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TWI720309B - 未經供電之開關模組 - Google Patents

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TWI720309B
TWI720309B TW107114698A TW107114698A TWI720309B TW I720309 B TWI720309 B TW I720309B TW 107114698 A TW107114698 A TW 107114698A TW 107114698 A TW107114698 A TW 107114698A TW I720309 B TWI720309 B TW I720309B
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安東尼 潘提寇夫喬
A 巴拉瑞曼普拉迪普
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美商西凱渥資訊處理科技公司
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Abstract

本發明揭示未經供電之開關模組。一開關模組可包含一第一輸入端子、一第二輸入端子，及一輸出端子。該輸出端子可經組態以回應於在該第一輸入端子或該第二輸入端子上接收之一輸入信號包含一正直流(DC)電壓而輸出該輸入信號之一射頻(RF)分量。

Description

未經供電之開關模組
本發明大體上係關於開關，且特定言之係關於單刀多擲(SPMT)開關。
可攜式無線裝置可包含分割為分離的實體模組之一或多個晶片集，各自連接至一串列控制匯流排。控制此等模組之間之一多路傳輸RF開關可包含給含有開關之一分離模組供電。其亦可包含待寫入至模組之一分離控制命令以選擇所需開關位置。在一些實施例中，離散開關控制線可存在於模組之間以實現多路傳輸。然而，此等線添加至一晶片集中可增加晶片集之大小及成本。
根據一些實施方案，本發明涉及一種開關模組。該開關模組包含一第一輸入端子、一第二輸入端子及一輸出端子。該輸出端子經組態以回應於該第一輸入端子或該第二輸入端子上接收之一輸入信號包含一正直流(DC)電壓而輸出該輸入信號之一射頻(RF)分量。 在一些實施例中，該開關模組可包含一第一電晶體，其具有經由一第一電容器耦合至該第一輸入端子之一汲極、經由一第一電阻器耦合至該第一輸入端子之一閘極及耦合至該輸出端子之一源極。在一些實施例中，該開關模組可進一步包含一第二電晶體，其具有經由一第二電容器耦合至該第二輸入端子之一汲極、經由一第二電阻器耦合至該第二輸入端子之一閘極及耦合至該輸出端子之一源極。 在一些實施例中，該開關模組可包含一第三電晶體，其具有耦合至該第一輸入端子之一汲極、經由該第二電阻器耦合至該第二輸入端子之一閘極及耦合至該開關模組之一接地端子之一源極。在一些實施例中，該開關模組可進一步包含一第四電晶體，其具有耦合至該第二輸入端子之一汲極、經由該第一電阻器耦合至該第一輸入端子之一閘極及耦合至該接地端子之一源極。 在一些實施例中，該開關模組可包含一第三電容器，其安置在該第一電晶體之該閘極與該開關模組之該接地端子之間。在一些實施例中，該開關模組可進一步包含一第四電容器，其安置在該第二電晶體之該閘極與該接地端子之間。 在一些實施例中，該開關模組可包含一第五電晶體，其具有耦合至該第一輸入端子之一汲極、耦合至該偏壓電壓輸出之一閘極及耦合至該接地端子之一源極。在一些實施例中，該開關模組可進一步包含一第六電晶體，其具有耦合至該第二輸入端子之一汲極、耦合至該偏壓電壓輸出之一閘極及耦合至該接地端子之一源極。 在一些實施例中，該開關模組可包含具有耦合至該輸出端子之一輸出之電路。在一些實施例中，該電路可包含經組態以經由該偏壓電壓輸出選擇性地提供一偏壓電壓之一控制器。在一些實施例中，該控制器可包含一功率轉換器以將一電池電壓轉換為該偏壓電壓。 在一些實施例中，該電路可包含具有耦合至該輸出端子之一第一輸出之一定向耦合器。在一些實施例中，該電路可包含耦合至該定向耦合器之一輸入之一功率放大器。在一些實施例中，該電路可包含一傳輸/反射開關，該傳輸/反射開關安置在該定向耦合器之該第一輸出與該輸出端子之間且安置在該定向耦合器之一第二輸出與該輸出端子之間。 在一些實施例中，該第一輸入端子或該第二輸入端子上接收之一第一輸入信號可回應於該第一輸入端子或該第二輸入端子之另一者上接收之一第二輸入信號包含一正直流(DC)電壓而短路至一接地端子。 在一些實施例中，該開關模組可包含一第三輸入端子，且該輸出端子可經組態以回應於該第三輸入端子上接收之一輸入信號包含一正直流(DC)電壓而輸出該輸入信號之一射頻(RF)分量。 在一些實施方案中，本發明涉及一種傳輸模組。該傳輸模組包含一定向耦合器，其安置在一射頻(RF)輸入端子與一射頻(RF)輸出端子之間。該傳輸模組包含一直流(DC)組件，其經組態以產生一DC電壓。該傳輸模組進一步包含一耦合器端子，其經組態以輸出該DC電壓與該定向耦合器之一RF輸出之一組合。 在一些實施例中，該傳輸模組可包含一傳輸/反射開關，該傳輸/反射開關安置在該定向耦合器之一第一RF輸出與該耦合器端子之間且安置在該定向耦合器之一第二RF輸出與該輸出端子之間。 在一些實施例中，該DC組件可在經組態以控制該傳輸/反射開關之一控制器中實施。在一些實施例中，該DC組件可包含經組態以由一經接收電池電壓產生該DC電壓之一功率轉換器。 在一些實施方案中，本發明涉及一種無線裝置，其包含一收發器，該收發器經組態以產生一第一輸入射頻(RF)信號。該無線裝置包含與該收發器通信之一第一前端模組(FEM)。該第一FEM包含經組態以接收複數個組件之一第一封裝基板。