｔに基づいてＨＶ供給を発生させるべく構成されたブーストＤＣ／ＤＣ変換器を含み得る。
【００３２】
いくつかの実施形態において、ＰＡはヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を含み得る。ＨＢＴはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）デバイスであり得る。ＨＶ供給は、ＶＣＣとしてのＨＢＴのコレクタに与えることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、出力フィルタは、対応送信（Ｔｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたＴｘフィルタであり得る。Ｔｘフィルタは、Ｔｘ周波数帯域及び対応受信（Ｒｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたデュプレクサの一部であり得る。
【００３４】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムはさらに一以上の付加ＰＡを含み、各ＰＡは、ＨＶ供給を使用して動作して対応ＲＦ信号を増幅するべく構成することができる。電力増幅システムはさらに、インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路を介して一以上の付加ＰＡのそれぞれに結合された出力フィルタを含み得る。一以上の付加ＰＡのそれぞれはさらに、対応出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。
【００３５】
いくつかの実施形態において、ＰＡ及び一以上の付加ＰＡは複数のＭ ＰＡを形成し得る。複数のＭ ＰＡは、単一の半導体ダイに実装することができる。複数のＭ ＰＡは、別個の周波数帯域で動作するべく構成することができる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムは、複数のＭ ＰＡとそれらの対応出力フィルタとの間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないこととし得る。帯域選択スイッチが実質的に存在しない電力増幅システムにより、各ＰＡ及び対応出力フィルタ間において少なくとも０．３ｄＢだけ損失を低減することができる。
【００３７】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムは、平均電力追跡（ＡＰＴ）システムとして動作するべく構成することができる。ＡＰＴシステムは、類似帯域の取り扱い能力を有するがＰＡは低電圧で動作する他の電力増幅器システムよりも低い損失を有し得る。他の電力増幅器システムは包絡線追跡（ＥＴ）システムであり得る。ＡＰＴシステムは、ＥＴシステムの全体効率よりも高い全体効率を有し得る。
【００３８】
いくつかの実装によれば、本開示は、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む無線周波数（ＲＦ）モジュールに関する。電力増幅システムは複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成される。電力増幅システムはさらに、インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路を介して各ＰＡに結合された出力フィルタを含む。
【００３９】
いくつかの実施形態において、各ＰＡは、高電圧（ＨＶ）供給モードで動作するべく構成することができる。各ＰＡはさらに、対応出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成することができる。
【００４０】
いくつかの実施形態において、ＲＦモジュールには、複数のＰＡとそれらの対応出力フィルタとの間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないこととし得る。ＲＦモジュールは、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）であり得る。
【００４１】
いくつかの実装において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を発生させるべく構成された送受信器と、当該送受信器と通信するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とを含む無線デバイスに関する。ＦＥＭは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む。電力増幅システムは複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成される。電力増幅システムはさらに、インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路を介して各ＰＡに結合された出力フィルタを含む。無線デバイスはさらに、ＦＥＭと通信するアンテナを含み、当該アンテナは増幅されたＲＦ信号を送信するべく構成される。
【００４２】
いくつかの教示において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を処理する方法に関する。方法は、電力増幅器（ＰＡ）を使用してＲＦ信号を増幅することと、増幅されたＲＦ信号を、実質的にインピーダンス変換なしで出力フィルタへと引き回すこととを含む。方法はさらに、増幅されたＲＦ信号を、出力フィルタを使用してフィルタリングすることを含む。
【００４３】
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号を増幅することは、ＰＡを、実質的にインピーダンス変換がない引き回しを許容するべく出力フィルタのほぼ特性インピーダンスで当該ＰＡが駆動するように動作させることを含む。ＰＡは、ほぼ５０オームのインピーダンスを有し得る。いくつかの実施形態において、ＰＡを動作させることは、当該ＰＡに高電圧（ＨＶ）を供給することを含み得る。
【００４４】
いくつかの教示によれば、本開示は、複数の電力増幅器（ＰＡ）を含む電力増幅システムであって、各ＰＡは、一周波数帯域にある無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成された電力増幅システムに関する。電力増幅システムはさらに、当該電力増幅システムには複数のＰＡとそれらの対応出力フィルタとの間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないように、別個の出力経路を介して各ＰＡに結合された出力フィルタを含み得る。
【００４５】
いくつかの実施形態において、各ＰＡはさらに、対応出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成することができる。対応出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成された各ＰＡは、高電圧（ＨＶ）供給を使用して動作するＰＡによって実現することができる。帯域選択スイッチが実質的に存在しない電力増幅システムにより、各ＰＡ及び対応出力フィルタ間において少なくとも０．３ｄＢだけ損失を低減することができる。
【００４６】
いくつかの実施形態において、各ＰＡは、ほぼ４０オームよりも大きいインピーダンスを有し得る。各ＰＡのインピーダンスは、ほぼ５０オームの値を有し得る。各ＰＡのインピーダンスにより、当該ＰＡにおける電流ドレインを低減することができる。各ＰＡにおいて低減された電流ドレインにより、当該ＰＡを、低インピーダンスの他のＰＡよりも小さな寸法にすることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、電力増幅システムはさらに、高電圧（ＨＶ）供給を各ＰＡへと与えるべく構成された供給システムを含み得る。供給システムは、電池電圧Ｖｂａｔｔに基づいてＨＶ供給を発生させるべく構成されたブーストＤＣ／ＤＣ変換器を含み得る。
【００４８】
いくつかの実施形態において、各ＰＡはヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を含み得る。ＨＢＴはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）デバイスであり得る。ＨＶ供給は、ＶＣＣとしてのＨＢＴのコレクタに与えることができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、各出力フィルタは、対応送信（Ｔｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたＴｘフィルタであり得る。Ｔｘフィルタは、Ｔｘ周波数帯域及び対応受信（Ｒｘ）周波数帯域で動作するべく構成されたデュプレクサの一部であり得る。
【００５０】
いくつかの実施形態において、各出力フィルタは、インピーダンス変換回路が実質的に存在しない出力経路を介して対応ＰＡに結合することができる。インピーダンス変換回路が実質的に存在しない各出力経路により、対応ＰＡ及び出力フィルタ間において少なくとも０．５ｄＢだけ損失を低減することができる。
【００５１】
いくつかの実施形態において、複数のＭ ＰＡは、単一の半導体ダイに実装することができる。いくつかの実施形態において、電力増幅システムは、平均電力追跡（ＡＰＴ）システムとして動作するべく構成することができる。ＡＰＴシステムは、類似帯域の取り扱い能力を有するがＰＡは低電圧で動作する他の電力増幅器システムよりも低い損失を有し得る。他の電力増幅器システムは包絡線追跡（ＥＴ）システムであり得る。ＡＰＴシステムは、ＥＴシステムの全体効率よりも高い全体効率を有し得る。
【００５２】
いくつかの教示において、本開示は、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む無線周波数（ＲＦ）モジュールに関する。電力増幅システムは複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、一周波数帯域にある無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成される。電力増幅システムはさらに、当該電力増幅システムには複数のＰＡとそれらの対応出力フィルタとの間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないように、別個の出力経路を介して各ＰＡに結合された出力フィルタを含む。
【００５３】
いくつかの実施形態において、各ＰＡは、高電圧（ＨＶ）供給モードで動作するべく構成することができる。各ＰＡはさらに、対応出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成することができる。
【００５４】
いくつかの実施形態において、各出力経路は、対応ＰＡ及び出力フィルタ間においてインピーダンス変換回路が実質的に存在しないこととし得る。いくつかの実施形態において、ＲＦモジュールは、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）であり得る。
【００５５】
一定数の教示によれば、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を発生させるべく構成された送受信器と、当該送受信器と通信するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とを含む無線デバイスに関する。ＦＥＭは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む。電力増幅システムは複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、一周波数帯域にある無線周波数（ＲＦ）信号を受信して増幅するべく構成される。電力増幅システムはさらに、当該電力増幅システムには複数のＰＡとそれらの対応出力フィルタとの間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないように、別個の出力経路を介して各ＰＡに結合された出力フィルタを含む。無線デバイスはさらに、ＦＥＭと通信するアンテナを含み、当該アンテナは増幅されたＲＦ信号を送信するべく構成される。
【００５６】
いくつかの教示において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を処理する方法に関する。方法は、複数の電力増幅器（ＰＡ）の選択された一つを使用して、一周波数帯域にあるＲＦ信号を増幅することを含む。方法はさらに、増幅されたＲＦ信号を、実質的に帯域選択切り替え動作なしで出力フィルタへと引き回すことを含む。方法はさらに、増幅されたＲＦ信号を、出力フィルタを使用してフィルタリングすることを含む。
【００５７】
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号を増幅することは、選択されたＰＡを、実質的にインピーダンス変換がない引き回しを許容するべく対応出力フィルタのほぼ特性インピーダンスで当該ＰＡが駆動するように動作させることを含む。ＰＡは、ほぼ５０オームのインピーダンスを有し得る。
【００５８】
いくつかの実施形態において、ＰＡを動作させることは、当該ＰＡに高電圧（ＨＶ）を供給することを含み得る。
【００５９】
いくつかの実装において、本開示は、半導体基板と、当該半導体基板に実装された複数の電力増幅器（ＰＡ）とを含む電力増幅器ダイに関する。各ＰＡは、個々の周波数帯域信号経路に沿った下流側コンポーネントのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。各ＰＡは、複数のＰＡに関連付けられた周波数帯域の一を超える周波数帯域で駆動するべく構成された広帯域ＰＡよりも小さなサイズとされる。
【００６０】
いくつかの実施形態において、下流側コンポーネントは出力フィルタを含み得る。個々の周波数帯域信号経路は狭帯域信号経路であり得る。対応出力フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成された各ＰＡは、高電圧（ＨＶ）供給を使用して動作するＰＡによって実現することができる。各ＰＡは、ほぼ４０オームよりも大きいインピーダンスを有し得る。各ＰＡのインピーダンスは、ほぼ５０オームの値を有し得る。ＰＡのインピーダンスにより、当該ＰＡにおける電流ドレインを低減することができる。各ＰＡにおいて低減された電流ドレインにより、当該ＰＡを、低インピーダンスの他のＰＡよりも小さな寸法にすることができる。
【００６１】
いくつかの実施形態において、各ＰＡは、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）デバイスのようなヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を含み得る。ＨＢＴは、そのコレクタを介してＨＶ供給をＶＣＣとして受けるべく構成することができる。
