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TWI517600B - 無線電電路及其自協調功率放大器 - Google Patents

無線電電路及其自協調功率放大器 Download PDF

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Publication number
TWI517600B
TWI517600B TW102132204A TW102132204A TWI517600B TW I517600 B TWI517600 B TW I517600B TW 102132204 A TW102132204 A TW 102132204A TW 102132204 A TW102132204 A TW 102132204A TW I517600 B TWI517600 B TW I517600B
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TW
Taiwan
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liquid
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microelectromechanical system
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Application number
TW102132204A
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TW201414216A (zh
Inventor
阿瑪德雷茲 羅弗戈蘭
Original Assignee
美國博通公司
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Publication date
Application filed by 美國博通公司 filed Critical 美國博通公司
Publication of TW201414216A publication Critical patent/TW201414216A/zh
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Publication of TWI517600B publication Critical patent/TWI517600B/zh

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    • H01G5/16—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of distance between electrodes
    • G—PHYSICS
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Description

無線電電路及其自協調功率放大器
本發明主要涉及無線電通訊，尤其是涉及採用一個或多個MEMS組件的無線通訊設備。
根據一個或多個通訊協議或標準，促進射頻(RF)通訊設備在一個或多個頻帶中無線通訊是衆所周知的。為了適應多種通訊協議或標準，RF通訊設備包括RF通訊設備的每個部分(例如，基頻處理，RF接收器，RF發射器，天線介面)的多種版本(每種用於一個協議)和/或包括可編程部分。例如，RF通訊設備可以包括可編程基頻部，多個RF接收器部，多個RF發射器部，以及可編程天線介面。
為了提供RF通訊設備的可編程部的至少某些可編程性能，該部件包括一個或多個可編程電路，其中，該可編程性能經由基於交換的電路元件組(例如，電容器，電感器器，電阻器)實現。例如，選擇基於交換的電容器組和基於交換的電感器器組的各種組合來產生能夠被用於像在放大器中作為負載的濾波器的各種諧振電路。RF技術的近年來的進步是使用集成電路(IC)微電子機械系統(MEMS)開關提供基於交換的電路元件組的開關。
IC MEMS開關的問題包括最小接觸面積(這產生過熱點)，電觸點彈跳(這限制冷切換的使用)以及受限的生命周期。針對這些問題，射頻技術的最新進展是採用IC實現的液態RF MEMS開關(這也被稱為電化學潤濕開關，electro-chemical wetting switch)。隨著IC製造技術的不斷發展以及在IC上製造的IC模片和組件尺寸的降低，IC實現的液態RF MEMS開關可能僅具有受限的應用。
