[发明专利]具有供电电容器切换的功率放大器

说明书

本文提供了具有供电电容器切换的功率放大器。在某些实施例中，功率放大器系统包括提供对射频(RF)信号的放大的功率放大器、控制功率放大器的供电电压的电压电平的功率管理电路、具有与供电电压连接的第一端的供电电容器和体n型场效应晶体管(NFET)开关。功率管理电路可在多种供电控制模式(例如，平均功率跟踪模式和包络跟踪模式)下进行操作。另外，体NFET开关基于功率管理电路的供电控制模式而被控制。体NFET开关包括与供电电容器的第二端和地电压串联的接地NFET和连接在供电电容器的第二端与供电电压之间的放电NFET。

技术领域

本发明的各实施例涉及电子系统，且具体地涉及用于射频(RF)电子装置的功率放大器。

背景技术

功率放大器在射频(RF)通信系统中用来放大RF信号从而经由天线进行发射。管理RF信号发射的电源以延长电池寿命和/或提供合适的发射功率水平是重要的。

具有一个或多个功率放大器的RF通信系统的示例包括但不限定于移动电话、平板电脑、基站、网络接入点、笔记本电脑和可穿戴电子装备。功率放大器提供对RF信号的放大，该RF信号可具有在约30kHz至300GHz的范围内的频率，诸如对于使用频率范围1(FR1)的第五代(5G)通信的约410MHz至约7.125GHz的范围内或者对于使用频率范围2(FR2)的5G通信的约24.250GHz至约52.600GHz的范围内的频率。

发明内容

在某些实施例中，本公开涉及移动装置。该移动装置包括功率放大器、功率管理电路和前端系统，该功率放大器被配置为放大射频信号，该功率管理电路被配置为控制功率放大器的供电电压的电压电平且可在选自多种供电控制模式的选定供电控制模式下进行操作，并且该前端系统包括具有与供电电压连接的第一端的供电电容器、连接在供电电容器的第二端与地电压之间的n型场效应晶体管接地开关和连接在供电电容器的第二端与供电电压之间的n型场效应晶体管放电开关。n型场效应晶体管接地开关和n型场效应晶体管放电开关基于选定供电控制模式而被控制。

在一些实施例中，多种供电控制模式包括平均功率跟踪模式和包络跟踪模式。根据多个实施例，n型场效应晶体管接地开关被配置为在平均功率跟踪模式中接通和在包络跟踪模式中关断，并且n型场效应晶体管放电开关被配置为在平均功率跟踪模式中关断和在包络跟踪模式中接通。

在各种实施例中，n型场效应晶体管放电开关包括两个或更多串联的n型场效应晶体管。根据若干实施例，前端系统还包括被配置为偏置两个或更多个n型场效应晶体管的分压器。根据多个实施例，分压器包括与供电电压连接的第一端子和通过模式晶体管与地电压连接的第二端子。根据一些实施例，多种供电控制模式包括平均功率跟踪模式和包络跟踪模式，模式晶体管被配置为在包络跟踪模式中接通和在平均功率跟踪模式中关断。

在若干实施例中，n型场效应晶体管接地开关和n型场效应晶体管放电开关在使用体(bulk)硅工艺制造的半导体芯片(die)上实现。

在某些实施例中，本公开涉及封装模块。封装模块包括封装基板和附接于封装基板并且包括功率放大器的第一芯片，该功率放大器被配置为放大射频信号且接收来自由功率管理电路控制的供电电压的功率。封装模块还包括供电电容器和第二芯片，该供电电容器附接于封装基板且具有与供电电压连接的第一端并且该第二芯片附接于封装基板且使用体硅工艺制造。第二芯片包括连接在供电电容器的第二端与地电压之间的n型场效应晶体管接地开关和连接在供电电容器的第二端与供电电压之间的n型场效应晶体管放电开关。

在各种实施例中，功率管理电路可在指示平均功率跟踪模式或包络跟踪模式之一的选定供电控制模式下进行操作，n型场效应晶体管接地开关和n型场效应晶体管放电开关基于选定供电控制模式而被控制。根据若干实施例，n型场效应晶体管接地开关被配置为在平均功率跟踪模式中接通和在包络跟踪模式中关断，并且n型场效应晶体管放电开关被配置为在平均功率跟踪模式中关断和在包络跟踪模式中接通。