技术领域
以下描述涉及一种可调电感器电路。
背景技术：
下一代无线通信系统中的朝向宽带、多媒体、智能的趋势增大了对射频(RF)功率放大器中的宽带、线性和智能的需求。
此外，随着对具有高数据速率的通信技术的需求增大，对射频(RF)前端中的具有宽的带宽的功率放大器的设计的需求也增大。
在这样的功率放大器中，需要根据使用时的频率通过最佳化的阻抗来实现匹配以获得宽的带宽，为此，需要在集成电路中实现可变阻抗电路。
在现有的可变阻抗电路中，存在以片上形式实现的可变电容电路，但是难以以片上形式实现可变电感电路。
技术实现要素：
提供本发明内容，以按照简化的形式介绍构思的选择，下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容不意在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总的方面，一种可调电感器电路包括：第一公共传输线，具有连接到第一端子的一端；第一非公共传输线，具有连接到所述第一公共传输线的另一端的一端；第一开关电路，被配置为选择性地将所述第一公共传输线的所述另一端和所述第一非公共传输线的另一端中的一个连接到第一公共节点；第二公共传输线，具有连接到所述第一公共节点的一端；第二非公共传输线，具有连接到所述第二公共传输线的另一端的一端；以及第二开关电路，被配置为选择性地将所述第二公共传输线的所述另一端和所述第二非公共传输线的另一端中的一个连接到第二端子。
所述第一开关电路可包括：第一开关装置，连接在所述第一公共传输线的所述另一端和所述第一公共节点之间；以及第二开关装置，连接在所述第一非公共传输线的所述另一端和所述第一公共节点之间。
所述第一开关装置可包括第一双极结型晶体管(BJT)；所述第二开关装置可包括第二BJT；并且所述第一BJT和所述第二BJT可被配置为响应于具有相反相位的相应的控制信号执行互补开关操作，在所述互补开关操作中，所述第一BJT和所述第二BJT中的一个接通，所述第一BJT和所述第二BJT中的另一个断开。
所述第二开关电路可包括：第一开关装置，连接在所述第二公共传输线的所述另一端和所述第二端子之间；以及第二开关装置，连接在所述第二非公共传输线的所述另一端和所述第二端子之间。
所述第一公共传输线的传输长度可与所述第一非公共传输线的传输长度不同。
在另一总体方面，一种可调电感器电路包括：公共信号路径中包括的第一公共传输线、第二公共传输线至第n公共传输线；旁路信号路径中包括的第一非公共传输线、第二非公共传输线至第n非公共传输线；以及第一开关电路、第二开关电路至第n开关电路，其中，所述第一公共传输线具有连接到所述公共信号路径中包括的第一端子的一端，所述第一非公共传输线具有连接到所述第一公共传输线的另一端的一端，所述第一开关电路被配置为选择性地将所述第一公共传输线的所述另一端和所述第一非公共传输线的另一端中的一个连接到所述公共信号路径中包括的第一公共节点；所述第二公共传输线具有连接到所述第一公共节点的一端，所述第二非公共传输线具有连接到所述第二公共传输线的另一端的一端，所述第二开关电路被配置为选择性地将所述第二公共传输线的所述另一端和所述第二非公共传输线的另一端中的一个连接到所述公共信号路径中包括的第二公共节点；并且所述第n公共传输线具有连接到所述公共信号路径中包括的第n-1公共节点的一端，所述第n非公共传输线具有连接到所述第n公共传输线的另一端的一端，所述第n开关电路被配置为选择性地将所述第n公共传输线的所述另一端和所述第n非公共传输线的另一端中的一个连接到所述公共信号路径中包括的第二端子。
所述第一开关电路可包括：第一开关装置，连接在所述第一公共传输线的所述另一端和所述第一公共节点之间；以及第二开关装置，连接在所述第一非公共传输线的所述另一端和所述第一公共节点之间。
所述第一开关装置可包括第一双极结型晶体管(BJT)；所述第二开关装置可包括第二BJT；并且所述第一BJT和所述第二BJT可被配置为响应于具有相反相位的相应的控制信号执行互补开关操作，在所述互补开关操作中，所述第一BJT和所述第二BJT中的一个接通，所述第一BJT和所述BJT中的另一个断开。
所述第二开关电路可包括：第一开关装置，连接在所述第二公共传输线的所述另一端和所述第二公共节点之间；以及第二开关装置，连接在所述第二非公共传输线的所述另一端和所述第二公共节点之间。