根據本發明的一實施方式，提供了一種無線電電路，包括：在集成電路(IC)模片上的可調射頻(RF)前端模組，其中，該可調射頻前端模組基於補償訊號來調整對輸入或輸出射頻訊號的處理；在板材上的液態微電子機械系統(MEMS)組件，其中，該液態微電子機械系統組件包括：在該板材內的通道；包含在該通道內的液體微滴；以及近該通道的一個或多個導電元件，其中，當該無線電電路的溫度改變時，該液體微滴相對於該一個或多個導電元件而改變，從而改變該液態微電子機械系統組件的操作特性；以及在該集成電路模片上的處理模組，其中，該處理模組可操作用於基於該液態微電子機械系統組件的該操作特性來生成該補償訊號。
進一步地，可調射頻前端模組包括：一個或多個功率放大器；一個或多個接收-發射隔離模組；一個或多個天線調諧單元；以及頻帶開關，其中，該調整對該輸入或輸出射頻訊號的處理包括下列項中的一個或多個：調整該一個或多個功率放大器的操作特性；在頻帶內從第一通道改變到第二通道；以及從第一頻帶改變到第二頻帶。
進一步地，該一個或多個功率放大器的功率放大器包括：負載；耦接至該負載的輸出電容器；耦接至該負載和該輸出電容器的電晶體；耦接至該電晶體的輸入電容器；以及耦接至該輸入電容器和該電晶體的可調模組，其中，該功率放大器的操作特性響應於該補償訊號經由該可調模組被調整。
進一步地，無線電電路還包括：在該IC模片上的基頻處理模組，其中，該基頻處理模組可操作用於：根據多個通訊協議中的 一個將輸出數據轉換為輸出符號流；根據該多個通訊協議中的該一個通訊協議將輸入符號流轉換為輸入數據；以及基於該補償訊號，變為該多個通訊協議中的另一個。
進一步地，無線電電路還包括：在該集成電路模片上的基頻處理模組，其中，該基頻處理模組可操作用於：將輸出數據轉換為具有笛卡爾坐標的輸出符號流；將具有該笛卡爾坐標的輸入符號流轉換為輸入數據；以及基於該補償訊號將笛卡爾坐標變換為極坐標。
進一步地，該液態微電子機械系統組件包括下列項中的一個或多個：液態微電子機械系統開關；液態微電子機械系統電容器；多個液態微電子機械系統開關；以及多個液態微電子機械系統電容器。
進一步地，無線電電路還包括：支撑該集成電路模片的該板材，其中，該板材包括印刷電路板(PCB)、集成電路(IC)封裝基板以及印刷電路板或集成電路封裝基板的再分配層(RDL)中的一個。
根據本發明的又一實施方式，提供一種無線電電路，包括：在板材上的一個或多個液態微電子機械系統(MEMS)組件，其中，該一個或多個液態微電子機械系統組件的液態微電子機械系統組件包括：在該板材內的通道；包含在該通道內的液體微滴；以及靠近該通道的一個或多個導電元件，其中，當該無線電電路的溫度改變時，該液體微滴相對於該一個或多個導電元件而改變，從而改變該液態微電子機械系統組件的操作特性；以及無線電路還包括在集成電路(IC)模片上的可調射頻(RF)前端模組，其中，該可調射頻前端模組基於該一個或多個微電子機械系統組件的該操作特性的改變，來調整對輸入或輸出射頻訊號的處理。
進一步地，一個或多個液態微電子機械系統組件包括下列項中的一個或多個：液態微電子機械系統開關；液態微電子機械系 統電容器；多個液態微電子機械系統開關；以及多個液態微電子機械系統電容器。
進一步地，無線電電路還包括：支撑該集成電路模片的板材，其中，該板材包括印刷電路板(PCB)、集成電路(IC)封裝基板以及印刷電路板或集成電路封裝基板的再分配層(RDL)中的一個。
進一步地，可調射頻前端模組包括：一個或多個功率放大器；一個或多個接收-發射隔離模組；一個或多個天線調諧單元；以及頻帶開關，其中，該調整對該輸入或輸出射頻訊號的處理包括下列項中的一個或多個：調整該一個或多個功率放大器的操作特性；在頻帶內從第一通道改變到第二通道；以及從第一頻帶改變到第二頻帶。
進一步地，一個或多個功率放大器的功率放大器包括：負載；耦接至該負載的輸出電容器；耦接至該負載和該輸出電容器的電晶體；耦接至該電晶體的輸入電容器；以及耦接至該輸入電容器和該電晶體的可調模組，其中，該功率放大器的該操作特性響應於該一個或多個液態MEMS組件的該操作特性的改變而經由該可調模組被調整。
進一步地，該可調模組包括：多個電路元件，該多個電路元件可以為電流源、電容器、電阻器；以及可操作地耦接至該多個電路元件的多個開關，其中，當該一個或多個液態微電子機械系統組件的該操作特性改變時，該多個開關的各種組合被接通，使得該多個電路元件隨著該一個或多個液態微電子機械系統組件的該操作特性的改變而提供變化的組件值。
根據本發明的又一實施方式，提供了一種自調諧功率放大器，包括：一個或多個集成電路(IC)模片，該一個或多個集成電路支撑：負載；耦接至該負載的輸出電容器；耦接至該負載和該輸出電容器的電晶體；耦接至該電晶體的輸入電容器；以及耦 接至該輸入電容器和該電晶體的可調模組，其中，該可調模組耦接至一個或多個液態微電子機械系統(MEMS)組件，以及其中，基於該一個或多個液態微電子機械系統組件的操作特性的改變，調整該功率放大器的操作特性；以及板材，支撑該一個或多個集成電路模片和支撑該一個或多個液態微電子機械系統組件，其中，該一個或多個液態微電子機械系統組件的液態微電子機械系統組件包括：在該板材內的通道；包含在該通道內的液體微滴；以及靠近該通道的一個或多個導電元件，其中，當該自調諧功率放大器的溫度改變時，該液體微滴相對於該一個或多個導電元件而改變，從而改變該液態微電子機械系統組件的該操作特性。
