[发明专利]用于射频功率放大器的差分可切换电容器

说明书

提供了一种使用差分可切换电容器来调谐谐振电路的方法。例如，该方法可以在具有可调谐振输出网络的功率放大器的情况下操作。为了调谐网络，并联提供了多个差分可切换电容器。每个差分可切换电容器可包括一对电容器，每个电容器耦合于相应的内部节点和相应的差分端子之间；并且所述内部节点使用相应的电子开关选择性地耦合或解耦。导通一个所述差分可切换电容器以形成具有关联电容的电容性通道。每个差分可切换电容器还可以包括开关网络，以根据选择的操作模式，选择性地将所述内部节点拉至高或低电压参考。

交叉引用

本申请要求享有于2019年4月25日提交的、题为“用于射频功率放大器的差分可切换电容器”、申请号为16/395,222的美国申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明一般涉及射频收发器。更具体地，实施例涉及用于射频功率放大器的调谐谐振网络的差分可切换电容器。

背景技术

许多电子应用涉及使用收发器电路(例如，发射器电路和/或接收器电路)的信号的通信。收发器电路可以包括射频功率放大器和谐振网络。功率放大器可为信号增加所需的增益量，而谐振网络可用于将功率放大器的输出调谐到所需的频率。例如，电容器和电感器可以用作谐振电路，并且电容器和电感器的值可以有效地定义谐振电路的频率。

通常，期望设计出可以在不同的频带中操作的收发器电路。例如，可以将蜂窝电话收发信机设计为选择性地在不同类型的网络中运行(例如，针对不同的公司，不同的国家等)。重新调谐该收发器可能涉及使用可调谐的谐振电路。这样的电路可以利用多个电容器进行设计，这些电容器可以选择性地与单个电感器相耦合，从而选择特定的可以有效地为电路选择特定谐振频率的电容器。

在操作过程中，在射频功率放大器的输出端往往会有较大的电压摆幅。当开关导通时(即，谐振电路中使用了电容器)，开关可能只会观察到相对较小的电压摆幅。但是，当开关关断时(即，未使用电容器)，功率放大器的全输出摆幅可能会传输到开关。开关通常被实现为典型的晶体管(例如，互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxidesemiconductor,CMOS)晶体管)，其可以具有相对较低的应力电压。这样，当开关关断时，较大的电压摆幅会导致晶体管性能下降和/或其他不良情况。

为了避免这种担忧，使用了各种传统方法。一些传统应用只是通过选择单个电容器来避免此类问题，从而使谐振电路不可调谐。其他传统方法使用一个或多个片外电容器，其可以选择性地耦合到电路中，例如，通过使用物理开关组件(例如，指拨开关)将其中一个特定的电容器选择性地硬接线到该电路等。

发明内容

实施例提供了使用差分可切换电容器来调谐谐振电路的电路、设备和方法。例如，实施例可以在具有可调谐振输出网络的功率放大器的情况下操作。为了调谐网络，并联提供了多个差分可切换电容器。每个差分可切换电容器可包括一对电容器，每个电容器在相应的内部节点和相应的差分端子之间耦合；内部节点使用相应的电子开关(例如，晶体管)选择性地耦合或解耦。导通差分可切换电容器中的一个以形成具有相关电容的电容性通道。每个差分可切换电容器还可以包括开关网络，以根据选择的操作模式，选择性地将内部节点拉至高或低电压参考。

根据一组实施例，提供了一种可切换电容器系统。该系统包括差分可切换电容器，其包括：正差分端子；负差分端子；电容器控制开关(capacitor control switch,CCS)，其具有正CCS节点和负CCS节点，该CCS在第一模式和第二模式之间选择性地切换以响应CCS控制信号；第一电容器，耦合于正CCS节点与正差分端子之间；第二电容器，耦合于负CCS节点和负差分端子之间；以及开关网络，其在第一模式和第二模式之间选择性地切换以响应开关网络控制信号，使得在第一模式下，开关网络将正CCS节点和负CCS节点拉至低的参考电压电平，并且在第二模式下，开关网络将正CCS节点和负CCS节点拉至高的参考电压电平。