【００６２】
いくつかの実施形態において、ＰＡは、平均電力追跡（ＡＰＴ）モードで動作するべく構成することができる。ＡＰＴモードにより、類似帯域の取り扱い能力を有するがＰＡは低電圧で動作する他のダイよりも低い損失がもたらされ得る。他のダイは、包絡線追跡（ＥＴ）モードで動作するべく構成することができる。ＡＰＴモードは、ＥＴに関連付けられた全体効率よりも高い全体効率を与えることができる。
【００６３】
いくつかの実装によれば、本開示は、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む無線周波数（ＲＦ）モジュールに関する。電力増幅システムは、半導体基板上に実装された複数の電力増幅器（ＰＡ）を含む。各ＰＡは、個々の周波数帯域信号経路に沿った下流側コンポーネントのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。各ＰＡは、複数のＰＡに関連付けられた周波数帯域の一を超える周波数帯域で駆動するべく構成された広帯域ＰＡよりも小さなサイズとされる。
【００６４】
いくつかの実施形態において、各ＰＡは、高電圧（ＨＶ）供給モードで動作するべく構成することができる。いくつかの実施形態において、下流側コンポーネントは出力フィルタを含み得る。出力フィルタは、電力増幅システムには複数のＰＡとそれらの対応出力フィルタとの間において帯域選択スイッチが実質的に存在しないように、別個の出力経路を介して対応ＰＡに結合することができる。各出力経路は、対応ＰＡ及び出力フィルタ間においてインピーダンス変換回路が実質的に存在しないこととし得る。ＲＦモジュールは、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）であり得る。
【００６５】
いくつかの教示において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を発生させるべく構成された送受信器と、当該送受信器と通信するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とを含む無線デバイスに関する。ＦＥＭは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に実装された電力増幅システムとを含む。電力増幅システムは、半導体基板に実装された複数の電力増幅器（ＰＡ）を含み、各ＰＡは、個々の周波数帯域信号経路に沿った下流側コンポーネントのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。各ＰＡは、複数のＰＡに関連付けられた周波数帯域の一を超える周波数帯域で駆動するべく構成された広帯域ＰＡよりも小さなサイズとされる。無線デバイスはさらに、ＦＥＭと通信するアンテナを含み、当該アンテナは増幅されたＲＦ信号を送信するべく構成される。
【００６６】
いくつかの実装において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を処理する方法に関する。方法は、複数の電力増幅器（ＰＡ）の選択された一つを使用してＲＦ信号を増幅することを含み、選択されたＰＡは、個々の周波数帯域信号経路に沿った下流側コンポーネントのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動する。選択されたＰＡは、複数のＰＡに関連付けられた周波数帯域の一を超える周波数帯域で駆動するべく構成された広帯域ＰＡよりも小さなサイズとされる。方法はさらに、増幅されたＲＦ信号を下流側コンポーネントへと引き回すことを含む。
【００６７】
いくつかの実施形態において、下流側コンポーネントは出力フィルタを含み得る。ＲＦ信号を増幅することは、選択されたＰＡに高電圧（ＨＶ）を供給することを含み得る。
【００６８】
いくつかの教示によれば、本開示は、電力増幅器ダイを作製する方法に関する。方法は、半導体基板を形成し又は設けることと、複数の個々の周波数帯域信号経路を実装することとを含む。方法はさらに、半導体基板に複数の電力増幅器（ＰＡ）を形成することを含み、各ＰＡは、対応個々の周波数帯域信号経路に沿った下流側コンポーネントのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される。各ＰＡは、複数のＰＡに関連付けられた周波数帯域の一を超える周波数帯域で駆動するべく構成された広帯域ＰＡよりも小さなサイズとされる。
【００６９】
本開示を要約する目的で本発明の一定の側面、利点及び新規な特徴がここに記載された。理解すべきことだが、かかる利点のすべてが必ずしも、本発明の任意の特定実施形態によって達成できるわけではない。すなわち、本発明は、ここに教示される一の利点又は一群の利点を、ここに教示又は示唆される他の利点を必ずしも達成することなく、達成又は最適化する態様で具体化又は実施をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】増幅システムを有する無線システム又はアーキテクチャを描く。
【図２】図１の増幅システムが、一以上の電力増幅器（ＰＡ）を有する無線周波数（ＲＦ）増幅器アセンブリを含み得ることを示す。
【図３】図３Ａ〜３Ｅは、図２の各ＰＡが構成され得る態様についての非制限的な例を示す。
【図４】いくつかの実施形態において、図２の増幅システムが高電圧（ＨＶ）電力増幅システムとして実装できることを示す。
【図５】いくつかの実施形態において、図４のＨＶ電力増幅システムが平均電力追跡（ＡＰＴ）モードで動作するべく構成され得ることを示す。
【図６】代表的な包絡線追跡（ＥＴ）電力増幅システムを示す。
【図７】ここに記載される一以上の特徴を有する代表的な高電圧（ＨＶ）平均電力追跡（ＡＰＴ）電力増幅システムを示す。
【図８】図７の高電圧ＡＰＴ電力増幅システムの詳しい例となり得る高電圧ＡＰＴ電力増幅システムを示す。
【図９】バック（Ｂｕｃｋ）ＥＴ構成、バックＡＰＴ構成及びブースト（ｂｏｏｓｔ）ＡＰＴ構成において動作する電力増幅器に対する、出力電力の関数としての代表的な効率プロットを示す。
【図１０】ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システムが、公称の場合に類似するコレクタ効率及び電力付加効率（ＰＡＥ）曲線を有し得ることを示す。
【図１１】ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システムが、公称の場合に類似する線形性性能を有し得ることを示す。
【図１２】電力増幅器負荷電流の、負荷電圧の関数としての代表的なプロットを示す。
【図１３】ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システムが一以上の有利な利益を与え得る一例を示す。
【図１４】ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システムが一以上の有利な利益を与え得る他例を示す。
【図１５】ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システムが一以上の有利な利点を与え得るさらなる他例を示す。
【図１６】ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システムが一以上の有利な利点を与え得るさらなる他例を示す。
【図１７】ブースト変換器及びチャージポンプを含む代表的な電圧供給システムを示す。
【図１８】図１７の電圧供給システムの具体的な例を示す。
【図１９】図１７のチャージポンプとして利用可能なチャージポンプの一例を示す。
【図２０】電力増幅器制御及び電源制御コンポーネントが統合された代表的な制御器を有する電力増幅構成のブロック図を示す。
【図２１】制御レジスタを含む代表的な制御器を有する電力増幅構成のブロック図を示す。
【図２２】図２１の電源が、異なる動作モードに対して様々な電圧を発生させることができる態様の一例を示す。
【図２３】ブースト変換器を含む電力増幅システムのブロック図を示す。
【図２４】ブースト変換器からの可変供給電圧によってコレクタ供給電圧の制約が除去され又は実質的に緩和され得る態様の一例を示す。
【図２５】いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有する高電圧ＡＰＴ電力増幅システムの一部又は全体が一モジュールに実装できることを示す。
【図２６】ここに記載される一以上の有利な特徴を有する代表的な無線デバイスを描く。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
ここに与えられる見出しは、たとえあったとしても、便宜のみのためであって、必ずしも請求項に係る発明の範囲又は意味に影響するわけではない。
【００７２】
導入
【００７３】
図１を参照すると、本開示の一以上の特徴は一般に、増幅システム５２を有する無線システム又はアーキテクチャ５０に関する。いくつかの実施形態において、増幅システム５２は、一以上のデバイスとして実装することができる。かかるデバイス（複数可）は、無線システム／アーキテクチャ５０において利用可能である。いくつかの実施形態において、無線システム／アーキテクチャ５０は例えば、携帯無線デバイスに実装することができる。かかる無線デバイスの例がここに記載される。
【００７４】
図２は、図１の増幅システム５２が、一以上電力増幅器（ＰＡ）を有する無線周波数（ＲＦ）増幅器アセンブリ５４を含み得ることを示す。図２の例において、３つのＰＡ６０ａ〜６０ｃが、ＲＦ増幅器アセンブリ５４を形成するように描かれる。理解されることだが、他の数のＰＡ（複数可）も実装することができる。またも理解されることだが、本開示の一以上の特徴は、他のタイプのＲＦ増幅器を有するＲＦ増幅器アセンブリに実装することもできる。
【００７５】
いくつかの実施形態において、ＲＦ増幅器アセンブリ５４は一以上の半導体ダイに実装することができる。かかるダイは、電力増幅器モジュール（ＰＡＭ）又はフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）のようなパッケージモジュールに含めることができる。かかるパッケージモジュールは典型的に、例えば携帯無線デバイスに関連付けられた回路基板に搭載されるように構成される。
【００７６】
増幅システム５２におけるＰＡ（例えば６０ａ〜６０ｃ）は典型的に、バイアスシステム５６によってバイアスがかけられる。さらに、ＰＡのための供給電圧は典型的に、供給システム５８によって与えることができる。いくつかの実施形態において、バイアスシステム５６及び供給システム５８のいずれか又は双方は、ＲＦ増幅器アセンブリ５４を有する上記パッケージモジュールに含めることができる。
【００７７】
いくつかの実施形態において、増幅システム５２は整合ネットワーク６２を含み得る。かかる整合ネットワークは、ＲＦ増幅器アセンブリ５４のための入力整合及び／又は出力整合機能を与えるべく構成することができる。
【００７８】
説明目的のため理解されることだが、図２の各ＰＡ（６０）は、一定数の態様で実装することができる。図３Ａ〜３Ｅは、かかるＰＡが構成され得る態様についての非制限的な例を示す。図３Ａは、増幅トランジスタ６４を有する代表的なＰＡを示す。ここで、入力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｉｎ）がトランジスタ６４のベースへと与えられ、増幅されたＲＦ信号（ＲＦ＿ｏｕｔ）がトランジスタ６４のコレクタを介して出力される。
【００７９】
図３Ｂは、複数段に配列された複数の増幅トランジスタ（例えば６４ａ、６４ｂ）を有する代表的なＰＡを示す。入力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｉｎ）は、第１トランジスタ６４ａのベースへと与えられるように示され、第１トランジスタ６４ａからの増幅されたＲＦ信号は、そのコレクタを介して出力されるように示される。第１トランジスタ６４ａからの増幅されたＲＦ信号は、第２トランジスタ６４ｂのベースへと与えられるように示され、第２トランジスタ６４ｂからの増幅されたＲＦ信号は、そのコレクタを介して出力され、ひいてはＰＡの出力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｏｕｔ）が与えられるように示される。
【００８０】
いくつかの実施形態において、図３Ｂの上記代表的なＰＡ構成は、図３Ｃに示されるように２以上の段として描くことができる。第１段６４ａを例えばドライバ段として構成し、第２段６４ｂを例えば出力段として構成することができる。
【００８１】
図３Ｄは、いくつかの実施形態において、ＰＡがドハティＰＡとして構成できることを示す。かかるドハティＰＡは、増幅された出力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｏｕｔ）を与えるように入力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｉｎ）のキャリア増幅及びピーキング増幅をそれぞれ与えるべく構成された増幅トランジスタ６４ａ、６４ｂを含み得る。入力ＲＦ信号は、分割器によりキャリア部分及びピーキング部分に分割することができる。増幅されたキャリア信号及びピーキング信号は、結合器により出力ＲＦ信号を与えるべく結合することができる。
【００８２】
図３Ｅは、いくつかの実施形態において、ＰＡがカスコード構成で実装できることを示す。入力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｉｎ）は、エミッタ共通デバイスとして動作する第１増幅トランジスタ６４ａのベースに与えられ得る。第１増幅トランジスタ６４ａの出力は、そのコレクタを介して与えられ、ベース共通デバイスとして動作する第２増幅トランジスタ６４ｂのエミッタへと与えられ得る。第２増幅トランジスタ６４ｂの出力は、ＰＡの増幅された出力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｏｕｔ）をもたらすべく、そのコレクタを介して与えられ得る。
【００８３】
図３Ａ〜３Ｅの様々な例において、増幅トランジスタは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）のようなバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）として記載される。理解されることだが、本開示の一以上の特徴はまた、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような他のタイプのトランジスタにおいて又は当該トランジスタを使用して実装することもできる。
【００８４】
