(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数システムであって
入力信号にレベルシフトを与えるように動作可能なレベルシフタであって、バイアス電圧によってバイアスされかつ電源電圧及びチャージポンプ電圧によって給電されるレベルシフタと、
チャージポンプ電圧を与えるように構成されたチャージポンプであって、第１の状態で前記チャージポンプを有効にし、第２の状態で前記チャージポンプを無効にするように動作可能なモード信号を受信するべく構成されたチャージポンプと、
前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧に追従するように前記バイアス電圧を制御するべく構成され、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記電源電圧で前記バイアス電圧を制御するべく構成されたレベルシフタ制御回路と
を含み、
前記レベルシフタは、前記バイアス電圧によって制御されるゲートを有する少なくとも一つのカスコードトランジスタを含み、
前記レベルシフタ制御回路は、前記電源電圧と前記チャージポンプ電圧との電位差に基づいてカスコード基準電圧を生成するべく構成された分圧器を含み、
前記レベルシフタ制御回路は、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記カスコード基準電圧で前記バイアス電圧を制御するべく構成され、
前記レベルシフタ制御回路は、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記カスコード基準電圧を前記バイアス電圧に電気的に接続するように並列に動作するｎ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタ及びｐ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタを含む無線周波数システム。
【請求項２】
前記レベルシフタによって制御される無線周波数スイッチをさらに含む請求項１の無線周波数システム。
【請求項３】
前記レベルシフタ制御回路はさらに、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧の電圧レベルをグランド電圧へと制御するべく構成される請求項１の無線周波数システム。
【請求項４】
前記分圧器は電気的に直列に接続された複数のダイオード接続トランジスタを含む請求項１の無線周波数システム。
【請求項５】
無線周波数システムのためのパッケージ化モジュールであって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板に取り付けられた集積回路と
を含み、
前記集積回路は、入力信号にレベルシフトを与えるように動作可能なレベルシフタであって、前記レベルシフタにバイアスをかけるバイアス電圧を受信しかつ電源電圧及びチャージポンプ電圧から電力を受けるように構成されたレベルシフタを含み、
前記集積回路はさらに、
前記チャージポンプ電圧を与えるように構成されたチャージポンプであって、第１の状態で前記チャージポンプを有効にし、第２の状態で前記チャージポンプを無効にするように動作可能なモード信号を受信するべく構成されたチャージポンプと、
前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧に追従するように前記バイアス電圧を制御するべく構成され、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記電源電圧で前記バイアス電圧を制御するべく構成されたレベルシフタ制御回路と
を含み、
前記レベルシフタは、前記バイアス電圧によって制御されるゲートを有する少なくとも一つのカスコードトランジスタを含み、
前記レベルシフタ制御回路は、前記電源電圧と前記チャージポンプ電圧との電位差に基づいてカスコード基準電圧を生成するべく構成された分圧器を含み、
前記レベルシフタ制御回路は、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記カスコード基準電圧で前記バイアス電圧を制御するべく構成され、
前記レベルシフタ制御回路は、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記カスコード基準電圧を前記バイアス電圧に電気的に接続するように並列に動作するｎ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタ及びｐ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタを含むパッケージ化モジュール。
【請求項６】
前記集積回路は、前記レベルシフタによって制御される無線周波数スイッチをさらに含む請求項５のパッケージ化モジュール。
【請求項７】
前記レベルシフタ制御回路はさらに、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧の電圧レベルをグランド電圧へと制御するべく構成される請求項５のパッケージ化モジュール。
【請求項８】
前記分圧器は電気的に直列に接続された複数のダイオード接続トランジスタを含む請求項５のパッケージ化モジュール。
【請求項９】
無線周波数のレベルシフトを行う方法であって、
チャージポンプを使用してチャージポンプ電圧を生成することであって、モード信号が第１の状態にあるときに前記チャージポンプを有効にし、前記モード信号が第２の状態にあるときに前記チャージポンプを無効にすることを含むことと、
電源電圧及び前記チャージポンプ電圧を使用してレベルシフタに給電することと、
バイアス電圧で前記レベルシフタにバイアスをかけることと、
レベルシフタ制御回路を使用して前記バイアス電圧を生成することであって、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧に追従するように前記バイアス電圧を制御し、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記電源電圧で前記バイアス電圧を制御することを含むことと、
前記レベルシフタを使用して入力信号をレベルシフトすることと
前記バイアス電圧を使用して前記レベルシフタの少なくとも一つのカスコードトランジスタのゲートを制御することと
を含み、
前記バイアス電圧を生成することは、
前記電源電圧と前記チャージポンプ電圧との電位差に基づいてカスコード基準電圧を生成することと、
前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記カスコード基準電圧で前記バイアス電圧を制御することと
を含み、
前記モード信号が前記第１の状態にあるときにｎ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタ及びｐ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタの並列結合を使用して前記カスコード基準電圧を前記バイアス電圧に接続することをさらに含む方法。
【請求項１０】
前記レベルシフタを使用して無線周波数スイッチを制御することをさらに含む請求項９の方法。
【請求項１１】
前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記レベルシフタ制御回路を使用して前記チャージポンプ電圧の電圧レベルをグランド電圧にまで制御することをさらに含む請求項９の方法。
【請求項１２】
無線周波数システムであって
チャージポンプ電圧を生成するべく構成されチャージポンプであって、第１の状態で前記チャージポンプを有効にし、第２の状態で前記チャージポンプを無効にするように動作可能なモード信号を受信するようにさらに構成されたチャージポンプと、
第１の無線周波数スイッチと、
第１のスイッチイネーブル信号に基づいて前記第１の無線周波数スイッチを制御するべく構成された第１のレベルシフタであって、前記チャージポンプ電圧から部分的に電力を受け取るべく構成された前記第１のレベルシフタと、
前記チャージポンプ電圧及び前記モード信号を受信し、バイアス電圧で前記第１のレベルシフタにバイアスをかけるように構成されたレベルシフタ制御回路と
を含み、
前記レベルシフタ制御回路はさらに、前記モード信号の状態に基づいて前記バイアス電圧の電圧レベルを制御し、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧の電圧レベルに追従するように前記バイアス電圧の電圧レベルを制御するべく構成され、
前記第１のレベルシフタは、前記バイアス電圧によってバイアスされたゲートを含む複数のｎ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタを含む無線周波数システム。
【請求項１３】
前記レベルシフタ制御回路は、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記バイアス電圧の電圧レベルを直流電圧に制御するべく構成される請求項１２の無線周波数システム。
【請求項１４】
前記第１のレベルシフタは低電源電圧によってバイアスされたゲートを含む複数のｐ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタをさらに含み、
前記複数のｐ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタの第１のｐ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタ及び前記複数のｎ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタの第１のｎ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタは高電源電圧及び前記チャージポンプ電圧の間に電気的に直列に接続される請求項１２の無線周波数システム。
【請求項１５】
無線周波数システムであって
チャージポンプ電圧を生成するべく構成されチャージポンプであって、第１の状態で前記チャージポンプを有効にし、第２の状態で前記チャージポンプを無効にするように動作可能なモード信号を受信するようにさらに構成されたチャージポンプと、
第１の無線周波数スイッチと、
第１のスイッチイネーブル信号に基づいて前記第１の無線周波数スイッチを制御するべく構成された第１のレベルシフタであって、前記チャージポンプ電圧から部分的に電力を受け取るべく構成された前記第１のレベルシフタと、
前記チャージポンプ電圧及び前記モード信号を受信し、バイアス電圧で前記第１のレベルシフタにバイアスをかけるように構成されたレベルシフタ制御回路と
を含み、
前記レベルシフタ制御回路はさらに、前記モード信号の状態に基づいて前記バイアス電圧の電圧レベルを制御し、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧の電圧レベルに追従するように前記バイアス電圧の電圧レベルを制御するべく構成され、
前記レベルシフタ制御回路は前記チャージポンプ電圧に対して変化するカスコード基準電圧を生成するべく構成されたカスコード基準回路を含み、
前記レベルシフタ制御回路は前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記バイアス電圧の電圧レベルを前記カスコード基準電圧へと制御するべく構成され、
前記レベルシフタ制御回路は、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記カスコード基準電圧を前記バイアス電圧に電気的に接続するように並列に動作するｎ型金属酸化物半導体トランジスタ及びｐ型金属酸化物半導体トランジスタを含む無線周波数システム。
【請求項１６】
前記カスコード基準回路は高電源電圧及び前記チャージポンプ電圧の間に電気的に接続された分圧器を含み、
前記分圧器は前記カスコード基準電圧を生成するべく構成される請求項１５の無線周波数システム。
【請求項１７】
前記分圧器は電気的に直列に接続された複数のダイオード接続トランジスタを含む請求項１６の無線周波数システム。
【請求項１８】
無線周波数システムであって
チャージポンプ電圧を生成するべく構成されチャージポンプであって、第１の状態で前記チャージポンプを有効にし、第２の状態で前記チャージポンプを無効にするように動作可能なモード信号を受信するようにさらに構成されたチャージポンプと、
第１の無線周波数スイッチと、