所述第n开关电路可包括：第一开关装置，连接在所述第n公共传输线的所述另一端和所述第二端子之间；以及第二开关装置，连接在所述第n非公共传输线的所述另一端和所述第二端子之间。
所述第一公共传输线至所述第n公共传输线的各个传输长度可彼此不同。
在另一总体方面，一种可调电感器电路包括：n个公共传输线，具有n-1个节点，并连接在第一端子和第二端子之间；n个开关电路，连接在所述n个公共传输线中的相应的一个与所述n个节点中的相应的一个或所述第二端子之间；以及n个环形传输线，均具有连接到所述n个公共传输线中的相应的一个的第一端以及连接到所述n个开关电路中的相应的一个的第二端，其中，所述n个开关电路中的每个被配置为在第一开关状态下从所述n个公共传输线接收第一信号并将所述第一信号输出到所述n-1个节点中的相应的一个或所述第二端子，以及在第二开关状态下从所述n个环形传输线中的相应的一个接收第二信号并将所述第二信号输出到所述n-1个节点中的所述相应的一个或所述第二端子。
所述n个开关电路中的每个可包括：第一开关装置，连接在所述n个公共传输线中的相应的一个与所述n-1个节点中的相应的一个或所述第二端子之间；以及第二开关装置，连接在所述n个环形传输线中的相应的一个的所述第二端与所述n-1个节点中的所述相应的一个或所述第二端子之间。
所述第一开关装置可包括第一双极结型晶体管(BJT)；所述第二开关装置可包括第二BJT；并且所述第一BJT和所述第二BJT可被配置为响应于具有相反相位的相应的控制信号执行互补开关操作，在所述互补开关操作中，所述第一BJT和所述第二BJT中的一个接通，所述第一BJT和所述第二BJT中的另一个断开。
所述n-1个节点可以以不等的间隔设置。
所述n个环形传输线的各个传输长度可彼此不同。
通过下面的具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是示出可调电感器电路的示例的电路图。
图2是示出可调电感器电路的另一示例的电路图。
图3是示出第一开关电路和第二开关电路的示例的电路图。
图4是示出第一开关电路至第n开关电路的示例的电路图。
图5是示出应用到匹配电路的可调电感器电路的示例的电路图。
图6是示出应用到滤波器的可调电感器电路的示例的电路图。
图7是针对图5的示例的第一频率的阻抗图。
图8是针对图5的示例的第二频率的阻抗图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明以及方便起见，可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式，以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解了本申请的公开内容后，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、变型及等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作顺序仅仅是示例，且不限于在此所阐述的示例，而是除了必须按照特定顺序发生的操作外，可在理解了本申请的公开内容后做出将是显而易见的改变。此外，为了增加清楚性和简洁性，可省略本领域中公知的特征的描述。
在此描述的特征可按照不同的形式实施，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，仅仅为了示出在理解了本申请的公开内容后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的多种可行方式中的一些可行方式。
在整个说明书中，当诸如层、区域或晶圆(基板)的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于他们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于他们之间的其他元件。
如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任何两个或更多个的任意组合。