図４は、いくつかの実施形態において、図２の増幅システム５２が高電圧（ＨＶ）電力増幅システム１００として実装できることを示す。かかるシステムは、複数のＰＡのいくつか又はすべて（例えば６０ａ〜６０ｃ）がＨＶ増幅動作を含むように構成されたＨＶ電力増幅器アセンブリ５４を含み得る。ここに記載されるように、かかるＰＡはバイアスシステム５６によってバイアスがかけられる。いくつかの実施形態において、上記ＨＶ増幅動作は、ＨＶ供給システム５８によって容易とすることができる。いくつかの実施形態において、ＨＶ電力増幅器アセンブリ５４とバイアスシステム５６及びＨＶ供給システム５８のいずれか又は双方との間のインタフェイス機能を与えるべく、インタフェイスシステム７２を実装することができる。
【００８５】
高電圧ＡＰＴシステムに関連する例
【００８６】
セルラーハンドセットのような多くの無線デバイスは、多重周波数帯域をサポートするべく構成され、かかるデバイスは典型的に、電力増幅アーキテクチャを要求し及び／又は複雑にする。しかしながら、電力増幅アーキテクチャの当該複雑性は、サポートされる帯域が増加するにつれて、送信効率の劣化をもたらし得る。かかる効率劣化は例えば、競争力のあるサイズ及びコスト目標を維持しながら多重周波数帯域を組み合わせることにより生じた損失増加に起因し得る。
【００８７】
いくつかの無線周波数（ＲＦ）アプリケーションにおいて、携帯送信の解決法は、バック（Ｂｕｃｋ）スイッチング電源と組み合わされた電池電圧（例えば３．８Ｖ）電力増幅器（ＰＡ）を含み得る。かかる代表的なアプローチにおいて、最大送信電力は典型的に、例えば、ほぼ１．５ワットのピーク電力レベルをサポートするべくＰＡ内にある１３：１のインピーダンス変換ネットワークを要求し又は利用するのが典型的な３．８Ｖの電池電圧において達成される。
【００８８】
上記例において、低送信電力レベルでの効率改善は、電池電圧を下回る電圧にあるバック（Ｂｕｃｋ）電源によってサポートすることができる。多重帯域動作は、所望の周波数帯域に対応する所望のフィルタを選択するＲＦスイッチを使用して達成することができる。注目されるのは、バック電源、インピーダンス変換ネットワーク及びＲＦスイッチのいくつか又はすべてが、損失ひいては送信効率の低減に寄与し得ることである。
【００８９】
いくつかの無線システムは、システム効率の増加を与えるべくバック供給に実装された包絡線追跡（ＥＴ）機能を含み得る。しかしながら、包絡線追跡は、バックスイッチング供給のコストを増加させ、さらには、システムの特性付け及び較正プロセスを有意に複雑にし得る。
【００９０】
ここに記載されるのは、損失を有意に低減する一方で競争力のあるサイズ及び／又はコストのレベルを維持又は改善することができるシステム、回路、デバイス及び方法の例である。図５は、いくつかの実施形態において、図４のＨＶ電力増幅システム１００が、平均電力追跡（ＡＰＴ）モードで動作するべく構成できることを示す。図５の例において、高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００は、一以上ＲＦ信号（ＲＦ＿Ｉｎ）を増幅するべく構成された一以上のＰＡを有する電力増幅器アセンブリ１０４を含み得る。かかる増幅されたＲＦ信号（複数可）は、一以上の整合回路を有する整合コンポーネント１０６を介し、一以上のデュプレクサを有するデュプレクサアセンブリ１０８へと引き回すことができる。
【００９１】
デュプレクサ（複数可）により、送信（Ｔｘ）動作と受信（Ｒｘ）動作との複信を許容することができる。かかる複信動作のＴｘ部分は、一以上の増幅されたＲＦ信号（ＲＦ＿Ｏｕｔ）が、アンテナ（図示せず）を介した送信を目的としてデュプレクサアセンブリ１０８から出力されるように描かれる。図５の例において、Ｒｘ部分は図示しないが、アンテナから受信された信号は、デュプレクサアセンブリ１０８によって受信して、例えば低雑音増幅器（ＬＮＡ）へと出力することができる。
【００９２】
デュプレクサを利用するＴｘ動作及びＲｘ動作の文脈において様々な例がここに記載され、かかるデュプレクサは、例えば周波数分割複信（ＦＤＤ）機能を容易にすることができる。理解されることだが、いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有するＨＶ電力増幅システムはまた、例えば時間分割複信（ＴＤＤ）構成を含む他の複信構成に実装することもできる。
【００９３】
図５の例において、ＨＶ供給システム１０２は、一以上のＨＶ供給信号を電力増幅器アセンブリ１０４へと与えるように示される。かかるＨＶ信号（複数可）を対応ＰＡ（複数可）へと与えることができる態様についての具体的な例が、ここに詳述される。
【００９４】
いくつかの実施形態において、図５の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００は、ＡＰＴモードで動作するが、包絡線追跡（ＥＴ）の実装によって得られる性能を満たし又は当該性能を超える一方でコスト及び／又は複雑性を維持又は低減することができるように構成される。いくつかの実施形態において、かかる高電圧ＡＰＴ電力増幅システムは、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）ＰＡのようないくつかのＰＡの高電圧能力を利用することができる。理解されることだが、本開示の一以上の特徴は、他のタイプのＰＡを使用して実装することもできる。例えば、ＬＤＭＯＳ多重カスコード段、シリコンバイポーラデバイス及びＧａＮ／ＨＥＭＴデバイスを有するＣＭＯＳデバイスを利用する増幅システムもまた、高電圧領域における動作から利益を得ることができる。
【００９５】
ＰＡの当該ＨＶ動作により、増幅システムから一以上の損失性のコンポーネントを排除すること及び／又は他の有利な利益（複数可）を実現することができる。例えば、ＰＡ出力整合ネットワーク（複数可）を排除することができる。他例において、ＰＡ供給効率を増加させることができる。さらなる他例において、いくつかのパッシブコンポーネントを除去することができる。上記に関連する例が、ここに詳述される。
【００９６】
ＨＶ動作に関連付けられる上記特徴の一以上により、一以上のダイを小さな寸法で実装し、ひいては電力増幅システム設計の大きな柔軟性が許容される結果を得ることができる。例えば、電力増幅システムには、増加された数の比較的小さなＰＡを実装することができるので、帯域スイッチのような損失性のコンポーネントを排除することが許容される。かかる帯域スイッチの排除に関連する例が、ここに詳述される。
【００９７】
いくつかの実施形態において、図５の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００は、包絡線追跡の特徴付け及び／又は較正プロセスに関連付けられた複雑性を実質的に排除又は低減するように構成することができる。
【００９８】
説明目的のため理解されることだが、高電圧（ＨＶ）は、携帯無線デバイスにおいて利用される電池電圧よりも高い電圧値を含み得る。例えば、ＨＶは、３．７Ｖ又は４．２Ｖよりも大きい。いくつかの状況において、ＨＶは、電池電圧よりも高くかつ携帯無線デバイスが効率的に動作可能な電圧値を含み得る。いくつかの状況において、ＨＶは、電池電圧よりも高くかつ所与タイプのＰＡに関連付けられた破壊電圧よりも低い電圧値を含み得る。ＧａＡｓＨＢＴの代表的な文脈において、かかる破壊電圧は１５Ｖ〜２５Ｖの範囲にあり得る。したがって、ＧａＡｓＨＢＴのＰＡに対するＨＶは、例えば３．７Ｖ〜２５Ｖ、４．２Ｖ〜２０Ｖ、５Ｖ〜１５Ｖ、６Ｖ〜１４Ｖ、７Ｖ〜１３Ｖ、又は８Ｖ〜１２Ｖの範囲にあり得る。
【００９９】
図６及び７は、いくつかの損失性のコンポーネントを高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００において実質的に排除し得る態様を実証するべく、包絡線追跡（ＥＴ）電力増幅システム１１０（図６）と高電圧（ＨＶ）平均電力追跡（ＡＰＴ）電力増幅システム１００（図７）との比較を示す。比較目的のため、各電力増幅システムは、３つの周波数帯域に対する増幅を与えるべく構成されることが仮定される。しかしながら、理解されることだが、これよりも多い又は少ない周波数帯域を使用することもできる。
【０１００】
図６の例において、ＥＴ電力増幅システム１１０は、３つの周波数帯域に対する増幅を与えることができる広帯域増幅経路１３０を有する電力増幅器アセンブリ１１４を含むように示される。増幅経路１３０は、共通入力ノード１２６を介して入力ＲＦ信号を受信することができる。かかるＲＦ信号は、例えばＤＣブロックキャパシタンス１２８を介して一以上の増幅段へと引き回すことができる。増幅段は例えば、ドライバ段１３２及び出力段１３４を含み得る。いくつかの実施形態において、増幅段１３２、１３４は例えば、ＨＢＴ又はＣＭＯＳ増幅トランジスタを含み得る。
【０１０１】
図６の例において、出力段１３４のコレクタには、チョークインダクタンス１２４を介して包絡線追跡（ＥＴ）変調器１２２からの供給電圧ＶＣＣが与えられる。ＥＴ変調器１２２は、ＥＴ変調システム１１２の一部として描かれている。かかるＥＴ変調器が与える供給電圧ＶＣＣは典型的に、動的な態様で決定され、例えば約１Ｖ〜３Ｖの範囲にある値を有し得る。ＥＴ変調器１２２は、かかる動的ＶＣＣ電圧を、電池電圧Ｖｂａｔｔに基づいて発生させるように示される。
【０１０２】
増幅経路１３０が上記態様で動作する場合、そのインピーダンスＺは比較的低い（例えば約３〜５Ω）。それゆえ、インピーダンス変換は典型的に、下流側コンポーネントに関連付けられたインピーダンスに整合するように行う必要がある。図６の例において、増幅経路１３０の出力を受ける帯域スイッチ１３８（帯域スイッチシステム１１８の一部として描かれる）は典型的に、５０Ω負荷として構成される。したがって、増幅経路１３０によって代表されるインピーダンス（Ｚ）が約４Ωであると仮定すれば、約１３：１（５０：４）のインピーダンス変換を実装する必要がある。図６の例において、かかるインピーダンス変換は、負荷変換システム１１６の一部として描かれる出力整合ネットワーク（ＯＭＮ）１３６によって実装されるように示される。
【０１０３】
図６の例において、帯域スイッチ１３８は、増幅経路１３０の出力からの（ＯＭＮ１３６を介した）単一入力と、３つの代表的な周波数帯域に対応する３つの出力とを有するように描かれる。３つのデュプレクサ１４２ａ〜１４２ｃが、かかる３つの周波数帯域用に設けられるように示される。
【０１０４】
３つのデュプレクサ１４２ａ〜１４２ｃのそれぞれが、ＴＸ及びＲＸフィルタ（例えば帯域通過フィルタ）を含むように示される。各ＴＸフィルタは、対応する増幅済みかつスイッチ引き回し済みの送信用ＲＦ信号を受信するべく、帯域スイッチ１３８に結合されるように示される。かかるＲＦ信号は、フィルタリングされ、かつ、アンテナポート（ＡＮＴ）（１４４ａ、１４４ｂ又は１４４ｃ）へと引き回されるように示される。各ＲＸフィルタは、対応アンテナポート（ＡＮＴ）（１４４ａ、１４４ｂ又は１４４ｃ）からのＲＸ信号を受信するように示される。かかるＲＸ信号は、フィルタリングされ、かつ、さらなる処理用のＲＸコンポーネント（例えばＬＮＡ）へと引き回されるように示される。
【０１０５】
典型的に望ましいのは、所与のデュプレクサと上流側（ＴＸの場合）又は下流側（ＲＸの場合）にあるコンポーネントとのインピーダンス整合を与えることである。図６の例において、帯域スイッチ１３８は、デュプレクサのＴＸフィルタのための当該上流側コンポーネントである。したがって、整合回路１４０ａ〜１４０ｃ（例えばπ型ネットワーク１２０の一部として描かれる）が、帯域スイッチ１３８の出力と対応デュプレクサ１４２ａ〜１４２ｃとの間に実装されるように示される。いくつかの実施形態において、かかる整合回路１４０ａ〜１４０ｃのそれぞれは、例えばπ型整合回路として実装することができる。
【０１０６】
表１は、図６のＥＴ電力増幅システム１１０の様々なコンポーネントに対する挿入損失及び効率の代表的な値を列挙する。理解されることだが、列挙される様々な値は近似値である。
【表１】
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表１からわかるのは、図６のＥＴ電力増幅システム１１０が、有意な数の損失要因を含むことである。システム１１０の各コンポーネントがその上限効率で動作すると仮定すれば、ＥＴ電力増幅システム１１０の総合効率は、ほぼ３１％（０．８３×０．７５×０．８９×０．９３×０．９３×０．６３）となる。
【０１０７】
図７の例において、高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００は、図６の代表的なＥＴ電力増幅システム１１０と同じ３つの周波数帯域のための増幅を与えるべく構成されるように描かれる。電力増幅器アセンブリ１０４において、３つの別個の増幅経路が実装される結果、各増幅経路は、その対応周波数帯域のための増幅を与える。例えば、第１増幅経路は、ＤＣブロックキャパシタンス１６４ａを介して入力ノード１６２ａからのＲＦ信号を受信するＰＡ１６８ａを含むように示される。ＰＡ１６８ａからの増幅されたＲＦ信号は、キャパシタンス１７０ａを介して下流側コンポーネントへと引き回されるように示される。同様に、第２増幅経路は、ＤＣブロックキャパシタンス１６４ｂを介して入力ノード１６２ｂからのＲＦ信号を受信するＰＡ１６８ｂを含むように示される。ＰＡ１６８ｂからの増幅されたＲＦ信号は、キャパシタンス１７０ｂを介して下流側コンポーネントへと引き回されるように示される。同様に、第３増幅経路は、ＤＣブロックキャパシタンス１６４ｃを介して入力ノード１６２ｃからのＲＦ信号を受信するＰＡ１６８ｃを含むように示される。ＰＡ１６８ｃからの増幅されたＲＦ信号は、キャパシタンス１７０ｃを介して下流側コンポーネントへと引き回されるように示される。
【０１０８】
いくつかの実施形態において、ＰＡ１６８ａ〜１６８ｃのいくつか又はすべては、例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタＰＡを含み得る。理解されることだが、本開示の一以上の特徴は、他のタイプのＰＡについて実装することもできる。例えば、（例えばＨＶ動作により及び／又は他の動作パラメータ（複数可）を介して）下流側コンポーネントに整合し又は下流側コンポーネントに近いインピーダンスを与えるべく動作可能なＰＡを、ここに記載される利益の一以上を与えるべく利用することができる。
【０１０９】
図７の例において、各ＰＡ（１６８ａ、１６８ｂ又は１６８ｃ）は、チョークインダクタンス（１６６ａ、１６６ｂ又は１６６ｃ）を介してブーストＤＣ／ＤＣ変換器１６０からの供給電圧ＶＣＣが与えられるように示される。ブーストＤＣ／ＤＣ変換器１６０は、ＨＶシステム１０２の一部として描かれる。ブーストＤＣ／ＤＣ変換器１６０は、ここに記載されるＨＶ範囲又は値を含むような範囲のＶＣＣ電圧値（例えば約１Ｖ〜１０Ｖ）を供給するべく構成することができる。ブーストＤＣ／ＤＣ変換器１６０は、かかる高ＶＣＣ電圧を電池電圧Ｖｂａｔｔに基づいて発生させるように示される。
【０１１０】