該第一FEM進一步包含在該第一封裝基板上實施之一第一傳輸系統及一開關模組。該第一傳輸系統經組態以放大該第一RF信號。該開關模組具有一第一輸入端子、一第二輸入端子及一輸出端子，該輸出端子經組態以回應於該第一輸入端子或該第二輸入端子上接收之一輸入信號包含一正直流(DC)電壓而輸出該輸入信號之一射頻(RF)分量。該無線裝置包含與該第一FEM通信之一第一天線。該第一天線係經組態以傳輸該經放大第一RF信號之天線。 在一些實施例中，該傳輸系統可進一步包含具有耦合至該輸出端子之一輸出之一定向耦合器。 在一些實施例中，該無線裝置可進一步包含與該收發器通信之一第二FEM模組。該第二FEM可包含經組態以接收複數個組件之一第二封裝基板。該第二FEM可進一步包含經組態以放大接收自該收發器之一第二RF信號之一第二傳輸系統。該無線裝置可進一步包含與該第二FEM通信之一第二天線。該第二天線可經組態以傳輸該經放大第二RF信號。該第二FEM模組可具有經組態以輸出一DC電壓與耦合至該第二天線之一定向耦合器之一RF輸出之一組合之一耦合器端子。(該第二FEM之)該耦合器端子可耦合至(該第一FEM之)該第一輸入端子。 為概述本發明之目的，本文中已描述本發明之某些態樣、優點及新穎特徵。應瞭解，不必根據本發明之任何特定實施例達成全部此等優點。因此，可以達成或最佳化如本文中所教示之一優點或優點群組而不必達成如本文中可教示或暗示之其他優點之一方式體現或實行本發明。
相關申請案之交叉參考 本申請案主張2015年2月15日申請之標題為UNPOWERED SINGLE-POLE MULTI-THROW SWITCH之美國臨時申請案第62/116,498號之優先權，其整個揭示內容以引用之形式全部併入本文中。 本文提供之標題(若有)僅係為方便起見，且不一定影響主張之本發明的範疇或意義。 本文中描述一種用於一未經供電之模組內之一單刀多擲RF開關以主動地將RF信號自主動配套模組切換至一單個RF輸出的技術。在本文中描述之實施例中，一控制命令及相關聯之控制軟體可未使用或已被消除。在本文中描述之實施例中，含有多路傳輸開關之模組可不被供電或以數位形式控制。進一步言之，本文中揭示之實施例可不包括模組之間的離散開關控制線。 圖1展示包含多個傳輸模組110、120之一無線通信組態100。傳輸模組110、120之各者具有一輸入端子111、121，用於接收一射頻(RF)輸入信號，以供經由一天線114、124傳輸。傳輸模組110、120之各者包含用於放大輸入信號之一功率放大器115、125。經放大之輸入信號(稱為輸出信號)係經由一輸出端子112、122輸出且經由天線114、124傳輸。 傳輸模組110、120之各者亦包含介於功率放大器115、125與輸出端子112、122之間之一定向耦合器116、126。定向耦合器116、126提供經由天線114、124傳輸之信號(稱為傳輸信號)之一量測及反射自天線114、124之信號(稱為反射信號)之一量測。此等量測兩者皆被提供至一傳輸/反射(T/R)開關117、127，其選擇該等量測之一者以經由一耦合器端子113、123輸出。 傳輸模組110、120之耦合器端子113、123係經由相應傳輸線141、142耦合至一開關模組130之相應輸入端子131、132。開關模組130包含一第一輸入端子131、一第二輸入端子132，及一輸出端子133。基於經由一控制端子135接收之一控制信號，開關模組130提供在第一輸入端子131或第二輸入端子132處接收之信號作為輸出端子133處之一輸出信號。 開關模組130進一步具有用於接收一DC電壓以給開關模組130供電之一功率端子134。DC電壓可為(例如)一電池電壓(例如，來自一電池)或一供應電壓(例如，來自一電力供應器)。DC電壓可用於(例如)對開關模組內之一或多個電晶體加偏壓。 傳輸模組110、120中之各者亦可具有一功率端子(未展示)，用於接收功率以給傳輸模組供電。 為控制開關模組130，開關模組130 (含有一多路傳輸RF開關)經供電(例如，經由功率端子134接收功率)，且一控制信號經提供以(例如，經由控制端子135)選擇所需輸入。給開關模組130供電可非所需地降低電池壽命。進一步言之，可以相關聯之控制軟體為代價而非所需地執行產生與傳輸控制信號。 因此，在一些實施例中，一無線通信組態包含未經由一功率端子供電或經由一控制端子控制之一開關模組。 圖2展示在一些實施例中，一無線通信組態200可包含無一功率端子或一控制端子之一開關模組。如同圖1之無線通信組態100，圖2之無線通信組態200包含兩個傳輸模組210、220。雖然圖2之無線通信組態200包含兩個傳輸模組210、220，但是應明白，其他無線通信組態可包含三個或更多個傳輸模組。 傳輸模組210、220之各者具有一輸入端子211、221，用於接收一射頻(RF)輸入信號，以供經由一相應天線214、224傳輸。傳輸模組210、220之各者包含用於放大輸入信號之一功率放大器215、225。經放大之輸入信號(稱為輸出信號)係經由一輸出端子212、222輸出且經由天線214、224傳輸。 傳輸模組210、220之各者亦包含介於功率放大器215、225與輸出端子212、222之間之一定向耦合器216、226。定向耦合器216、226提供經由天線214、224傳輸之信號(稱為傳輸信號)之一量測及反射自天線214、224之信號(稱為反射信號)之一量測。此等量測兩者皆被提供至一傳輸/反射(T/R)開關217、227，其選擇該等量測之一者以經由一耦合器端子213、223輸出。 此外經由耦合器端子213、223之輸出係由一DC組件218、228提供之一正DC電壓(例如，大於一臨限值(諸如一電晶體加偏壓臨限值)之一DC電壓)。因此，耦合器端子213、223處之輸出係一正DC電壓與定向耦合器216、226之一RF輸出(例如，傳輸或反射信號之一RF量測)之組合。 