[發明專利]三級晶體管串迭的功率放大器

有效

• 申請號: 201310049791.2
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103986423B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 任根生;王柏之;陳家源
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F3/45
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 趙根喜,呂俊清

技術領域

本發明關于一種電子裝置，特別是關于一種功率放大裝置。

背景技術

一般的功率放大器，為了穩定度及頻率響應，多半會使用兩級晶體管串迭(cascode)來實施。然而，在更高階的工藝下，一般兩級串迭的功率放大器，其晶體管串接的節點電壓時常會有飄移的問題，導致輸出差動信號隨之飄移，較難滿足晶體管元件的可靠度(reliability)要求。

因此，如何提出一種大于兩級晶體管串迭的功率放大器以解決可靠度問題，實為一急需克服的瓶頸。

發明內容

本發明的目的之一，在提供一種此發明是提出一種三級、或多級晶體管串迭(triple cascode)的設計以增加晶體管的操作上的可靠度(reliability)，且不影響線性度，同樣能維持極佳的穩定度、增益及頻率響應。

本發明的一實施例提供了一種三級晶體管串迭的功率放大器。該三級晶體管串迭的功率放大器包含一第一級晶體管對、一第二級晶體管對、以及一第三級晶體管對。第一級晶體管對為低壓元件，包含有兩個第一級晶體管，兩第一級晶體管分別接收極性反向的兩動態偏壓。第二級晶體管對為低壓元件，耦接該第一級晶體管對形成一第一節點，第二級晶體管對包含有兩個第二級晶體管，兩第二級晶體管相互耦接形成一第二節點。而第三級晶體管對為高壓元件，耦接第二級晶體管對，第三級晶體管對包含有兩個第三級晶體管，用以輸出一差動信號。其中，功率放大器轉換差動信號為一單端信號后輸出。

本發明的另一實施例提供了一種多級晶體管串迭的功率放大器。多級晶體管串迭的功率放大器包含至少一第一級晶體管對、至少一第二級晶體管對、一第三級晶體管對。

該第一級晶體管對為低壓元件，每該第一級晶體管對包含有兩個第一級晶體管，兩第一級晶體管分別接收極性反向的兩動態偏壓。第二級晶體管對為低壓元件，耦接對應的該第一級晶體管對形成至少一第一節點，每該第二級晶體管對包含有兩個第二級晶體管，該兩第二級晶體管相互耦接形成一第二節點。第三級晶體管對為高壓元件，耦接一第二級晶體管對，第三級晶體管對包含有兩個第三級晶體管，用以輸出一差動信號。其中，第二級晶體管由第二節點接收一控制信號，以控制第一晶體管的跨壓于一預設范圍。

本發明的另一實施例提供了一種三級晶體管串迭的功率放大器。三級晶體管串迭的功率放大器包含一第一級晶體管對、一第二級晶體管對、一第三級晶體管對。第一級晶體管對為低壓元件，包含有兩個第一級晶體管，兩第一級晶體管的源極接地，兩第一級晶體管的柵極分別接收極性反向的兩動態偏壓。第二級晶體管對為低壓元件，耦接第一級晶體管對，第二級晶體管對包含有兩個第二級晶體管。第三級晶體管對為高壓元件，耦接第二級晶體管對，第三級晶體管對包含有兩個第三級晶體管，用以輸出一對差動信號。其中，兩第二級晶體管由其柵極分別接收一控制信號，以控制兩第一級晶體管的跨壓于一預設范圍。

本發明實施例的三級或多級晶體管串迭的功率放大器利用控制信號控制串迭晶體管的跨壓在一預設范圍內，使電壓不超過可靠度上限，解決現有技術中串迭晶體管節點電壓的飄移的問題。

附圖說明

圖1顯示本發明一實施例的三級晶體管串迭功率放大器的示意圖。

圖2A顯示本發明另一實施例的三級晶體管串迭功率放大器的示意圖。

圖2B顯示本發明另一實施例的三級晶體管串迭功率放大器的示意圖。

圖2C顯示本發明另一實施例的三級晶體管串迭功率放大器的示意圖。

圖3顯示本發明另一實施例的三級晶體管串迭功率放大器的示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

10、20、30晶體管串迭功率放大裝置

11、21、31晶體管串迭單元

12、22、32平衡轉不平衡單元

22a變壓器

22b電阻

23控制電路

24動態偏壓源

KM1、KM2、KM3、KMN晶體管對

KM1a、KM1b、KM2a、KM2b、KM3a、KM3b、M1、M2晶體管

具體實施方式

圖1顯示本發明一實施例的一種三級晶體管串迭的功率放大裝置的示意圖。三級晶體管串迭的功率放大裝置10包含有一晶體管串迭單元11與一平衡轉不平衡單元(Balance to unbalance unit)12。

晶體管串迭單元11包含有一第一級晶體管對KM1、一第二級晶體管對KM2、以及一第三級晶體管對KM3。