上記ブーストＤＣ／ＤＣ変換器に関連する付加的詳細及び例が、図１７〜２４を参照してここに記載される。かかるブーストＤＣ／ＤＣ変換器に関連付けられた一以上の特徴が、ここに記載されるＨＶシステム（例えば図７の１０２）として利用可能な供給システムの一部となり得る。かかる供給システムはまた、例えば、様々なＰＡアプリケーションのための（例えば電池電圧よりも下の）低電圧及び電池レベル電圧を発生させる他の供給コンポーネントも含み得る。いくつかの実施形態において、図１７〜２４を参照して記載される様々な供給コンポーネントのいくつか又はすべてを、別個に又は任意の組み合わせで、ここに記載される一以上の特徴を有するＨＶ電力増幅システムに含めることができる。
【０１１１】
ここに記載されるように、高電圧によりＰＡを動作させることによって様々な性能改善を実現することができる。またもここに記載されるように、かかるＰＡの高電圧動作は、ブースト変換器によってサポートすることができる。いくつかの実施形態において、かかるブースト変換器の使用によって、付加的な望ましい性能改善が得られる。かかるブースト変換器の電力増幅システムにおける使用例もまた、かかるブースト変換器が制御可能となる態様とともに、図１７〜２４を参照して記載される。
【０１１２】
ＰＡ１６８ａ〜１６８ｃが高ＶＣＣ電圧（例えば約１０Ｖ）による上記態様で動作する場合、各ＰＡのインピーダンスＺは比較的高い（例えば約４０Ω〜５０Ω）。それゆえ、インピーダンス変換は、下流側コンポーネントに関連付けられたインピーダンスに整合させる必要がない。図７の例において、対応ＰＡ（１６８ａ、１６８ｂ又は１６８ｃ）の出力を受けるデュプレクサ１７４ａ〜１７４ｃ（デュプレクサアセンブリ１０８の一部として描かれる）のそれぞれは典型的に、５０Ω負荷として構成される。したがって、ＰＡ（１６８ａ、１６８ｂ又は１６８ｃ）によって代表されるインピーダンス（Ｚ）が約５０Ωであると仮定すれば、インピーダンス変換（図６の負荷変換システム１１６のような）は不要となる。
【０１１３】
典型的に望ましいのは、所与のデュプレクサと上流側（ＴＸの場合）又は下流側（ＲＸの場合）にあるコンポーネントとのインピーダンス整合を与えることである。図７の例において、ＰＡ（１６８ａ、１６８ｂ又は１６８ｃ）が、デュプレクサ（１７４ａ、１７４ｂ又は１７４ｃ）のＴＸフィルタ用の当該上流側コンポーネントとなる。したがって、整合回路１７２ａ〜１７２ｃ（例えばπ型ネットワーク１０６の一部として描かれる）は、ＰＡ１６８ａ〜１６８ｃの対応出力と対応デュプレクサ１７４ａ〜１７４ｃとの間に実装することができる。いくつかの実施形態において、かかる整合回路１７２ａ〜１７２ｃのそれぞれは、例えばπ型整合回路として実装することができる。
【０１１４】
図７の例において、ＰＡ１６８ａ〜１６８ｃのＨＶ動作により、ＰＡ１６８ａ〜１６８ｃのそれぞれが、対応デュプレクサのインピーダンスに類似するインピーダンスＺを代表する結果となり得る。かかる構成においてはインピーダンス変換が不要なので、インピーダンス変換器（図６の１１６）が不要となる。
【０１１５】
さらに注目されるのは、高インピーダンスでのＰＡ１６８ａ〜１６８ｃの動作が、ＰＡ１６８ａ〜１６８ｃ内のかなり低い電流レベルをもたらし得ることである。かかる低電流レベルにより、ＰＡ１６８ａ〜１６８ｃを、有意に低減されたダイサイズ（複数可）で実装することができる。
【０１１６】
いくつかの実施形態において、上記特徴（インピーダンス変換器の排除及びＰＡダイサイズの低減）のいずれか又は双方が、電力増幅アーキテクチャ設計に付加な柔軟性を与え得る。例えば、上記により得られる空間及び／又はコストの節約により、各周波数帯域に対して比較的小さなＰＡ（図７の１６８ａ、１６８ｂ又は１６８ｃ）の実装が可能となるので、帯域スイッチシステム（例えば図６の１１８）の必要性がなくなる。したがって、図６のＥＴ電力増幅システム１１０と比較した場合の図７の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００に関連付けられたサイズ、コスト及び／又は複雑性を維持し又は低減する一方、電力増幅システム１００の全体損失を有意に低減することができる。
【０１１７】
表２は、図７の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００の様々なコンポーネントに対する挿入損失及び効率の代表的な値を列挙する。理解されることだが、列挙される様々な値は近似値である。
【表２】
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【０１１８】
表２からわかるのは、図７の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００が、一定数の損失要因を含むことである。しかしながら、図６及び表１のＥＴ電力増幅システム１１０と比較した場合、２つの有意な損失要因（負荷変換器（１１６）及び帯域スイッチ（１１８））が、図７の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００においては不在である。かかる損失要因の排除は、図７及び表２の例での送信経路において約１ｄＢ除去するように示される。
【０１１９】
表２をさらに参照すると、システム１００の各コンポーネントが、その上限効率（表１の例でのように）で動作すると仮定すれば、高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００の総合効率は、ほぼ４５％（０．９３×０．８２×０．９３×０．６３）となる。各コンポーネントがその下限効率で動作すると仮定したとしても、高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００の総合効率は、ほぼ４４％（０．９３×０．８０×０．９３×０．６３）となる。わかることだが、いずれの場合も、図７の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００の総合効率は、図６のＥＴ電力増幅システム１１０の総合効率（ほぼ３１％）よりも有意に高い。
【０１２０】
図６及び７を参照すると、一定数の特徴に注目することができる。注目されるのは、ＤＣ／ＤＣブースト変換器（図７の１６０）の使用により、ＰＡシステムにおいて利用され得る一以上の他の電力変換器を排除できることである。例えば、ＨＶ供給電圧（例えば１０ＶＤＣ）を与えるべく動作する場合、１ワット（１０Ｖ）２／（２×５０Ω））のＲＦ電力を、高調波終端なしで生成することができる。
【０１２１】
さらに注目されるのは、５０Ω負荷として駆動されるＰＡ（例えば図７）により、３Ω負荷として駆動されるＰＡ（例えば図６）よりもオーム当たりの損失が有意に低くなることである。例えば、ＰＡが３Ωで駆動されると０．１Ωの等価直列抵抗（ＥＳＲ）は約０．１４ｄＢの挿入損失を有する一方、５０Ωで駆動されるＰＡに対しては、０．１ΩのＥＳＲは約０．００８ｄＢの挿入損失を有する。したがって、３ΩＰＡが約４．２ｄＢ（０．１４ｄＢ×３０）の総合挿入損失を有し得る一方、５０ΩＰＡは約４．０ｄＢ（０．００８ｄＢ×５００）の総合挿入損失を有し得る。これは、３ΩＰＡの総合挿入損失よりもかなり小さい。
【０１２２】
さらに注目されるのは、５０ΩＰＡは、３ΩＰＡよりも有意に高い利得を有し得ることである。例えば、利得はＧＭ×ＲＬＬとして近似することができるが、双方の場合にＧＭが類似すれば、５０Ωという高い値は高利得を与える。
【０１２３】
図８は、図７の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００のさらに具体的な例となり得る高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００を示す。図８の例において、電力増幅器アセンブリは、低帯域（ＬＢ）電力増幅器アセンブリ１９０、中間帯域（ＭＢ）電力増幅器アセンブリ２００及び高帯域（ＨＢ）電力増幅器アセンブリ２１０を含み得る。かかるアセンブリにおけるＰＡのいくつか又はすべてが、ここに記載される高電圧で動作可能である。電力増幅器アセンブリはまた、高電圧では動作しない他のＰＡも含み得る。例えば、２Ｇ電力増幅器アセンブリ２２０及び電力増幅器アセンブリ２３０、２３２は、低電圧で動作し得る。
【０１２４】
図８の例において、上記高電圧（複数可）は、例えばフロントエンド電力管理集積回路（ＦＥ−ＰＭＩＣ）１６０からＬＢ、ＭＢ及びＨＢ電力増幅器アセンブリ１９０、２００、２１０へと与えることができる。いくつかの実施形態において、かかるＦＥ−ＰＭＩＣは、ここに記載されるＤＣ／ＤＣブースト変換器（例えば図７の１６０）を含み得る。
【０１２５】
ＦＥ−ＰＭＩＣ１６０は、電池電圧Ｖｂａｔｔを受け、ＬＢ、ＭＢ及びＨＢ電力増幅器アセンブリ１９０、２００、２１０のための供給電圧（ＶＣＣ）として高電圧出力１８２を発生させる。いくつかの実施形態において、かかる高電圧ＶＣＣは、ほぼ２５０ｍＡの最大電流で、ほぼ１０Ｖの値を有し得る。理解されることだが、かかる高電圧ＶＣＣ及び／又は最大電流は他の値も利用することができる。
【０１２６】
ＦＥ−ＰＭＩＣ１６０はまた、他の出力（複数可）も発生させることもできる。例えば、出力１８４は、ＬＢ、ＭＢ及びＨＢ電力増幅器アセンブリ１９０、２００、２１０に関連付けられたＰＡのための並びに２Ｇ電力増幅器アセンブリ２２０のためのバイアス信号を与えることができる。いくつかの実施形態において、かかるバイアス信号は、ほぼ５０ｍＡの最大電流で、ほぼ４Ｖの値を有し得る。理解されることだが、かかるバイアス信号及び／又は最大電流の他の値も利用することができる。
【０１２７】
図８の例において、ＦＥ−ＰＭＩＣ１６０は、図７を参照してここに記載されるＨＶシステム１０２の一部となり得る。ＦＥ−ＰＭＩＣ１６０は、一以上のインタフェイスノード１８０を含み得る。かかるインタフェイスノードは、例えばＦＥ−ＰＭＩＣ１６０の制御を容易とするべく利用することができる。
【０１２８】
図８の例において、２Ｇ電力増幅器アセンブリ２２０のための供給電圧ＶＣＣは（例えば線１８６）、電池電圧Ｖｂａｔｔから実質的に直接与えられる。かかるＶｂａｔｔはまた、ＬＢ、ＭＢ及びＨＢ電力増幅器アセンブリ１９０、２００、２１０に関連付けられた様々なスイッチのための動作電圧を与えるように示される。いくつかの実施形態において、かかるＶｂａｔｔは、約２．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲の値を有し得る。理解されることだが、かかるＶｂａｔｔは他の値も利用することができる。
【０１２９】
図８の例において、電力増幅器アセンブリ２３０、２３２のための供給電圧ＶＣＣは、ＤＣ／ＤＣスイッチングレギュレータ２３４から与えることができる。
【０１３０】
図８を参照すると、ＬＢ電力増幅器アセンブリ１９０は、８つの代表的な周波数帯域Ｂ２７、Ｂ２８Ａ、Ｂ２８Ｂ、Ｂ２０、Ｂ８、Ｂ２６、Ｂ１７及びＢ１３に対して別個のＰＡを含むように示される。各ＰＡは、その増幅したＲＦ信号を対応デュプレクサへと与えるように示される。ここに記載されるように、かかる８つのＰＡは、それらの対応デュプレクサへと、当該ＰＡ間の帯域選択スイッチなしで結合することができる。
【０１３１】
ＬＢ電力増幅器アセンブリ１９０はさらに、入力スイッチ１９２及び出力スイッチ１９６を含み及び／又は入力スイッチ１９２及び出力スイッチ１９６に結合するように示される。入力スイッチ１９２は、２つの入力ノード１９４ａ、１９４ｂと、８つのＰＡに対応する８つの出力ノードとを含むように示される。入力スイッチ１９２において、２つの入力ノード１９４ａ、１９４ｂは、共通ノードへと切り替え可能に示される。この共通ノードは、８つの出力ノードの一つへと切り替えられる他の共通ノードに結合される。かかる共通ノード間の結合部は、増幅素子を含み得る。
【０１３２】
出力スイッチ１９６は、８つのデュプレクサに対応する８つの入力ノードと、２つの出力ノード１９８ａ、１９８ｂとを含むように示される。出力スイッチ１９６はさらに、２Ｇ電力増幅器アセンブリ２２０の出力及び電力増幅器アセンブリ２３０の出力を受ける入力を含み得る。
【０１３３】
理解されることだが、ＬＢ電力増幅器アセンブリ１９０は、周波数帯域の異なる組み合わせを含み得る。
【０１３４】
図８を参照すると、ＭＢ電力増幅器アセンブリ２００は、４つの代表的な周波数帯域Ｂ１、Ｂ２５、Ｂ３及びＢ４のための別個のＰＡを含むように示される。各ＰＡは、その増幅したＲＦ信号を対応デュプレクサへと与えるように示される。ここに記載されるように、かかる４つのＰＡは、それらの対応デュプレクサへと、当該ＰＡ間の帯域選択スイッチなしで結合することができる。
【０１３５】
ＭＢ電力増幅器アセンブリ２００はさらに、入力スイッチ２０２及び出力スイッチ２０６を含み及び／又は入力スイッチ２０２及び出力スイッチ２０６に結合されるように示される。入力スイッチ２０２は、入力ノード２０４と、４つのＰＡに対応する４つの出力ノードとを含むように示される。入力スイッチ２０２において、入力ノード２０４は、４つの出力ノードの一つへと切り替えられる共通ノードに結合されるように示される。かかるノード間の結合部は増幅素子を含み得る。
【０１３６】
出力スイッチ２０６は、４つのデュプレクサに対応する４つの入力ノードと、出力ノード２０８とを含むように示される。出力スイッチ２０６はさらに、２Ｇ電力増幅器アセンブリ２２０の出力を受ける入力を含み得る。
【０１３７】
理解されることだが、ＭＢ電力増幅器アセンブリ２００は、周波数帯域の異なる組み合わせを含み得る。
【０１３８】
図８を参照すると、ＨＢ電力増幅器アセンブリ２１０が、２つの代表的な周波数帯域Ｂ７及びＢ２０に対して別個のＰＡを含むように示される。各ＰＡは、その増幅したＲＦ信号を対応デュプレクサへと与えるように示される。ここに記載されるように、かかる２つのＰＡは、それらの対応デュプレクサへと、当該ＰＡ間の帯域選択スイッチなしで結合することができる。
【０１３９】
ＨＢ電力増幅器アセンブリ２１０はさらに、入力スイッチ２１２及び出力スイッチ２１６を含み及び／又は入力スイッチ２１２及び出力スイッチ２１６に結合されるように示される。入力スイッチ２１２は、一の入力ノード２１４と、２つのＰＡに対応する２つの出力ノードとを含むように示される。入力スイッチ２１２において、入力ノード２１４は、２つの出力ノードの一方へと切り替えられる共通ノードに結合されるように示される。かかるノード間の結合部は増幅素子を含み得る。
【０１４０】
出力スイッチ２１６は、２つのデュプレクサに対応する２つの入力ノードと、一の出力ノード２１８とを含むように示される。出力スイッチ２１６はさらに、電力増幅器アセンブリ２３２の出力を受ける入力を含み得る。
【０１４１】
理解されることだが、ＨＢ電力増幅器アセンブリ２１０は、周波数帯域の異なる組み合わせを含み得る。
【０１４２】
図８の例において、ＬＢ、ＭＢ及びＨＢ電力増幅器アセンブリ１９０、２００、２１０のＰＡは、一以上のダイとして実装することができる。例えば、かかるＰＡは、単一のＨＢＴ（例えばＧａＡｓ）ダイに、ＬＢ、ＭＢ及びＨＢ電力増幅器アセンブリ１９０、２００、２１０に対応する別個のＨＢＴダイに、又はこれらの何らかの組み合わせで実装することができる。
【０１４３】