進一步地，該可調模組包括：偏置調節模組，該偏置調節模組包括：多個電流源；以及參考電晶體；其中，該一個或多個液態微電子機械系統組件包括耦接至該多個電流源的多個液態微電子機械系統開關，其中，該多個液態微電子機械系統開關的液態微電子機械系統開關在不同溫度下保持連接或斷開連接，使得該偏置調節模組在該不同溫度下提供不同的偏置電流。
進一步地，該可調模組包括：包括多個電容器的增益調節模組，其中，該一個或多個液態微電子機械系統組件包括耦接至該多個電容器的多個液態微電子機械系統開關，其中，該多個液態微電子機械系統開關的液態微電子機械系統開關在不同溫度下保持連接或斷開連接，使得該增益調節模組在該不同溫度下提供不同的容量。
進一步地，該可調模組包括：包含一個或多個電連接的增益調節模組，其中，該一個或多個液態微電子機械系統組件包括耦接至該一個或多個電連接的一個或多個液態微電子機械系統電容器，其中，在該自調諧功率放大器的溫度改變時，該一個或多個液態微電子機械系統電容器的容量改變，從而改變該自調諧功率放大器的增益。
進一步地，該可調模組包括：增益調節模組，該增益調節模組包括：一個或多個電容器；以及一個或多個電連接；其中，該一個或多個液態微電子機械系統組件包括耦接至該一個或多個電容器的一個或多個液態微電子機械系統開關，並包括耦接至該一個或多個電連接的一個或多個液態微電子機械系統電容器。
進一步地，自調諧功率放大器還包括：在該一個或多個集成電路模片上的多個電晶體，該多個電晶體包括該電晶體；以及在該板材上的多個液態微電子機械系統開關，其中，該多個液態微電子機械系統開關耦接至該多個電晶體，其中，該多個液態微電子機械系統開關的液態微電子機械系統開關在不同溫度下保持連接或斷開連接，使得該多個電晶體的不同組合在該不同溫度下作為該自調諧功率放大器的輸入電晶體是起作用的。
進一步地，該板材包括：印刷電路板(PCB)；集成電路(IC)封裝基板；以及印刷電路板或集成電路封裝基板的再分配層(RDL)。
10‧‧‧無線電電路
12‧‧‧板材
14‧‧‧IC模片
16‧‧‧調射頻(RF)前端模組
18‧‧‧處理模組
20‧‧‧液態微電子機械系統(MEMS)組件
22‧‧‧液體微滴
24‧‧‧通道
26‧‧‧導電元件
30‧‧‧操作特性
32‧‧‧補償訊號
34‧‧‧輸入RF訊號
35‧‧‧天線結構
36‧‧‧輸出RF訊號
40、42‧‧‧功率放大器(PA)
44‧‧‧接收-發射隔離模組
46‧‧‧接收-發射隔離模組
48、50‧‧‧天線調諧單元
52‧‧‧頻帶(FB)開關
60‧‧‧可調模組
70‧‧‧基頻處理模組
72‧‧‧轉換模組
75‧‧‧液態MEMS開關
80‧‧‧電觸點
82、84‧‧‧電容器板
85‧‧‧電容器
100‧‧‧可調模組
102‧‧‧電路元件
104‧‧‧開關
110‧‧‧自調諧功率放大器
112‧‧‧可調模組
120‧‧‧偏置調節模組
122‧‧‧增益調節模組
圖1示出根據本發明的無線電電路的實施方式的示意性框圖；圖2示出根據本發明的無線電電路的另一個實施方式的示意性框圖；圖3示出根據本發明的功率放大器的實施方式的示意性框圖；圖4示出根據本發明的未補償功率放大器的輸出功率與溫度的的例子的曲線圖；圖5示出根據本發明的功率放大器的補償電流與溫度的例子的曲線；圖6示出根據本發明的補償功率放大器的輸出功率與溫度的曲線例子；圖7示出根據本發明的功率放大器的另一個實施方式的示意性框圖； 圖8示出根據本發明的未補償功率放大器的線性度與溫度的例子的曲線圖；圖9示出根據本發明的補償功率放大器的線性度與溫度的例子的曲線圖；圖10示出根據本發明的無線電電路的另一個實施方式的示意性框圖；圖11和圖12示出根據本發明的液態MEMS開關的實施方式的示意性框圖；圖13和圖14示出根據本發明的液態MEMS電容器的實施方式的示意性框圖；圖15示出根據本發明的無線電電路的另一個實施方式的示意性框圖；圖16示出根據本發明的功率放大器的另一個實施方式的示意性框圖；圖17示出根據本發明的可調模組的單元的實施方式的示意性框圖；圖18示出根據本發明的可調模組的單元的另一個實施方式的示意性框圖；圖19示出根據本發明的無線電電路的另一個實施方式的示意性框圖；圖20示出根據本發明的功率放大器的另一個實施方式的示意性框圖；圖21示出根據本發明的功率放大器的另一個實施方式的示意性框圖；圖22示出根據本發明的功率放大器的另一個實施方式的示意性框圖；以及圖23示出根據本發明的功率放大器的另一個實施方式的示意性框圖。
圖1示出可以被用於便攜式計算通訊設備中的無線電電路10的實施方式的示意性框圖。便攜式計算通訊設備可以是被人攜帶在身上、可以是至少部分由電池供電的任何設備，其包括射頻收發器(例如，射頻(RF)和/或毫米波(MMW))，並且執行一個或多個軟體應用程序。例如，便攜式計算通訊設備可以是蜂窩電話，筆記型電腦，個人數位助理終端，視頻遊戲機，視頻遊戲播放器，個人娛樂裝置，平板電腦等。
