[發明專利]具有增強的線性度的分離偏置射頻功率放大器

有效

• 申請號: 201410381607.9
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN104348424B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 韓海林;埃齊奧·佩龍
• 申請（專利權）人: Qorvo美國公司
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03F3/20;H03F3/189
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;陳煒

公開了具有增強的線性度的分離偏置射頻功率放大器。射頻(RF)功率放大器(PA)可包括第一晶體管和第二晶體管。第一功率單元可與第一晶體管耦合，并且第二功率單元可與第二晶體管耦合。在實施例中，第一晶體管的尺寸可被設定為以第一電流密度工作，而第二晶體管的尺寸可被設定為以第二電流密度工作。

技術領域

本公開的實施例一般涉及射頻(RF)功率放大器(PA)領域。

背景技術

對于在無線通信中使用的RF PA，線性度會是非常重要的。一般地，線性度可以是RF PA的RF信號輸出如何隨著RF輸入信號增加而成線性的度量。換言之，線性度可以指的是RF PA的增益(有時稱為AM-AM失真，其中，AM可以指的是振幅調制)和相移(有時稱為AM-PM失真，其中，PM可以指的是相位調制)，并且可能期望增益和相位在RF信號輸入或輸出的范圍內是恒定的，以使得一個信號輸入處的RF PA的增益和相位與另一信號輸入處的RF PA的增益和相位大致相同。RF PA線性度的關鍵測量結果之一可以是ACPR(相鄰信道功率比)，其可以是總的相鄰信道功率(有時稱為互調信號)與主信道功率(有時稱為有用信號)之間的比率的度量。

現有的RF PA可包括被設計成對功率放大器進行偏置以改進線性度的偏置電路。偏置電路可使用諸如異質結雙極晶體管(HBT)的雙極晶體管、諸如金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的場效應晶體管、金屬半導體場效應晶體管(MESFET)、偽形態高電子遷移率晶體管(PHEMT)或者上述的組合(諸如雙極場效應晶體管(BiFET)和/或雙極高電子遷移率晶體管(BiHEMT))。然而，與偏置電路無關，當RF PA的RF輸入信號增加時，現有的RF PA仍可在RF PA的輸出信號中呈現出非線性失真。

發明內容

本公開的實施例提供了具有增加的RF信號線性度的RF PA的技術和配置。在實施例中，第一晶體管可與第一功率單元耦合，并且第二晶體管可與第二功率單元耦合。第一晶體管和第二晶體管的尺寸可被設定為使得第二晶體管可比第一晶體管大得多。類似地，第一功率單元和第二功率單元的尺寸可被設定為使得第二功率單元比第一功率單元大得多。通過以此方式配置RF PA，可將第二功率單元的輸出偏置升高以使得RF PA的增益和相位呈現出增加的線性度響應。

根據本發明的第一方面，提供了一種功率放大器，包括：第一晶體管，其尺寸被設定成使其以第一電流密度工作；第二晶體管，其尺寸被設定成使其以第二電流密度工作，所述第一晶體管與所述第二晶體管耦合；第一功率單元，包括與所述第一晶體管耦合的第三晶體管，所述第一晶體管被配置成對所述第一功率單元進行偏置；以及第二功率單元，包括與所述第二晶體管耦合的多個晶體管，所述第二晶體管被配置成對所述第二功率單元進行偏置。

根據本發明的第二方面，提供了一種方法，包括：將第一晶體管的輸入耦合到電源，所述第一晶體管的尺寸是基于第一電流密度來設定的；將第二晶體管的輸入耦合到所述電源，所述第二晶體管的尺寸是基于第二電流密度來設定的；將所述第一晶體管的第一端子與所述第二晶體管的第一端子耦合；將包括第三晶體管的第一功率單元的輸入與所述第一晶體管的第二端子耦合；以及將包括多個晶體管的第二功率單元的輸入與所述第二晶體管的第二端子耦合。

根據本發明的第三方面，提供了一種系統，包括：電源；以及功率放大器，與所述電源耦合。該功率放大器包括：第一晶體管，其尺寸被設定成使其以第一電流密度工作，所述第一晶體管與所述電源耦合；第二晶體管，其尺寸被設定成使其以第二電流密度工作，所述第二晶體管與所述電源耦合；第一功率單元，包括與所述第一晶體管耦合的第三晶體管；以及第二功率單元，包括與所述第二晶體管耦合的多個晶體管。

附圖說明

通過以下結合附圖的詳細描述，將容易理解實施例。為了便于該描述，相同的附圖標記指示相同的結構元件。在附圖的各圖中作為示例而不是作為限制示出了實施例。

圖1示意性地示出了根據各個實施例的RF PA的電路圖。