図８の例において、各入力スイッチ１９２、２０２、２１２は、ここに記載されるスイッチング機能を与えるべく、かつ、ここに記載されるバイアス機能を容易にするべく構成することができる。いくつかの実施形態において、スイッチ１９２、１９６、２０２、２０６、２１２、２１６は、例えば単一のシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ダイに、様々な機能群に対応する別個のダイに、又はこれらの何らかの組み合わせで実装することができる。
【０１４４】
図９は、７８％バック（Ｂｕｃｋ）ＥＴ、９７％バックＡＰＴ及び８７％ブースト（ｂｏｏｓｔ）ＡＰＴ構成で動作する電力増幅器に対する代表的な効率プロットを出力電力の関数として示す。注目されるのは、代表的な構成の３つすべてが、約１５ｄＢｍの出力電力までは、同様の良好な効率曲線を与えることである。かかる出力レベルを超えると、８７％ブーストＡＰＴ構成が、９７％バックＡＰＴ及び７８％バックＥＴ構成よりも有意に高い効率値を有することがわかる。かかるブーストＡＰＴ構成は、図７及び８の代表的な高電圧ＡＰＴ電力増幅システムのいずれか又は双方に実装することができる。
【０１４５】
図１０は、ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システム（例えば図８の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００）が、公称の場合に類似するコレクタ効率曲線及び電力付加効率（ＰＡＥ）曲線を有し得ることを示す。例えば、図８の高電圧ＡＰＴ電力増幅システムに関連付けられたコレクタ効率プロット（出力電力の関数として）は、対応する公称コレクタ効率のものと実質的に同じ曲線を有するように示される。同様に、図８の高電圧ＡＰＴ電力増幅システムのＰＡＥプロット（出力電力の関数として）は、対応する公称ＰＡＥのものと実質的に同じ曲線を有するように示される。
【０１４６】
図１１は、ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システム（例えば図８の高電圧ＡＰＴ電力増幅システム１００）が、公称の場合と同様の線形性性能（例えば隣接チャネル漏洩比（ＡＣＬＲ））を有し得ることを示す。例えば、図８の高電圧ＡＰＴ電力増幅システムに関連付けられたＡＣＬＲプロット（出力電力の関数として）は、高出力電力値（例えば２９ｄＢｍより高い）における対応公称ＡＣＬＲのものと実質的に同じ曲線を有するように示される。
【０１４７】
図１２は、電力増幅器負荷電流の代表的なプロットを、「Ｒ９９」及び「５０ＲＢ ＬＴＥ」として表示される電力増幅器構成に対する負荷電圧の関数として示す。電力増幅器構成に対して４０ｍＡという比較的低い電流条件が所望されていると仮定する。例えば、かかる４０ｍＡという電流は、固定バイアス電流及び自己消費電流を供給電流（図１２の負荷電流）から差し引いたものに由来する。図１２における５０ＲＢ ＬＴＥの例に対し、ほぼ１０４ｍＡの負荷電流が、電力増幅器構成のためのかかる低電流（４０ｍＡ）条件を与え得る。かかる１０４ｍＡという負荷電流は、点２５０によって表示されるほぼ９．５Ｖの負荷電圧（ＶＣＣ）に対応する。したがって、ここに記載される高電圧電力増幅器動作構成が、電力増幅器のための比較的低い電流条件を与え得ることがわかる。
【０１４８】
有利な特徴の例
【０１４９】
図１３〜１６は、ここに記載される一以上の特徴を有する高電圧ＡＰＴ電力増幅システムにおいて得ることができる有利な利益の例を示す。ここに記載されるように、図１３は、いくつかの実施形態において、電力増幅システム１００が、無線周波数（ＲＦ）信号（ＲＦ＿ｉｎ）を入力ノード２６０において受信するべく構成された電力増幅器（ＰＡ）を含み得ることを示す。かかるＰＡには、Ｖｃｃという供給電圧が与えられ、かかる供給電圧は、ここに記載される高電圧（ＨＶ）値を含み得る。増幅されたＲＦ信号はＲＦ＿ｏｕｔとして出力され、増幅されたＲＦ信号をコンディショニングするべく構成されたフィルタへと引き回され、及び、フィルタリングされた信号を出力ノード２６２に与え得る。ＰＡは、フィルタのほぼ特性負荷インピーダンスで駆動されるように（例えばＨＶモードで）動作し得る。フィルタの当該特性負荷インピーダンスは例えば、ほぼ５０オームであり得る。
【０１５０】
いくつかの実施形態において、上記構成は、一以上の有利な特徴を与えるべく平均電力追跡（ＡＰＴ）ＰＡシステムに実装することができる。例えば、複雑でない供給構成、低減された損失、及び改善された効率を実現することができる。他例において、上記ＰＡ、上記電力増幅システム１００を有するダイ、及び／又は上記電力増幅システム１００を有するモジュールは、サイズが低減されたデバイスとして実装することができる。いくつかの実施形態において、かかるサイズが低減されたデバイスは、少なくとも部分的には、電力増幅システムにおけるＰＡの出力整合ネットワーク（ＯＭＮ）のいくつか又はすべてを排除することによって実現することができる。
【０１５１】
図１４は、ＰＡに関連付けられた出力整合ネットワーク（ＯＭＮ）（ここではインピーダンス変換回路とも称する）が当該ＰＡ及びフィルタ間で実質的に排除された電力増幅システム１００の一例を示す。図１４の例において、ＰＡ、その供給電圧Ｖｃｃ及びフィルタは、図１４の例に類似するように構成かつ動作可能である。かかるＰＡ構成は、ここに記載されるＨＶ動作モードを含み得る。
【０１５２】
図１４の例において、電力増幅システム１００のいくつか又はすべてを、ＰＡダイ又はＰＡモジュールのようなデバイス２７０に実装することができる。上記ＯＭＮの排除により、デバイス２７０に関連付けられた寸法（例えばｄ１×ｄ２）を低減することができる。さらに、損失低減及び効率改善のような他の有利な特徴も、ＯＭＮの排除によって実現することができる。
【０１５３】
図１５は、複数の帯域用のＲＦ信号を処理するべく構成された電力増幅システム１００の一例を示す。かかる帯域は例えば、帯域Ａ及び帯域Ｂであり得る。理解されることだが、電力増幅システム１００に対しては他の数の帯域を実装することもできる。
【０１５４】
図１５の例において、各帯域は、別個の増幅経路に関連付けられるように示される。各増幅経路において、そのＰＡ、供給電圧Ｖｃｃ及びフィルタは、図１４の例に類似するように構成かつ動作可能である。かかるＰＡ構成は、ここに記載されるＨＶ動作モードを含み得る。
【０１５５】
図１５の例において、自身の専用増幅経路を有する各帯域により、帯域選択スイッチを排除することができる。したがって、電力増幅システム１００のいくつか又はすべてを有するデバイス２７０（ＰＡダイ又はＰＡモジュールのような）は、低減された寸法（例えばｄ３×ｄ４）を有し得る。さらに、損失低減及び効率改善のような他の有利な特徴も、帯域選択スイッチの排除によって実現することができる。
【０１５６】
図１６は、複数の帯域用のＲＦ信号を処理するべく図１５の例に類似するように構成された電力増幅システム１００の一例を示す。図１６の例において、複数の増幅経路のいくつか又はすべてのそれぞれには、図１４の例に類似するように、出力整合ネットワーク（ＯＭＮ）（ここではインピーダンス変換回路とも称する）が実質的に存在しないこととし得る。したがって、電力増幅システム１００のいくつか又はすべてを有するデバイス２７０（ＰＡダイ又はＰＡモジュールのような）は、低減された寸法（例えばｄ５×ｄ６）を有し得る。さらに、損失低減及び効率改善のような他の有利な特徴も、帯域選択スイッチ及びＯＭＮのいくつか又はすべての排除によって実現することができる。
【０１５７】
図１５及び１６の例において、その対応電力増幅システム１００が実装されるデバイス２７０は例えば、半導体基板を有する電力増幅器ダイであり得る。複数のＰＡは、図示のように半導体基板に並列に実装することができる。各ＰＡは、個々の狭周波数帯域信号経路を駆動するべく構成することができる。このようにして、各ＰＡは、複数のＰＡに関連付けられた一を超える周波数帯域で駆動可能な広帯域ＰＡよりも小さなサイズにすることができる。ここに記載されるように、かかる小型化された単一帯域ＰＡは、一定数の望ましい特徴を与え得る。
【０１５８】
電力増幅システム用の電源に関連する例
【０１５９】
図７〜９及び１３〜１６に関連付けられた一以上の代表的な構成を含むいくつかの実施形態において、一以上の電力増幅器（ＰＡ）の動作のために高電圧（ＨＶ）を与えるべく利用され得る供給システムの一部としてブーストＤＣ／ＤＣ変換器を実装することができる。かかる供給システムに関連する例が、図１７〜２４を参照してここに記載される。
【０１６０】
図１７は、ブースト変換器及びチャージポンプを含む電圧供給システム５００を示す。電圧供給システムは、入力電圧（Ｖｂａｔｔ）を受ける入力ノード５９１と出力電圧（Ｖｃｃ）を供給する出力ノード５９２とを有する供給デバイス５０２（例えばダイ又はモジュール）を含み得る。入力ノードは、入力電圧の変動を除去する第１キャパシタ５３１を介して接地電圧に結合することができる。出力ノード５９２は、出力電圧の変動を除去しかつブースト変換器のキャパシタを実装する第２キャパシタ５３２を介して接地電圧に結合することができる。
【０１６１】
供給デバイス５０２は、インダクタ５２１を介して入力電圧に結合される２つのスイッチングノード５９３ａ、５９３ｂを含み得る。インダクタ５２１は、ブースト変換器のインダクタとして実装することができる。供給デバイス５０２は、チャージポンプのキャパシタとして実装可能な第３キャパシタ５３２を介して一緒に結合された２つのチャージポンプノード５９４ａ、５９４ｂを含み得る。
【０１６２】
供給デバイス５０２は、入力電圧よりも大きい（ブースト機能）又は入力電圧と等しい（バイパス機能）出力電圧を発生させるべく制御可能なブースト変換器回路５０４を含み得る。出力電圧は、例えば高電圧（ＨＶ）電力増幅器（ＰＡ）に供給電圧として与えることができる。かかる高電圧ＰＡは、例えばＨＶ平均電力追跡（ＡＰＴ）ＰＡを含み得る。電圧供給システム５００は、ブースト変換器回路５０４、インダクタ５２１及び第２キャパシタ５３２を含むブースト変換器を含み得る。
【０１６３】
供給デバイス５０２はさらに、入力電圧未満の出力電圧を発生させるべく制御可能なチャージポンプ回路５０８を含み得る。チャージポンプ回路５０８は、低電圧（ＬＶ）出力を発生させるべく構成することができる。ＬＶ出力は、バイパス回路５１０を介して出力ノード５９２に与えられるように示される
【０１６４】
いくつかの実施形態において、チャージポンプ回路５０８は、入力電圧よりも大きく（例えば入力電圧の２倍）又は入力電圧よりも小さく（例えば入力電圧の半分）なり得る所望の出力を発生させるべく、第３キャパシタ５３３（例えばフライングキャパシタンス）とともに動作することができる。チャージポンプ５０８として利用可能な代表的なチャージポンプが、図１９を参照して記載される。
【０１６５】
図１８は、複数のスイッチ６１１〜６１３を含む電圧供給システム６００を示す。電圧供給システム６００は、入力電圧（Ｖｂａｔｔ）を受ける入力ノード６９１と出力電圧（Ｖｃｃ）を供給する出力ノード６９２とを有する供給デバイス６０２（例えばダイ又はモジュール）を含み得る。入力ノード６９１は、入力電圧の変動を除去する第１キャパシタ６３１を介して接地に結合することができる。出力ノード６９２は、出力電圧の変動を除去しかつブースト変換器のキャパシタを実装する第２キャパシタ６３２を介して接地に結合することができる。
【０１６６】
供給デバイス６０２は、インダクタ６２１を介して入力電圧に結合される２つのスイッチングノード６９３ａ、６９３ｂを含み得る。インダクタ６２１は、ブースト変換器のインダクタとして実装することができる。ブースト変換器はさらに、第１スイッチングノード６９３ａ及び接地間に結合された第１スイッチ６１１と、第２スイッチングノード６９３ｂ及び出力ノード６９２間に結合された第２スイッチ６１２とを含む供給デバイス６０２に存在するブースト変換器回路６０４を含み得る。
【０１６７】
第１スイッチ６１１及び第２スイッチ６１２は、入力ノード６９１における入力電圧よりも大きい出力ノード６９２における出力電圧を発生させるための、インダクタ６２１及びキャパシタ６３２に関連付けられたエネルギーの蓄積及び移送を目的として、（例えば制御器６０１により）制御することができる。すなわち、制御器６０１は、入力電圧をブーストして出力電圧を出力ノード６９２に発生させるように、スイッチ６１１、６１２を周期的に動作させるべく構成することができる。
【０１６８】
第１スイッチ６１１及び第２スイッチ６１２はまた、出力ノード６９２における出力電圧が入力ノード６９１における入力電圧とほぼ等しくなるように、第１スイッチ６１１を開かつ第２スイッチ６１２を閉とすることによるバイパス機能を与えるべく（例えば制御器６０１により）制御可能とすることができる。すなわち、制御器６０１は、スイッチ６１１〜６１２が入力電圧を、出力ノードへの出力電圧として通過させる動作をするように構成することができる。
【０１６９】
いくつかの実装において、供給デバイス６０２は、入力電圧を出力ノードへの出力電圧として通過させるべく、ブースト変換器回路６０４とは別個のバイパス回路（図示せず）を含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、第１スイッチ６１１及び第２スイッチ６１２は、高いスイッチング損失を代償として（ブースト機能を行っている間に）状態を迅速に変更するように実装することができる。すなわち、供給デバイス６０２は、（入力ノード６９１及び出力ノード６９２間に直列結合された）低速スイッチを含むバイパス回路を含み得る。低速スイッチは、それほど迅速に状態を変更するわけではないが、第２スイッチ６１２よりもスイッチング損失が低い。
【０１７０】
供給デバイス６０２は、チャージポンプのキャパシタを実装する第３キャパシタ６３２を介して一緒に結合された２つのチャージポンプノード６９４ａ、６９４ｂを含み得る。供給デバイス６０２は、入力電圧未満の出力電圧を発生させるべく（例えば制御器６０１により）制御可能なチャージポンプ回路６０８を含み得る。いくつかの実施形態において、チャージポンプ回路６０８は、例えば入力電圧の２倍又は入力電圧の半分となり得る所望の出力を発生させるべく、第３キャパシタ６３３（例えばフライングキャパシタンス）とともに動作することができる。チャージポンプ回路６０８の出力は、制御器６０１により制御可能な第３スイッチ６１３を含むバイパス回路６１０を介して出力ノード６９２へと与えることができる。
【０１７１】
