[發(fā)明專利]功率放大器及深回退區(qū)高效率放大實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111463348.0
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114244282A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴若凡;任江川
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/195;H03F3/213
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

1.一種功率放大器，其特征在于，包括：

第一功率放大單元、第二功率放大單元、第三功率放大單元、第四功率放大單元、第一變壓器、第二變壓器、第一電源、第二電源和開關(guān)單元；

其中，所述第一變壓器原邊的兩個(gè)輸入端分別連接所述第一功率放大單元的輸出端和所述第二功率放大單元的輸出端，所述第二變壓器原邊的兩個(gè)輸入端分別連接所述第三功率放大單元的輸出端和所述第四功率放大單元的輸出端，所述開關(guān)單元串聯(lián)在所述第二功率放大單元的輸出端和所述第三功率放大單元的輸出端之間，所述第一變壓器副邊的一輸出端與所述第二變壓器副邊的一輸出端串聯(lián)，所述第一變壓器副邊的另一輸出端串聯(lián)后級負(fù)載并接地，所述第二變壓器副邊的另一輸出端接地，所述第一功率放大單元由所述第一電源或所述第二電源供電，所述第二功率放大單元、所述第三功率放大單元和所述第四功率放大單元均由所述第二電源供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述第二電源的電壓值是所述第一電源的電壓值的兩倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器還包括：控制單元，所述控制單元接收外部的相位輸入信號、幅度信號和時(shí)鐘信號，并向所述第一至第四功率放大單元輸出第一、第二、第三和第四功率控制信號以控制所述第一至第四功率放大單元的工作模式及輸出功率，以及向所述開關(guān)單元輸出開關(guān)控制信號以控制所述開關(guān)單元的導(dǎo)通和斷開。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述第一功率放大單元、所述第二功率放大單元、所述第三功率放大單元和所述第四功率放大單元均為開關(guān)電容功放單元，均包括：多組反相放大子單元和與所述反相放大子單元串聯(lián)的電容器單元，各組所述反相放大子單元與所述電容器單元串聯(lián)后相互并聯(lián)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述第一功率放大單元的反相放大子單元包括：第一支路和第二支路；所述第二至第四功率放大單元的反相放大子單元包括：第二支路，其中，所述第一支路包括依次串聯(lián)的兩個(gè)PMOS管和兩個(gè)NMOS管，所述第二支路包括依次串聯(lián)的一個(gè)NMOS管和一個(gè)PMOS管。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述開關(guān)單元包括：多個(gè)串聯(lián)的MOS管。

7.一種基于如權(quán)利要求3所述的功率放大器的深回退區(qū)高效率放大實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，根據(jù)所述控制單元輸出的開關(guān)控制信號，所述開關(guān)單元切換開關(guān)狀態(tài)，并且根據(jù)所述控制單元輸出的第一至第四功率控制信號，所述第一功率放大單元至第四功率放大單元分別調(diào)節(jié)各自的工作模式及輸出功率以實(shí)現(xiàn)6dB、12dB和18dB功率回退深度時(shí)的效率尖峰，提升更深回退功率深度內(nèi)平均效率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的深回退區(qū)高效率放大實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，根據(jù)所述控制單元輸出的開關(guān)控制信號，所述開關(guān)單元斷開；根據(jù)所述控制單元輸出的第一至第四功率控制信號，所述第一功率放大單元、所述第二功率放大單元、所述第三功率放大單元和所述第四功率放大單元均由所述第二電源供電且均工作為飽和輸出功率模式，以實(shí)現(xiàn)所述功率放大器功率飽和輸出及最大效率輸出。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的深回退區(qū)高效率放大實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，根據(jù)所述控制單元輸出的開關(guān)控制信號，所述開關(guān)單元斷開；根據(jù)所述控制單元輸出的第一至第四功率控制信號，所述第一至第四功率放大單元均由所述第二電源供電，所述第一功率放大單元和所述第四功率放大單元工作為飽和輸出功率模式，所述第二功率放大單元和所述第三功率放大單元工作為動態(tài)調(diào)節(jié)輸出功率跟隨放大模式，所述第一功率放大單元和所述第二功率放大單元、以及所述第三功率放大單元和所述第四功率放大單元分別構(gòu)成Doherty功放架構(gòu)模式，以實(shí)現(xiàn)所述功率放大器在0dB～6dB區(qū)間的功率回退及效率的提升。