如圖所示，無線電電路10包括一個或多個集成電路(IC)模片14和板材12。IC模片14包括可調射頻(RF)前端模組16和處理模組18。板12至少間接支撑IC模片14，並且包括一個或多個液態微電子機械系統(MEMS)組件20。液態MEMS組件20包括液體微滴22，通道24，以及一個或多個導電元件26。微滴22可以為導電微滴(例如，水銀或在室溫下處於液態的其他金屬或導電物質)、液態絕緣微滴、電介質摻雜微滴或其他類型溶液中的一個或多個。不管微滴22的特定成分如何，微滴22響應於溫度的改變來改變其相對於一個或多個導電元件26的尺寸、形狀、位置。
通道24包含微滴22，並且其可以具有各種形狀。例如，通道24可以具有方管形的形狀，圓柱形的形狀，非直線性方管形的形狀，或非直線性圓柱形的形狀，其中，非直線性指的是所述通道的軸向形狀是不同於直線的形狀(例如，曲折線、弧線、圓形、橢圓形、多邊形或其一部分)。此外，通道24可以具有被塗敷絕緣層、電介質層、半導體層和/或導電層的內壁和/或外壁。
在操作的例子中，前端模組(RF FEM)16被耦接至天線結構35，天線結構35可以包括一個或多個天線，天線陣列等，以便收發輸入RF訊號34和輸出RF訊號36。在前端模組16收發輸入和輸出RF訊號34和36的時候，無線電電路10的溫度改變。例如， 在發射功率增加以發射輸出RF訊號36時，前端模組16生成更多熱量，這增加了無線電電路10的溫度。隨著溫度的增加，前端模組16的一個或多個組件的性能從理想性能水平開始漂移。
為了補償前端模組16的溫度相關性能漂移，板材12上的液態MEMS組件20改變與溫度變化成正比的操作特性(例如，一個或多個開關的接通/斷開狀態，電容量，電容器的介電特性等)。例如，當無線電電路10的溫度改變時，液體微滴22相對於一個或多個導電元件26改變其尺寸、形狀或位置，從而改變液態MEMS組件20的操作特性30。
處理模組18解釋操作特性30的改變，以便生成補償訊號32。例如，溫度改變的越大(例如，從標稱環境溫度到超過100攝氏度)，操作特性30的改變越大。因此，處理模組18生成更大的補償訊號32。可調RF前端模組16基於補償訊號調整其輸入和/或輸出RF訊號34和36的處理以大致補償溫度相關性能漂移。
如圖所示，液態MEMS組件20由板材12支撑，板材12可以是印刷電路板(PCB)，集成電路(IC)封裝基板，PCB或IC封裝基板的再分配層(RDL)等。液態MEMS組件20可以被製造到板材12中，或者是被嵌入在板材12中的單獨組件。通過將液態MEMS組件20在板材12上實施而不是在IC模片14上實施，液態MEMS組件20的大小可以比被實施在IC模片上的相應組件大數十倍、數百倍或數千倍，這允許了在IC上實施是不切實際或近乎不可能的組件，尤其利用最新的IC製造工藝，可以很容易在板材上實現。
圖2示出無線電電路10的另一個實施方式的示意性框圖，無線電電路20包括RF前端模組(RF FEM)16和在一個或多個IC模片14上的處理模組18以及在板材12上的液態MEMS組件20。RF FEM 16包括功率放大器(PA)40和42，接收-發射隔離模組44和46，天線調諧單元48和50，以及頻帶(FB)開關52。
在操作例子中，在無線電電路10的溫度改變時，液態MEMS組件20改變操作特性30。處理模組18解釋操作特性30，並從中生成對應於溫度變化的補償訊號32。響應於補償訊號32，通過調整一個或多個功率放大器的操作特性(例如，線性度，增益，偏置，負載，頻帶等)，通過在頻帶內從第一通道改變到第二通道，和/或通過從第一頻帶改變到第二頻帶，前端模組16調整其對輸入和/或輸出RF訊號的處理。
例如，處理模組18可以解釋操作特性30由於無線電電路的給定操作條件而變化太大(例如，對於給定的操作條件，溫度不應當像操作特性的變化所表示的變化一樣高)。在這個實例中，處理模組18可以推出由於在當前通道中或在當前頻帶內發送或接收的問題而導致溫度太高。因此，處理模組18將生成補償訊號32以指示RF FEM 16再調諧到不同通道或不同頻帶的。
作為另一個例子，處理模組18可以解釋操作特性30的改變，作為調整功率放大器40和42中的一個或多個的操作特性的指示。在這個實例中，處理模組18生成補償訊號32以調整一個或多個功率放大器40和42操作的增益、偏置、負載、線性度和/或頻帶。
圖3示出單端功率放大器40和42的實施方式的示意性框圖，單端功率放大器40和42包括電晶體(T)，負載(其被表示為電感器L)，輸入電容器(C1)，輸出電容器(C2)，以及可調模組60。可調模組60可以響應於補償訊號32調整功率放大器的增益和/或功率放大器的偏置電流。需要注意的是，對於差分功率放大器，單端版本被鏡像，其中，可調模組60集中調整兩端的偏置電流和分別調整兩端的增益。
例如，如圖4所示，在溫度增加時，未補償功率放大器的輸出功率(例如，可調模組沒有改變偏置電流和/或增益)下降。為了保持更靠近理想輸出功率的輸出功率，偏置電流需要被調整為 如圖5所示。因此，在一個實例中，可調模組60基於補償訊號32調整符合圖5的曲線的偏置電流，以便產生如圖6所示的更理想輸出功率。