供給デバイス６０２は、一以上の制御信号を受信する一以上の制御ノード６９５を含み得る。制御ノード６９５は、制御信号を受信かつ処理可能な制御器６０１に結合することができる。すなわち、電圧供給システム６００は、入力ノード６９１において入力電圧を受けて、当該入力電圧よりも大きい（ブースト機能）又は当該入力電圧と等しい（バイパス機能）出力電圧を発生させるべく、（例えば制御器６０１により）制御可能なブースト変換器を含み得る。ブースト変換器は、供給デバイス６０２に存在するブースト制御回路６０４と、供給デバイス６０２の外部にある一以上のパッシブデバイス（例えばインダクタ６２１及び第２キャパシタ６３２）とを含み得る。電圧供給システム６００は、（例えば制御器６０１により）制御可能なチャージポンプを含み得る。入力ノード６９１において入力電圧を受けて当該入力電圧未満の出力電圧を発生させる。チャージポンプは、供給デバイス６０２に存在するチャージポンプ回路６０８と、供給デバイス６０２の外部にある一以上のパッシブデバイス（例えば第３キャパシタ６３３）とを含み得る。電圧供給システム６００は、（例えば制御ノード６９５を介して）制御信号を受信してブースト変換器又はチャージポンプを制御することにより、当該制御信号に基づいた所望の出力電圧を出力ノード６９２に発生させるように構成された制御器６０１を含み得る。
【０１７２】
いくつかの実装において、制御信号は、動作モードを示すことができる。制御信号は、一定数の態様で動作モードを示すことができる。いくつかの実装において、制御信号は、複数のモードの一つを直接示すことができる。いくつかの実装において、制御信号は、複数のモードの一つに対応する目標出力電力を示すことができる。いくつかの実装において、制御信号は、複数のモードの一つに対応する目標供給電圧を示すことができる。
【０１７３】
制御器６０１は、第１モード（例えば低電圧モード、バックモード又は電圧低減モード）を示す制御信号に応答してチャージポンプ（例えばチャージポンプ回路６０８又はチャージポンプ回路６０８の一以上のスイッチ）を、入力電圧未満の出力電圧を発生させるように制御するべく構成することができる。いくつかの実装において、制御器６０１はチャージポンプを、入力電圧のほぼ半分の出力電圧を発生させるように制御するべく構成することができる。いくつかの実装において、制御信号が第１モードを示す場合、制御器６０１はチャージポンプバイパス回路６１０を、（チャージポンプ出力からの）出力電圧を出力ノード６９２へと通過させるように制御するべく構成することができる。例えば、制御器６０１は、第１モードを示す制御信号に応答して第３スイッチ６１３を閉とするべく構成することができる。
【０１７４】
制御器６０１は、第２モード（例えば中間電圧モード、バイパスモード又は同等電圧モード）を示す制御信号に応答してブースト変換器を、入力電圧にほぼ等しい出力電圧が発生するように制御するべく構成することができる。いくつかの実装において、制御器６０１は、ブースト変換器の一以上のスイッチを、入力電圧を出力ノード６９２への出力電圧として通過させるように動作させるべく構成することができる。例えば、制御器６０１は、入力電圧を出力ノード６９２への出力電圧として通過させるように第１スイッチ６１１を開としかつ第２スイッチ６１２を閉とするべく構成することができる。
【０１７５】
上述のように、いくつかの実装において、供給デバイス６０２は、ブースト変換器回路６０４とは別個のバイパス回路（図示せず）を含み得る。すなわち、いくつかの実装において、制御器６０１は、第２モードを示す制御信号に応答してバイパス回路を、入力電圧を出力ノード６９２への出力電圧として通過させるように制御するべく構成することができる。
【０１７６】
制御器は、第３モード（例えば高電圧モード、ブーストモード又は電圧増加モード）を示す制御信号に応答してブースト変換器を、入力電圧よりも大きな出力電圧を発生させるように制御するべく構成することができる。第３モードを示すことに加え、制御信号はさらに、目標出力電圧を示すことができる。制御器６０１は、ブースト変換器を制御することができる。入力電圧をブーストして目標出力電圧をもたらすいくつかの実装において、制御器６０１は、入力電圧をブーストして出力電圧を出力ノード６９２に発生させるように、ブースト変換器の一以上のスイッチを周期的に動作させるべく構成することができる。例えば、制御器６０１は、入力電圧をブーストして出力電圧を出力ノード６９２に発生させるように、第１スイッチ６１１及び第２スイッチ６１２を周期的に開及び閉とするべく構成することができる。
【０１７７】
上述のように、ブースト変換器は、インダクタ６２１及び一以上のスイッチ（例えばインダクタ６２１及び接地電圧間に結合された第１スイッチ６１１、並びにインダクタ６２１及び出力ノード６９２間に結合された第２スイッチ６１２）を含み得る。いくつかの実装において、ブースト変換器は、インダクタ６２１及び入力ノード６９１間に結合されたスイッチを含まない。特に、電圧供給システム６００は、インダクタ６２１及び入力ノード６９１間に結合されたスイッチを含まない。
【０１７８】
チャージポンプは、一以上のキャパシタ（例えば第３キャパシタ６３３）を含み得る。チャージポンプはさらに、一以上のスイッチ（例えばチャージポンプ回路６０８のスイッチ）を含み得る。しかしながら、いくつかの実装において、チャージポンプはインダクタを含まない。
【０１７９】
表３は、モードを示す制御信号に応答する第１スイッチ６１１（Ｓ１）、第２スイッチ６１２（Ｓ２）及び第３スイッチ６１３（Ｓ３）の状態表を含む。特に、第１モード（例えば低電圧モード）を示す制御信号に応答して、第１スイッチ６１１及び第２スイッチ６１２がオフ（例えば開）となりかつ第３スイッチ６１３がオン（例えば閉）となり得る。第２モード（例えば中間電圧モード）を示す制御信号に応答して、第１スイッチ６１１及び第３スイッチ６１３がオフとなりかつ第２スイッチ６１２がオンとなり得る。第３モード（例えば高電圧モード）を示す制御信号に応答して、第３スイッチ６１３がオフとなりかつ第１スイッチ６１１及び第２スイッチ６１２がスイッチトモードで動作し得る。
【表３】
2018078612.tif 000005
【０１８０】
図１９は、電圧倍増及び電圧半減双方の機能を与えるべく構成かつ動作可能なチャージポンプ回路７００の一例を示す。理解されることだが、様々な例が倍増及び半減の文脈において記載されるにもかかわらず、電圧増加及び電圧低減の係数は２以外とすることができる。
【０１８１】
図１９を参照すると、チャージポンプ回路７００は、入力電圧Ｖｉｎ（例えば電池電圧Ｖｂａｔｔ）を受けて２倍の電圧出力（２×Ｖｉｎ）及び半分の電圧出力（Ｖｉｎ／２）を発生させるべく構成することができる。詳しくは、入力電圧Ｖｉｎは、第１スイッチＳ１を介してノード７０４に結合された入力ノード７０２に与えられるように示される。第２スイッチＳ２は、入力ノード７０２を、第２スイッチＳ２を介してノード７０６に結合するように示される。ノード７０４及び７０６は、フライングキャパシタ（ＣＦｌｙ）を介して結合されるように示される。ノード７０６は、第３スイッチＳ３を介して接地に結合されるように示される。
【０１８２】
依然として図１９を参照すると、ノード７０４は、第４スイッチＳ４を介して第１出力ノード７０８に、かつ、第５スイッチＳ５を介して第２出力ノード７１０に結合されるように示される。ノード７０６は、第６スイッチＳ６を介して第２出力ノード７１０に結合されるように示される。第１出力ノード７０８は第１保持キャパシタ（ＣＨｏｌｄ１）を介して接地に結合されるように示され、第２出力ノード７１０は第２保持キャパシタ（ＣＨｏｌｄ２）を介して接地に結合されるように示される。
【０１８３】
いくつかの実施形態において、図１９のチャージポンプ回路７００は、入力電圧Ｖｉｎに基づいて２倍の電圧（２×Ｖｉｎ）及び半分の電圧（Ｖｉｎ／２）双方の出力を発生させる４つのフェーズ（Φ１、Φ２、Φ３、Φ４）で動作することができる。表４は、４つのフェーズそれぞれのためのスイッチ構成を列挙する。
【表４】
2018078612.tif 000006
【０１８４】
とりわけ、図１９のチャージポンプ回路７００に関連する付加的詳細及び例が、２０１５年２月１５日出願の「交互配置された二重出力チャージポンプ」との名称の米国仮出願第６２／１１６，４５７号、及び２０１５年９月２２日出願の「交互配置された二重出力チャージポンプ」との名称の米国出願第１４／８６１，０５８号に記載されている。これらそれぞれの開示はその全体が、ここに明示的に参照として組み入れられる。
【０１８５】
図２０は、電力増幅器制御及び電源制御コンポーネント７６４、７６６が統合された代表的な制御器７５８を有する電力増幅構成７５０のブロック図を例示する。電力増幅構成７５０は電力増幅器７６０及び電源７５４を含み得る。いくつかの実施形態において、電源７５４は、ブースト変換器、バック変換器、バックブースト変換器、チャージポンプ等のようなスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）を含み得る。
【０１８６】
電源７５４は、入力電圧（例えば電池による又は他のソースによるＶｂａｔｔ）を受けて供給電圧（Ｖｃｃ）を電力増幅器７６０に与えることができる。電力増幅器７６０は、供給電圧によって電力を受けるように示される。供給電圧の大きさは、制御器７５８が与えて電源７５４が受ける電源制御信号によって設定することができる。特に、電源制御信号は、制御器７５８の電源制御コンポーネント７６４によって与えることができる。電源制御コンポーネント７６４は、送受信器７５２からインタフェイス７６２を介して受信した送受信器制御信号に基づいて、又は電力増幅器制御コンポーネント７６６から受信したローカル制御信号に基づいて電源制御信号を発生させることができる。ローカル制御信号は、例えば電力増幅器７６０のセンスされた条件に基づき得る。図２０に示されるように、電源制御コンポーネント７６４は、送受信器制御信号の少なくとも一部分を受信するべくインタフェイス７６２に結合された第１入力と、電力増幅器制御コンポーネント７６６からのローカル制御信号を受信するべく電力増幅器制御コンポーネント７６６に結合された第２入力とを含み得る。
【０１８７】
電力増幅器７６０は、入力信号（ＲＦｉｎ）を受信し、当該入力信号の増幅されたバージョンを出力信号（ＲＦｏｕｔ）として与えることができる。入力信号は、送受信器７５２からの信号を、インタフェイス７６２（図２０に示す）を介して受信する電力増幅器制御コンポーネント７６６から受信し、送受信器７５２から直接受信し、又は他のソースから受信することができる。電力増幅器７６０には、電力増幅器バイアス制御コンポーネント７６６が与えて電力増幅器７６０が受信する電力増幅器制御信号（例えばバイアス電圧又はバイアス電流のようなバイアス信号）によってバイアスをかけることができる。電力増幅器制御コンポーネント７６６は、送受信器７５２からインタフェイス７６２を介して受信された送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させることができる。制御器７５８及び電力増幅器７６０は、ここではＰＡマスタと称する単一のモジュール７５６に統合することができる。特に、制御器７５８及び電力増幅器７６０は単一のダイに統合することができる。いくつかの実装において、電源７５４もまた、モジュールに統合し又はダイに統合することができる。
【０１８８】
すなわち、図２０の電力増幅構成７５０は、制御器７５８を含む電力増幅制御システムを含む。制御器７５８は、送受信器７５２からの送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイス７６２を含み得る。制御器７５８は、送受信器７５２からの送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させるべく構成された電力増幅器制御コンポーネント７６６と、送受信器７５２からの送受信器制御信号に基づいて電源制御信号を発生させるべく、及び電力増幅器制御コンポーネント７６６からのローカル制御信号に基づいて当該電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネント７６４とを含み得る。
【０１８９】
いくつかの実施形態において、電力増幅器制御コンポーネント７６６によって電力増幅器７６０へと供給された電力増幅器制御信号は、電力増幅器７６０にバイアスをかけるバイアス電圧を含み得る。いくつかの実施形態において、電力増幅器制御信号は、電力増幅器７６０をイネーブル（又はディセーブル）するイネーブル信号を含み得る。
【０１９０】
いくつかの実施形態において、電源制御コンポーネント７６４によって電源７５４へと供給された電源制御信号は、電力増幅器７６０へと供給される供給電圧の大きさを示す基準電圧を含み得る。いくつかの実施形態において、電源制御信号は、電源７５４をイネーブル（又はディセーブル）するイネーブル信号を含み得る。
【０１９１】
いくつかの実施形態において、電力増幅器制御コンポーネント７６６によって電源制御コンポーネント７６４へと供給されたローカル制御信号は、供給電圧が増加対象であることを示し得る。いくつかの実施形態において、ローカル制御信号は、供給電圧が低減対象であることを示し得る。いくつかの実施形態において、ローカル制御信号は、電源７５４がディセーブル対象であることを示し得る。
【０１９２】
いくつかの実施形態において、ローカル制御信号は、電力増幅器７６０のセンスされた条件に基づき得る。センスされた条件は、飽和条件又は安全条件とすることができる。例えば、電力増幅器制御コンポーネント７６６は、電力増幅器７６０（電力増幅器７６０の一以上のトランジスタ）が飽和していることを検出することができる。それに応答して電力増幅器制御コンポーネント７６６は、供給電圧が増加対象であることを示すローカル制御信号を電源制御コンポーネント７６４に与えることができる。他例として、電力増幅器制御コンポーネント７６６は、電力増幅器７６０が、電力増幅器７６０に損傷をもたらし得る危険条件で動作している（又はその動作に近づいている）ことを検出することができる。それに応答して電力増幅器制御コンポーネント７６６は、供給電圧が低減対象であること又は電源７５４がディセーブル対象であることを示すローカル制御信号を電源制御コンポーネント７６４に与えることができる。
【０１９３】
図２１は、制御レジスタ８１０を含む代表的な制御器８０６を有する電力増幅構成８００を示す。電力増幅構成８００は、電力増幅器８０８及びスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）８０２を含むように示される。スイッチングモード電源は、ブースト変換器、バック変換器、バックブースト変換器、チャージポンプ等を含み得る。電力増幅器８０８は高電圧電力増幅器とすることができる。
【０１９４】
ＳＭＰＳ８０２は、（例えば電池から又は他のソースから）入力電圧を受け、出力において電力増幅器８１８に供給電圧を与えるように示される。電力増幅器８０８は、供給電圧によって電力を受けることができる。供給電圧の大きさは、制御器７５８が与えて電源７５４が受ける電源制御信号によって設定することができる。特に、電源制御信号は、制御器８１６のＳＭＰＳ制御コンポーネント８１２によって与えることができる。電源制御信号は、デジタル／アナログ変換器８１６によってデジタル信号からアナログ基準電圧（Ｖｒｅｆ）へと変換することができる。ＳＭＰＳ制御コンポーネント８１２は、モデム／送受信器（図示せず）からインタフェイス８１０を介して受信した送受信器制御信号に基づいて又は電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４から受信したローカル制御信号に基づいて電源制御信号を発生させることができる。ローカル制御信号は、例えば電力増幅器８０８のセンスされた条件に基づき得る。図２１に示されるように、ＳＭＰＳ制御コンポーネント８１２は、送受信器制御信号の少なくとも一部分を受信するべくインタフェイス８１０に結合された第１入力と、電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４からのローカル制御信号を受信するべく電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４に結合された第２入力とを含み得る。
