CN105048970B - 超宽带多赫蒂放大器 - Google Patents

Abstract

一种用于将输入信号放大为输出信号的多赫蒂放大器(100)，所述多赫蒂放大器(100)包括：主放大器(110)，用于接收第一信号，并且放大第一信号以便产生第一放大信号；第一峰值放大器(112)，用于接收第二信号并且产生第二放大信号，所述第一峰值放大器(112)仅在第二信号达到第一阈值功率时操作，从输入信号划分得到所述第一和第二信号；以及输出电路(106)，用于组合所述第一和第二放大信号以便产生具有工作带宽的输出信号，所述输出电路(106)包括以支线耦合器形式布置的电感器(124,126)，所述电感器(124,126)与所述主放大器(110)和所述峰值放大器(112)的输出寄生电容相耦接。

Description

超宽带多赫蒂放大器

技术领域

本发明涉及一种多赫蒂放大器，具体地但是非排他性地，本发明涉及一种能够在较宽工作频带放大信号的多赫蒂放大器。

背景技术

将调制的射频(RF)信号用于多种通信系统，诸如移动电话、移动电话的蜂窝基站以及卫星通信。一旦接收到RF信号，在处理RF信号之前对RF信号进行放大。

在正常工作期间，传统放大器在输入功率和效率之间以及在输入功率和输出功率之间具有大体线性的关系。随着输入功率增加，效率和输出功率二者都增加。这意味着在可以实现高效率之前需要较高的输入功率。最终，将放大器驱动到饱和状态，在饱和状态下输入功率和输出功率之间的关系是非线性的。在饱和状态下，输出功率不会增加很多。操作放大器经过饱和状态之后是低效率的。

在使用多频带的RF信号的系统中，在非线性区域中驱动放大器也增加了信号的失真。这意味着不能将传统放大器用于高效率区。为了克服该问题，使用了多赫蒂拓扑放大器。

多赫蒂放大器具有主放大器和峰值放大器。主放大器是AB类放大器，工作在接近饱和的点处。峰值放大器是C类放大器，仅当主放大器饱和时进行工作。

使用时，划分输入信号，并将其提供给峰值放大器和主放大器。组合两个放大器的输出以便提供放大后的输出信号。当输入功率较低时，仅主放大器是可操作的。当输入功率较高时，峰值放大器也是可操作的。通过使用这种装置，可以实现高效率和线性性能。

通信系统中的RF信号的平均功率与峰值功率的比值通常较高(有时为8dB或更高)。为了确保在整个输入功率范围上多赫蒂放大器操作在线性区，使得放大器是高效的并且减小了信号失真，用最大可能减小的输入功率来操作多赫蒂放大器。这被称作将放大器操作在补偿模式(back-off mode)下。

划分输入信号并组合输出信号所需的电路需要对信号进行实质性的滤波。这意味着多赫蒂放大器往往在较窄频带内是可操作的。例如，在分配频带的范围从0.7GHz到2.7GHz的蜂窝基站中，多赫蒂放大器仅可以具有大约5％的相对带宽，因此每个放大器只能够操作在单个频带内。因此，为了覆盖整个频带，必须执行大量不同的放大器，这样消耗大量时间和资源，并且功耗上效率低。

本发明的至少一个目标在于提供一种宽带的多赫蒂放大器，可以将其用于多频带的RF通信系统中。

发明内容

根据第一方面，提供了一种如权利要求1所述的多赫蒂放大器。

输出电路意味着可以以较低的阻抗组合主放大器和峰值放大器的输出，消除对信号滤波的需要并因此增加放大器的可操作带宽。

可选地，输出电路可以是：具有第一电感的第一电感器，连接在第一峰值放大器的输出线上；具有第一电感的第二电感器，连接在主放大器的输出线上；具有第二电感的第三电感器，分接在第一电感器和第二电感器的输出之间；具有第二电感的第四电感器，分接在第一和第二电感器的输入之间；以及输出负载，位于第二和第三电感器之间。