圖7示出單端功率放大器40和42的另一個實施方式的示意性框圖，單端功率放大器40和42包括電晶體(T)，負載(其被表示為電感器L)，輸入電容器(C1)，輸出電容器(C2)，以及可調模組60。可調模組60可以響應於補償訊號32的響應調整功率放大器的增益，調整功率放大器的偏置電流，和/或調整輸入電晶體(T)的特性(例如，阻抗，增益，漏電流，特性曲線等)。需要注意的是，對於差分功率放大器，單端版本被鏡像，其中，可調模組60集中調整兩端的偏置電流，以及單獨調整兩端的增益，以及單獨調整兩端的輸入電晶體。
例如，如圖8所示，在溫度增加時，未補償功率放大器(例如，可調模組沒有改變偏置電流和/或增益)的線性度(例如，輸出功率與輸入功率的比)下降。為了保持更靠近理想線性度的線性度，所述偏置電流、增益和/或輸入電晶體可以被調整。因此，基於補償訊號32，可調模組60調整符合圖5的曲線的偏置電流，以便產生如圖9所示的更理想輸出功率。
圖10示出無線電電路10的另一個實施方式的示意性框圖，無線電電路10包括一個或多個集成電路(IC)模片14和板材12。IC模片14包括可調視頻(RF)前端模組16，基頻處理模組70，轉換模組72和處理模組18。板16至少間接支撑IC模片14，並且包括一個或多個液態微電子機械系統(MEMS)組件20。液態MEMS組件20包括液體微滴22，通道24，以及一個或多個導電元件26。
在一個操作例子中，基頻處理模組70將輸出數據(例如，語音，文本，數據，視頻，圖形，音頻等)根據多個通訊協議中的一個(例如，IEEE 802.11，藍芽，全球移動通訊系統(GSM)，碼 分多址(CDMA)，射頻識別(RFID)，增强型數據速率GSM演進技術(EDGE)，通用分組無線業務(GPRS)，WCDMA，高速下行分組接入(HSDPA)，高速上行分組接入(HSUPA)，LTE(長期演進)，WiMAX(全球微波接入互操作性)，和/或它們的變形)轉換為輸出符號流。轉換模組72將輸出符號流上轉換為上轉換類比訊號，前端模組16將其處理為輸出RF訊號。
基頻處理模組70還根據所述多個通訊通訊協議中的一個將輸入符號流轉換輸入數據。在這個實例中，前端模組16處理輸入RF訊號，以便產生所接收的RF訊號。轉換模組72將所接收的RF訊號轉換為輸入符號流。
響應於補償訊號32，基頻處理模組70從當前的通訊通訊協議改變到所述多個通訊協議中的另一個。在這個實例中，前端模組16也被調整為適應最近選擇的通訊協議。
在另一個例子中，基頻處理模組70響應於補償訊號32而在使用笛卡爾坐標與極坐標之間改變用於輸入和輸出符號流。前端模組16因此被調整。一般來說，基於笛卡爾坐標的RF發射器提供單邊帶發射器的優勢(即，不具有攜帶I和Q訊號的負頻帶)，但是發射器路徑(即，混合部和功率放大器)需要是線性的，以便避免數據分辨率的損失。由於PLL的響應和非線性功率放大器(對於相同電路模片的面積，其能夠比線性功率放大器輸出更大的功率)的使用，極坐標RF發射器提供降低RF濾波的優勢，不過，PLL的響應是窄的，因此，其將RF發射器限制在窄頻的使用。因此，處理模組18生成補償訊號以基於操作特性30的變化的解釋在笛卡爾坐標和極坐標之間轉換。
圖11和圖12示出液態MEMS開關75的實施方式的示意性框圖，液態MEMS開關75包括微滴22，通道24，以及電觸點80。微滴22是導電的，並且其形狀隨著溫度(例如，在標稱溫度)的變化而改變。微滴22與一個或多個電觸點80不接觸。因此，開 關是斷開的，如圖11所示。當溫度增加到特定程度(例如，超過100攝氏度)，微滴22的尺寸、形狀和/或位置改變，從而導致其接觸電觸點80。因此，開關被接通，如圖12所示。需要注意的是，液態MEMS組件20可以包括一個或多個液態MEMS開關75。
圖13和圖14示出液態MEMS電容器85的實施方式的示意性框圖，液態MEMS電容器85包括通道24，電介質摻雜微滴22，以及電容器板82和84。電介質摻雜微滴22包括非導電液體溶液(例如，磁和/或電惰性液體，凝膠，油等)以及懸浮在液體溶液中的多個電介質顆粒。顆粒可以是瓷料、玻璃和/或塑料顆粒。需要注意的是，非導電液體溶液具有使所述顆粒能夠懸浮的密度。需要進一步注意的是，顆粒可以被塗敷有材料，以便減少他們各自的密度。可選地，電介質摻雜微滴22可以為非導電液體溶液和所述顆粒的液態膠體，或者是包括這樣的顆粒的水狀膠體。
如圖13所示，當溫度提供微滴22處於收縮形狀的溫度，微滴22提供電容器85的第一介電特性。當溫度增加到如圖14所示的特定程度時，微滴22的形狀改變，這改變電容器的介電特性。應當指出，電容器的容量是C=εrε0(A/d)，其中，C為電容量，A為兩個板重疊的面積，ε r是板之間材料的相對靜態介電常數(例如，介電常數)，以及d是兩個板之間的距離。因此，通過改變介電特性，介電常數改變，這成比例地改變電容器的容量。需要進一步注意的是，液態MEMS組件20可以包括一個或多個液態MEMS電容器85。