【０１９５】
ＳＭＰＳ制御コンポーネント８１２はまた、ＳＭＰＳ８１２の供給電圧により電力を受ける電力増幅器を含む代替ＰＡモジュール８１８から受信した外部制御信号に基づいて電源制御信号を発生させることができる。特に、外部制御信号は、代替ＰＡモジュール８１８の電力増幅器制御コンポーネント（例えば電力増幅器バイアス制御コンポーネント）から受信することができる。
【０１９６】
電力増幅器８１８は、入力信号（ＲＦｉｎ）を受信し、当該入力信号の増幅されたバージョンを出力信号（ＲＦｏｕｔ）として供給する。入力信号は、送受信器からの信号を、インタフェイス８１０（図２１に示す）を介して受信する電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４から受信し、送受信器から直接受信し、又は（他の電力増幅器制御コンポーネント）のような他のソースから受信することができる。電力増幅器８０８には、電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４が与えて電力増幅器８０８が受信する電力増幅器制御信号（例えばバイアス電圧又はバイアス電流のようなバイアス信号）によってバイアスをかけることができる。電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４は、送受信器からインタフェイス８１０を介して受信された送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させることができる。制御器８０６及び電力増幅器８０８は、ここではＰＡマスタと称する単一のモジュール８０４に統合することができる。特に、制御器８０６及び電力増幅器８０８は単一ダイに統合することができる。いくつかの実装において、電源８０２もまた、モジュールに統合し又はダイに統合することができる。
【０１９７】
制御器８０６のインタフェイス８１０は、一以上の制御レジスタを含み得る。制御レジスタは、例えばＭＩＰＩ（登録商標）制御レジスタであり得る。特に、図２１に示されるように、インタフェイス８１０は、一以上の電力増幅器制御レジスタ及び一以上の電源制御レジスタを含み得る。インタフェイス８１０はさらに、ワンタイムプログラム可能（ＯＴＰ）メモリを含み得る。
【０１９８】
電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４は、一以上の電力増幅器制御レジスタに書き込まれた送受信器制御信号の一部分に基づいて電力増幅器制御信号を発生させるべく構成される。ＳＭＰＳ制御コンポーネント８１２は、一以上の電源制御レジスタに書き込まれた送受信器制御信号の一部分に基づいて電源制御信号を発生させるべく構成することができる。いくつかの実施形態において、電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４は、電源制御レジスタの一以上をローカル制御信号によって上書きするべく構成することができる。すなわち、いくつかの実装において、ローカル制御信号を、インタフェイス８１０を介してＳＭＰＳ制御コンポーネント８１２へと与えることができる。
【０１９９】
インタフェイス８１０は、入力／出力電圧（ＶＩＯ）ピン、クロック（ＣＬＫ）ピン、接地（ＧＮＤ）ピン及びデータピンを含み得る。送受信器制御信号は、データピンを介してモデム／送受信器から送信すること（及び制御レジスタに書き込むこと）ができる。
【０２００】
すなわち、図２１の電力増幅構成８００は、制御器８０６を含む電力増幅制御システムを含み得る。制御器８０６は、送受信器からの送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイス８１０を含み得る。制御器８０６は、送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号（例えばバイアス電圧）を発生させるべく構成された電力増幅器制御コンポーネント（例えば電力増幅器バイアス制御コンポーネント８１４）と、送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電源制御信号（例えば基準電圧）を発生させるべく、及び当該電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号に基づいて当該電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネント（例えばＳＭＰＳ制御コンポーネント８１２）とを含み得る。
【０２０１】
表５は、様々な値のＶｒｅｆを発生させるべく、（ＳＭＰＳ制御レジスタの一つに書き込むことができる）３ビット信号を使用してＳＭＰＳ制御コンポーネント８１２により発生させることができる制御信号の例を列挙する。表５は、ディセーブルモードを含む変動値Ｖｒｅｆを一定数の動作モードに実装できることを例示する。「ブースト」モードでは、ＳＭＰＳ制御レジスタの他方に書き込まれた値を使用して特定のＶｒｅｆ出力を示すことができる。
【表５】
2018078612.tif 000007
【０２０２】
図２２は、図２１のＳＭＰＳ８０２が、表５にいくつかが列挙される基準電圧Ｖｒｅｆの様々な入力に応答できる態様を示す。２Ｇバイアスモード（Ｖｒｅｆ＜０．３Ｖ）では、ＳＭＰＳは、２Ｇバイアス目的に適した電圧を出力することができる。バックモード（０．３Ｖ〜０．４ＶのＶｒｅｆ）では、ＳＭＰＳは、例えば電池電圧の半分となる電圧を出力することができる。バイパスモード（０．４Ｖ〜０．８ＶのＶｒｅｆ）では、ＳＭＰＳは、電池電圧に実質的に等しい電圧を出力することができる。ブーストモード（Ｖｒｅｆ＞０．８Ｖ）では、ＳＭＰＳは、Ｖｒｅｆに比例するブーストされた電圧を出力することができる。かかる出力は、例えば、ＨＶモードで動作する一以上のＰＡのための供給電圧として利用することができる。
【０２０３】
図２３は、ブースト変換器８６０を含む電力増幅システム８５０のブロック図を示す。いくつかの実施形態において、かかる電力増幅システムは、高電圧（ＨＶ）増幅能力を含み得る。電力増幅システムは、電力増幅器８６２と、電力増幅器８６２に供給電圧を与えるべく構成された供給システム８５８とを含み得る。電力増幅器８６２は、入力無線周波数信号を受信して当該入力無線周波数信号の増幅されたバージョンを、出力無線周波数信号として与えるべく構成される。供給システム８５８は、電池電圧（Ｖｂａｔｔ）を受けて電力増幅器１３０に供給電圧（Ｖｃｃ）を出力するべく構成することができる。供給システム８５８は、例えばスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）を含み得る。供給システム８５８は、電池電圧よりも大きい（又は電池電圧と等しい）供給電圧を発生させるべく使用可能なブースト変換器８６０を含む。いくつかの実装において、供給システム８５８はさらに、例えば、電池電圧未満の供給電圧を発生させるべく使用可能な他のコンポーネントを含む。
【０２０４】
供給システム８５８及び電力増幅器８６２は、供給システム制御コンポーネント８５４及び電力増幅器制御コンポーネント８５６を含む制御システム８５２によって制御することができる。制御システム８５２（例えば供給システム制御コンポーネント８５４）は、電力増幅器８６２に関連付けられたパラメータに基づいて供給電圧を調整する供給システム制御信号を供給システムに与えるべく構成することができる。具体的に、制御システム８５２は、電力増幅器８６０に関連付けられたパラメータに基づいて供給電圧を調整するブースト変換器制御信号をブースト変換器８６０に与えるべく構成することができる。
【０２０５】
ブースト変換器制御信号は、基準電圧、デルタ信号、イネーブル信号、又は任意の他のデジタル若しくはアナログ信号とすることができる。例えば、ブースト変換器制御信号は基準電圧とすることができる。ブースト変換器８６０は、基準電圧の増加に応答して供給電圧を、当該供給電圧を増加させることにより調整するべく構成することができる。供給電圧の増加により、電力増幅器８６２のための付加的なヘッドルームを得ることができる。同様に、ブースト変換器８６０は、基準電圧の低下に応答して供給電圧を、当該供給電圧を低下させることにより調整するべく構成される。供給電圧の低下により、電力増幅器８６２の電力付加効率（ＰＡＥ）を改善することができる。
【０２０６】
他例として、ブースト変換器制御信号はデルタ信号とすることができる。ブースト変換器８６０は、デルタ信号に応答して供給電圧を、当該供給電圧をプリセット量まで増加することにより調整するべく構成することができる。
【０２０７】
いくつかの実装において、電力増幅器８６２に関連付けられたパラメータは、電力増幅器８６２のセンスされた条件を含み得る。いくつかの実装において、電力増幅器制御コンポーネント８５６（ひいては制御システム８５２）は、電力増幅器のセンスされた条件を検出するべく構成される。いくつかの実装において、制御システム８５４は、電力増幅器８６２のセンスされた条件を示す信号を受信するべく構成することができる。例えば、供給システム制御コンポーネント８５４は、電力増幅器のセンスされた条件を示す信号を電力増幅器制御コンポーネント８５６から受信することができる。他例として、制御システム８５２は、電力増幅器のセンスされた条件を示す信号を送受信器から受信することができる。いくつかの実装において、制御システム８５２は、電力増幅器８６２のセンスされた条件に基づく信号を受信するべく構成することができる。
【０２０８】
電力増幅器のセンスされた条件は、例えば、電力増幅器８６２の飽和条件とすることができる。電力増幅器８６２（又は電力増幅器８６２の一以上のトランジスタ）は、飽和して当該電力増幅器の線形性を低下させ得る。
【０２０９】
いくつかの実装において、電力増幅器８６２に関連付けられたパラメータは電力増幅器８６２の動作モードを含み、ブースト変換器制御信号は、当該動作モードをサポートするブースト変換器８６０に与えられる。例えば、動作モードは、線形性増加モードとすることができる。線形性増加モードは、高電圧モード又は高出力電力モードとすることができる。
【０２１０】
制御システム８５２（例えば電力増幅器制御コンポーネント８５６）は、電力増幅器制御信号を電力増幅器８６２に与えるべく構成される。電力増幅器制御信号は、電力増幅器８６２（又は電力増幅器８６２の一以上のトランジスタ）にバイアスをかけるバイアス信号（例えばバイアス電圧又はバイアス電流）、イネーブル信号、又は任意の他のデジタル若しくはアナログ信号とすることができる。
【０２１１】
入力電圧（例えば電池により供給される電池電圧）をブーストする能力を有する（図２３の電力増幅システム８５０のような）電力増幅システムは、かかるブーストされた供給が利用可能な態様に、柔軟性を与えることができる。いくつかの実施形態において、かかるブーストされた供給電圧は、基準電圧（Ｖｒｅｆ）のような制御入力に応じて（例えば図２２に示されるように）可変とすることができる。したがって、ブーストされた供給電圧の当該可変的性質を、プログラム可能な供給電圧の実装を含む一定数の態様で利用することができる。
【０２１２】
ブースト変換器からの広い範囲の供給電圧を与えるという上記能力により、有益な電力増幅器性能改善を得る能力を利用することができる。線形性が、かかる電力増幅器性能の一例である。様々な例が、線形性の文脈においてここに記載されるにもかかわらず、理解されることだが、供給電圧の当該可変的性質を利用することにより、他の電力増幅器関連性能も調整することができる。
【０２１３】
注目されるのは、コレクタ／ドレイン電圧供給の利用可能レベルによって決定される振幅変調圧縮が、電力増幅器の非線形性を制約する場合が多いことである。かかる振幅変調圧縮は、無線の適合に要求される帯域内エラーベクトル振幅（ＥＶＭ）及びスペクトル再生の隣接チャネル漏洩電力比（ＡＣＬＲ）の線形性性能のような他のパラメータにも影響を与え、デュプレクスギャップが十分に小さな場合には受信器感度にさえも影響を与え得る。
【０２１４】
図２４は、ブースト変換器８７０からの可変供給電圧によって上記コレクタ供給電圧の制約が除去され又は実質的に緩和され得る態様の一例を示す。かかるブースト変換器は、供給電圧Ｖｃｃを発生させて電力増幅器に与えることにより、当該電力増幅器が改善された線形性で動作可能となるように示される。
【０２１５】
例えば、ブースト変換器８７０を使用して、所与レベルの線形性を達成するべく公称最適値Ｖｃｃｎｏｍを電力増幅器に与えることができる。しかしながら、（例えば大きな包絡線（８７２）振幅を有する）付加的な線形性が所望される場合、高い供給電圧レベルを設定することにより、大きなヘッドルーム、ひいては良好な線形性が得られる。かかるヘッドルームの増加は、ＤＣ消費及び効率性能の劣化をもたらし得るが、かかる代償を被るのは、高レベルの放射及び線形性性能を含む動作状況のみである。
【０２１６】
図２４の例では、上記増加したヘッドルームは、Ｖｃｃを公称値Ｖｃｃｎｏｍから量ΔＶだけ増加させ、増加供給電圧Ｖｃｃｎｏｍ＋ΔＶを与えることによって達成することができる。増加量ΔＶは、代表的な包絡線８７２によって描かれる高放射レベルに適応させるべく選択することができる。いくつかの実施形態において、ブースト変換器８７０によるＶｃｃ発生に関連する動作は、Ｖｃｃｎｏｍ及びΔＶのいずれか又は双方に関連付けられた値に対してプログラムすることができる。
【０２１７】
ブースト変換器のプログラム動作によってＶｃｃを増加させ得る上記例は、ブースト変換器の出力が一定の電力増幅器関連パラメータに基づいて調整可能となる、ここに記載される一般的概念の一例である。
【０２１８】
製品の例
【０２１９】
図２５は、いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有する高電圧ＡＰＴ電力増幅システムの一部又は全体が一モジュールに実装できることを示す。かかるモジュールは、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とすることができる。図２５の例において、モジュール３００はパッケージング基板３０２を含み得る。かかるパッケージング基板には一定数のコンポーネントが搭載され得る。例えば、ＦＥ−ＰＭＩＣコンポーネント１０２、電力増幅器アセンブリ１０４、整合コンポーネント１０６及びデュプレクサアセンブリ１０８を、パッケージング基板３０２上に及び／又はパッケージング基板３０２内に搭載及び／又は実装可能である。一定数のＳＭＴデバイス３０４及びアンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）３０６のような他のコンポーネントもまた、パッケージング基板３０２に搭載することができる。様々なコンポーネントのすべてがパッケージング基板３０２上にレイアウトされるように描かれるにもかかわらず、何らかのコンポーネント（複数可）が、他のコンポーネント（複数可）の上又は下に実装できることが理解される。