第１のスイッチイネーブル信号に基づいて前記第１の無線周波数スイッチを制御するべく構成された第１のレベルシフタであって、前記チャージポンプ電圧から部分的に電力を受け取るべく構成された前記第１のレベルシフタと、
前記チャージポンプ電圧及び前記モード信号を受信し、バイアス電圧で前記第１のレベルシフタにバイアスをかけるように構成されたレベルシフタ制御回路と
を含み、
前記レベルシフタ制御回路はさらに、前記モード信号の状態に基づいて前記バイアス電圧の電圧レベルを制御し、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧の電圧レベルに追従するように前記バイアス電圧の電圧レベルを制御するべく構成され、
前記レベルシフタ制御回路は、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧の電圧レベルを低電源電圧に制御するべく構成されたスタンバイ制御回路を含み、
前記スタンバイ制御回路は、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記第１のスイッチイネーブル信号の電圧レベルを前記低電源電圧に制御するべく構成される無線周波数システム。
【請求項１９】
第２の無線周波数スイッチと、
第２のスイッチイネーブル信号に基づいて前記第２の無線周波数スイッチを制御するべく構成された第２のレベルシフタと
をさらに含み、
前記レベルシフタ制御回路は前記バイアス電圧で前記第２のレベルシフタにバイアスをかけるようにさらに構成される請求項１２の無線周波数システム。
【請求項２０】
無線周波数スイッチ制御の方法であって、
チャージポンプを使用してチャージポンプ電圧を生成することと、
モード信号が第１の状態にあるときに前記チャージポンプを有効にし、前記モード信号が第２の状態にあるときに前記チャージポンプを無効にすることと、
前記チャージポンプ電圧を使用して第１のレベルシフタに部分的に給電することと、
第１のレベルシフタを使用して第１のスイッチイネーブル信号のレベルシフトに基づいて第１の無線周波数スイッチを制御することと、
レベルシフタ制御回路からのバイアス電圧で前記第１のレベルシフタにバイアスをかけることと、
前記チャージポンプ電圧及び前記モード信号を前記レベルシフタ制御回路に与えることと、
前記レベルシフタ制御回路を使用して前記モード信号の状態に基づいて前記バイアス電圧の電圧レベルを制御することであって、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧の電圧レベルに追従するために前記バイアス電圧の電圧レベルを制御することを含むことと
を含み、
前記バイアス電圧を使用して前記第１のレベルシフタにバイアスをかけることは、前記バイアス電圧を使用して前記第１のレベルシフタの複数のトランジスタゲートにバイアスをかけることを含む方法。
【請求項２１】
前記モード信号の状態に基づいて前記バイアス電圧の電圧レベルを制御することは、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記バイアス電圧の電圧レベルを直流電圧に制御することをさらに含む請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧の電圧レベルを低電源電圧に制御することをさらに含む請求項２０の方法。
【請求項２３】
前記チャージポンプ電圧を部分的に使用して第２のレベルシフタに給電し、前記第２のレベルシフタを使用して第２のスイッチイネーブル信号のレベルシフトに基づいて第２の無線周波数スイッチを制御し、前記バイアス電圧で前記第２のレベルシフタにバイアスをかけることをさらに含む請求項２０の方法。
【請求項２４】
電力増幅器システムであって、
チャージポンプ電圧を生成するべく構成されたチャージポンプであって、第１の状態で前記チャージポンプを有効にし、第２の状態で前記チャージポンプを無効にするように動作可能なモード信号を受信するようにさらに構成されたチャージポンプと、
増幅された無線周波数信号を生成するべく構成された電力増幅器と、
アンテナと、
前記電力増幅器の出力及びと前記アンテナの間に電気的に接続された無線周波数スイッチと、
スイッチイネーブル信号に基づいて前記無線周波数スイッチを制御するべく構成されたレベルシフタを含むスイッチコントローラと
を含み、
前記レベルシフタは部分的に前記チャージポンプ電圧から電力を受け取るように構成され、
前記スイッチコントローラは、モード信号を受信し、バイアス電圧で前記レベルシフタにバイアスをかけるように構成されたレベルシフタ制御回路をさらに含み、
前記レベルシフタは、前記バイアス電圧によってバイアスされたゲートを含む複数のｎ型金属酸化物半導体カスコードトランジスタを含み、
前記レベルシフタ制御回路は前記モード信号の状態に基づいて前記バイアス電圧の電圧レベルを制御し、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧に追従するために前記バイアス電圧の電圧レベルを制御するようにさらに構成される電力増幅器システム。
【請求項２５】
前記レベルシフタ制御回路は、前記モード信号が前記第２の状態にあるときに前記バイアス電圧の電圧レベルを直流電圧に制御するべく構成される請求項２４の電力増幅器システム。
【請求項２６】
電力増幅器システムであって、
チャージポンプ電圧を生成するべく構成されたチャージポンプであって、第１の状態で前記チャージポンプを有効にし、第２の状態で前記チャージポンプを無効にするように動作可能なモード信号を受信するようにさらに構成されたチャージポンプと、
増幅された無線周波数信号を生成するべく構成された電力増幅器と、
アンテナと、
前記電力増幅器の出力及びと前記アンテナの間に電気的に接続された無線周波数スイッチと、
スイッチイネーブル信号に基づいて前記無線周波数スイッチを制御するべく構成されたレベルシフタを含むスイッチコントローラと
を含み、
前記レベルシフタは部分的に前記チャージポンプ電圧から電力を受け取るように構成され、
前記スイッチコントローラは、モード信号を受信し、バイアス電圧で前記レベルシフタにバイアスをかけるように構成されたレベルシフタ制御回路をさらに含み、
前記レベルシフタ制御回路は前記モード信号の状態に基づいて前記バイアス電圧の電圧レベルを制御し、前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記チャージポンプ電圧に追従するために前記バイアス電圧の電圧レベルを制御するようにさらに構成され、
前記レベルシフタ制御回路は、
前記チャージポンプ電圧に対して変化するカスコード基準電圧を生成するべく構成されたカスコード基準回路と、
前記モード信号が前記第１の状態にあるときに前記カスコード基準電圧を前記バイアス電圧に電気的に接続するように並列に動作するｎ型金属酸化物半導体トランジスタ及びｐ型金属酸化物半導体トランジスタと
を含む電力増幅器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電子システムに関し、詳しくは、無線周波数スイッチのためのスイッチコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ＲＦ）スイッチは、様々な電子システムに含めることができる。
【０００３】
一例では、ＲＦシステムは、ＲＦ信号を受信及び／又は送信するためのアンテナを含むことができる。しかしながら、ＲＦシステムにはアンテナにアクセスする必要があり得るいくつかの構成部品が存在してもよい。例えば、ＲＦシステムは異なる周波数帯域、異なる通信規格及び／又は異なる電力モードに関連付けられた異なる送信又は受信経路を含むことがあり、各経路は時間の特定のインスタンスにおけるアンテナへのアクセスを必要とすることがある。したがって、ＲＦシステムは、アンテナをＲＦシステムの特定の送信又は受信経路に電気的に接続するために使用されることができるＲＦスイッチを含むことができ、それによって複数の構成部品がアンテナにアクセスすることができるようにする。
【０００４】
ＲＦスイッチの性能は重要であり得るが、それはＲＦスイッチがノイズ及び／又は挿入損失を導入することがあり得るからである。
【発明の概要】
【０００５】
特定の実施形態において、本開示は無線周波数（ＲＦ）システムに関する。ＲＦシステムは、チャージポンプ電圧を生成するように構成されたチャージポンプ、第１のスイッチのイネーブル信号に基づいて第１のＲＦスイッチを制御するように構成された第１のレベルシフタ、及びレベルシフタ制御回路を含んでいる。チャージポンプは、第１の状態でチャージポンプを有効にし、第２の状態でチャージポンプを無効にするように動作可能であるモード信号を受信するように構成されている。第１のレベルシフタは、チャージポンプ電圧から電力を部分的に受け取るように構成されている。レベルシフタ制御回路は、モード信号を受信し、第１のレベルシフタをバイアス電圧でバイアスするように構成されている。レベルシフタ制御回路は、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルを制御するようにさらに構成されている。
【０００６】
いくつかの実施形態において、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプ電圧に追従するためにバイアス電圧の電圧レベルを制御するようにさらに構成されている。いくつかの実施例において、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第２の状態にあるときにバイアス電圧の電圧レベルを直流電圧に制御するように構成されている。
【０００７】
いくつかの実施形態において、レベルシフタは、バイアス電圧によってバイアスされるゲートを含むｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）カスコードトランジスタを含んでいる。いくつかの実施形態によれば、レベルシフタは、低電源電圧でバイアスされるゲートを含む複数のｐ型金属酸化物半導体（ＰＭＯＳ）をさらに含み、複数のＰＭＯＳカスコードトランジスタの第１のＰＭＯＳカスコードトランジスタ及び複数のＮＭＯＳカスコードトランジスタの第１のＮＭＯＳカスコードトランジスタは高電源電圧及びチャージポンプ電圧の間に電気的に直列に接続されている。
【０００８】
様々な実施形態によれば、レベルシフタ制御回路はチャージポンプ電圧に対して変化するカスコード基準電圧を生成するように構成されたカスコード基準回路を含み、レベルシフタ制御回路はモード信号が第１の状態にあるときにバイアス電圧の電圧レベルを制御するように構成されている。
【０００９】
いくつかの実施形態において、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第１の状態にあるときにカスコード基準電圧をバイアス電圧に電気的に接続するために並列に動作するＮＭＯＳトランジスタ及びＰＭＯＳトランジスタを含んでいる。様々な実施形態によれば、カスコード基準回路は高電源電圧とチャージポンプ電圧との間に電気的に接続された分圧器を含み、分圧器はカスコード基準電圧を生成するように構成されている。特定の実施形態によれば、分圧器は、電気的に直列に接続されたダイオード接続された複数のトランジスタを含んでいる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第２の状態にあるときにチャージポンプ電圧の電圧レベルを低電源電圧に制御するように構成されたスタンバイ制御回路を含んでいる。多くの実施形態によれば、スタンバイ制御回路は、モード信号が第２の状態にあるときに第１スイッチ制御信号の電圧レベルを低電源電圧に制御するようにさらに構成されている。
【００１１】
いくつかの実施形態では、ＲＦシステムは第２のＲＦスイッチ及び第２のスイッチイネーブル信号に基づいて第２のＲＦスイッチを制御するように構成された第２のレベルシフタをさらに含み、レベルシフタ制御回路は第２のレベルシフタにバイアス電圧でバイアスするようにさらに構成されている。
【００１２】