傳輸模組210、220之耦合器端子213、223係經由相應傳輸線241、242耦合至一開關模組230之相應輸入端子231、232。開關模組230包含一第一輸入端子231、一第二輸入端子232及一輸出端子233。不同於圖1之開關模組130，圖2之開關模組230不包含一控制端子或一功率端子。圖2之開關模組230在第一輸入端子231處接收之信號包含一正DC電壓時輸出第一輸入端子231處接收之信號之RF分量且在第二輸入端子232處接收之信號包含一正DC電壓時輸出第二輸入端子232處接收之信號之RF分量。 因此，在不接收功率或一控制信號的情況下(除了第一輸入端子231或第二輸入端子232上之正DC電壓之外)，開關模組230輸出第一輸入端子231或第二輸入端子232處接收之信號之RF分量。 因此，無線通信組態200可經由開關模組230之輸出端子輸出第一傳輸模組210之傳輸信號或反射信號之一量測，而不對第二傳輸模組220或開關模組230供電。類似地，無線通信組態200可經由開關模組230之輸出端子輸出第二傳輸模組220之傳輸信號或反射信號之一量測，而不對第一傳輸模組210或開關模組230供電。 來自傳輸模組210、220之任一者之傳輸信號及/或反射信號之量測可被提供至一基帶系統以例如控制傳輸功率、控制輻射功率量或調諧一天線調諧器。 圖3展示在一些實施例中，一開關模組300可以不具有一功率端子或一控制端子。圖3之開關模組300可在例如圖2之無線通信組態200中使用以執行上文描述之開關功能。 開關模組300具有一第一輸入端子301、一第二輸入端子302及一輸出端子303。開關模組300進一步具有用於耦合至一接地電位之一接地端子304。開關模組300不包含用於接收功率以給開關模組300供電之一功率端子。開關模組300不包含用於接收一控制信號以在輸出來自第一輸入端子301或第二輸入端子302之信號之間作出選擇之一控制端子。實情係，如上文描述，開關模組300基於第一輸入端子301或第二輸入端子302處是否接收一正DC電壓而輸出第一輸入端子301或第二輸入端子302上接收之信號之RF分量。特定言之，當第一輸入端子301處接收之信號包含一正DC電壓時，開關模組300 (在輸出端子303處)輸出第一輸入端子301處接收之信號之RF分量。類似地，當第二輸入端子302處接收之信號包含一正DC電壓時，開關模組300 (在輸出端子303處)輸出第二輸入端子302處接收之信號之RF分量。 開關模組300包含耦合在第一輸入端子301與輸出端子303之間之一第一電晶體321。第一電晶體具有經由一第一電容器331耦合至第一輸入端子301之一汲極、經由一第一電阻器341耦合至第一輸入端子之一閘極及耦合至輸出端子303之一源極。雖然第一電晶體321在本文中被描述為一場效電晶體(FET)，但是將瞭解，第一電晶體321 (及本文中描述之其他電晶體)可以其他類型的電晶體(諸如雙極接面電晶體(BJT (例如，異質接面雙極電晶體(HBT)))實施。類似地，諸如「閘極」、「汲極」或「源極」之特定術語的使用不應被視為暗示一特定電晶體類型且應被視為可與通常用於指代其他類型的電晶體之其他術語(諸如「基極」、「集極」或「射極」)互換。 開關模組300包含耦合在第二輸入端子302與輸出端子303之間之一第二電晶體322。第二電晶體具有經由一第二電容器332耦合至第二輸入端子302之一汲極、經由一第二電阻器耦合至第二輸入端子302之一閘極及耦合至輸出端子303之一源極。 開關模組300包含耦合在第一輸入端子301與接地端子304之間之一第三電晶體323。第三電晶體323具有耦合至第一輸入端子301之一汲極、經由一終止電阻器343耦合至接地端子304之一源極及經由第二電阻器342耦合至第二輸入端子302之一閘極。開關模組包含耦合在第二輸入端子302與接地端子304之間之一第四電晶體324。第四電晶體324具有耦合至第二輸入端子302之一汲極、經由終止電阻器343耦合至接地端子304之一源極及經由第一電阻器341耦合至第一輸入端子301之一閘極。 第三電晶體323之閘極及第四電晶體324之閘極各自經由一相應電容器333、334耦合至接地端子304。在一些實施方案中，一洩漏電阻器(未展示)可耦合輸出端子303及接地端子304。洩漏電阻器之電阻可為(例如)5千歐姆。 當第一輸入端子301處接收之信號包含一正DC電壓時，正DC電壓行進通過第一電阻器341以將第一電晶體321加偏壓。由於第一電晶體321加偏壓，第一輸入端子301處接收之信號之RF分量行進通過第一電晶體321至輸出端子303。此外，正DC電壓將第四電晶體324加偏壓以經由一經接地終止電阻器343 (通常50歐姆)終止第二輸入端子302。類似地，當第二輸入端子302處接收之信號包含一正DC電壓時，正DC電壓行進通過第二電阻器342以將第二電晶體322加偏壓且允許RF分量行進通過至輸出端子303。此外，正DC電壓將第三電晶體323加偏壓以經由一經接地終止電阻器343終止第一輸入端子301。 因此，輸出端子303經組態以回應於第一輸入端子301或第二輸入端子302上接收之一輸入信號包含一正DC電壓而輸出輸入信號之一RF分量。在一些實施方案中，開關模組300可包含額外輸入端子(例如，一第三輸入端子)，且輸出端子303可經組態以回應於額外輸入端子(例如，第三輸入端子)之一者上接收之一輸入信號包含一正DC電壓而輸出輸入信號之一RF分量。進一步言之，第一輸入端子301或第二輸入端子302上接收之一第一輸入信號係經由經接地終止電阻器343回應於第一輸入端子301或第二輸入端子302之另一者上接收之一第二輸入信號包含一正DC電壓而終止。 因此，開關模組300包含複數個輸入端子301、302及一輸出端子303，該輸出端子303經組態以回應於該複數個輸入端子之一者上接收之一輸入信號包含一正直流(DC)電壓而輸出輸入信號之一射頻(RF)分量。 