多赫蒂放大器可选地包括：接地电容器，连接在主放大器的输出线上。接地电容器可以连接在第二和第三电感器的结点上。

接地电容器还可以连接在第一峰值放大器的输出线上。接地电容器可以连接在第一电感器和第三电感器的结点上。

多赫蒂放大器可以具有至少为50％的相对工作带宽，可以布置为在至少为3dB的补偿下进行操作。

可选地，多赫蒂放大器可以包括补偿电路，布置为增加操作补偿，其中放大器的峰值效率发生在该操作补偿处。这样允许多赫蒂放大器在大范围的平均输入功率与峰值输入功率比值下进行操作，与此同时仍表现为是线性的，减小由于非线性行为而引起的失真。

补偿电路可以包括第二峰值放大器，用于接收从输入信号划分的第三信号并用于产生第三放大信号，第二峰值放大器仅在第三信号达到第二阈值功率时进行操作，第二峰值放大器的输出寄生电容耦接到输出电路，输出电路布置为组合第一、第二和第三放大信号以产生输出信号。

第一阈值可以与第二阈值相同或者可以是不同的。这样允许调谐放大器的效率和线性度特性。

在补偿电路包括第二峰值放大器的情况下，每个峰值放大器的功率可以是主放大器功率的n倍，使得主放大器与多赫蒂放大器的比值为1∶2n+1。n可以是3，在这种情况下，放大器的峰值效率可以发生在补偿为8dB到9dB之间。

这样针对诸如蜂窝基站的一些应用提供了一种优化效率的多赫蒂放大器。本领域技术人员应认识到：其它应用可能需要操作在不同补偿下。在补偿电路包括第二峰值放大器的情况下，多赫蒂放大器可以具有大约60％的相对操作带宽。附加地或备选地，多赫蒂放大器的功率可以在几瓦特到几百瓦特之间。

可以通过下式计算放大器的相对操作带宽：

其中f₂是操作带宽的上边界，f₁是操作带宽的下边界。

在一个示例中，f₂可以是2.9GHz，f₁可以是1.6GHz。

在一个示例中，多赫蒂放大器的功率可以在25W到125W之间。

由于可以将多赫蒂放大器操作在多个频带上，以及足够大的补偿下以便允许平均功率信号与峰值功率信号的比值较高，使得多赫蒂放大器适合用于诸如蜂窝基站的应用。

多赫蒂放大器可以包括输入电路，所述输入电路可以布置为接收输入信号并将其划分为第一信号和第二信号。可选地，输入电路可以将输入信号划分为第一信号、第二信号和第三信号。

主放大器和峰值放大器可以包括场效应晶体管。可选地，输入电路可以包括输入电感器，布置为支线耦合器(branch line coupler)的形式，输入电感器耦接到主放大器和第一峰值放大器的栅极寄生电容。

这样改善了在输入电路和输出电路之间的阻抗匹配，确保当组合时来自主放大器和峰值放大器的信号是同相的。

在主放大器和峰值放大器包括场效应晶体管的情况下，多赫蒂放大器可以包括：第一电容器，连接在主放大器的源极和漏极两端；第二电容器，连接在第一峰值放大器的源极和漏极两端；第三电容器，连接在主放大器的栅极和源极两端；以及第四电容器，连接在第一峰值放大器的栅极和源极两端；第一和第二电容器布置为将输出寄生电容与输出电路相耦接；第三和第四电容器布置为将栅极寄生电容与输入电路相耦接。

这样提供了一种将寄生电容与输入和输出电路相耦接的有效方式。

输入电路可以包括：具有第一输入电感的第一输入电感器，连接在主放大器的输入线上；具有第一输入电感的第二输入电感器，连接在峰值放大器的输入线上；具有第二电感的第三输入电感器，分接在第一和第二输入电感器的输入之间；具有第二电感的第四输入电感器，分接在第一和第二输入电感器的输出之间；以及输入信号的输入，位于第二和第四输入电感器之间。