特定の実施形態において、本開示は、無線周波数スイッチ制御方法に関する。この方法は、チャージポンプを用いてチャージポンプ電圧を生成し、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプを有効にし、モード信号が第２の状態にあるときにチャージポンプを無効にし、チャージポンプ電圧を部分的に使用して第１のレベルシフタに電力を供給し、第１のレベルシフタを用いて第１のスイッチイネーブル信号のレベルシフトに基づいて第１のＲＦスイッチを制御し、第１のレベルシフタをバイアス電圧でバイアスし、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルを制御することを含んでいる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルを制御することは、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプ電圧に追従するためにバイアス電圧の電圧レベルを制御することを含んでいる。多くの実施形態によれば、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルをさらに制御する方法は、モード信号が第２の状態にあるときにバイアス電圧の電圧レベルを直流電圧に制御することをさらに含んでいる。
【００１４】
様々な実施形態では、バイアス電圧を使用してレベルシフタをバイアスすることは、バイアス電圧を用いてレベルシフタの複数のトランジスタゲートをバイアスすることを含んでいる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、方法は、モード信号が第２の状態にあるときにチャージポンプ電圧の電圧レベルを低電源電圧に制御することをさらに含んでいる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、方法は、チャージポンプ電圧を使用して第２のレベルシフタに部分的に給電し、第２のレベルシフタを使用して第２のスイッチイネーブル信号のレベルシフトに基づいて第２のＲＦスイッチを制御し、第２のレベルシフタをバイアス電圧でバイアスすることをさらに含んでいる。
【００１７】
特定の実施形態において、本開示は、電力増幅器システムに関する。電力増幅器システムは、チャージポンプ電圧を生成するように構成されたチャージポンプと、増幅された無線周波数信号を生成するように構成された電力増幅器と、アンテナと、電力増幅器の出力とアンテナとの間に電気的に接続されたＲＦスイッチと、スイッチイネーブル信号に基づいてＲＦスイッチを制御するように構成されたレベルシフタを含むスイッチコントローラとを含んでいる。チャージポンプは、第１の状態で前記チャージポンプを有効にし、第２の状態で前記チャージポンプを無効にするように動作可能なモード信号を受信するようにさらに構成されている。レベルシフタは、チャージポンプ電圧から電力を部分的に受け取るようにさらに構成されている。スイッチコントローラは、モード信号を受信し、レベルシフタをバイアス電圧でバイアスにするように構成されたレベルシフタ制御回路をさらに含んでいる。レベルシフタ制御回路は、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルを制御するようにさらに構成されている。
【００１８】
いくつかの実施形態では、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプ電圧に追従するためにバイアス電圧の電圧レベルを制御するようにさらに構成されている。
【００１９】
特定の実施形態において、本開示は、ＲＦスイッチシステムに関する。ＲＦスイッチシステムは、第１のスイッチ制御信号に基づいてオン又はオフにするように構成された第１のＲＦスイッチと、モード信号を受信するように、及びバイアス電圧を生成するように構成されたレベルシフタ制御回路と、高電源電圧及びチャージポンプ電圧によって給電されるレベルシフタとを含んでいる。レベルシフタ制御回路は、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルを制御するように構成されている。レベルシフタは高電源電圧及びチャージポンプ電圧によって給電され、レベルシフタはスイッチイネーブル信号及びバイアス電圧を受け取るように構成されている。レベルシフタは、モード信号が第１の状態にあるときに第１のスイッチ制御信号を生成するためにスイッチイネーブル信号をレベルシフトするように構成されている。
【００２０】
いくつかの実施形態では、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプ電圧に追従するためにバイアス電圧の電圧レベルを制御する。多くの実施形態では、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第２の状態にあるときバイアス電圧の電圧レベルを高電源電圧に制御する。
【００２１】
様々な実施形態では、レベルシフタは、バイアス電圧によってバイアスされるゲートを含む複数のＮＭＯＳカスコードトランジスタを含んでいる。多くの実施形態によれば、レベルシフタは、低電源電圧でバイアスされるゲートを含む複数のＰＭＯＳカスコードトランジスタと、高電源電圧及びチャージポンプ電圧の間に電気的に直列に接続された複数のＰＭＯＳカスコードトランジスタの第１のＰＭＯＳカスコードトランジスタ及び複数のＮＭＯＳカスコードトランジスタの第１のＮＭＯＳカスコードトランジスタをさらに含んでいる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、レベルシフタ制御回路はチャージポンプ電圧に対して変化するカスコード基準電圧を生成するように構成されたカスコード基準回路を含み、レベルシフタ制御回路はモード信号が第１の状態にあるときにバイアス電圧の電圧レベルをカスコード基準電圧に制御するように構成されている。
【００２３】
いくつかの実施形態において、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第１の状態にあるときにカスコード基準電圧をバイアス電圧に電気的に接続するために並列に動作するＮＭＯＳトランジスタ及びＰＭＯＳトランジスタを含んでいる。
【００２４】
いくつかの実施形態によれば、カスコード基準回路は高電源電圧とチャージポンプ電圧との間に電気的に接続された分圧器を含み、分圧器はカスコード基準電圧を生成するように構成されている。多くの実施形態によれば、分圧器は、電気的に直列に接続されたダイオード接続された複数のトランジスタを含んでいる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、ＲＦスイッチシステムは、チャージポンプ電圧を生成するように構成されたチャージポンプを含み、チャージポンプはモード信号が第２の状態にあるときにオフにするように構成されている。
【００２６】
様々な実施形態では、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第２の状態にあるときにチャージポンプ電圧の電圧レベルを低電源電圧に制御するように構成されたスタンバイ制御回路を含んでいる。多くの実施形態によれば、スタンバイ制御回路は、モード信号が第２の状態にあるときに第１のスイッチ制御信号の電圧レベルを低電源電圧に制御するようにさらに構成されている。
【００２７】
いくつかの実施形態では、ＲＦスイッチングは、第２のスイッチ制御信号に基づいてオン又はオフにする第２のＲＦスイッチをさらに含んでいる。第１のＲＦスイッチは、直列スイッチとして構成され、第２のＲＦスイッチはシャントスイッチとして構成されている。レベルシフタは、モード信号が第１の状態にあるときに第２のスイッチ制御信号を生成するためにスイッチイネーブル信号をレベルシフトするようにさらに構成されている。
【００２８】
特定の実施形態において、本開示は、無線周波数スイッチ制御の方法に関する。この方法はチャージポンプを使用してチャージポンプ電圧を生成することを含み、チャージポンプ電圧は低電源電圧のそれより低い電圧レベルを有している。この方法は、高電源電圧及びチャージポンプ電圧を使用してレベルシフタに給電し、レベルシフタ制御回路を用いてバイアス電圧を生成し、レベルシフタ制御回路を使用してモード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルを制御し、バイアス電圧を使用してレベルシフタをバイアスし、モード信号が第１の状態にあるときに第１のスイッチ制御信号を生成するためにレベルシフタを用いてスイッチイネーブル信号をレベルシフトし、第１のスイッチ制御信号を用いて第１のＲＦスイッチを制御することをさらに含んでいる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルを制御することは、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプ電圧に追従するためにバイアス電圧の電圧レベルを制御することを含んでいる。様々な実施形態によれば、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルをさらに制御することは、モード信号が第２の状態にあるときにバイアス電圧の電圧レベルを高電源電圧に制御することをさらに含んでいる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、バイアス電圧を使用してレベルシフタをバイアスすることは、バイアス電圧を用いてレベルシフタのＮＭＯＳカスコードトランジスタの複数のゲートをバイアスすることを含んでいる。多くの実施形態では、方法は、チャージポンプ電圧に対して変化するカスコード基準電圧を生成し、モード信号が第１の状態にあるときにバイアス電圧の電圧レベルをカスコード基準電圧に制御することをさらに含んでいる。
【００３１】
様々な実施形態において、方法は、モード信号が第２の状態にあるときにチャージポンプをオフにすることをさらに含んでいる。多くの実施形態では、方法は、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプ電圧を低電源電圧に電気的に接続することをさらに含んでいる。いくつかの実施形態では、方法は、モード信号が第２の状態にあるときに第１のスイッチ制御信号の電圧レベルを低電源電圧に制御することをさらに含んでいる。
【００３２】
特定の実施形態において、本開示は、無線デバイスに関する。無線デバイスは、増幅された無線周波数信号を生成するように構成された電力増幅器と、アンテナと、電力増幅器の出力とアンテナとの間に電気的に接続された第１のＮＭＯＳスイッチトランジスタと、第１スイッチ制御信号を受信するように構成された第１のＮＭＯＳスイッチトランジスタのゲートと、チャージポンプ電圧を生成するように構成されたチャージポンプと、モード信号を受信するように、及びバイアス電圧を生成するように構成されたレベルシフタ制御回路と、モード信号の状態に基づいてバイアス電圧の電圧レベルを制御するレベルシフタ制御回路と、高電源電圧及びチャージポンプ電圧によって給電されたレベルシフタとを含んでいる。レベルシフタはスイッチイネーブル信号及びバイアス電圧を受信するように構成され、レベルシフタはモード信号が第１の状態にあるときに第１のスイッチ制御信号を生成するためにスイッチイネーブル信号をレベルシフトするように構成されている。
【００３３】
いくつかの実施形態では、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプ電圧に追従するためにバイアス電圧の電圧レベルを制御する。
【００３４】
様々な実施形態では、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第２の状態にあるときバイアス電圧の電圧レベルを高電源電圧に制御する。
【００３５】
いくつかの実施形態では、レベルシフタ制御回路は、モード信号が第１の状態にあるときにチャージポンプ電圧の電圧レベルを低電源電圧に制御するように構成されたスタンバイ制御回路を含んでいる。多くの実施形態では、スタンバイ制御回路は、モード信号が第２の状態にあるときに第１のスイッチ制御信号の電圧レベルを低電源電圧に制御するようにさらに構成されている。
【００３６】
いくつかの実施形態では、無線デバイスは、電力増幅器の出力と低電源電圧との間に電気的に接続された第２のＮＭＯＳスイッチトランジスタをさらに含んでいる。第２のＮＭＯＳスイッチトランジスタのゲートは第２のスイッチ制御信号を受信するように構成され、レベルシフタはモード信号が第１の状態にあるときに第２のスイッチ制御信号を生成するためにスイッチイネーブル信号をレベルシフトするようにさらに構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、集積回路（ＩＣ）の一実施形態の概略図である。
【図２】図２は、無線デバイスの一実施形態の概略ブロック図である。
【図３】図３は、電力増幅器システムの一実施形態の概略ブロック図である。
【図４】図４は、スイッチコントローラの一実施形態の概略ブロック図である。
【図５】図５は、レベルシフタの一実施例の回路図である。