【０２２０】
いくつかの実装において、ここに記載される一以上の特徴を有する電力増幅システムは、無線デバイスのようなＲＦデバイスに含めることができる。かかる電力増幅システムは、一以上の回路として、一以上のダイとして、一以上のパッケージモジュールとして、又はこれらの任意の組み合わせで無線デバイスに実装することができる。いくつかの実施形態において、かかる無線デバイスは、例えば、セルラー電話、スマートフォン、電話機能あり又はなしのハンドヘルド無線デバイス、無線タブレット等を含み得る。
【０２２１】
図２６は、ここに記載される一以上の有利な特徴を有する代表的無線デバイス４００を描く。ここに記載される一以上の特徴を有するモジュールの文脈において、かかるモジュールは一般に、破線枠３００によって描くことができ、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）として実装することができる。
【０２２２】
図２６を参照すると、電力増幅器（ＰＡ）４２０は、増幅及び送信対象のＲＦ信号を発生させるべくかつ受信した信号を処理するべく周知の態様で構成かつ動作し得る送受信器４１０から対応ＲＦ信号を受信することができる。送受信器４１０は、ユーザに適したデータ及び／又は音声信号と送受信器４１０に適したＲＦ信号との間の変換を与えるべく構成されたベース帯域サブシステム４０８と相互作用をするように示される。送受信器４１０はまた、無線デバイス４００の動作のために電力を管理するべく構成された電力管理コンポーネント４０６と通信することもできる。かかる電力管理はまた、ベース帯域サブシステム４０８及びモジュール３００の動作を制御することもできる。
【０２２３】
ベース帯域サブシステム４０８は、ユーザに与えられ及びユーザから受けた音声及び／又はデータの様々な入出力を容易にするべく、ユーザインタフェイス４０２に接続されるように示される。ベース帯域サブシステム４０８はまた、無線デバイスの動作を容易にし及び／又はユーザのための情報記憶を与えるデータ及び／又は命令を記憶するべく構成されたメモリ４０４に接続することもできる。
【０２２４】
代表的な無線デバイス４００において、ＰＡ４２０の出力は、（対応整合回路４２２を介して）対応デュプレクサ４２４に整合され及び引き回されるように示される。いくつかの実施形態において、整合回路４２２は、図７を参照してここに記載される代表的な整合回路１７２ａ〜１７２ｃに類似し得る。図７を参照してここに記載されるように、ＰＡ４２０の出力は、ＰＡ４２０がＨＶ供給によるＨＶモードにおいて動作する場合、（例えば図６の負荷変換１１６による）インピーダンス変換なしに各デュプレクサ４２４へと引き回すことができる。かかる増幅されかつフィルタリングされた信号は、送信を目的としてアンテナスイッチ４１４を介してアンテナ４１６へと引き回すことができる。いくつかの実施形態において、デュプレクサ４２４により、共通アンテナ（例えば４１６）を使用して送受信動作を同時に行うことができる。図２６において、受信された信号は、デュプレクサ４２４を介して、例えば一以上の低雑音増幅器（ＬＮＡ）を含み得る「Ｒｘ」経路（図示せず）へと引き回されるように示される。
【０２２５】
図２６の例において、ＰＡ４２０のための上記ＨＶ供給は、ＨＶコンポーネント１０２によって与えることができる。かかるＨＶコンポーネントは、例えば、ここに記載されるブーストＤＣ／ＤＣ変換器を含み得る。
【０２２６】
一定数の他の無線デバイス構成も、ここに記載される一以上の特徴を利用することができる。例えば、無線デバイスは、多重帯域デバイスである必要はない。他例において、無線デバイスは、ダイバーシティアンテナのような付加アンテナ、並びにＷｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＧＰＳのような付加的な接続機能を含み得る。
【０２２７】
ここに記載されるように、本開示の一以上の特徴は、図２６の無線デバイスを含むもののようなシステムに実装される場合に一定数の利点を与えることができる。例えば、有意な電流ドレイン低減を、出力損失の排除又は低減によって達成することができる。他例において、部品表数の低減を、電力増幅システム及び／又は無線デバイスのために実現することができる。さらなる他例において、サポートされる周波数帯域それぞれの独立した最適化又は所望の構成を、例えば、各周波数帯域に対する別個のＰＡによって達成することができる。さらなる他例において、最大の又は増加した出力電力の最適化又は所望の構成は、例えばブースト供給電圧システムを介して達成することができる。さらなる他例において、最大の又は増加した電力が必ずしも電池電圧によって制限されるわけではないので、一定数の異なる電池技術を利用することができる。
【０２２８】
本開示の一以上の特徴は、ここに記載される様々なセルラー周波数帯域とともに実装することができる。かかる帯域の例が、表６に列挙される。理解されることだが、帯域の少なくともいくつかは、サブ帯域に分割することができる。またも理解されることだが、本開示の一以上の特徴は、表６の例のような指示を有しない周波数範囲とともに実装することもできる。
【表６】
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【０２２９】
ここの記載において、様々な形態のインピーダンスが言及される。例えば、ＰＡは、フィルタのような下流側コンポーネントの負荷インピーダンスで駆動するとして言及される場合がある。他例において、ＰＡは、インピーダンス値を有するとして言及される場合がある。説明目的のため理解されることだが、かかるインピーダンス関連のＰＡの言及は、互換可能に使用することができる。さらに、ＰＡのインピーダンスは、ＰＡの出力側に見られるように、出力インピーダンスを含み得る。したがって、下流側コンポーネントの負荷インピーダンスで駆動するべく構成される当該ＰＡは、下流側コンポーネントの負荷インピーダンスとほぼ同じ出力インピーダンスを有するＰＡを有し得る。
【０２３０】
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限り、「含む」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される用語「結合」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかいずれかとなり得る２以上の要素を言及する。加えて、用語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の用語は、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願の任意の特定部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２以上の項目のリストを参照する用語「又は」及び「若しくは」について、当該用語は以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。
【０２３１】
本発明の実施形態の上記詳細な説明は、排他的であることすなわち本発明を上記開示の正確な形態に制限することを意図しない。本発明の及びその例の特定の実施形態が例示を目的として上述されたが、当業者が認識するように、本発明の範囲において様々な均等の修正も可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、異なる順序でステップを有するルーチンを行うこと又はブロックを有するシステムを用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。また、プロセス又はブロックが直列的に行われるように示されることがあるが、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに、並列して行い又は異なる時に行うこともできる。
【０２３２】
ここに与えられた本発明の教示は、必ずしも上述のシステムに限られることがなく、他のシステムにも適用することができる。上述の様々な実施形態要素及び行為は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせることができる。
【０２３３】
本発明のいくつかの実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際、ここに記載される新規な方法及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月20日(2017.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅システムであって、
電池電圧に基づいて高電圧供給信号を発生させるべく構成された供給システムと、
それぞれが前記高電圧供給信号を受信して対応する無線周波数信号を増幅するべく構成された複数の電力増幅器と、
互いに別個に形成された複数のフィルタと、
対応する電力増幅器の増幅された無線周波数信号を受信して対応するフィルタへと引き回すべく構成された出力経路と
を含み、
前記供給システム及び前記複数の電力増幅器は、対応する電力増幅器のインピーダンスが、対応するフィルタのインピーダンスに整合するように構成される電力増幅システム。
【請求項２】
前記出力経路には、対応する電力増幅器と対応するフィルタとの間に出力整合ネットワークが実質的に存在しない請求項１の電力増幅システム。
【請求項３】
前記電力増幅システムは、平均電力追跡システムとして動作するべく構成される請求項２の電力増幅システム。
【請求項４】
前記供給システムは、前記電池電圧に基づいて前記高電圧供給信号を発生させるべく構成されたブーストＤＣ／ＤＣ変換器を含む請求項３の電力増幅システム。
【請求項５】
前記複数の電力増幅器それぞれのインピーダンスは、４０オームよりも大きな値を有する請求項１の電力増幅システム。
【請求項６】
前記複数の電力増幅器それぞれのインピーダンスは、５０オームの値を有する請求項５の電力増幅システム。
【請求項７】
前記複数の電力増幅器それぞれは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタを含む請求項３の電力増幅システム。
【請求項８】
前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタはガリウムヒ素デバイスである請求項７の電力増幅システム。
【請求項９】
前記高電圧供給信号は、前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタのコレクタにＶＣＣとして与えられる請求項７の電力増幅システム。
【請求項１０】
前記フィルタは、対応する送信周波数帯域で動作するべく構成された送信フィルタである請求項３の電力増幅システム。
【請求項１１】
前記送信フィルタは、対応する送信周波数帯域及び対応する受信周波数帯域で動作するべく構成されたデュプレクサの一部である請求項１０の電力増幅システム。
【請求項１２】
前記電力増幅システムは、対応する電力増幅器と対応するフィルタとの間に帯域選択スイッチが実質的に存在しない請求項１の電力増幅システム。
【請求項１３】
前記電力増幅システムは、類似帯域の取り扱い能力を有するが電力増幅器は低電圧で動作する他の電力増幅器システムよりも低い損失を有する請求項１２の電力増幅システム。
【請求項１４】
前記電力増幅システムは平均電力追跡システムを含み、
前記他の電力増幅器システムは包絡線追跡システムを含む請求項１３の電力増幅システム。
【請求項１５】
前記平均電力追跡システムは、前記包絡線追跡システムの全体効率よりも高い全体効率を有する請求項１４の電力増幅システム。
【請求項１６】
無線周波数モジュールであって、
複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、
前記パッケージング基板に実装される電力増幅システムと
を含み、
前記電力増幅システムは、電池電圧に基づいて高電圧供給信号を与えるべく構成された供給システムを含み、
前記電力増幅システムはさらに複数の電力増幅器と、互いに別個に形成された複数のフィルタとを含み、
各電力増幅器は、前記高電圧供給信号を受信して無線周波数信号を増幅するべく構成され、
前記電力増幅システムはさらに、増幅された無線周波数信号を対応する電力増幅器から対応するフィルタへと引き回すべく構成された出力経路を含み、
前記供給システム及び前記複数の電力増幅器は、対応する電力増幅器のインピーダンスが、対応するフィルタのインピーダンスに整合するように構成される無線周波数モジュール。
【請求項１７】
前記複数の電力増幅器のそれぞれはさらに、対応するフィルタの特性負荷インピーダンスで駆動するべく構成される請求項１６の無線周波数モジュール。
【請求項１８】
前記出力経路には、対応する電力増幅器と対応するフィルタとの出力整合ネットワークが実質的に存在しない請求項１７の無線周波数モジュール。
【請求項１９】
前記電力増幅システムは、前記複数の電力増幅器及びその対応出力フィルタ間に帯域選択スイッチが実質的に存在しない請求項１７の無線周波数モジュール。
【請求項２０】
前記無線周波数モジュールはフロントエンドモジュールである請求項１７の無線周波数モジュール。
【請求項２１】
無線デバイスであって、
無線周波数信号を発生させるべく構成された送受信器と、
前記送受信器と通信するフロントエンドモジュールと、
前記フロントエンドモジュールと通信するアンテナと
を含み、
前記フロントエンドモジュールは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板を含み、
前記フロントエンドモジュールはさらに、前記パッケージング基板に実装された電力増幅システムを含み、
前記電力増幅システムは、電池電圧に基づいて高電圧供給信号を与えるべく構成された供給システムを含み、
前記電力増幅システムはさらに複数の電力増幅器と、互いに別個に形成された複数のフィルタとを含み、
各電力増幅器は、前記高電圧供給信号を受信して無線周波数信号を増幅するべく構成され、
前記電力増幅システムはさらに、増幅された無線周波数信号を対応する電力増幅器から対応するフィルタへと引き回すべく構成された出力経路を含み、
前記供給システム及び前記複数の電力増幅器は、対応する電力増幅器のインピーダンスが、対応するフィルタのインピーダンスに整合するように構成され、
前記アンテナは前記増幅された無線周波数信号を送信するべく構成される無線デバイス。
【外国語明細書】
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