[發明專利]高頻功率放大裝置

有效

• 申請號: 201210328265.5
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102983821A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 近藤將夫
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F3/189
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

相關申請交叉引用

將2011年9月6日提交的日本專利申請No.2011-193675的公開內容，包括說明書、附圖和摘要，通過引用其整體并入本文。

技術領域

本發明涉及一種高頻功率放大裝置，且更具體地，涉及一種能有效應用于蜂窩電話使用的發射機的高頻功率放大裝置的技術。

背景技術

例如，專利文獻1公開了一種構造，其具有用于高輸出模式的放大器、用于中輸出模式的放大器、用于低輸出模式的放大器以及用于組合上述放大器的輸出的變壓器。例如，在高輸出模式的操作下，將用于中輸出模式的放大器和用于低輸出模式的放大器控制在高阻抗狀態或低阻抗狀態。

現有技術文獻

專利文獻

美國專利No.7,728,661

發明內容

近年來，以蜂窩電話為代表的無線通信裝置的尺寸和成本的降低正在加快。在將預定傳輸功率輸出至天線的高頻功率放大裝置中，為了進一步縮小尺寸和降低成本，需要減少零部件的數量。例如，在將利用變壓器的高頻功率放大裝置用作專利文獻1中公開的輸出匹配電路的情況下，存在這樣的情況，可將輸出匹配電路和功率放大器形成在同一半導體芯片中。從減少零部件的數量的角度看，這是有利的。

圖1是示出作為本發明的前提的高頻功率放大裝置的構造示例的電路圖。圖1中所示的高頻功率放大電路具有三個差分放大器AD11、AD12和AD13以及三個變壓器TR11、TR12和TR13。AD11、AD12和AD13的輸出分別提供至變壓器TR11、TR12和TR13的初級線圈LD11和LD12、LD13和LD14以及LD15和LD16，且變壓器TR11、TR12和TR13的次級線圈LD21、LD22和LD23串聯耦合。

差分放大器AD11、AD12和AD13對應于不同功率模式（例如，高功率模式、中功率模式以及低功率模式）。在選擇特定功率模式（例如，高功率模式）的情況下，將對應的差分放大器（例如AD11）設置為操作狀態，且另外兩個差分放大器（AD12和AD13）設置為非操作狀態。在非操作狀態下，將差分放大器控制在高阻抗或低阻抗狀態。具體地，在高阻抗狀態下，將作為差分放大器的部件的晶體管設置為截止狀態。在低阻抗狀態下，將差分放大器中的晶體管設置為導通狀態。本發明的發明人通過檢驗已經發現在采用這種方法時會出現以下描述的問題。

圖2是示出圖1中的高頻功率放大裝置中的控制在與非操作狀態相關聯的高阻抗狀態下的差分放大器以及對應于差分放大器的變壓器的等效電路的示例的電路圖。在圖2中，可以認為，例如，圖1中的差分放大器AD11被控制在高阻抗狀態下且由MOSFET的差分對構造。在高阻抗狀態下，控制AD11的差分對（MOSFET）截止。但是實際上，MOSFET的源極和漏極之間仍然存在寄生電容CP11和CP12。為了阻抗調整，電容CD11耦合至AD11的輸出。

通過上述電容，變壓器TR11的初級線圈LD11和LD12的兩端在較高頻率下耦合，并構建可閉合電路。因此，從TR11的次級線圈向初級線圈一側來看，阻抗并未完全處于開路狀態，而是具有某一值。因此，這某一阻抗會干擾處于操作狀態下的差分放大器和負載（圖1中的R1）之間的阻抗匹配，使得功率放大器的傳輸輸出功率的效率可能劣化。為了防止上述劣化，有可能功率放大器的電路構造會變得復雜。特別地，在將用于高功率模式的差分放大器設置為非操作狀態的情況下，因為差分放大器的晶體管的尺寸較大，因此寄生電容較大，且用于阻抗匹配的電容值也較大，因此上述問題會更加凸顯。

圖3是示出圖1中的高頻功率放大裝置中的控制在與非操作狀態相關聯的低阻抗狀態下的差分放大器以及對應于差分放大器的變壓器的等效電路的示例的電路圖。在圖3中，與圖2類似，認為，例如，圖1中的差分放大器AD11被控制在低阻抗狀態下且由MOSFET的差分對構造。在低阻抗狀態下，控制AD11的差分對（MOSFET）導通，使得耦合至變壓器TR11的初級線圈LD11和LD12的中點的電源電壓VDD，耦合至接地電源電壓VSS。因此，電流在它們之間穿過且功耗可能增加。為了避免上述情況，例如，考慮將設置為非操作狀態的變壓器中的VDD控制為0V。但是在這種情況下，用于控制VDD的電路變得多余，并且可能造成電路面積以及控制復雜度的增加。

有鑒于此，提出本發明，且本發明的一個目的是提供一種能夠以高效率傳輸輸出功率的高頻功率放大裝置。從說明書和附圖的描述將使本發明的上述和其他目的以及新穎特征變得顯而易見。