圖15示出無線電電路10的另一個實施方式的示意性框圖，無線電電路10包括板材12和一個或多個IC模片14。板材12支撑IC模片14，並且包括一個或多個液態微電子機械系統(MEMS)組件20。IC模片14包括可調視頻(RF)前端模組90。液態MEMS組件20包括通道24，微滴24，以及導電元件26。可調RF前端模組90包括一個或多個功率放大器40和42，一個或多個接收- 發射隔離模組44和46，一個或多個天線調諧單元48和50，以及頻帶開關52。
在操作例子中，在無線電電路10的溫度改變時，液體微滴22相對於一個或多個導電元件26改變其尺寸、形狀和/或位置，從而改變液態MEMS組件10的操作特性。基於一個或多個液態MEMS組件20的操作特性的改變，可調RF前端模組90調整其對輸入或輸出RF訊號的處理。例如，可調RF前端模組90調整一個或多個功率放大器的操作特性，在頻帶內從第一通道改變到第二通道，和/或從第一頻帶改變到第二頻帶。
圖16示出功率放大器40和42的另一個實施方式的示意性框圖，所述功率放大器40和42包括電晶體(T)，負載(其被表示為電感器L)，輸入電容器(C1)，輸出電容器(C2)，以及可調模組100。可調模組100包括多個電路元件102(例如，電流源，電容器，和/或電阻器)以及多個開關104。當一個或多個液態MEMS組件20的操作特性30改變時，多個開關104的各種組合被接通，使得多個電路元件102提供不同的組件值，以調整功率放大器40和42的增益和/或偏置電流。
圖17示出可調模組100的代表性單元的實施方式的示意性框圖，所述可調模組100的代表性單元包括電路元件102，電阻分壓器(R1和R2)，作為開關104的電晶體，以及液態MEMS開關75。在這個實施方式中，液態MEMS組件20包括具有不同特性的微滴22的液態MEMS開關75(一個開關對應一個單元)，使得他們在不同溫度下接觸和斷開觸點。需要注意的是，當所述電路元件是電流源時，功率放大器的偏置電流被調整，以及當所述電路元件為電容器時，功率放大器的增益被調整。
圖18示出可調模組100的代表性單元的可調模組的單元的另一個實施方式的示意性框圖，可調模組的單元包括電路元件102，電容器(C2)，作為開關104的電晶體，以及液態MEMS電容器 85。在這個實施方式中，液態MEMS組件20包括具有不同特性的微滴22的液態MEMS電容器85(一個開關對應一個單元)，使得他們在不同溫度下具有不同的容量。
圖19示出無線電電路的另一個實施方式的示意性框圖，無線電電路包括板材12和一個或多個IC模片14。板材12支撑IC模片14，並且包括一個或多個液態MEMS組件20。IC模片14包括自調諧功率放大器110，所述自調諧功率放大器110包括電晶體(T)，負載(其被表示為電感器L)，輸入電容器(C1)，輸出電容器(C2)，以及可調模組112。液態MEMS組件20包括液體微滴22，通道24，以及一個或多個導電元件26。
在操作例子中，功率放大器110的操作特性基於一個或多個液態MEMS組件20的響應於溫度改變而改變的操作特性30而改變。圖20至圖23示出功率放大器110響應於操作特性30的改變的操作特性改變的各個例子。
圖20示出自調諧功率放大器110的另一個實施方式的示意性框圖，自調諧功率放大器110包括電晶體(T)，負載(其被表示為電感器L)，輸入電容器(C1)，輸出電容器(C2)，作為可調模組112的偏置調節模組120，以及作為一個或多個液態MEMS組件20的多個液態MEMS開關75。偏置調節模組120包括多個電流源I1-In，參考電晶體T2，以及電阻器R1。
在操作例子中，液態MEMS開關75中的每一個均包括具有不同特性的微滴22，使得每一個微滴對溫度改變做出不同的響應。因此，液態MEMS開關75中的每一個在不同溫度保持連接或斷開連接，使得偏置調節模組120在不同溫度下提供不同的偏置電流。
圖21示出自調諧功率放大器110的另一個實施方式的示意性框圖，自調諧功率放大器110包括電晶體(T)，負載(其被表示為電感器L)，輸入電容器(C1)，輸出電容器(C2)，作為可調模組112的增益調節模組122，以及作為一個或多個液態MEMS組 件20的多個液態MEMS開關75。增益調節模組122包括多個電容器C3至Cn，以及接地連接。
在操作例子中，液態MEMS開關75中的每一個均包括具有不同特性的微滴22，使得微滴22中的每一個均不同地響應於溫度的改變。因此，液態MEMS開關75中的每一個在不同溫度保持連接或斷開連接，使得增益調節模組122在不同溫度下提供不同的增益(例如，C1與增益調節模組122的容量的比)。
圖22示出自調諧功率放大器110的另一個實施方式的示意性框圖，自調諧功率放大器110包括電晶體(T)，負載(其被表示為電感器L)，輸入電容器(C1)，輸出電容器(C2)，作為可調模組112的增益調節模組124，以及作為一個或多個液態MEMS組件20的多個液態MEMS電容器85。增益調節模組124包括多個電容器連接和接地連接。
在操作例子中，液態MEMS電容器85中的每一個均包括具有不同特性的微滴22，使得所述微滴22中的每一個不同地響應於溫度的改變。因此，液態MEMS電容器85中的每個在不同溫度改變不同的容量，使得所述增益調節模組124在不同溫度下提供不同的增益(例如，C1與液態MEMS電容器85的容量的比)。在可選實施方式中，單個液態MEMS電容器85可以被用於調整功率放大器110的增益。