输出电路可以包括四个虚拟传输线，用作90度传输线。第一虚拟线可以包括第一电容器、第四电感器和第二电容器。第二虚拟线可以包括主放大器输出线上的第一电容器、第二电感器和接地电容器。第三虚拟线可以在包括峰值放大器输出线上的第二电容器、第一电感器和接地电容器。第四虚拟线可以包括主放大器输出线上的接地电容器、峰值放大器输出线上的第三电感器和接地电容器。

这种装置模仿包括90度传输线的支线，但是减小了支线耦合器的滤波作用，导致较宽的操作范围。

可以将主放大器的栅极电压设置在第一输入电感器和第四输入电感器之间，可以将第一峰值放大器的栅极电压设置为输入信号的输入处。在多赫蒂放大器包括第二峰值放大器的情况下，其中第二峰值放大器包括场效应晶体管，可以在第二和第三电感器之间设置第二峰值放大器的栅极电压。

在多赫蒂放大器包括第二峰值放大器的情况下，第二峰值放大器可以包括场效应晶体管，输入电路可以与第二峰值晶体管的栅极寄生电容相耦接，第二峰值晶体管可以连接在第二和第三输入电感器之间。

在多赫蒂放大器包括第二峰值放大器的情况下，其中第二峰值放大器包括场效应晶体管，所述多赫蒂放大器可选地包括第五电容器，连接在第二峰值放大器的栅极和源极两端，用于将第二峰值放大器的栅极寄生电容耦接到输入电路；并且可以将接地电容器耦接在第二峰值放大器的源极和漏极两端，用于将第二峰值放大器的输出寄生电容耦接到输出电路。

在多赫蒂放大器包括第二峰值放大器的情况下，其中第二峰值放大器包括场效应晶体管，可以通过第一峰值放大器的栅极电压控制第一阈值，并且可以通过第二峰值放大器上的栅极电压控制第二阈值。

这种放大器可以用于移动电话以及诸如卫星通信的应用中。

根据第二方面，提供了一种带宽在0.7GHz到2.7GHz之间的蜂窝基站，所述蜂窝基站包括：根据第一方面的多赫蒂放大器，当多赫蒂放大器包括第二峰值放大器时，所述多赫蒂放大器在所述基站的至少五个信道之间进行操作。

根据第三方面，提供了一种放大器装置，包括根据第一方面的多个多赫蒂放大器，其中所述多赫蒂放大器彼此并联连接。

这样允许增加放大器装置的功率。

根据第四方面，提供了一种集成芯片，包括根据第一方面的多赫蒂放大器或根据第三方面的放大器装置。

所述芯片可以形成在氮化镓上。备选地，所述芯片可以形成在高阻衬底LDMOS或砷化镓材料系统上。

这样允许使用集成电感器代替焊线来实现多赫蒂放大器，使之易于实现在紧凑芯片上。

所述放大器的操作范围可以是0.8GHz到3.5GHz。

附图说明

下文参考附图，通过示例实施例详细描述了本发明，附图中：

图1是超宽带多赫蒂放大器的示意图；

图2A是线路端接部件(line termination component)的一个示例的示意图；

图2B是线路端接部件的另一示例的示意图；

图3A示出了包括图2A的线路端接部件的多赫蒂放大器的回波损耗和传输损耗；

图3B示出了多赫蒂放大器的效率；

图4示出了包括图2B的线路端接部件的多赫蒂放大器的回波损耗和传输损耗；

图5是包括图2B的线路端接部件和输入电路的超宽带多赫蒂放大器的示意图；以及

图6示出了包括多赫蒂放大器的集成芯片的管芯布局，该多赫蒂放大器包括图2B的端接部件。

具体实施方式

图1是根据一些实施例的多赫蒂放大器100的电路的示意图。多赫蒂放大器100包括输入电路102、放大器级104和输出电路106。

输入电路102接收输入RF信号，将其划分为提供给放大器级104的拆分信号(splitsignal)。拆分信号是彼此反相的，与输入信号相比功率下降。至少将输入信号分为第一信号和第二信号。在一些示例中，可以从输入信号分出第三信号。