【図６】図６は、レベルシフタ制御回路の一実施例の回路図である。
【図７】図７は、カスコード基準回路の一実施例の回路図である。
【図８】図８は、スタンバイ制御回路の一実施例の回路図である。
【図９】図９は、一実施形態に係る無線システムの概略ブロック図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、パッケージ化モジュールの一実施形態の概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、線１０Ｂ−１０Ｂに沿った図１０Ａのパッケージ化モジュールの断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本明細書で提供される見出しは、あるとしても便宜上のものであり、本発明の範囲又は意義には必ずしも影響を及ぼさない。
【００３９】
無線周波数（ＲＦ）スイッチング回路は、ＲＦスイッチング回路の入力及び出力の間の直列スイッチと、入力及びグランドのような低電源電圧との間のシャントスイッチとを含むことができる。また、直列スイッチ及びシャントスイッチは、相補的にオン又はオフにすることができる。直列スイッチがオンに又は閉じられ、シャントスイッチがオフにされ又は開かれたとき、低インピーダンス経路がＲＦスイッチング回路の入力から出力に提供される。また、直列スイッチがオフされ、シャントスイッチがオンされるとき、直列スイッチは入力及び出力の間の導通を遮断するために高インピーダンスに動作し、シャントスイッチは入力終端を提供するために低インピーダンスに動作する。
【００４０】
ＲＦスイッチング回路には、チャージポンプのような負電圧発生器を部分的に使用して給電することができる。例えば、チャージポンプは、オフ状態で動作するときに、１つ以上のｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）スイッチトランジスタのゲート電圧にバイアスするための負のチャージポンプ電圧を生成するために使用することができる。ＮＭＯＳスイッチトランジスタのゲート電圧を低電源電圧より低く制御することによって、オフ状態のインピーダンスを増加させることができ、それは、アイソレーションを向上させ、及び／又はマルチバンド用途における高調波性能を改善することができる。
【００４１】
特定の構成では、スタンバイモードで負電圧発生器を無効又はオフにすることができる。例えば、チャージポンプは、無信号時電流を散逸させ、及び／又はノイズを生成することができる発振器によって生成されたクロック信号を使用して動作することができる。スタンバイ時にチャージポンプがシステムの性能を低下させることを防止するために、チャージポンプはスタンバイモードで無効にすることができる。スタンバイ時にチャージポンプを無効にすることによって電力消費及び／又はノイズを減少させることができるが、スタンバイ時にチャージポンプを無効にすることはチャージポンプの出力電圧に電気的な変動を発生させるという望ましくないこともあり、それによって特定のＲＦスイッチのゲート電圧が予期せずに制御される結果になる。
【００４２】
スタンバイモードで動作する場合であってさえ、ＲＦスイッチのゲート電圧を制御することが望ましいことがあり得る。例えば、スタンバイ時にＲＦスイッチのゲート電圧を制御することによって、様々なＲＦ帯域及び／又は回路間のアイソレーションの維持を補助することができる。
【００４３】
本明細書では、ＲＦスイッチを制御する装置及び方法が提供される。特定の構成では、ＲＦシステムは、チャージポンプ電圧を生成するためのチャージポンプと、ＲＦスイッチと、ＲＦスイッチをオン又はオフするためのレベルシフタと、レベルシフタを制御するためのレベルシフタ制御回路とを含む。チャージポンプは、チャージポンプを有効又は無効にするために使用されるモード信号を受信する。また、レベルシフタは、チャージポンプ電圧から部分的に電力を受け取り、スイッチイネーブル信号に基づいてＲＦスイッチを制御する。レベルシフタ制御回路は、モード信号を受信し、モード信号の状態に基づいて変化するバイアス電圧でレベルシフタをバイアスしている。
【００４４】
チャージポンプは、モード信号の第１の状態で有効であり、モード信号の第２の状態で無効である。例えば、第１の状態は通常動作モードを示すことができ、第２の状態はスタンバイモードを示すことができる。特定の構成では、レベルシフタ制御回路はバイアス電圧の電圧レベルを制御し、モード信号が第１の状態にあるときにバイアス電圧がチャージポンプ電圧に追従するようにし、モード信号が第２の状態にあるときにバイアス電圧が実質的に固定された又は一定の電圧を有するようにする。このようにバイアス電圧を生成するレベルシフタ制御回路を構成することによって、レベルシフト動作におけるレベルシフタを補助することができる。
【００４５】
例えば、特定の構成では、レベルシフタには、高電源電圧及びチャージポンプ電圧を使用して給電することができる。また、レベルシフタは、レベルシフタ制御回路によって生成されるバイアス電圧によってバイアスされるゲートを有する複数のカスコードトランジスタを含んでいる。モード信号が第１の状態にあるとき、レベルシフタ制御回路は、スイッチイネーブル信号が高電源電圧及びチャージポンプ電圧に関連した電圧領域にレベルシフトするレベルシフタを助けるために、チャージポンプ電圧に追従する電圧レベルを有するバイアス電圧を生成する。しかしながら、モード信号が第２の状態にあるときに、レベルシフタ制御回路はバイアス電圧を固定電圧に制御する。特定の実装形態では、レベルシフタ制御回路は、第２のモードの間にチャージポンプ電圧を低電源電圧（例えば、グランド）に制御もし、それによって第２のモードでレベルシフタがＲＦスイッチをオフにすることを補助する。
【００４６】
したがって、ＲＦシステムがモード信号の第１の状態に関連付けられたプライマリ又は通常の動作モードで動作する際に、レベルシフタは高電源電圧及びチャージポンプ電圧を使用して動作する。一例では、モード信号が第１の状態にあるとき、レベルシフタは、約＋２．５Ｖの高電源電圧及び約−２．０Ｖの負のチャージポンプ電圧の間で動作する。また、ＲＦシステムがモード信号の第２の状態に関連したスタンバイモードで動作するとき、レベルシフタ制御回路はチャージポンプ電圧及びバイアス電圧を制御し、レベルシフタがＲＦスイッチをオフするようする。一例では、モード信号が第２の状態にあるときに、レベルシフタ制御回路はチャージポンプ電圧を約０Ｖの低電源電圧に制御する。様々な例の電圧レベルが提供されているが、どれでも適切な電圧レベルを使用することができる。
【００４７】
本明細書中に記載のレベルシフタは、チャージポンプが有効であるときと、チャージポンプが無効であるときとの両方に、所望の電圧レベルを有するスイッチ制御信号を生成するために使用することができる。したがって、ＲＦスイッチのゲート電圧は、プライマリ及びスタンバイモードの両方において適切に制御することができる。このようにＲＦスイッチを制御することによって、ＲＦアイソレーションを向上させ、及び／又は他の性能を向上させることができる。
【００４８】
図１は、集積回路（ＩＣ）１０の一実施形態の概略図である。図示のＩＣ１０は、第１又は低電源電圧Ｖ１を受け取る第１のピン５ａと、第２又は高電源電圧Ｖ２を受け取る第２のピン５ｂとを含んでいる。また、図示のＩＣ１０は、スイッチ１２と、チャージポンプ２２と、スイッチコントローラ２３とをさらに含んでいる。図の明確化のために図１には示していないが、ＩＣ１０は典型的には追加のピン及び回路を含んでいる。
【００４９】
チャージポンプ２２は、低電源電圧Ｖ１より低い電圧レベルを有するチャージポンプ電圧を生成するために使用することができる。スイッチコントローラ２３は、スイッチ１２を部分的に制御するために使用することができるチャージポンプ電圧を受け取る。
【００５０】
例えば、図示のＩＣ１０は、フロントエンドモジュール（ＦＥＭ）及び／又はアンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）を表すことができ、スイッチ１２は、オフ状態のときにチャージポンプ電圧の電圧レベルにバイアスされるゲートを含むｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）スイッチトランジスタを含むことができる。オフ状態においてＮＭＯＳスイッチトランジスタのゲート電圧を低電源電圧より低い電圧に制御することによって、オフ状態のインピーダンスを増加させることができ、それによって、マルチバンド用途におけるアイソレーションを向上させることができる。
【００５１】
ＮＭＯＳスイッチトランジスタがオン状態で動作するときに、ＮＭＯＳスイッチトランジスタは、高電源電圧Ｖ２の電圧レベルのような任意の適切な電圧レベルにバイアスすることができる。特定の構成では、高電源電圧Ｖ２は、オンチップ又はオフチップのレギュレータによって生成される調整電圧に対応させることができる。レギュレータを使用して高電源電圧Ｖ２を生成することによって、温度、電池電圧レベル、及び／又は電流負荷に関して相対的に一定の電圧レベルのオン状態で動作するＮＭＯＳスイッチトランジスタの制御を補助することができる。
【００５２】
特定の構成では、ＩＣ１０は、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）プロセスを用いて製造され、スイッチ１２はＳＯＩトランジスタを含むことができる。しかしながら、他の構成が可能である。
【００５３】
図２は、無線デバイス１１の一実施形態の概略ブロック図である。
【００５４】
図２に示す例の無線デバイス１１は、マルチバンド／マルチモード携帯電話機のようなマルチバンド及び／又はそのようなマルチモードデバイスを表すことができる。図示の構成では、無線デバイス１１は、スイッチ１２と、送受信機１３と、アンテナ１４と、電力増幅器１７と、制御部１８と、コンピュータ可読媒体１９と、プロセッサ２０と、電池２１と、チャージポンプ２２と、スイッチコントローラ２３とを含んでいる。
【００５５】
送受信機１３は、アンテナ１４を介した送信のためのＲＦ信号を生成することができる。また、送受信機１３は、アンテナ１４からの受信ＲＦ信号を受信することができる。
【００５６】
ＲＦ信号の送信及び受信に関連する様々な機能は、図２に送受信機１３としてまとめて表される１つ以上の構成部品によって達成され得ることが理解されるであろう。例えば、単一の構成部品は、送信及び受信の機能の両方を提供するように構成することができる。別の例では、送信と受信の機能は、別個の構成部品によって提供され得る。
【００５７】
同様に、ＲＦ信号の送信及び受信に関連する様々なアンテナの機能は、図２にアンテナ１４としてまとめて表される１つ以上の構成部品によって達成され得ることが理解されるであろう。例えば、単一のアンテナは、送信及び受信の機能の両方を提供するように構成することができる。別の例では、送信及び受信機能は、別々のアンテナによって提供することができる。さらに別の例では、無線デバイス１１に関連する異なる帯域は、異なるアンテナで提供することができる。
【００５８】
図２では、送受信機１３からの１つ以上の出力信号は、１つ以上の伝送経路１５を介してアンテナ１４に供給されていることが描かれている。図示の例では、異なる伝送経路１５は、異なる帯域及び／又は異なる電力出力に関連する出力経路を表すことができる。例えば、図示した２つの例示的な電力増幅器１７は、異なる電力出力の設定（例えば、低出力及び高出力）に関連付けられた増幅、及び／又は異なる帯域に関連付けられた増幅を表すことができる。図２は２つの伝送経路１５を用いた構成を示しているが、無線デバイス１１はより多くの又はより少ない伝送経路１５を含むように適合させることができる。
【００５９】
電力増幅器１７は、例えば、グローバルシステム用モバイル（ＧＳＭ（登録商標））信号、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号、Ｗ−ＣＤＭＡ信号、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）信号、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）信号、及び／又はＥＤＧＥ信号を含む多種多様のＲＦ信号を増幅するために使用することができる。
【００６０】
図２では、アンテナ１４からの１つ又は複数の検出された信号は、１つ又は複数の受信経路１６を介して送受信機１３に提供されるものとして描かれている。図示の例では、異なる受信経路１６は、異なる帯域に関連付けられた経路を表すことができる。図２は４つの受信経路１６を用いた構成を示しているが、無線デバイス１１はより多くの又はより少ない受信経路１６を含むように適合させることができる。