虽然诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语可在此用于描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，以下的示例中的被称为第一构件、组件、区域、层或部分还可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了方便描述，可在此使用诸如“上方”、“上部”、“下方”和“下部”的空间相关术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件之间的关系。这样的空间相关术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“上方”或“上部”的其他元件随后将被描述为相对于另一元件位于“下方”或“下部”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位而包含上方和下方两个方位。装置还可以以其他方式被定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并对在此使用的空间相关术语做出相应的解释。
在此使用的术语仅是为了描述各种示例，而不被用来限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意在包含复数形式。术语“包含”、“包括”以及“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或他们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或他们的组合。
由于制造技术和/或公差，可发生附图中所示出的形状的变化。因此，以下描述的示例并不限于附图中示出的区域的特定形状，而是包括制造期间发生的形状上的变化。
在本具体实施方式中，可省略由相同的标号指示并具有相同的功能的元件的重复描述，并且可仅描述由不同的标号指示并具有不同的功能的元件。
图1是示出可调电感器电路的示例的电路图。
参照图1，可调电感器电路包括第一公共传输线CTL-1、第一非公共传输线UTL-1、第一开关电路SW-1、第二公共传输线CTL-2、第二非公共传输线UTL-2以及第二开关电路SW-2。公共传输线是信号总是流过的传输线，而不管可调电感器电路的状态如何。非公共传输线是根据可调电感器电路的状态信号仅在一些时间流过的传输线。在图1的示例中，第一非公共传输线UTL-1和第二非公共传输线UTL-2呈环形形式，因此为环形传输线。
第一公共传输线CTL-1具有连接到第一端子T1的一端以及连接到第一非公共传输线UTL-1的一端的另一端。第一非公共传输线UTL-1具有连接到第一公共传输线CTL-1的另一端的一端以及连接到第一开关电路SW-1的另一端。第一开关电路SW-1根据第一开关电路SW-1的开关状态选择性地将第一公共传输线CTL-1的另一端和第一非公共传输线UTL-1的另一端中的一个连接到第一公共节点N1。例如，第一开关电路SW-1在第一开关电路SW-1的第一开关状态下将第一公共传输线CTL-1的另一端连接到第一公共节点N1，并在第一开关电路SW-1的第二开关状态下将第一非公共传输线UTL-1的另一端连接到第一公共节点N1。
因此，当第一开关电路SW-1将第一公共节点N1连接到第一公共传输线CTL-1的另一端时，第一公共传输线CTL-1被选择为传输线。可选地，当第一开关电路SW-1将第一公共节点N1连接到第一非公共传输线UTL-1的另一端时，串联连接的第一公共传输线CTL-1和第一非公共传输线UTL-1被选择为传输线。
也就是说，根据第一开关电路SW-1的开关操作来调整传输线的电长度(electricallength)。
第二公共传输线CTL-2具有连接到第一公共节点N1的一端以及连接到第二非公共传输线UTL-2的一端的另一端。第二非公共传输线UTL-2具有连接到第二公共传输线CTL-2的另一端的一端以及连接到第二开关电路SW-2的另一端。第二开关电路SW-2根据第二开关电路SW-2的开关状态选择性地将第二公共传输线CTL-2的另一端和第二非公共传输线UTL-2的另一端中的一个连接到第二端子T2。
因此，当第二开关电路SW-2将第二端子T2连接到第二公共传输线CTL-2的另一端时，第二公共传输线CTL-2被选择为传输线。可选地，当第二开关电路SW-2将第二端子T2连接到第二非公共传输线UTL-2的另一端时，串联连接的第二公共传输线CTL-2和第二非公共传输线UTL-2被选择为传输线。