圖4展示在一些實施方案中，一開關模組430可在包含額外功能之一模組400中實施。模組400包含共用一輸出端子403之電路490及一開關模組430。電路490具有一功率端子405用於接收功率(例如，作為一電池電壓或供應電壓)以給模組400供電。在一些實施例中，電路490將一偏壓電壓(Vb)提供給開關模組430。電路490產生可經由輸出端子403自模組400輸出之一輸出信號。 如同圖3之開關模組300，開關模組430包含耦合在一第一輸入端子401與輸出端子403之間之一第一電晶體421。第一電晶體421具有經由一第一電容器431耦合至第一輸入端子401之一汲極、經由一第一電阻器441耦合至第一輸入端子之一閘極及耦合至輸出端子403之一源極。開關模組430包含耦合在第二輸入端子402與輸出端子403之間之一第二電晶體422。第二電晶體422具有經由一第二電容器432耦合至第二輸入端子402之一汲極、經由一第二電阻器耦合至第二輸入端子402之一閘極及耦合至輸出端子403之一源極。 開關模組430包含經耦合於第一輸入端子401與接地端子404之間之一第三電晶體423。第三電晶體423具有經耦合至第一輸入端子401之一汲極、經由一終止電阻器443耦合至接地端子404之一源極，及經由第二電阻器442耦合至第二輸入端子402之一閘極。開關模組430包含經耦合於第二輸入端子402與接地端子404之間之一第四電晶體424。第四電晶體424具有經耦合至第二輸入端子402之一汲極、經由終止電阻器443耦合至接地端子404之一源極，及經由第一電阻器441耦合至第一輸入端子401之一閘極。 第三電晶體423之閘極及第四電晶體424之閘極係各自經由一相應電容器433、434耦合至接地端子404。在一些實施方案中，一洩漏電阻器(未展示)可耦合輸出端子403及接地端子404。洩漏電阻器之電阻可為(例如)5千歐姆。 開關模組430包含經耦合於第一輸入端子401與接地端子404之間之第五電晶體451。第五電晶體451具有經耦合至第一輸入端子401之一汲極、經由終止電阻器443耦合至接地端子404之一源極，及經耦合至電路490之一偏壓電壓輸出之一閘極。開關模組430包含經耦合於第二輸入端子402與接地端子404之間之一第六電晶體452。第六電晶體452具有經耦合至第二輸入端子402之一汲極、經由終止電阻器443耦合至接地端子404之一源極，及經耦合至電路490之偏壓電壓輸出之一閘極。 當模組400未經供電(例如，沒有電力供應給功率端子405)時，模組400充當圖3之開關模組300。因此，當第一輸入端子401 (或第二輸入端子402)處接收之信號包含一正DC電壓時，正DC電壓行進通過第一電阻器441 (或第二電阻器442)以對第一電晶體421 (或第二電晶體422)加偏壓，並允許RF分量行進通過至輸出端子403。 當模組400被供電時，電路490將一電壓電壓提供給第五電晶體451及第六電晶體452之閘極，且電路490之輸出係經由輸出端子403輸出。 圖5展示在一些實施例中，一模組500可包含一傳輸模組590及一開關模組430。模組500包含如上文關於圖4描述之開關模組430。模組500進一步包含呈一傳輸模組590(類似於如上文關於圖1描述之傳輸模組110)之形式的電路。 傳輸模組590具有一RF輸入端子506，用於接收一RF輸入信號，以供經由經耦合至一RF輸出端子507之一天線傳輸。傳輸模組590包含用於放大RF輸入信號之一功率放大器581。經放大之RF輸入信號(稱為RF輸出信號)係經由RF輸出端子507輸出，以經由一天線來傳輸。 傳輸模組590亦包含介於功率放大器581與RF輸出端子507之間之一定向耦合器582。定向耦合器582提供經由一天線傳輸之信號(稱為傳輸信號)之一量測及反射自天線之信號(稱為反射信號)之一量測。此等量測兩者皆被提供至一傳輸/反射(T/R)開關，其選擇該等量測之一者以經由模組500之輸出端子403輸出。 T/R開關包含一第一反向電晶體561，其具有經耦合至定向耦合器582之一第一輸出之一汲極及經耦合至輸出端子403之一源極。T/R開關包含一第二反向電晶體562，其具有經耦合至定向耦合器582之一第二輸出之一汲極，及經由一電阻器543耦合至接地端子404之一源極。 T/R開關包含一第一正向電晶體563，其具有經耦合至定向耦合器582之第一輸出之一汲極，及經由電阻器543耦合至接地端子404之一源極。T/R開關包含一第二正向電晶體564，其具有經耦合至定向耦合器582之第二輸出之一汲極，及經耦合至輸出端子403之一源極。 當第一反向電晶體561及第二反向電晶體562(例如，以可為-2 V之一反向電壓Vr)加偏壓時，經由輸出端子403輸出反射信號之量測。當第一正向電晶體563及第二正向電晶體564(例如，以可為2.5 V之一正向電壓Vf)加偏壓時，經由輸出端子輸出傳輸信號之量測。 偏壓電壓(Vb)、反向電壓(Vr)及正向電壓(Vf)可由經由功率端子505接收之一電池電壓(Vbatt)或一供應電壓(Vcc)產生。為此，傳輸模組可包含一功率轉換器。 圖6展示在一些實施例中，一傳輸模組600可輸出具有一DC偏壓之一RF耦合器信號。傳輸模組600具有一RF輸入端子606用於接收一RF輸入信號以供經由耦合至一RF輸出端子607之一天線傳輸。傳輸模組600包含用於放大RF輸入信號之一功率放大器681。經放大之RF輸入信號(稱為RF輸出信號)係經由RF輸出端子607輸出以經由一天線而傳輸。 傳輸模組600亦包含介於功率放大器681與RF輸出端子607之間之一定向耦合器682。定向耦合器682提供經由一天線傳輸之信號(稱為傳輸信號)之一量測及反射自天線之信號(稱為反射信號)之一量測。此等量測兩者皆被提供至一T/R開關，其選擇該等量測之一者以經由傳輸模組600之一耦合器端子603輸出。 