【００６１】
受信及び送信経路の間のスイッチングを容易にするために、スイッチ１２は、アンテナ１４を選択された送信又は受信経路に電気的に接続するように構成することができる。したがって、スイッチ１２は、無線デバイス１１の動作に関連する多数のスイッチングの機能を提供することができる。特定の構成では、スイッチ１２は、例えば、異なる帯域のスイッチング、異なる電力モードのスイッチング、送信及び受信モードのスイッチング、又はそれらのいくつかの組み合わせに関連付けられた機能を提供する多数のスイッチを含むことができる。スイッチ１２は、信号のフィルタ及び／又は二重化を含む追加の機能も提供することができる。
【００６２】
チャージポンプ２２は、無線デバイス１１において様々な目的のために使用することができるチャージポンプ電圧を生成するために使用することができる。例えば、特定の構成では、チャージポンプ２２によって生成されたチャージポンプ電圧は、スイッチコントローラ２３に提供され、一部はスイッチ１２のバイアスに使用されることができる。
【００６３】
図２は、特定の構成において、制御部１８が、スイッチ１２、電力増幅器１７、チャージポンプ２２、スイッチコントローラ２３及び／又は他の動作をする構成部品の動作に関連する様々な制御機能を制御するために提供することができることを示している。特定の構成において、制御部１８は、モード信号及び／又はスイッチコントローラ２３に供給される１つ又は複数のスイッチイネーブル信号を生成する。したがって、制御部１８は、特定の時間インスタンスにおいてスイッチコントローラ２３をスタンバイモードに動作させるために使用することができる。スタンバイモードで動作している場合、制御部１８は、モード信号を用いてチャージポンプ２２を無効にしたりオフにしたりすることができる。
【００６４】
特定の構成では、プロセッサ２０は、本明細書に記載の様々なプロセスの実装を容易にするように構成することができる。プロセッサ２０は、コンピュータプログラム命令を使用して動作することができる。これらのコンピュータプログラム命令は、プロセッサ２０に提供することができる。
【００６５】
特定の構成においては、これらのコンピュータプログラム命令は、特定の方法で動作するようにプロセッサ２０又は他のプログラム可能なデータプロセッシング装置に指示することができるコンピュータ可読メモリ１９に格納されてもよい。
【００６６】
電池２１は、例えば、リチウムイオン電池を含む無線デバイス１１での使用に適した電池であればよい。特定の構成では、電池２１によって生成された電池電圧は、スイッチ１２を制御するために部分的に使用される高電源電圧を生成するように調節される。
【００６７】
図３は、電力増幅器システム４０の一実施形態の概略ブロック図である。図示の電力増幅器システム４０は、シリーズスイッチトランジスタ２５及びシャントスイッチトランジスタ２６を含むＲＦスイッチング回路２７を含んでいる。図示の電力増幅器システム４０は、チャージポンプ２２、スイッチコントローラ２３、方向性結合器２４、電力増幅器のバイアス回路３０、電力増幅器３２、及び送受信機３３をさらに含んでいる。図示の送受信機３３は、ベースバンドプロセッサ３４、Ｉ／Ｑ変調器３７、ミキサ３８、及びアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）３９を含んでいる。明確にするために図３には示されていないが、送受信機３３は、１つ以上の経路を介して信号を受信することに関連する回路を含むことができる。
【００６８】
ベースバンドプロセッサ３４は、同位相（Ｉ）信号及び直交位相（Ｑ）信号を生成するために使用することができ、それは、正弦波又は所望の振幅、周波数、及び位相の信号を表すために使用することができる。例えば、Ｉ信号は正弦波の同位相成分を表すために使用することができ、Ｑ信号は正弦波の直交成分を表すために使用することができ、それらは、正弦波の等価表現であり得る。いくつかの実装形態では、Ｉ及びＱ信号は、デジタルフォーマットでＩ／Ｑ変調器３７に提供することができる。ベースバンドプロセッサ３４は、ベースバンド信号を処理するように構成された適切なプロセッサであり得る。例えば、ベースバンドプロセッサ３４は、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコア、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。また、いくつかの実装形態では、２つ以上のベースバンドプロセッサ３４は、電力増幅器システム４０に含めることができる。
【００６９】
Ｉ／Ｑ変調器３７は、ベースバンドプロセッサ３４からＩ及びＱ信号を受信し、ＲＦ信号を生成するためにＩ及びＱ信号を処理するように構成することができる。例えば、Ｉ／Ｑ変調器３７は、Ｉ及びＱ信号をアナログ形式に変換するように構成されたＤＡＣと、Ｉ及びＱ信号を無線周波数にアップコンバートするためのミキサと、アップコンバートされたＩ及びＱ信号を電力増幅器３２による増幅に適したＲＦ信号に結合する信号コンバイナとを含むことができる。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｑ変調器３７は、その中に処理された信号の周波数成分をフィルタするように構成された１つ以上のフィルタを含むことができる。
【００７０】
電力増幅器バイアス回路３０は、ベースバンドプロセッサ３４からイネーブル信号ＥＮＡＢＬＥを受信することができ、電力増幅器３２のための１つ以上のバイアス信号を生成するためにイネーブル信号ＥＮＡＢＬＥを使用することができる。電力増幅器３２は、送受信機３３のＩ／Ｑ変調器３７からのＲＦ信号を受信することができる。
【００７１】
スイッチコントローラ２３は、シリーズスイッチトランジスタ２５及びシャントスイッチトランジスタ２６を相補的にオン及びオフすることができる。例えば、スイッチコントローラ２３は、電力増幅器３２がシリーズスイッチトランジスタ２５を介してアンテナ１４に増幅されたＲＦ信号を提供するように、シリーズスイッチトランジスタ２５をオンにし、シャントスイッチトランジスタ２６をオフするために使用することができる。また、スイッチコントローラ２３は、電力増幅器の出力に終端を提供しながら電力増幅器３２及びアンテナ１４の出力の間に高インピーダンス経路を提供するために、シリーズスイッチトランジスタ２５をオフにし、シャントスイッチトランジスタ２６をオンするように使用することができる。ＲＦスイッチング回路２７の状態を制御するために、スイッチコントローラ２３は、図２の制御部１８のような適切な回路から（図３には示されていない）イネーブルスイッチ信号を受信することができる。
【００７２】
方向性結合器２４は、電力増幅器３２の出力とシリーズスイッチトランジスタ２５のソースとの間に配置することができ、それによってシリーズスイッチトランジスタ２５の挿入損失が含まれていない電力増幅器３２の出力電力の測定を可能にする。方向性結合器２４から感知された出力信号はミキサ３８に提供することができ、それは、ダウンシフト信号を生成するために感知された出力信号の周波数成分をダウンシフトするように、感知された出力信号を制御された周波数の基準信号によって乗算することができる。ダウンシフトされた信号はＡＤＣ３９に提供することができ、それは、ダウンシフトされた信号をベースバンドプロセッサ３４による処理に適したデジタル形式に変換することができる。
【００７３】
電力増幅器３２及びベースバンドプロセッサ３４の出力の間のフィードバック経路を含むことにより、ベースバンドプロセッサ３４は、電力増幅器システム４０の動作を最適化するために、Ｉ及びＱ信号を動的に調整するように構成することができる。例えば、このように電力増幅器システム４０を構成することは、電力増幅器３２の電力付加効率（ＰＡＥ）及び／又は線形性の制御を補助することができる。
【００７４】
図示の構成では、チャージポンプ２２は、シリーズスイッチトランジスタ２５及びシャントスイッチトランジスタ２６を制御するために使用されるスイッチコントローラ２３に供給するためにチャージポンプ電圧を提供する。特定の構成では、チャージポンプ電圧は、シリーズスイッチトランジスタ２５及び／又はシャントスイッチトランジスタ２６がオフされたときに、シリーズスイッチトランジスタ２５及び／又はシャントスイッチトランジスタ２６のゲート電圧をバイアスするために使用される。例えば、チャージポンプ２２は、シリーズスイッチトランジスタ２５及び／又はシャントスイッチトランジスタ２６をオフにするために使用される負のチャージポンプ電圧を生成することができる。
【００７５】
スイッチコントローラ２３は２つのトランジスタのためのスイッチ制御信号を生成するように示されているが、スイッチコントローラ２３はより多くの又はより少ないスイッチ制御トランジスタを制御するように適合させることができる。例えば、スイッチコントローラは、複数のスイッチイネーブル信号を受信し、異なるＲＦスイッチング回路を制御するために複数のスイッチ制御信号を生成することができる。
【００７６】
スイッチコントローラの実施例の概要
無線周波数（ＲＦ）スイッチを制御するための装置及び方法が開示されている。特定の構成において、スイッチコントローラは、レベルシフタ制御回路及びレベルシフタを含んでいる。レベルシフタ制御回路はレベルシフタをバイアスするためにバイアス電圧を生成し、バイアス電圧はモード信号の状態に基づいて異なる電圧レベルに制御される。レベルシフタは、高電源電圧及びチャージポンプ電圧によって給電されている。モード信号が第１の状態にあるとき、レベルシフタは、１つ以上のＲＦスイッチの１つ以上のスイッチ制御信号を生成するためにスイッチイネーブル信号をレベルシフトする。また、レベルシフタ制御回路は、スイッチイネーブル信号をレベルシフトするレベルシフタを補助するためにチャージポンプ電圧に追従する電圧レベルを有するようにバイアス電圧を生成する。しかしながら、モード信号が第２の状態にあるとき、チャージポンプ電圧を生成するチャージポンプを無効にすることができる。したがって、レベルシフタ制御回路は、バイアス電圧を固定電圧レベルに制御することができ、ＲＦスイッチをオフにするためにチャージポンプ電圧及び１つ以上のスイッチ制御信号を制御することができる。
【００７７】
モード信号が第１の状態にあるとき、レベルシフタは、高電源電圧及び／又はチャージポンプ電圧に関連する電圧レベルを有する１つ以上のスイッチ制御信号を生成するためにスイッチイネーブル信号をレベルシフトする。また、モード信号が第２の状態にあるとき、レベルシフタ制御回路は、ＲＦスイッチをオフにするためにチャージポンプ電圧及び１つ以上のレベルシフタを低電源電圧の電圧レベルに制御することができる。したがって、スイッチコントローラは、第２の状態で動作する場合であっても、ＲＦスイッチを所望の電圧レベルに制御するために使用することができる。
【００７８】
図４は、スイッチコントローラ５０の一実施形態の概略ブロック図である。スイッチコントローラ５０は、レベルシフタ５１及びレベルシフタ制御回路５２を含んでいる。
【００７９】
図４に示すように、レベルシフタ５１は、スイッチイネーブル信号ＳＷＥＮを受信し、スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬを生成し、それは、ＲＦスイッチ（例えば、ＮＭＯＳトランジスタ）のオン又はオフに使用することができる。特定の構成では、レベルシフタ５１は２つ以上のスイッチ制御信号を生成する。例えば、特定の構成では、レベルシフタ５１は、シリーズＲＦスイッチ（例えば、図３のシリーズスイッチトランジスタ２５）を制御するために使用される非反転スイッチ制御信号と、シャントＲＦスイッチ（例えば、図３のシャントスイッチトランジスタ２６）を制御するために使用いられる反転スイッチ制御信号とを生成することができる。しかしながら、他の構成も可能である。
【００８０】
図示のレベルシフタ５１は、ＮＭＯＳカスコードトランジスタ５６及びＰＭＯＳカスコードトランジスタ５７を含んでいる。特定の構成では、ＮＭＯＳカスコードトランジスタ５６のそれぞれはＰＭＯＳカスコードトランジスタ５７の対応する１つと対にされ、トランジスタの各対は高電源電圧Ｖ２とチャージポンプ電圧ＶＣＰとの間に直列に積み重ねられ又は配置されている。図４に示すように、ＮＭＯＳカスコードトランジスタ５６はレベルシフタ制御回路５２によって生成されたバイアス電圧ＶＢＩＡＳを使用してバイアスされ、ＰＭＯＳのカスコードトランジスタ５７は低電源電圧Ｖ１を使用してバイアスされている。
【００８１】