也就是说，根据第二开关电路SW-2的开关操作来调整传输线的电长度。
在图1的示例中，第一公共传输线CTL-1的传输长度与第一非公共传输线UTL-1的传输长度不同。
图2是示出可调电感器电路的另一示例的电路图。
参照图2，可调电感器电路包括公共信号路径中包括的第一公共传输线CTL-1至第n公共传输线CTL-n、旁路信号路径中包括的第一非公共传输线UTL-1至第n非公共传输线UTL-n以及第一开关电路SW-1至第n开关电路SW-n。
除了图1中的第二端子T2被图2中的第二公共节点N2替代之外，图2中的第一公共传输线CTL-1和第二公共传输线CTL-2、第一非公共传输线UTL-1和第二非公共传输线UTL-2以及第一开关电路SW-1和第二开关电路SW-2的操作与参照图1描述的相同元件的操作相同，因此已经省略其描述。
参照图2，第n公共传输线CTL-n(n是3或更大的自然数)具有连接到第n-1公共节点Nn-1的一端以及连接到第n非公共传输线UTL-n的一端的另一端。第n非公共传输线UTL-n具有连接到第n公共传输线CTL-n的另一端的一端以及连接到第n开关电路SW-n的另一端。第n开关电路SW-n根据第n开关电路SW-n的开关状态选择性地将第n公共传输线CTL-n的另一端和公共路径中包括的第n非公共传输线UTL-n的另一端中的一个连接到公共信号路径中包括的第二端子T2。
因此，当第n开关电路SW-n将第二端子T2连接到第n公共传输线CTL-n的另一端时，第n公共传输线CTL-n被选择为传输线。可选地，当第n开关电路SW-n将第二端子T2连接到第n非公共传输线UTL-n的另一端时，串联连接的第n公共传输线CTL-n和第n非公共传输线UTL-n被选择为传输线。
也就是说，根据第n开关电路SW-n的开关操作来调整传输线的电长度。
在一个示例中，第一公共传输线CTL-1至第n公共传输线CTL-n具有不同的传输长度。也就是说，第一公共传输线CTL-1至第n公共传输线CTL-n的各个传输长度可彼此不同，以使可调电感器电路具有各种传输线，但不限于此。在该示例中，在包括第一公共传输线CTL-1至第n公共传输线CTL-n的公共信号路径中以不等的间隔设置n-1个节点。
在图2中示出的示例中，第一非公共传输线UTL-1至第n非公共传输线UTL-n具有不同的传输长度。也就是说，第一非公共传输线UTL-1至第n非公共传输线UTL-n的各个传输长度可彼此不同，以使可调电感器电路具有各种传输线，但不限于此。
图3是示出第一开关电路和第二开关电路的示例的电路图，图4是示出第一开关电路至第n开关电路的示例的电路图。
参照图3和图4，第一开关电路SW-1包括第一开关装置SW-11和第二开关装置SW-12。
第一开关电路SW-1的第一开关装置SW-11连接在第一公共传输线CTL-1的另一端和第一公共节点N1之间。
第一开关电路SW-1的第二开关装置SW-12连接在第一非公共传输线UTL-1的另一端和第一公共节点N1之间。
在一个示例中，第一开关电路SW-1的第一开关装置SW-11和第二开关装置SW-12中的每个是双极结型晶体管(BJT)。在这种情况下，第一开关电路SW-1的第一开关装置SW-11和第二开关装置SW-12根据具有相反相位的两个控制信号Vb-11和Vb-12执行互补开关操作，以选择性地将第一公共传输线CTL-1的另一端和第一非公共传输线UTL-1的另一端中的一个连接到第一公共节点N1。在互补开关操作中，BJT中的一个接通，BJT中的另一个断开。
第二开关电路SW-2包括第一开关装置SW-21和第二开关装置SW-22。
第二开关电路SW-2的第一开关装置SW-21连接在第二公共传输线CTL-2的另一端和第二端子T2之间。
第二开关电路SW-2的第二开关装置SW-22连接在第二非公共传输线UTL-2的另一端和第二端子T2之间。
在一个示例中，第二开关电路SW-2的第一开关装置SW-21和第二开关装置SW-22中的每个是BJT。在这种情况下，第二开关电路SW-2的第一开关装置SW-21和第二开关装置SW-22根据具有相反相位的两个控制信号Vb-21和Vb-22执行互补开关操作，以选择性地将第二公共传输线CTL-2的另一端和第二非公共传输线UTL-2的另一端中的一个连接到第二端子T2。
参照图4，第n开关电路SW-n包括第一开关装置SW-n1和第二开关装置SW-n2。
第一开关装置SW-n1连接在第n公共传输线CTL-n的另一端和第二端子T2之间。