圖23示出自調諧功率放大器110的另一個實施方式的示意性框圖，自調諧功率放大器110包括輸入電晶體(T)，多個可選輸入電晶體(T2至T4)，負載(其被表示為電感器L)，輸入電容器(C1)，輸出電容器(C2)，以及作為一個或多個液態MEMS組件20的多個液態MEMS開關75。
在操作例子中，液態MEMS開關75中的每一個包括具有不同特性的微滴22，使得所述微滴22中的每個不同地響應於改變的溫度。因此，液態MEMS開關75中的每一個在不同溫度保持連接或 斷開連接，使得所述電晶體的不同組合在不同溫度下作為自調諧功率電晶體110的輸入電晶體是起作用的。電晶體的不同組合提供電晶體特性的不同組合(例如，阻抗，增益，漏電流，特性曲線等)。
正如本文所採用的，術語“大體上”和“大約”為其相應的術語提供行業公認的公差和/或各項之間的相對性。這樣的行業公認公差範圍從少於百分之一到百分之五十，並且和成分值、集成電路工藝變化、溫度變化、上升和下降時間和/或熱噪音相對應，但不限於上述參數。各項之間的這種相對性範圍從很小百分比的差異到幅值差異。正如這裏所使用的，術語“可操作耦接”、“耦接”和/或“耦接”包括各項之間的直接耦接和/或經由介入各項的各項之間的間接耦接(例如，各項包括但不限於，組件，元件，電路，和/或模組)，其中，對於間接耦接，所述介入各項不修改訊號的訊息，但是可以調整其電流電平，電壓電平和/或功率電平。正如這裏進一步使用的，所述介入耦接(即，一個元件通過推理被耦接至另一個元件)包括兩個各項之間以與“耦接”方式相同的直接和間接耦接。正如這裏進一步使用的，術語“可操作”或“可操作耦接至”指示包括一個或多個功率連接、輸入端、輸出端等的各項，以便當被激活時，執行一個或多個其相應的功能和可以進一步包括被介入耦接至一個或多個其他各項。正如這裏進一步使用的，術語“與...關聯”包括單獨各項與被嵌入在另一個各項中的一個各項的直接和/或間接耦接。正如這裏所使用的，術語“順利地比較”表示兩個或更多各項、訊號等之間的比較提供所期望的關係。例如，當所期望的關係是訊號1比訊號2具有更大的幅值，則當訊號1的幅值大於訊號2的幅值，或當訊號2的幅值小於訊號1的幅值時，順利比較可以被實現。
正如這裏所使用的，術語“處理模組”、“處理電路”和/或“處理單元”可以是單個處理設備或多個處理設備。這樣的處理 設備可以是微處理器，微控制器，數位訊號處理器，微型計算機，中央處理單元，現場可編程門陣列，可編程邏輯器件，狀態機，邏輯線路，類比線路，數位線路，和/或基於線路的硬編碼和/或可操作指令操控(類比和/或數位)訊號的任何設備。處理模組、模組、處理電路和/或處理單元可以是，或進一步包括儲存器和/或集成的儲存元件，其可以是單個儲存器器件，多個儲存器器件，和/或其他處理模組、模組、處理電路和/或處理單元的嵌入式電路。這樣的儲存器器件可以是祇讀儲存器，隨機存取儲存器，易失性儲存器，非易失性儲存器，靜態儲存器，動態儲存器，閃存儲存器，高速緩存儲存器，和/或儲存數位訊息的任何器件。需要注意的是，如果所述模組、模組、處理電路和/或處理單元包括不止一個處理器件，所述處理器件可以被集中定位(例如，經由有線和/或無線總線結構被直接耦接在一起)或可以分布式定位(例如，經由間接耦接，經由局域網和/或廣域網的雲計算)。需要進一步注意的是，如果所述模組、模組、處理電路和/或處理單元經由狀態機、類比線路、數位線路和/或邏輯線路實施其一個或多個功能，儲存器和/或儲存相應可操作指令的儲存器元件可以被嵌入在或外置於包括狀態機、類比線路、數位線路和/或邏輯線路的線路中。需要進一步指出的是，所述儲存器元件可以儲存，以及所述處理模組、模組、處理電路和/或處理單元可以執行對應於在一個或多個附圖中示出的至少某些步驟和/或功能的硬編碼和/或可操作指令。這樣的儲存器器件或儲存器元件可以被包括在製造的物品中。
借助說明具體功能及其相互關係的方法步驟，已經對本發明進行了描述。為了描述方便，這些功能塊和方法步驟的邊界和次序被隨意定義。只要這些具體功能和相互關係能夠被適當實施，可供選擇的邊界和順序可以被定義。因此，任何這樣的備選邊界或順序在本發明的申請專利範圍和精神內。進一步，為了描述方便，這些功能塊的邊界已經被隨意定義。只要某些重要功能能夠 被適當實施，可供選擇的邊界可以被定義。同樣，本文的流程框圖也已經被隨意定義，以便說明某些重要功能。為了廣泛應用，流程框圖的邊界和順序可以被定義，否則，仍然執行這些重要功能。因此，這樣的功能塊和流程框圖以及順序的定義在本發明的申請專利範圍的精神和範圍內。本領域的普通技術人員還應該明白，這裏所述的功能塊以及其他說明塊、模組和組件可以如圖所示實施或被分立組件、專用集成電路、執行適當軟體的處理器或他們的組合實施。