レベルシフタ制御回路５２はモード信号ＭＯＤＥを受信し、それは、第１状態及び第２状態を含む複数の状態のうちの１つで動作することができる。また、レベルシフタ制御回路５２は、モード信号ＭＯＤＥの状態に基づいてバイアス電圧ＶＢＩＡＳの電圧レベルを制御する。
【００８２】
図示のレベルシフタ制御回路５２はカスコード基準回路６１を含み、それは、チャージポンプ電圧ＶＣＰの電圧レベルに応じて変化するカスコード基準電圧を生成する。特定の構成では、レベルシフタ制御回路５２は、モード信号ＭＯＤＥが第１の状態にあるとき、バイアス電圧ＶＢＩＡＳをカスコード基準電圧に制御することができる。また、モード信号ＭＯＤＥが第２の状態にあるとき、レベルシフタ制御回路５２は、バイアス電圧ＶＢＩＡＳを高電源電圧Ｖ２又は他の適切な直流電圧の電圧レベルのような実質的に固定された電圧に制御することができる。
【００８３】
レベルシフタ制御回路５２はスタンバイ制御回路６２をさらに含み、それは、モード信号ＭＯＤＥが第２の状態にあるときに制御の提供を補助することができる。特定の構成では、レベルシフタ制御回路５２は、モード信号ＭＯＤＥが第２の状態であるとき、チャージポンプ電圧ＶＣＰの電圧レベルを制御することができる。例えば、スタンバイモードで動作するとき、チャージポンプ電圧ＶＣＰを生成するチャージポンプは無効にすることができ、チャージポンプ電圧ＶＣＰが電気的にフロートであることができる。いくつかの実装形態では、スタンバイ制御回路６２は、モード信号ＭＯＤＥが第２の状態にあるとき、低電源電圧Ｖ１を使用してチャージポンプ電圧ＶＣＰを制御することができる。
【００８４】
特定の構成において、スタンバイ制御回路６２は、スタンバイ時に１つ以上のスイッチ制御信号の電圧レベルを制御するために使用することができる。例えば、スタンバイ制御回路６２は、スタンバイ時にスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬの電圧レベルを低電源電圧Ｖ１に制御するために使用することができる。
【００８５】
図４はスイッチコントローラ５０が１レベルシフタを備える構成を示しているが、スイッチコントローラ５０は含まれる追加のレベルシフタに適合させることができる。そのような構成では、レベルシフタ制御回路はレベルシフタの全部又は一部で共有することができる。
【００８６】
図５は、レベルシフタ７０の一実施形態の回路図である。レベルシフタ７０は、第１から第４のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７１から７４と、第１から第４のＮＭＯＳカスコードトランジスタ８１から８４と、第１から第４のＰＭＯＳカスコードトランジスタ９１から９４と、第１から第４のＰＭＯＳレベルシフトトランジスタ１０１から１０４と、第１のインバータ１０７と、第２のインバータ１０８とを含んでいる。レベルシフタ７０は、スイッチイネーブル信号ＥＮＳＷ及びバイアス電圧ＶＢＩＡＳを受信し、非反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ及び反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬＢを生成する。
【００８７】
図５に示すように、第１のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７１、第１のＮＭＯＳカスコードトランジスタ８１、第１のＰＭＯＳカスコードトランジスタ９１、及び第１のＰＭＯＳレベルシフトトランジスタ１０１は、高電源電圧Ｖ２及びチャージポンプ電圧ＶＣＰの間に積み重ねられるか又は直列に配置されている。また、第２のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７２、第２のＮＭＯＳカスコードトランジスタ８２、第２のＰＭＯＳカスコードトランジスタ９２、及び第２のＰＭＯＳレベルシフトトランジスタ１０２は、高電源電圧Ｖ２及びチャージポンプ電圧ＶＣＰの間に積み重ねられている。さらに、第３のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７３、第３のＮＭＯＳカスコードトランジスタ８３、第３のＰＭＯＳカスコードトランジスタ９３、及び第３のＰＭＯＳレベルシフトトランジスタ１０３は、高電源電圧Ｖ２及びチャージポンプ電圧ＶＣＰの間に積み重ねられている。さらにまた、第４のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７４、第４のＮＭＯＳカスコードトランジスタ８４、第４のＰＭＯＳカスコードトランジスタ９４、及び第４のＰＭＯＳレベルシフトトランジスタ１０４は、高電源電圧Ｖ２及びチャージポンプ電圧ＶＣＰの間に積み重ねられている。
【００８８】
第１から第４のＮＭＯＳカスコードトランジスタ８１から８４のゲートはバイアス電圧ＶＢＩＡＳを使用してバイアスされ、第１から第４のＰＭＯＳカスコードトランジスタ９１から９４のゲートは低電源電圧Ｖ１を使用してバイアスされている。第１のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７１のゲート及び第３のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７３のゲートは、第２のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７２のドレインに電気的に接続されている。また、第２のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７２のゲート及び第４のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７４のゲートは、第３のＮＭＯＳレベルシフトトランジスタ７３のドレインに電気的に接続されている。
【００８９】
第１及び第２のインバータ１０７、１０８は、高電源電圧Ｖ２及び低電源電圧Ｖ１を使用して給電されている。また、第１のインバータ１０７は、スイッチイネーブル信号ＳＷＥＮを受信する入力と、スイッチイネーブル信号ＳＷＥＮの反転バージョンを、第２のインバータ１０８の入力、第２のＰＭＯＳレベルシフトトランジスタ１０２のゲート、及び第４のＰＭＯＳレベルシフトトランジスタ１０４のゲートに提供する出力とを含んでいる。第２のインバータ１０８は、スイッチイネーブル信号ＳＷＥＮの非反転バージョンを第１のレベルシフトＰＭＯＳトランジスタ１０１のゲート及び第３のレベルシフトＰＭＯＳトランジスタ１０３のゲートに提供する出力を含んでいる。
【００９０】
図５のレベルシフタ７０は、図４のスイッチコントローラ５０で使用することができるレベルシフタの一実施形態を示している。しかしながら、レベルシフタの他の構成は、本明細書の教示に従って使用することができる。
【００９１】
図４及び図５を参照すると、モード信号ＭＯＤＥが第１の状態にあるとき、図５の図示のレベルシフタ７０は、スイッチイネーブル信号ＳＷＥＮを高電源電圧Ｖ２及び低電源電圧Ｖ１に関連する電圧ドメインから高電源電圧Ｖ２及びチャージポンプ電圧ＶＣＰに関連する電圧ドメインにレベルシフトすることができる。例えば、スイッチイネーブル信号ＳＷＥＮが論理ハイのとき、非反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬは高電源電圧Ｖ２のそれにほぼ等しい電圧レベルを有することができ、反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬＢはチャージポンプ電圧ＶＣＰのそれとほぼ等しい電圧レベルを有することができる。また、スイッチイネーブル信号ＳＷＥＮが論理ローのときに、非反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬはチャージポンプ電圧ＶＣＰのそれにほぼ等しい電圧レベルを有することができ、反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬＢは高電源電圧Ｖ２のそれとほぼ等しい電圧レベルを有することができる。
【００９２】
バイアス電圧ＶＢＩＡＳは、モード信号ＭＯＤＥの状態に基づいて変化する電圧レベルを有している。例えば、モード信号ＭＯＤＥが第１の状態にあるとき、バイアス電圧ＶＢＩＡＳの電圧レベルは、カスコード基準回路によって生成することができ、チャージポンプ電圧ＶＣＰに動的に追従することができる。このようにバイアス電圧ＶＢＩＡＳを設定することによって、チャージポンプ電圧ＶＣＰの変化及び／又は静止が存在するときにレベルシフタ７０のレベルシフト動作の間にＮＭＯＳカスコードトランジスタ８１から８４のゲートをバイアスするのを補助することができる。
【００９３】
しかしながら、モード信号ＭＯＤＥが第２の状態にあるときに、チャージポンプ電圧ＶＣＰを生成するチャージポンプをオフにすることができる。また、レベルシフタ制御回路５２は、バイアス電圧ＶＢＩＡＳを高電源電圧Ｖ２のような固定電圧に制御することができる。
【００９４】
したがって、バイアス電圧ＶＢＩＡＳの電圧レベルは、モード信号ＭＯＤＥの状態に基づいて変更することができる。
【００９５】
特定の構成で、図４及び図５を続けて参照すると、レベルシフタ制御回路５２は、スタンバイ時に、チャージポンプ電圧ＶＣＰの電圧レベルと、非反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ及び反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬＢの電圧レベルとを制御するように構成されている。例えば、モード信号ＭＯＤＥが第２の状態にあるとき、レベルシフタ制御回路５２は、低電源電圧Ｖ１を使用してチャージポンプ電圧ＶＣＰの電圧レベルと、非反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ及び反転スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬＢの電圧レベルを制御するように構成することができる。
【００９６】
レベルシフタ７０のさらなる詳細は、先に述べたようにすることができる。
【００９７】
図６は、レベルシフタ制御回路１２０の一実施例の回路図である。レベルシフタ制御回路１２０は、カスコード基準回路６１と、スタンバイ制御回路６２と、第１のインバータ１３５と、第１のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２１と、第２のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２２と、ＮＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２３と、第１から第４のＮＭＯＳボディバイアストランジスタ１３１から１３４と、第１のインバータ１３５と、第２のインバータ１３６とを含んでいる。レベルシフタ制御回路１２０は、モード信号ＭＯＤＥの状態に基づいてバイアス電圧ＶＢＩＡＳを生成する。
【００９８】
図６のレベルシフタ制御回路１２０は、図４のスイッチコントローラ５０で使用することができるレベルシフタ制御回路の一実施形態を示している。しかしながら、レベルシフタ制御回路の他の構成は、本明細書の教示に従って使用することができる。
【００９９】
カスコード基準回路６１は、モード信号ＭＯＤＥ及びチャージポンプ電圧ＶＣＰを受け取る。また、カスコード基準回路６１は、モード信号ＭＯＤＥの状態に基づいてカスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦを生成する。特定の構成において、カスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦは、モード信号ＭＯＤＥが第１の状態にあるとき、チャージポンプ電圧ＶＣＰの電圧レベルに動的に追従する。また、モード信号ＭＯＤＥが第２の状態にあるとき、カスコード基準回路６１は、低電源電圧Ｖ１にほぼ等しい電圧レベルを有するカスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦを生成することができる。しかしながら、他の構成も可能である。
【０１００】
第１及び第２のインバータ１３５、１３６は高電源電圧Ｖ２及び低電源電圧Ｖ１を使用して給電されている。第１のインバータ１３５は、モード信号ＭＯＤＥを受信する入力と、モード信号の反転バージョンを第２のインバータ１３６の入力並びに第１のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２１のゲート及びスタンバイ制御回路６２に提供する出力とを含んでいる。第２のインバータ１３６は、モード信号ＭＯＤＥの非反転バージョンを第２のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２２のゲート並びにＮＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２３のゲート及びスタンバイ制御回路６２に提供する出力をさらに含んでいる。