第二开关装置SW-n2连接在第n非公共传输线UTL-n的另一端和第二端子T2之间。
在一个示例中，第n开关电路SW-n的第一开关装置SW-n1和第二开关装置SW-n2中的每个是BJT。在这种情况下，第n开关电路SW-n的第一开关装置SW-n1和第二开关装置SW-n2根据具有相反相位的两个控制信号Vb-n1和Vb-n2执行互补开关操作，以选择性地将第n公共传输线CTL-n的另一端和第n非公共传输线UTL-n的另一端中的一个连接到第二端子T2。
本申请中描述的可调电感器电路应用于如将参照图5和图6描述的匹配电路和滤波器。
图5是示出应用到匹配电路的可调电感器电路的示例的电路图。
参照图5，在包括驱动放大器10、功率放大器20、输入匹配电路M1、级间匹配电路M2以及输出匹配电路M3的功率放大电路中，本申请中描述的可调电感器电路的示例应用于级间匹配电路M2。
图6是示出应用到滤波器的可调电感器电路的示例的电路图。
参照图6，在包括驱动放大器10、功率放大器20、滤波器30、输入匹配电路M1、级间匹配电路M2以及输出匹配电路M3的功率放大电路中，本申请中描述的可调电感器电路的示例应用于连接到输出端子的滤波器30。
本申请中描述的可调电感器电路的应用不限于图5和图6中示出的示例。例如，本申请中描述的可调电感器电路还可应用于可变电感电路。
图7是针对图5的示例的第一频率的阻抗图，图8是针对图5的示例的第二频率的阻抗图。
在图7中，m59指示图5的驱动放大器10在第一频率(例如，760MHz)下的输出阻抗，m61指示图5的功率放大器20在第一频率(例如，760MHz)下的输入阻抗。在图8中，m59指示图5的驱动放大器10在第二频率(例如，860MHz)下的输出阻抗，m61指示图5的功率放大器20在第二频率(例如，860MHz)下的输入阻抗。
图7和图8示出了使第一频率(例如，760MHz)和第二频率(例如，860MHz)之间的阻抗不匹配最小化同时改变在第一频率和第二频率下的电感的模拟结果的史密斯图。
在图7的史密斯图中，轨迹P11指示从图5中的级间匹配电路M2朝向驱动放大器10的输出观察的针对100.0MHz至6.000GHz的频率范围的阻抗(Z输出：驱动放大器10的输出阻抗)，轨迹P12指示从级间匹配电路M2朝向功率放大器20的输入观察的针对100.0MHz至6.000GHz的频率范围的阻抗(Z输入：功率放大器20的输入阻抗)。
在图8的史密斯图中，轨迹P21指示从级间匹配电路M2朝向驱动放大器10的输出观察的针对100.0MHz至6.000GHz的频率范围的阻抗(Z输出：驱动放大器10的输出阻抗)，轨迹P22指示从级间匹配电路M2朝向功率放大器20的输入观察的针对100.0MHz至6.000GHz的频率范围的阻抗(Z输入：功率放大器20的输入阻抗)。
参照图7和图8的模拟结果，可看出，功率放大器20在第一频率(760MHz)和第二频率(860MHz)下的输入阻抗分别为1.549-j13.214Ω和1.286-j11.781Ω，驱动放大器10在第一频率(760MHz)和第二频率(860MHz)下的输出阻抗分别为4.216+j12.048Ω和4.835+j14.430Ω，使得匹配偏差小。
因此，本申请中描述的可调电感器电路使得电感被适当地调整以在频率变化时使阻抗不匹配最小化。
如上所述，可使用第一开关电路至第n开关电路对传输线的电长度进行各种调整，使得在不同频率下最佳化的电感值被提供到匹配电路，这对于在宽的频带范围内执行最优化是有利的。
本申请中描述的可调电感器电路可以以片上形式实现为可变电感电路，使得可变电感电路以最小的尺寸被制造并且使用外部控制信号改变传输线的电长度。
虽然本公开包括特定的示例，但是在理解了本申请的公开内容后将显而易见的是，在不脱离权利要求及他们的等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅被认为描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者他们的等同物进行替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及他们的等同物限定，并且在权利要求及他们的等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。