T/R開關包含一第一反向電晶體661，其具有耦合至定向耦合器682之一第一輸出之一汲極及(經由一電容器631)耦合至耦合器端子603之一源極。T/R開關包含一第二反向電晶體662，其具有耦合至定向耦合器682之一第二輸出之一汲極及經由一電阻器643耦合至一接地端子604 (其耦合至接地電位)之一源極。 T/R開關包含一第一正向電晶體663，其具有耦合至定向耦合器682之第一輸出之一汲極及經由電阻器643耦合至接地端子604之一源極。T/R開關包含一第二正向電晶體664，其具有耦合至定向耦合器682之第二輸出之一汲極及(經由電容器631)耦合至耦合器端子603之一源極。 當第一反向電晶體661及第二反向電晶體662(例如，以可為-2 V之一反向電壓Vr)加偏壓時，經由耦合器端子603輸出反射信號之量測。當第一正向電晶體663及第二正向電晶體664(例如，以可為2.5 V之一正向電壓Vf)加偏壓時，經由耦合器端子603輸出傳輸信號之量測。 傳輸模組600包含一DC偏壓產生器618，其產生經由一電阻器644提供至耦合器端子603之一DC偏壓電壓(Vb)。電容器631及電阻器644形成一RC組合器，其組合RF耦合器量測信號與DC偏壓電壓以經由耦合器端子603輸出。 偏壓電壓(Vb)、反向電壓(Vr)及正向電壓(Vf)可由經由功率端子605接收之一電池電壓(Vbatt)或一供應電壓(Vcc)產生。為此，傳輸模組可包含一功率轉換器。 圖7展示在一些實施例中，一無線通信組態700可包含一基本模組730及多個配套模組710、720。無線通信組態700被示為圖2之無線通信組態200之一特定實例，其中基本模組730大致上類似於圖5之模組500，且配套模組710、720之各者大致上類似於圖6之傳輸模組600。 因此，基本模組730包含耦合在一第一輸入端子701與一耦合器端子703之間之一第一電晶體721。第一電晶體721具有經由一第一電容器731耦合至第一輸入端子701之一汲極、經由一第一電阻器741耦合至第一輸入端子701之一閘極及耦合至耦合器端子703之一源極。基本模組730包含耦合在第二輸入端子702與耦合器端子703之間之一第二電晶體722。第二電晶體722具有經由一第二電容器732耦合至第二輸入端子702之一汲極、經由一第二電阻器742耦合至第二輸入端子702之一閘極及耦合至耦合器端子703之一源極。 開關模組730包含耦合在第一輸入端子701與一接地端子704之間之一第三電晶體723。第三電晶體723具有耦合至第一輸入端子701之一汲極、經由一終止電阻器743耦合至接地端子704之一源極及經由第二電阻器742耦合至第二輸入端子702之一閘極。開關模組730包含耦合在第二輸入端子702與接地端子704之間之一第四電晶體724。第四電晶體724具有耦合至第二輸入端子702之一汲極、經由終止電阻器743耦合至接地端子704之一源極及經由第一電阻器741耦合至第一輸入端子701之一閘極。 第三電晶體723之閘極及第四電晶體724之閘極各自經由一相應電容器733、734耦合至接地端子704。在一些實施方案中，一洩漏電阻器(未展示)可耦合該耦合器端子703及接地端子704。洩漏電阻器之電阻可為(例如)5千歐姆。 基本模組730包含耦合在第一輸入端子701與接地端子704之間之第五電晶體751。第五電晶體751具有耦合至第一輸入端子701之一汲極、經由終止電阻器743耦合至接地端子704之一源極及耦合至一控制器791之一偏壓電壓輸出之一閘極，控制器791經由該偏壓電壓輸出選擇性地提供一偏壓電壓。基本模組730包含耦合在第二輸入端子702與接地端子704之間之一第六電晶體752。第六電晶體752具有耦合至第二輸入端子702之一汲極、經由終止電阻器743耦合至接地端子704之一源極及耦合至控制器791之偏壓電壓輸出之一閘極。 基本模組730具有一RF輸入端子706用於接收一RF輸入信號以供經由耦合至一RF輸出端子707之一天線714傳輸。基本模組730包含用於放大RF輸入信號之一功率放大器781。經放大之RF輸入信號(稱為RF輸出信號)係經由RF輸出端子707輸出以經由天線714而傳輸。 基本模組730包含介於功率放大器781與RF輸出端子707之間之一定向耦合器782。定向耦合器782提供經由天線714傳輸之信號(稱為傳輸信號)之一量測及反射自天線714之信號(稱為反射信號)之一量測。此等量測兩者皆被提供至一T/R開關，其係由控制器791控制以經由基本模組730之耦合器端子703輸出此等量測之一者。 T/R開關包含一第一反向電晶體761，其具有耦合至定向耦合器782之一第一輸出之一汲極及耦合至耦合器端子703之一源極。T/R開關包含一第二反向電晶體762，其具有耦合至定向耦合器782之一第二輸出之一汲極及經由一電阻器744耦合至接地端子704之一源極。 T/R開關包含一第一正向電晶體763，其具有耦合至定向耦合器782之第一輸出之一汲極及經由電阻器744耦合至接地端子704之一源極。T/R開關包含一第二正向電晶體764，其具有耦合至定向耦合器782之第二輸出之一汲極及耦合至耦合器端子703之一源極。 當基本模組730 (例如，由供應給功率端子704之電壓)供電且第一反向電晶體761、第二反向電晶體762、第五電晶體751及第六電晶體752 (例如，由控制器791)加偏壓時，經由耦合器端子703輸出反射信號之量測。當基本模組730被供電且第一正向電晶體763、第二正向電晶體764、第五電晶體751及第六電晶體752被加偏壓時，經由輸出端子輸出傳輸信號之量測。 第五電晶體751及第六電晶體752可由透過控制器791產生之一偏壓電壓(Vb)加偏壓。第一反向電晶體761及第二反向電晶體762可由透過控制器791產生之一反向電壓(Vr)加偏壓。第一正向電晶體763和第二正向電晶體764可由透過控制器791產生之一正向電壓(Vf)加偏壓。