放大器级104放大拆分信号，并将放大信号提供给输出电路106。

输出电路106组合放大信号以便形成放大的输出信号，放大的输出信号提供给输出负载108。输入电路102和输出电路106操作以便确保在组合第一放大信号和第二放大信号的位置处第一放大信号和第二放大信号是同相的。

下文详细讨论了输入电路102、放大器级104和输出电路106。

放大器级104包括主放大器110和第一峰值放大器112。如上所述，主放大器110是在或者接近饱和时操作的AB类放大器。第一峰值放大器112是C类放大器，当输入功率超过第一阈值时操作该放大器。

通过向第一峰值放大器112的栅极施加的栅极电压来控制第一阈值。

主放大器110包括主要的场效应晶体管(FET)114a。放大栅极处输入的电压，并且在漏极处提取。对主FET 114a进行偏置以便操作作为AB类放大器。

主输入电容器116a连接在主FET 114a的源极和栅极两端，并且主输出电容器118a连接在主FET 114a的源极和漏极两端。主输入电容器116a代表来自由形成栅极的导板和形成源极的导板而形成的电容器的寄生电容。类似地，主输出电容器118a提取来自由形成源极的导板和形成漏极的导板而形成的电容器的电容。

与主放大器110相似，第一峰值放大器112包括第一峰值放大器FET 114b。第一峰值放大器输入电容器116b连接在第一峰值放大器FET 114b的源极和栅极之间，第一峰值放大器输出电容器118b连接在第一峰值放大器FET 114b的源极和漏极之间。第一峰值输入和输出电容器116b、118b以与输入和输出电容器116a、118a相似的方式提取寄生电容。第一峰值放大器112与主放大器110为相似设计。然而，对第一峰值放大器112进行偏置以便操作作为C类放大器而非AB类放大器。

输出电路106连接到主放大器110的输出线120和第一峰值放大器112的输出线122。输出电路包括第一电感器124a，在第一峰值放大器的输出线上；以及第二电感器124b，连接在主电感器的输出线上。在这种实施例中，第一和第二电感器124具有相同电感。然而，在其它实施例中，它们是不同的。

第三电感器126a和第四电感器126b分接在主放大器110的输出线120和第一峰值放大器112的输出线122之间。

第三电感器126a在第一分接点132a处从主放大器的输出线120分接，第一分接点132a位于第二电感器124b的输出处，并在第二分接点132b处从第一峰值放大器112的输出线122分支，第二分接点132b位于第一电感器124a的输出处。

第四电感器126b在第三分接点132c处从主放大器的输出线120分接，第三分接点132c位于主放大器FET 114a和第二电感器124b之间，并在第四分接点132d处从第一峰值放大器112的输出线122分支，第四分接点132d位于第一峰值放大器FET 114b和第一电感器124a之间。

在该实施例中，第三和第四电感器126具有相同电感，与第一和第二电感器124的电感不同。然而，在其它实施例中，第三和第四电感器126的电感可以是不同的。例如，第三和第四电感器126的电感可以大约是第一和第二电感器124的电感的四倍。输出负载108连接到第一分接点132a。

第一接地电容器128连接在分接点132a处(在第二电感器124b和第三电感器126a之后)。存在多个备选装置来在分接点132b处进行连接(在第一电感器124a和第二电感器126a之后)，如块130示出。图2A和2B示出了可以连接在块130处的电路的两个示例。在这两个情况下，都包括第二接地电容器200。