【０１０１】
第１及び第２のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２１、１２２及びＮＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２３は、バイアス電圧ＶＢＩＡＳの電圧レベルを制御するために使用することができる。例えば、モード信号ＭＯＤＥが論理ハイであるとき、第１のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２１及びＮＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２３は、バイアス電圧ＶＢＩＡＳの電圧レベルをカスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦほぼ等しくするように制御するために、オンにすることができる。レベルシフタ制御回路１２０がバイアス電圧ＶＢＩＡＳを制御することと並行して動作するＰＭＯＳトランジスタ及びＮＭＯＳトランジスタを含むように構成することによって、プロセス、供給電圧及び／又は温度の変動にわたる堅牢な電気的な結合を提供することを補助することができる。また、モード信号ＭＯＤＥが論理ローであるとき、第２のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２２は、バイアス電圧ＶＢＩＡＳの電圧レベルが高電源電圧Ｖにほぼ等しくなるように制御することができる。
【０１０２】
第１から第４のＮＭＯＳボディバイアストランジスタ１３１から１３４は、第１及び第２のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２１のボディをバイアスするために使用することができる。図６に示すように、第１及び第２のＮＭＯＳボディバイアストランジスタ１３１，１３２はカスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦ及びバイアス電圧ＶＢＩＡＳの間に電気的に直列に接続され、第３及び第４のＮＭＯＳボディバイアストランジスタ１３３、１３４はバイアス電圧ＶＢＩＡＳ及び高電源電圧Ｖ２の間に電気的に直列に接続されている。また、第２のＮＭＯＳボディバイアストランジスタ１３２のゲートはカスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦに電気的に接続され、第３のＮＭＯＳボディバイアストランジスタ１３３のゲートは高電源電圧Ｖ２に電気的に接続され、第１及び第４のＮＭＯＳボディバイアストランジスタ１３１、１３４のゲートはバイアス電圧ＶＢＩＡＳに電気的に接続されている。ＮＭＯＳボディバイアストランジスタ１３１から１３４をこのように構成することによって、寄生するドレイン−ボディ及び／又はソース−ボディダイオードが様々な動作条件において順方向バイアスになるのを防止するために、第１及び第２のＰＭＯＳレベルシフタ制御トランジスタ１２１，１２２のボディへのバイアスを補助することができる。
【０１０３】
モード信号ＭＯＤＥが第１の状態（通常動作モード）であるとき、チャージポンプ電圧ＶＣＰは（図６に示されていない）チャージポンプを使用して制御することができる。モード信号ＭＯＤＥが第２の状態（スタンバイモード）にあるとき、スタンバイ制御回路６２は、チャージポンプ電圧ＶＣＰが低電源電圧Ｖ１にほぼ等しくなるように制御するために使用することができる。特定の構成では、スタンバイ制御回路６２は、モード信号ＭＯＤＥが第２の状態にあるとき、（スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬのような）１つ以上のスイッチ制御信号の状態を制御するために使用することもできる。
【０１０４】
図７は、カスコード基準回路１５０の一実施形態の回路図である。カスコード基準回路１５０は、第１から第７のＮＭＯＳ分圧器トランジスタ１５１から１５７と、第１のＮＭＯＳ制御トランジスタ１６１と、第２のＮＭＯＳ制御トランジスタ１６２と、ＰＭＯＳ制御トランジスタ１６３と、インバータ１６５と、バイパスコンデンサ１６７とを含んでいる。
【０１０５】
図７のカスコード基準回路１５０は、図６のレベルシフタ制御回路１２０のようなレベルシフタ制御回路に含めることができるカスコード基準回路の一実施形態を示している。しかしながら、カスコード基準回路の他の構成は、本明細書の教示に従って使用することができる。
【０１０６】
第１から第７のＮＭＯＳ分圧器トランジスタ１５１から１５７は、チャージポンプ電圧ＶＣＰ及び高電源電圧Ｖ２の間にＰＭＯＳ制御トランジスタ１６３と電気的に直列に接続されている。図７に示すように、第１から第７のＮＭＯＳ分圧器トランジスタ１５１から１５７は、それぞれダイオード接続され、高電源電圧Ｖ２及びチャージポンプ電圧ＶＣＰの間の分圧器として配置されている。分圧器の一例が示されているが、分圧器は、例えば、より多くの又はより少ないトランジスタを用いた、及び／又は抵抗器のような他の電気部品を使用した構成を含む他の方法で実装することができる。
【０１０７】
インバータ１６５は、高電源電圧Ｖ２及び低電源電圧Ｖ１を使用して給電されている。インバータ１６５は、モード信号ＭＯＤＥを受け取る入力と、モード信号の反転バージョンをＰＭＯＳ制御トランジスタ１６３並びに第１及び第２のＮＭＯＳ制御トランジスタ１６１，１６２のゲートに提供する出力とを含んでいる。
【０１０８】
モード信号ＭＯＤＥが論理ハイであるとき、第１及び第２のＮＭＯＳ制御トランジスタ１６１、１６２はオフにすることができ、ＰＭＯＳ制御トランジスタ１６３はオンにすることができる。また、第１から第７のＮＭＯＳ分圧器トランジスタ１５１から１５７は、ＶＣＰ＋４／７＊（Ｖ２−ＶＣＰ）にほぼ等しくなるようにカスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦを生成する分圧器として動作することができる。したがって、カスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦは、モード信号ＭＯＤＥが第１の状態において、チャージポンプ電圧ＶＣＰに動的に追従することができる。しかし、モード信号ＭＯＤＥが論理ローのとき、第１及び第２のＮＭＯＳ制御トランジスタ１６１，１６２はオンすることができ、ＰＭＯＳ制御トランジスタ１６３はオフにすることができる。このような構成では、カスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦは、低電源電圧Ｖ１の電圧レベルに制御することができる。
【０１０９】
図示の構成はバイパスコンデンサ１６７を含み、それは、ＰＭＯＳ制御トランジスタ１６３のドレインとカスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦとの間に電気的に接続されている。バイパスコンデンサ１６７を含むことによって、カスコード基準電圧ＶＣＡＳＲＥＦのノイズの低減を補助することができる。
【０１１０】
図８は、スタンバイ制御回路１８０の一実施例の回路図である。スタンバイ制御回路１８０は、ＮＭＯＳチャージポンプ電圧制御トランジスタ１８３と、第１のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８１と、第２のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８２と、ＰＭＯＳカスコードトランジスタ１９１と、ＮＭＯＳカスコードトランジスタ１９２と、第１のＰＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１９３と、第２のスタンバイ制御トランジスタ１９４と、第１から第３のＮＭＯＳスイッチ制御トランジスタ２０１から２０３と、第１から第３のＮＭＯＳスイッチカスコードトランジスタ２１１から２１３とを含んでいる。
【０１１１】
図８のスタンバイ制御回路１８０は、図６のレベルシフタ制御回路１２０のようなレベルシフタ制御回路に含めることができるスタンバイ制御回路の一実施例を示している。しかしながら、スタンバイ制御回路の他の構成は、本明細書の教示に従って使用することができる。
【０１１２】
第１のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８１、ＰＭＯＳカスコードトランジスタ１９１、及び第１のＰＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１９３は、チャージポンプ電圧ＶＣＰと高電源電圧Ｖ２との間に電気的に直列に接続されている。また、第２のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８２、ＮＭＯＳカスコードトランジスタ１９２、及び第２のスタンバイ制御トランジスタ１９４は、チャージポンプ電圧ＶＣＰと高電源電圧Ｖ２との間に電気的に直列に接続されている。第１のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８１のゲートは第２のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８２のドレインに電気的に接続され、第２のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８２のゲートは第１のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８１のドレインに電気的に接続されている。また、ＰＭＯＳのカスコードトランジスタ１９１のゲートは低電源電圧Ｖ１に電気的に接続され、ＮＭＯＳカスコードトランジスタ１９２のゲートはバイアス電圧ＶＢＩＡＳに電気的に接続されている。また、第１のＰＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１９３のゲートはモード信号ＭＯＤＥに電気的に接続され、第２のＰＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１９４のゲートは反転モード信号ＭＯＤＥＢに電気的に接続されている。
【０１１３】
ＮＭＯＳチャージポンプ電圧制御トランジスタ１８３は、チャージポンプ電圧ＶＣＰに電気的に接続されたソース及びボディと、電力低電源電圧Ｖ１に電気的に接続されたドレインと、第１のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８１のドレインに電気的に接続されたゲートとを含んでいる。モード信号ＭＯＤＥが論理ハイであるとき、ＮＭＯＳチャージポンプ電圧制御トランジスタ１８３はオフにすることができ、チャージポンプは、低電源電圧Ｖ１より低い電圧レベルを有するようにチャージポンプ電圧ＶＣＰを生成することができる。
【０１１４】
しかしながら、モード信号ＭＯＤＥが論理ローのとき、ＮＭＯＳチャージポンプ電圧制御トランジスタ１８３はオンにすることができ、スタンバイ制御回路１８０は、電源低供給電圧Ｖ１とほぼ等しい電圧レベルを有するようにチャージポンプ電圧ＶＣＰを制御することができる。したがって、スタンバイ制御回路１８０は、チャージポンプ電圧ＶＣＰがスタンバイモード時に電気的にフロートになることを防止するために使用することができる。
【０１１５】
図示の構成では、スタンバイ制御回路１８０は、第１のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ１、第２のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ２、及び第３のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ３に関連付けられたスイッチ制御トランジスタを含むものとして示されている。第１から第３のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ１からＳＷＣＴＬ３は、異なるスイッチに関連付けられたレベルシフタによって生成することができる。３つのスイッチ制御信号に関連付けられた構成が示されているが、スタンバイ制御回路１８０はより多くの又はより少ないスイッチ制御信号のスタンバイ制御を提供するように適合させることができる。
