[發明專利]功率放大器

有效

• 申請號: 201510060641.0
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN105207633B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 廖樺輿;王晟宇;張英堂
• 申請（專利權）人: 深圳市南方硅谷微電子有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F3/45;H03F1/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

本發明提供提供一種功率放大器。所述功率放大器包括多個功率放大器單元和偏壓單元。所述功率放大器單元相互并聯連接以接收差分輸入信號。所述功率放大器單元執行功率放大以便輸出差分輸出信號。所述偏壓單元耦接到所述功率放大器單元，且將多個偏壓信號分別供應到所述功率放大器單元。所述功率放大器單元中的至少兩者根據所述對應的偏壓信號而操作在不同類區間中。

技術領域

本發明涉及一種功率放大器，且特別是有關于一種包括操作在不同類區間(classregion)的多個功率放大器單元的功率放大器。

背景技術

無線通信無疑是熱門研究和商業話題。通常，無線通信始于發射器，發射器將內部輸入信號處理為射頻輸出信號，而射頻輸出信號接著無線地傳送到接收器。功率放大器(Power Amplifier，簡稱：PA)是發射器的射頻(RF)前端電路中的重要裝置。具體來說，功率放大器用于在射頻電路的發射(TX)端子處放大廣播信號。隨著便攜式通信裝置的流行，功率放大器的最大輸出功率和輸出功率效率對于無線發射技術的發展來說已成為關鍵因素。

為了使功率放大器獲得較好的線性性能，傳統線性功率放大器(例如，甲類(class-A)、乙類(class-B)或甲乙類(class-AB)功率放大器)通過固定的直流電流來對自身的主動組件加偏壓，即使此舉將導致功率放大器的功率效率由于晝夜的直流功率消耗而較低。此外，當輸入功率過高時，功率放大器的輸出功率無法線性地完整放大，這會導致增益壓縮和信號失真。此時，必須減小信號平均輸出功率以維持功率放大器的線性放大性能(這稱為功率回退(power back-off))，以致于功率放大器無法在高效率區間中操作且功率放大器的平均效率降低。

更具體來說，為了維持較好的線性度性能，直流電流應增大以使得功率放大器能夠在甲類操作區間中操作。另一方面，為了提高功率放大器的輸出功率效率，功率放大器被設計成操作在甲乙類或乙類操作區間中。換句話說，功率放大器的柵極偏壓電壓可降低來提高功率放大器的輸出功率效率。即，功率放大器的電流消耗和線性性能是相互有所權衡的。因此，如何在不降低裝置的最大輸出功率和操作線性的情況下提高功率放大器的效率性能并降低其電流消耗是重要且必須的。

發明內容

本發明提供一種功率放大器，其可通過將不同偏壓電壓供應到功率放大器的多個功率放大器單元而提高功率放大器的效率性能且維持高線性度性能。

為了實現這些優點和其它優點且根據本發明的目的，如此處所體現和寬泛地描述的，本發明提供一種多區間操作的功率放大器。所述功率放大器包括多個功率放大器單元和偏壓單元。所述功率放大器單元相互并聯連接以接收差分輸入信號。所述功率放大器單元執行功率放大以便輸出差分輸出信號。所述偏壓單元耦接到所述功率放大器單元，且將多個偏壓信號分別供應到所述功率放大器單元。所述功率放大器單元中的至少兩者能夠根據各自對應的所述偏壓信號而操作在不同類區間中。

根據一個示范性實施例，所述功率放大器單元中的每一者包括輸入級單元和串迭級單元。所述輸入級單元接收且放大所述差分輸入信號。所述串迭級單元串迭耦接所述輸入級單元。所述串迭級單元由所述偏壓單元所供應的偏壓信號控制以便確定所述功率放大器單元中的每一者的類區間。因此，所述串迭級單元根據所述所放大的差分輸入信號而產生所述差分輸出信號。

本發明提供一種多區間操作的功率放大器，其包括第一功率放大器單元、第二功率放大器單元以及偏壓單元。所述第一功率放大器單元和所述第二功率放大器單元相互并聯連接以接收差分輸入信號，且執行功率放大以便輸出差分輸出信號。所述偏壓單元耦接到所述第一功率放大器單元和所述第二功率放大器單元。偏壓單元將第一偏壓信號供應到第一功率放大器單元，且將第二偏壓信號供應到第二功率放大器單元。第一功率放大器單元和第二功率放大器單元能夠分別根據第一偏壓信號和第二偏壓信號而操作于不同類區間中操作。