偏壓電壓(Vb)、反向電壓(Vr)及正向電壓(Vf)可由經由功率端子705接收之一電池電壓(Vbatt)或一供應電壓(Vcc)產生。為此，控制器791可包含一功率轉換器以將一電池電壓轉換為偏壓電壓、反向電壓及/或正向電壓。 當基本模組730未經供電(例如，沒有電力供應給功率端子705)且第一輸入端子701 (或第二輸入端子702)處接收之一信號包含一正DC電壓時，正DC電壓行進通過第一電阻器741 (或第二電阻器742)以將第一電晶體721(或第二電晶體722)加偏壓並允許RF分量行進通過至耦合器端子703。第一輸入端子701 (或第二輸入端子702)處接收之信號可包含配套模組710、720之傳輸信號或反射信號，如下文描述。 配套模組710、720之各者具有一RF輸入端子806、906用於接收一RF輸入信號以經由耦合至一RF輸出端子807、907之一天線814、914傳輸。配套模組710、720之各者包含用於放大RF輸入信號之一功率放大器881、981。經放大之RF輸入信號(稱為RF輸出信號)係經由RF輸出端子807、907輸出以經由天線814、914而傳輸。 配套模組710、720之各者亦包含介於功率放大器881、981與RF輸出端子807、907之間之一定向耦合器882、982。定向耦合器882、982提供經由天線814、914傳輸之信號(稱為傳輸信號)之一量測及反射自天線814、914之信號(稱為反射信號)之一量測。此等量測兩者皆被提供至一T/R開關，其係由一控制器891、991控制以經由配套模組710、720之一耦合器端子803、903輸出此等量測之一者。 T/R開關包含一第一反向電晶體861、961，其具有耦合至定向耦合器882、982之一第一輸出之一汲極及(經由一電容器831、931)耦合至耦合器端子803、903之一源極。T/R開關包含一第二反向電晶體862、962，其具有耦合至定向耦合器882、982之一第二輸出之一汲極及經由一電阻器843、943耦合至一接地端子804、904 (其耦合至接地電位)之一源極。 T/R開關包含一第一正向電晶體863、963，其具有耦合至定向耦合器882、982之第一輸出之一汲極及經由電阻器843、943耦合至接地端子804、904之一源極。T/R開關包含一第二正向電晶體864、964，其具有耦合至定向耦合器882、982之第二輸出之一汲極及(經由電容器831、931)耦合至耦合器端子803、903之一源極。 配套模組710、720之各者包含一電阻器944，其耦合控制器891、991之一偏壓電壓輸出與耦合器端子803、903。電容器831、931及電阻器844、944形成一RC組合器，其組合RF耦合器量測信號與DC偏壓電壓以經由耦合器端子803、903輸出。 當配套模組710、720之一者 (例如，由供應給功率端子805、905之電壓)供電且第一反向電晶體861、961及第二反向電晶體862、962 (例如，由控制器891、991)加偏壓時，經由耦合器端子803、903輸出反射信號之量測(與一DC偏壓電壓)。當配套模組710、720之一者被供電且第一正向電晶體863、963及第二正向電晶體864、964被加偏壓時，經由耦合器端子803、903輸出傳輸信號之量測(與一DC偏壓電壓)。 第一反向電晶體761及第二反向電晶體762可由透過控制器791產生之一反向電壓(Vr)加偏壓。第一正向電晶體763和第二正向電晶體764可由透過控制器791產生之一正向電壓(Vf)加偏壓。偏壓電壓(Vb)、反向電壓(Vr)及正向電壓(Vf)可由經由功率端子805、905接收之一電池電壓(Vbatt)或一供應電壓(Vcc)產生。為此，控制器891、991可包含一功率轉換器。 第一配套模組710之耦合器端子803係經由一傳輸線耦合至基本模組之第一輸入端子701。第二配套模組720之耦合器端子903係經由一傳輸線耦合至基本模組730之第二輸入端子702。基本模組之耦合器端子703可耦合至一基帶系統用於如上文描述之處理(例如，功率管理及天線調諧)。 因此，無線通信組態700允許第一配套模組710之傳輸信號及反射信號之量測藉由給第一配套模組710供電但不給第二配套模組720、基本模組730或一分離開關模組供電來自基本模組730之耦合器端子703輸出。類似地，無線通信組態700允許第二配套模組720之傳輸信號及反射信號之量測藉由給第二配套模組720供電但不給第一配套模組720、基本模組730或一分離開關模組供電來自基本模組730之耦合器端子703輸出。在不給配套模組710、基本模組730或一分離開關模組供電之情況下，基本模組730之傳輸信號及反射信號之量測可自基本模組730之耦合器端子703輸出。 圖8展示在一些實施例中，一些或所有無線通信系統(例如，圖1至圖7中所示)可完全或部分在一模組中實施。此一模組可例如為一前端模組(FEM)。在圖8之實例中，一模組1000可包含一封裝基板1002，且多個組件可安裝在此一封裝基板上。例如，一FE-PMIC組件1004、一功率放大器總成1006、一匹配組件1008及一雙工器總成1010可安裝及/或實施在封裝基板1002上及/或之內。功率放大器總成1006可包含諸如上文關於圖1至圖7描述之一開關模組1007。諸如多個SMT裝置1014及一天線開關模組(ASM) 1012之其他組件亦可安裝在封裝基板1002上。雖然所有各個組件被描繪為佈局在封裝基板1002上，但是應瞭解一些組件可實施在其他組件上方。 在一些實施方案中，具有本文中描述之一或多個特徵之一裝置及/或一電路可包含在諸如一無線裝置之一RF裝置中。此一裝置及/或一電路可直接以如本文中描述之一模組化形式或以其等某個組合實施在無線裝置中。在一些實施例中，此一無線裝置可包含例如一蜂巢式電話、一智慧型電話、具有或不具有電話功能之一手持式無線裝置、一無線平板電腦等。 圖9描繪具有本文中描述之一或多個優點特徵之一例示性無線裝置1100。