【０１１６】
第１から第３のＮＭＯＳスイッチ制御トランジスタ２０１から２０３のゲートは、第１のＮＭＯＳスタンバイ制御トランジスタ１８１のドレインに電気的に接続されている。また、第１から第３のＮＭＯＳスイッチ制御カスコードトランジスタ２１１から２１３のゲートは、バイアス電圧ＶＢＩＡＳに電気的に接続されている。第１のＮＭＯＳスイッチ制御トランジスタ２０１及び第１のＮＭＯＳスイッチ制御カスコードトランジスタ２１１は、電気的に直列に接続されている。同様に、第２のＮＭＯＳスイッチ制御トランジスタ２０２及び第２のＮＭＯＳスイッチ制御カスコードトランジスタ２１２は電気的に直列に接続され、第３のＮＭＯＳスイッチ制御トランジスタ２０３及び第２のＮＭＯＳ制御カスコードトランジスタ２１３は電気的に直列に接続されている。
【０１１７】
モード信号ＭＯＤＥが論理ハイのとき、第１から第３のＮＭＯＳスイッチ制御トランジスタ２０１から２０３をオフにすることができ、スタンバイ制御回路１８０は第１から第３のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ１からＳＷＣＴＬ３を制御しないであろう。このようにスタンバイ制御回路１８０を構成することによって、スタンバイ制御回路１８０が、通常の動作時に第１から第３のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ１からＳＷＣＴＬ３の電圧レベルを制御するレベルシフタの動作に干渉すること防止することができる。しかしながら、モード信号ＭＯＤＥが論理ローのとき、スイッチコントローラはスタンバイモードで動作することができ、スタンバイ制御回路１８０は第１から第３のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ１からＳＷＣＴＬ３のそれぞれを低電源電圧Ｖ１にほぼ等しくするように制御することができる。
【０１１８】
図９は、一実施形態によるＲＦシステム２００の概略ブロック図である。ＲＦシステム２００は、チャージポンプ２２と、第１のＲＦスイッチ２０１ａと、第２のＲＦスイッチ２０１ｂと、第３のＲＦスイッチ２０１ｃと、スイッチコントローラ２０３とを含んでいる。ＲＦシステム２００は３つのＲＦスイッチを含むものとして示されているが、ＲＦシステム２００はより多くの又はより少ないＲＦスイッチを含むように適合させることができる。
【０１１９】
チャージポンプ２２は、モード信号ＭＯＤＥを受信し、チャージポンプ電圧ＶＣＰを生成する。チャージポンプ２２は、モード信号ＭＯＤＥの第１の状態で有効になり、モード信号ＭＯＤＥの第２の状態で無効になる。例えば、第１の状態はＲＦシステム２００の通常動作モードを示すことができ、第２の状態はＲＦシステム２００のスタンバイモードを示すことができる。
【０１２０】
スイッチコントローラ２０３は、モード信号ＭＯＤＥ、第１のスイッチイネーブル信号ＳＷＥＮ１、第２のスイッチイネーブル信号ＳＷＥＮ２、及び第３のスイッチイネーブル信号ＳＷＥＮ３を受信する。また、スイッチコントローラ２０３は、第１のＲＦスイッチ２０１ａを制御するための第１のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ１、第２のＲＦスイッチ２０１ｂを制御するための第２のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ２、及び第３のＲＦスイッチ２０１ｃを制御するための第３のスイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ３を生成する。図示のスイッチコントローラ２０３は、レベルシフタ制御回路２５２、第１のレベルシフタ２５１ａ、第２のレベルシフタ２５１ｂ、及び第３のレベルシフタ２５１ｃを含んでいる。レベルシフタ制御回路２５２は、図４のレベルシフタ制御回路５２と同様に動作することができる。また、レベルシフタ２５１ａから２５１ｃは、図４のレベルシフタ５１とそれぞれ同様に動作することができる。
【０１２１】
図示されたスイッチコントローラには３つのレベルシフタが含まれているが、スイッチコントローラはより多くの又はより少ないレベルシフタを含むことができる。
【０１２２】
ＲＦシステム２００の追加の詳細は、先に述べた通りであり得る。
【０１２３】
図１０Ａは、パッケージ化モジュール３００の一実施形態の概略図である。図１０Ｂは、線１０Ｂ−１０Ｂに沿って取られた図１０Ａのパッケージ化モジュール３００の断面の概略図である。
【０１２４】
パッケージ化モジュール３００は、ＩＣ又はダイ３０１と、面実装部品３０３と、ワイヤボンド３０８と、パッケージ基板３２０と、封止構造３４０とを含んでいる。パッケージ基板３２０は、その中に配置された導電体から形成されたパッド３０６を含んでいる。また、ダイ３０１はパッド３０４を含み、ワイヤボンド３０８は、ダイ３０１のパッド３０４をパッケージ基板３０１のパッド３０６に電気的に接続するために使用されてきた。
【０１２５】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、ダイ３０１は、チャージポンプ２２と、スイッチコントローラ２３と、スイッチ１２とを含み、それらは、先述した通りであり得る。
【０１２６】
パッケージ基板３２０は、ダイ３０１及び面実装部品３０３のような複数の構成部品を受け入れるように構成することができ、それらは、例えば、面実装コンデンサ及び／又はインダクタである。
【０１２７】
図１０Ｂに示すように、パッケージ化モジュール３００は、ダイ３０１を搭載するために使用された側とは反対のパッケージ化モジュール３００の側に配置された複数のコンタクトパッド３３２を含むことが示されている。このようにパッケージ化モジュール３００を構成することによって、パッケージ化モジュール３００を無線デバイスの電話機基板のような回路基板に接続するのを補助することができる。実施例のコンタクトパッド３３２は、ＲＦ信号、バイアス信号、低電源電圧及び／又は高電源電圧をダイ３０１及び／又は面実装部品３０３に提供するように構成することができまる。図１０Ｂに示すように、コンタクトパッド３３２及びダイ３０１の間の電気的な接続は、パッケージ基板３２０を介した接続３３３によって容易にすることができる。接続３３３は、多層積層パッケージ基板のビア及び導体に関連した接続のようなパッケージ基板３２０を介して形成された電気経路を表すことができる。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、パッケージ化モジュール３００は、例えば、パッケージ化モジュール３００に保護を提供し、及び／又は取り扱いを容易にするために、１つ以上のパッケージ構造を含むこともできる。そのようなパッケージ構造は、パッケージ基板３２０と、その上に配置された構成部品及びダイとの上に形成されたオーバーモールド又は封止構造３４０を含むことができる。
【０１２９】
パッケージ化モジュール３００がワイヤボンドに基づいた電気的接続に関連して説明されたが、本開示の１つ以上の特徴は、例えば、フリップチップのようなその他のパッケージの構成でも実施され得ることが理解されるであろう。
【０１３０】
用途
上述の実施形態のいくつかは、無線デバイス又は携帯電話機に関連した例を提供している。しかしながら、実施形態の原理及び利点は、無線周波数スイッチのための制御回路の必要性を有する他のシステム又は装置のために使用することができる。
【０１３１】
このようなスイッチコントローラは、様々な電子デバイスに実装することができる。電子デバイスの例は、民生用電子製品、民生用電子製品の部品、電子試験設備を含むことができるが、これらに限定されない。電子デバイスの例は、メモリチップ、メモリモジュール、光ネットワーク又は他の通信ネットワークの回路、及びディスクドライバ回路を含むことができるが、これらに限定されない。民生用電子製品は、携帯電話機、電話機、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、電子レンジ、冷蔵庫、自動車、ステレオシステム、カセットレコーダ又はプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ＭＰ３プレーヤ、ラジオ、ビデオカメラ、カメラ、デジタルカメラ、携帯メモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、複写機、ファクシミリ、スキャナ、多機能周辺デバイス、腕時計、クロック等を含むことができるが、これらに限定されない。また、電子デバイスは、未完成製品を含むことができる。
【０１３２】
結論
文脈が明らかに他を求めない限り、本明細書及び特許請求の範囲を通じて、「含む」等の語は、排他的又は網羅的な意味とは逆に、包括的な意味で解釈されるべきである。換言すると、「含んでいるが、それに限定されない」という意味である。本明細書で一般的に使用される、「結合され」という語は、直接に接続された、又は１つ以上の中間要素を介して接続されてもよい２つ以上の要素を参照している。本明細書で一般的に使用される、「接続され」という語は、直接に接続された、又は１つ以上の中間要素を介して接続されてもよい２つ以上の要素を参照している。また、「本」、「上」、「下」及び同様な語は、本出願において使用される場合、この出願の全体を参照するものであり、この明細書のいずれの特定の部分をも参照するものではない。文脈が許せば、単数又は複数を使用した上記の記載の語は、それぞれ複数又は単数を含んでもよい。２つ以上の項目のリストを参照した語「又は」は、リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目のすべて、及び項目の任意の組み合わせという解釈のすべてをカバーする。
【０１３３】
また、本明細書で使用された、とりわけ、「できる」、「であろう」、「かもしれない」、「あり得る」、「例えば」、「一例として」、「などの」のような条件付きの表現は、明示しない限り、又は本明細書で使用された文脈で理解されない限り、特定の実施形態は特定の特徴、要素及び／又は状態を含むが、他の実施形態はそれらを含まないことを伝えることが概して意図されている。したがって、このような条件付き表現は、特徴、要素及び／又は状態が１つ又は複数の実施形態のためにいずれにせよ必要とされ、又は１つ以上の実施形態が、著作者の入力又は促進の有無に拘わらず、これらの特徴、構成要素及び／又は状態が特定の実施形態に含まれ又は実施されるかどうかを決定するための論理を必然的に含むことを意味することを概して意図されたものではない。
【０１３４】
本発明の実施形態の上記の詳細な説明は、網羅的であること、又は上記の開示された正確な形態に本発明を限定するものではない。例示の目的のために本発明の特定の実施形態及び例が上記に記載されているが、当業者は認識し得るように、本発明の範囲内で様々な同等の修正が可能である。例えば、処理又はブロックが所定の順序で提示されているが、代替的な実施形態は、異なる順序で、ルーチンを実施し、又はブロックを有するシステムを使用してもよく、いくつかの処理又はブロックは、削除、移動、追加、再分割、結合及び／又は修正してもよい。これらのプロセス又はブロックのそれぞれは、様々な異なる方法で実施することができる。また、処理又はブロックは続けて実行されるものとして示された時間にあるが、これらの処理又はブロックは、その代わりに並行して行ってもよいし、異なる時間に行ってもよい。
【０１３５】
本明細書で提供される本発明の教示は、必ずしも上記のシステムに限らず、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の要素及び行為は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。
【０１３６】
本発明のいくつかの実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は例としてのみ提示されており、本開示の範囲を限定するものではない。実際、本明細書に記載の新規な方法及びシステムは、他の様々な形態で実施することができる。また、種々の省略、置換、及び本明細書に記載される方法及びシステムの形態の変更は、本開示の精神から逸脱することなくなされる。添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物は、本開示の範囲及び精神内に入り得るような形態又は修正を包含することを意図している。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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