鑒於一個或多個實施方式，本發明已經被描述，或至少部分被描述。本文所使用的本發明的實施方式是為了說明本發明及其方面、特徵、原理，和/或本發明的例子。體現本發明的物理裝置實施方式、製造物品、機器和/或過程可以包括參考本文所討論的一個或多個實施方式的方面、特徵、原理、例子。進一步地，從圖到圖，所述實施方式可以合並使用相同或不同參考數字編號的相同或類似的功能、步驟、模組，因此，所述功能、步驟、模組等可以是相同或類似的功能、步驟、模組或不同的功能、步驟、模組。
本領域的普通技術人員應當明白，雖然在上述附圖中的電晶體被示為場效應電晶體(FET)，但是，所述電晶體可以使用任何類型的電晶體實施，所述電晶體包括但不限於，雙極型，金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)，N阱電晶體，P阱電晶體，增强型，耗盡型以及零電壓閾值(VT)電晶體。
除非與特別聲明相反，本文所陳述的任意附圖中輸入到元件或所述元件輸出或所述元件之間的訊號，可以是類比的或數位的，連續時間或離散時間，單端的或差分的。例如，如果訊號路徑被示為單端的路徑，其也可以表示差分的訊號路徑。同樣，如果訊號路徑被示為差分的路徑，其也可以表示單端的訊號路徑。雖然一個或特定結構在這裏被描述，但是本領域的普通技術人員 應當明白，使用未明確示出的一個或多個數據總線、元件之間的直接連接和/或其他元件之間的間接耦接的其他結構同樣可以被實施。
本文所述的術語“模組”被用於本發明的各個實施方式中。模組包括處理模組，功能塊，硬體和/或被儲存在儲存器上用於執行本文所述的一個或多個功能的軟體。需要注意的是，如果所述模組經由硬體實施，所述硬體可以單獨操作和/或結合軟體和/或固件操作。正如本文所使用的，模組可以包括一個或多個子模組，所述子模組中的每一個可以是一個或多個模組。
儘管本文已經明確描述本發明的各個功能和特徵的特定組合，不過，這些特徵和功能的其他組合同樣是可行的。本發明不受本文所公開的特定例子限制，並且明確地合並這些其他組合。
10‧‧‧無線電電路
12‧‧‧板材
14‧‧‧IC模片
16‧‧‧調射頻(RF)前端模組
18‧‧‧處理模組
20‧‧‧液態微電子機械系統(MEMS)組件
22‧‧‧液體微滴
24‧‧‧通道
26‧‧‧導電元件
30‧‧‧操作特性
32‧‧‧補償訊號
34‧‧‧輸入RF訊號
35‧‧‧天線結構
36‧‧‧輸出RF訊號

Claims (7)

  1. 一種無線電電路，包括：在集成電路(IC)模片上的可調射頻(RF)前端模組以及在板材上的微電子機械系統(MEMS)組件，所述可調射頻前端模組基於補償訊號來調整對輸入或輸出射頻訊號的處理，其中所述補償訊號是基於操作特性；所述微電子機械系統組件為液態微電子機械組件，包括：在所述板材內的通道；包含在所述通道內的液體微滴；以及靠近所述通道的一個或多個導電元件，其中，當所述無線電電路的溫度改變時，所述液體微滴相對於所述一個或多個導電元件而改變，從而改變所述液態微電子機械系統組件的操作特性；以及在所述集成電路模片上的處理模組，其中，所述處理模組可操作用於基於所述液態微電子機械系統組件的所述操作特性的改變來生成所述補償訊號。
  2. 根據請求項1所述的無線電電路，其中，所述可調射頻前端模組包括：一個或多個功率放大器；一個或多個接收-發射隔離模組；一個或多個天線調諧單元；以及頻帶開關，其中，所述調整對所述輸入或輸出射頻訊號的處理包括下列項中的一個或多個：調整所述一個或多個功率放大器的操作特性；在頻帶內從第一通道改變到第二通道；以及從第一頻帶改變到第二頻帶。
  3. 根據請求項2所述的無線電電路，其中，所述一個或多個功率放大器的功率放大器包括： 負載；耦接至所述負載的輸出電容器；耦接至所述負載和所述輸出電容器的電晶體；耦接至所述電晶體的輸入電容器；以及耦接至所述輸入電容器和所述電晶體的可調模組，其中，所述功率放大器的操作特性響應於所述補償訊號經由所述可調模組被調整。
  4. 根據請求項1所述的無線電電路，還包括：在所述集成電路模片上的基頻處理模組，其中，所述基頻處理模組可操作用於：根據多個通訊協議中的一個將輸出數據轉換為輸出符號流；根據所述多個通訊協議中的所述一個通訊協議將輸入符號流轉換為輸入數據；以及基於所述補償訊號，變為所述多個通訊協議中的另一個。
  5. 根據請求項1所述的無線電電路，還包括：在所述集成電路模片上的基頻處理模組，其中，所述基頻處理模組可操作用於：將輸出數據轉換為具有笛卡爾坐標的輸出符號流；將具有所述笛卡爾坐標的輸入符號流轉換為輸入數據；以及基於所述補償訊號將笛卡爾坐標變換為極坐標。
  6. 根據請求項1所述的無線電電路，其中，所述液態微電子機械系統組件包括下列項中的一個或多個：液態微電子機械系統開關；液態微電子機械系統電容器；多個液態微電子機械系統開關；以及多個液態微電子機械系統電容器。
  7. 根據請求項1所述的無線電電路，還包括：支撑所述集成電路模片的所述板材，其中，所述板材包括印 刷電路板(PCB)、集成電路(IC)封裝基板以及印刷電路板或集成電路封裝基板的再分配層(RDL)中的一個。
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