在具有如本文中描述之一或多個特徵之一模組之上下文中，此一模組可大致上由一虛線框1000描繪，且可被實施為例如一前端模組(FEM)。 參考圖9，功率放大器(PA) 1120可自一收發器1110接收其等相應RF信號，該收發器1110可以已知方式組態及操作以產生待放大及傳輸之RF信號並處理所接收信號。收發器1110被示為與一基帶子系統1108交互作用，基帶子系統1108經組態以提供適用於一使用者之資料及/或語音信號與適用於收發器1110之RF信號之間之轉換。收發器1110亦可與一功率管理組件1106通信，該功率管理組件1106經組態以管理用於操作無線裝置1100之功率。此功率管理亦可控制基帶子系統1108及模組1000之操作。 基帶子系統1108被示為連接至一使用者界面1102以促進被提供至使用者及自使用者接收之語音及/或資料之各種輸入及輸出。基帶子系統1108亦可連接至一記憶體1104，該記憶體1104經組態以儲存資料及/或指令以促進無線裝置之操作及/或對使用者提供資訊儲存。 在例示性無線裝置1100中，PA 1120之輸出被示為(經由相應匹配電路1122)匹配且被路由至其等相應雙工器1124。此等經放大及濾波之信號可透過一天線開關1114路由至一天線1116以供傳輸。在一些實施例中，雙工器1124可允許使用一共用天線(例如，1116)同時執行傳輸及接收操作。在圖9中，所接收信號被示為路由至可包含例如一低雜訊放大器(LNA)之「Rx」路徑(未展示)。 多種其他無線裝置組態可利用本文中描述之一或多個特徵。例如，一無線裝置無需為一多帶裝置。在另一實例中，一無線裝置可包含諸如分集天線之額外天線及諸如Wi-Fi、藍芽及GPS之額外連接特徵。 如本文中描述，當在諸如涉及圖9之無線裝置之系統中實施時本發明之一或多個特徵可提供多個優點。例如，所揭示實施例可以模組之間之最小輸入/輸出(I/O)實現開關控制。作為另一實例，RF及DC控制可被實行在相同導體上。作為另一實例，無需額外軟體命令或離散I/O來控制多路傳輸開關。 除非上下文明確另有要求，否則貫穿描述及申請專利範圍，字詞「包括」等等係理解為包含性意義，而非排他性或詳盡性意義；即「包含但不限於」之意義。如本文大致上使用之字詞「耦合」指代可直接連接或藉由一或多個中間元件連接之兩個或更多個元件。此外，字詞「本文」、「上文」、「下文」及類似含義之字詞在用於本申請案中時應指代本申請案之整體而非本申請案之任何特定部分。在上下文允許之情況下，在上文描述中使用單數或複數之字詞亦可分別包含複數或單數。字詞「或」涉及兩個或兩個以上項目之一清單，該字詞涵蓋字詞之所有以下解釋：清單中之任意項目、清單中之所有項目或清單中之項目之任意組合。 本發明之實施例之上述詳細描述不旨在詳盡或將本發明限制於上文所揭示之精確形式。雖然上文為說明性之目的描述本發明之某些實施例及實例，但是如熟習相關技術者所認知，各種等效修改在本發明之範疇內亦係可行的。例如，雖然程序或方塊以一給定順序呈現，但是替代實施例可以一不同順序執行具有步驟之常式或採用具有方塊之系統，且一些程序或方塊可刪除、移動、添加、細分、組合及/或修改。此等程序或方塊之各者可以多種不同方式實施。又，雖然程序或方塊有時係展示為串列執行，但是可代替性地並列執行或可在不同時間執行此等程序或方塊。 本文提供之本發明之教示可應用於其他系統，而不一定為上述系統。上述各種實施例之元件及動作可經組合以提供進一步實施例。 雖然已描述本發明之一些實施例，但是此等實施例僅藉由實例呈現且並非旨在限制本發明之範疇。實際上，本文所述之新穎方法及系統可以各種其他形式體現；此外，在不脫離本發明之精神的情況下，可作出呈本文所述之方法及系統形式之各種省略、替代及變化。隨附申請專利範圍及其等效物旨在涵蓋如將落於本發明之範疇及精神內之此等形式或修改。
100‧‧‧無線通信組態110‧‧‧傳輸模組111‧‧‧輸入端子112‧‧‧輸出端子113‧‧‧耦合器端子114‧‧‧天線115‧‧‧功率放大器116‧‧‧定向耦合器117‧‧‧傳輸/反射(T/R)開關120‧‧‧傳輸模組121‧‧‧輸入端子122‧‧‧輸出端子123‧‧‧耦合器端子124‧‧‧天線125‧‧‧功率放大器126‧‧‧定向耦合器127‧‧‧傳輸/反射(T/R)開關130‧‧‧開關模組131‧‧‧第一輸入端子132‧‧‧第二輸入端子133‧‧‧輸出端子134‧‧‧功率端子135‧‧‧控制端子141‧‧‧傳輸線142‧‧‧傳輸線200‧‧‧無線通信組態210‧‧‧第一傳輸模組211‧‧‧輸入端子212‧‧‧輸出端子213‧‧‧耦合器端子214‧‧‧天線215‧‧‧功率放大器216‧‧‧定向耦合器217‧‧‧傳輸/反射(T/R)開關218‧‧‧直流(DC)組件220‧‧‧第二傳輸模組221‧‧‧輸入端子222‧‧‧輸出端子223‧‧‧耦合器端子224‧‧‧天線225‧‧‧功率放大器226‧‧‧定向耦合器227‧‧‧傳輸/反射(T/R)開關228‧‧‧直流(DC)組件230‧‧‧開關模組231‧‧‧第一輸入端子232‧‧‧第二輸入端子233‧‧‧輸出端子241‧‧‧傳輸線242‧‧‧傳輸線300‧‧‧開關模組301‧‧‧第一輸入端子302‧‧‧第二輸入端子303‧‧‧輸出端子304‧‧‧接地端子321‧‧‧第一電晶體322‧‧‧第二電晶體323‧‧‧第三電晶體324‧‧‧第四電晶體331‧‧‧第一電容器332‧‧‧第二電容器333‧‧‧電容器334‧‧‧電容器341‧‧‧第一電阻器342‧‧‧第二電阻器343‧‧‧終止電阻器400‧‧‧模組401‧‧‧第一輸入端子402‧‧‧第二輸入端子403‧‧‧輸出端子404‧‧‧接地端子405‧‧‧功率端子421‧‧‧第一電晶體422‧‧‧第二電晶體423‧‧‧第三電晶體424‧‧‧第四電晶體430‧‧‧開關模組431‧‧‧第一電容器432‧‧‧第二電容器433‧‧‧電容器434‧‧‧電容器441