CN104022741A - 一种功率附加效率提高的伪差分功率放大器 - Google Patents

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CN104022741A CN201410266290.4A CN201410266290A CN104022741A CN 104022741 A CN104022741 A CN 104022741A CN 201410266290 A CN201410266290 A CN 201410266290A CN 104022741 A CN104022741 A CN 104022741A
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陈涛
王�锋
孙晓红
田婷
张晓东
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Suzhou Institute Southeast University
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Abstract

本发明公开了一种功率附加效率提高的伪差分功率放大器，包括多个并联的晶体管，所述晶体管的集电极连接集电极偏置电路，所述晶体管的基极连接基极偏置电路，所述晶体管的发射极连接不同阻值的镇流电阻并接地，所述晶体管的放大电路完全对称。利用了晶体管动态的逐渐开启方式，选择不同阻值的镇流电阻时，可以使在小功率输入时多数晶体管不导通，并随着输入功率的增加，由于基极的自偏置电压，使得导通的晶体管数目增加。由于在低功率时减少了导通晶体管的数目，从而提高了伪差分功率放大器的功率附加效率。

Description

一种功率附加效率提高的伪差分功率放大器
技术领域
本发明涉及一种伪差分功率放大器，特别涉及一种功率附加效率提高的伪差分功率放大器。
背景技术
功率放大器是通信设备中的主要耗能元件。提高功率放大器的效率能明显提高通信系统整体效率，并减少功放所产生的热量，稳定功放性能。功率附加效率（PAE，Power Added Efficiency）标志功率放大器直流消耗功率转化为输出功率的效率，其值等于输出功率Pout减去输入功率Pin再除以直流消耗功率PDC。
目前最常见的高效率功率放大器结构有Doherty，包络跟踪ET(Envelope Tracking), 包络分离和恢复技术EER(Envelope Elimination and Restoration), 异相调制LINC(Linear Amplification with Nonlinear Components)等。Doherty技术原理是分别放大信号的峰值功率和平均功率提高功放整体效率。ET技术通过调节偏置电压减少直流功耗，但其动态偏置与射频信号同步比较困难。EER技术将射频信号分解为恒包络的载波信号和信号本身的包络信号两部分，分别进行放大后采用漏极调制获得所需的射频信号。采用高效率开关功率放大器对恒包络载波进行放大可以获得极高的效率，从而提高功放整体效率。其缺点是需要高精度的幅度和相位跟踪才能恢复出原始信号。LINC技术将调制信号分离为分别携带幅度和相位的两路恒包络信号，然后通过开关状态功率放大器分别对其进行高效率放大，以提高整体功放效率。其实现难点在于准确的说获得幅相分离信号及信号的合成。
伪差分功率放大器对差分信号进行放大，传统伪差分放大器所有的晶体管一直处于开启状态，直流功耗大，效率低。
发明内容
本发明目的是：提供一种结构简单、可靠性高的功率附加效率提高的伪差分功率放大器。
本发明的技术方案是：一种功率附加效率提高的伪差分功率放大器，包括多个基极并联的晶体管，所述晶体管的集电极连接集电极偏置电路，所述晶体管的基极连接基极偏置电路，所述晶体管的发射极连接不同阻值的镇流电阻并接地，所述晶体管的放大电路完全对称。
所述晶体管基极可加传输线匹配再并联，进一步提高功率放大器性能。
所述的镇流电阻的阻值依次增大，其阻值范围为3-12Ω。
所述晶体管的数目为2-200。
本发明的优点是：
此发明提供的电路有效的利用了晶体管动态的逐渐开启方式，选择不同阻值的镇流电阻时，可以使在小功率输入时多数晶体管不导通，并随着输入功率的增加，由于基极的自偏置电压，使得导通的晶体管数目增加。由于在低功率时减少了导通晶体管的数目，从而提高了伪差分功率放大器的功率附加效率。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明一种功率附加效率提高的伪差分功率放大器原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例：
本实施例提供的功率附加效率提高的伪差分功率放大器原理图，如图1所示，IN1,IN2为差分信号输入端，OUT1，OUT2为功率放大器差分输出端，VCC为集电极偏置电压，Vbias，Rbias为晶体管基极偏置电压，Q1，Q2，……Qn为晶体管，Re1,Re2,……Ren为晶体管的射极镇流电阻。
晶体管之间基极直接相连，晶体管的集电极连接集电极偏置电路，晶体管的基极连接基极偏置电路，晶体管的发射极连接不同阻值的镇流电阻并接地，伪差分功率放大器差分信号的放大电路完全对称。选择不同阻值的Re1,Re2,……Ren时，可以使在小功率输入时多数晶体管不导通，并随着输入功率的增加，由于基极的自偏置电压，使得导通的晶体管数目增加，Re1,Re2,……Ren之间可以成等差数列，这样导通的晶体管数也是逐个增加。
一般镇流电阻的阻值的范围在3-12Ω，镇流电阻的最小阻值为使得晶体管达到热稳定的电阻值。
由于在低功率时减少了导通晶体管的数目，从而提高了伪差分功率放大器的功率附加效率。如需单端输出时，可通过巴伦将输出的差分OUT1，OUT2信号转化为单端输出。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (4)

1.一种功率附加效率提高的伪差分功率放大器，其特征在于，包括多个并联的晶体管，所述晶体管的集电极连接集电极偏置电路，所述晶体管的基极连接基极偏置电路，所述晶体管的发射极连接不同阻值的镇流电阻并接地，所述晶体管的放大电路完全对称。
2.根据权利要求1所述的功率附加效率提高的伪差分功率放大器，其特征在于，所述晶体管的基极连接有传输线匹配网络。
3.根据权利要求1所述的功率附加效率提高的伪差分功率放大器，其特征在于，所述镇流电阻的阻值依次增大，其阻值范围为3-12Ω。
4.根据权利要求1所述的功率附加效率提高的伪差分功率放大器，其特征在于，所述晶体管的数目为2-200。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021157152A1 (ja) * 2020-02-07 2021-08-12 株式会社村田製作所 電力増幅回路、高周波回路、及び通信装置

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CN203313124U (zh) * 2013-05-28 2013-11-27 苏州英诺迅科技有限公司 一种提高功率放大器功率附加效率的电路

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