‧‧‧第一電阻器442‧‧‧第二電阻器443‧‧‧終止電阻器451‧‧‧第五電晶體452‧‧‧第六電晶體490‧‧‧電路500‧‧‧模組505‧‧‧功率端子506‧‧‧射頻(RF)輸入端子507‧‧‧射頻(RF)輸出端子543‧‧‧電阻器561‧‧‧第一反向電晶體562‧‧‧第二反向電晶體563‧‧‧第一正向電晶體564‧‧‧第二正向電晶體581‧‧‧功率放大器582‧‧‧定向耦合器590‧‧‧傳輸模組600‧‧‧傳輸模組603‧‧‧耦合器端子604‧‧‧接地端子605‧‧‧功率端子606‧‧‧射頻(RF)輸入端子607‧‧‧射頻(RF)輸出端子618‧‧‧直流(DC)偏壓產生器631‧‧‧電容器643‧‧‧電阻器644‧‧‧電阻器661‧‧‧第一反向電晶體662‧‧‧第二反向電晶體663‧‧‧第一正向電晶體664‧‧‧第二正向電晶體681‧‧‧功率放大器682‧‧‧定向耦合器700‧‧‧無線通信組態701‧‧‧第一輸入端子702‧‧‧第二輸入端子703‧‧‧耦合器端子704‧‧‧接地端子705‧‧‧功率端子706‧‧‧射頻(RF)輸入端子707‧‧‧射頻(RF)輸出端子710‧‧‧第一配套模組714‧‧‧天線720‧‧‧第二配套模組721‧‧‧第一電晶體722‧‧‧第二電晶體724‧‧‧第四電晶體730‧‧‧基本模組/開關模組731‧‧‧第一電容器732‧‧‧第二電容器733‧‧‧電容器734‧‧‧電容器741‧‧‧第一電阻器742‧‧‧第二電阻器743‧‧‧終止電阻器744‧‧‧電阻器751‧‧‧第五電晶體752‧‧‧第六電晶體761‧‧‧第一反向電晶體762‧‧‧第二反向電晶體763‧‧‧第一正向電晶體764‧‧‧第二正向電晶體781‧‧‧功率放大器782‧‧‧定向耦合器791‧‧‧控制器803‧‧‧耦合器端子804‧‧‧接地端子805‧‧‧功率端子806‧‧‧射頻(RF)輸入端子807‧‧‧射頻(RF)輸出端子814‧‧‧天線831‧‧‧電容器843‧‧‧電阻器844‧‧‧電阻器861‧‧‧第一反向電晶體862‧‧‧第一反向電晶體863‧‧‧第一正向電晶體864‧‧‧第二正向電晶體881‧‧‧功率放大器882‧‧‧定向耦合器891‧‧‧控制器903‧‧‧耦合器端子904‧‧‧接地端子905‧‧‧功率端子906‧‧‧射頻(RF)輸入端子907‧‧‧射頻(RF)輸出端子914‧‧‧天線931‧‧‧電容器943‧‧‧電阻器944‧‧‧電阻器961‧‧‧第一反向電晶體962‧‧‧第二反向電晶體963‧‧‧第一正向電晶體964‧‧‧第二正向電晶體981‧‧‧功率放大器982‧‧‧定向耦合器991‧‧‧控制器1000‧‧‧模組/虛線框1002‧‧‧封裝基板1004‧‧‧FE-PMIC組件1006‧‧‧功率放大器總成1007‧‧‧開關模組/開關系統1008‧‧‧匹配組件1010‧‧‧雙工器總成1012‧‧‧天線開關模組(ASM)1014‧‧‧SMT裝置1100‧‧‧無線裝置1102‧‧‧使用者界面1104‧‧‧記憶體1106‧‧‧功率管理組件1108‧‧‧基帶子系統1110‧‧‧收發器1114‧‧‧天線開關1116‧‧‧天線1120‧‧‧功率放大器(PA)1122‧‧‧匹配電路1124‧‧‧雙工器Vb‧‧‧偏壓電壓Vbatt‧‧‧電池電壓Vcc‧‧‧供應電壓Vf‧‧‧正向電壓Vr‧‧‧反向電壓
圖1展示包含多個傳輸模組之一無線通信組態。 圖2展示在一些實施例中，一無線通信組態可包含無一功率端子或一控制端子之一開關模組。 圖3展示在一些實施例中，一開關模組可以不具有一功率端子或一控制端子。 圖4展示在一些實施例中，一開關模組可在包含額外功能之一經供電模組中實施。 圖5展示在一些實施例中，一模組可包含一傳輸模組及一開關模組。 圖6展示在一些實施例中，一傳輸模組可輸出具有一DC偏壓之一RF耦合器信號。 圖7展示在一些實施例中，一無線通信組態可包含一基本模組及多個配套模組。 圖8描繪具有如本文中描述之一或多個特徵之一模組。 圖9描繪具有本文中描述之一或多個特徵之一無線裝置。
300‧‧‧開關模組
301‧‧‧第一輸入端子
302‧‧‧第二輸入端子
303‧‧‧輸出端子
304‧‧‧接地端子
321‧‧‧第一電晶體
322‧‧‧第二電晶體
323‧‧‧第三電晶體
324‧‧‧第四電晶體
331‧‧‧第一電容器
332‧‧‧第二電容器
333‧‧‧電容器
334‧‧‧電容器
341‧‧‧第一電阻器
342‧‧‧第二電阻器
343‧‧‧終止電阻器

Claims (2)

  1. 一種無線裝置，其包括：一第一定向耦合器，其經安置於一第一射頻輸入端子與一第一射頻輸出端子之間，及一第二定向耦合器，其經安置於一第二射頻輸入端子與一第二射頻輸出端子之間；一第一直流組件，其經組態以產生一第一直流(DC)電壓，及一第二直流組件，其經組態以產生一第二直流電壓；一第一耦合器端子，其經組態以輸出該第一直流電壓與該第一定向耦合器之一第一射頻輸出之一組合，及一第二耦合器端子，其經組態以輸出該第二直流電壓與該第二定向耦合器之一第二射頻輸出之一組合；一第一傳輸/反射開關，該第一傳輸/反射開關係安置於該第一定向耦合器之該第一射頻輸出與該第一耦合器端子之間，及一第二傳輸/反射開關，該第二傳輸/反射開關係安置於該第二定向耦合器之該第二射頻輸出與該第二耦合器端子之間；及一開關模組，其具有用於接收該第一直流電壓以給該開關模組供電之一第一輸入/輸出端子及具有用於接收該第二直流電壓以給該開關模組供電之一第二輸入/輸出端子。
  2. 如請求項1之無線裝置，其中該無線裝置包括一第一傳輸模組及一第二傳輸模組，該無線裝置經組態以經由該開關模組之該第一輸入/輸出端子以輸出該第一傳輸模組之一傳輸信號或反射信號之一量測，而不對該第二傳輸模組供電。
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