输出电路106用作支线耦合器。支线耦合器由四个90度传输线形成，传输线布置为组合或划分输入信号。传输线是高阻，减小了可以使用的信号的带宽。输出电路106使用电容器118a、118b、1282、200以及电感器124、126，以便产生与传输线具有相同效果的虚拟传输线，但是虚拟传输线具有较低的阻抗，所以可以实现具有较大频带的输出信号。

在这种情况下，支线耦合器的四个传输线被以下虚拟线代替：

-主放大器110的输出电容器118a、第四电感器126b和第一峰值放大器112的输出电容器118b

-主放大器110的输出电容器118a、第二电感器124b和第一接地电容器128

-第一峰值放大器112的输出电容器118b、第一电感器124a和第二接地电容器200

-第一接地电容器128、第三电感器126a和第二接地电容器200。

在一个示例中，如图2A所示，块130仅包括第二接地电容器200，并且将仅从输入信号划分成的第一信号和第二信号提供给放大器级104。

可以仅示例性地使用以下值：

第一和第二电感器124：0.6nH

第三和第四电感器126：2.3nH

主输入电容器116a：24pF

第一峰值输入电容器116b：24pF

主输出电容器118a：7pF

第一峰值输出电容器118b：7pF

输出电容器128：7pF

图3示出了全功率下的回波损耗(以dB为单位)300、低功率下的回波损耗(以dB为单位)302以及低功率下的传输损耗(以dB为单位)304。当块130如图2A所示且采用以上变量时，模拟得到这些结果。在一个示例中，可操作带宽是在低功率和高功率情况下回波损耗小于-20dB的带宽。因此，可以看出，在以上示例中，在块130仅包括接地电容器200的情况下(如图2A所示)，多赫蒂放大器的可操作带宽是1.7GHz到2.78GHz。这表示大约50％的相对带宽。

通过改变电感和电容的值，来改变可操作带宽的上边界和下边界。然而，多赫蒂放大器100的相对带宽保持大约50％。

图3B在曲线306中示出了上述示例的效率随归一化的输出电压而变化。峰值效率发生在点310。这与工作在3dB补偿下的情况相对应。

在示例应用中，多赫蒂放大器100用于移动电话中，在该应用中接收到的信号的平均功率与峰值功率的比值低于基站中的信号功率比值，所以需要在只补偿3到3.5dB的情况下进行操作。因此，将块130仅包括第二接地电容器200的多赫蒂放大器用于该应用中。

由于缺少对主放大器输出中的阻抗的调制，无法在该示例中实现更大的补偿。通常可以通过提供增加的阻抗调制来增加补偿。备选地，通过增加主放大器110的功率与多赫蒂放大器100的整体功率的比值，来增加补偿。

实现增加主放大器110的功率与多赫蒂放大器100的整体功率的比值的一种示例方式是使用图2B所示的块130。在该示例中，块130可以包括补偿电路208。补偿电路208提供了第二峰值放大器202，其中以与第一峰值放大器112相似的方式布置所述第二峰值放大器202。补偿电路208包括第二峰值放大器FET 114c，其中输入电容器116c连接在源极和栅极两端。第二接地电容器200连接在第二峰值放大器FET 114c的源极和漏极两端，以便耦接输出寄生电容。

在这种情况下，输入信号被分为第一信号、第二信号和第三信号。如上所述，分别将第一信号和第二信号提供给主放大器110和峰值放大器112。将第三信号提供在第二峰值放大器的输入204处，与此同时将第二峰值放大器202的输出206连接到第二分接点132b处的输出电路。

一旦输入功率达到第二阈值，就仅操作第二峰值放大器202。可以通过改变向第二峰值放大器202施加的栅极电压来控制第二阈值。在第二阈值之下，图2B所示的块130仅以与图2A所示的接地电容器相同的方式运作。这是由于没有操作第二峰值放大器FET 114c，所以电容器200用作接地电容器。

第二阈值可以与第一阈值相同，其中在第二阈值下第二峰值放大器202是可操作的，在第一阈值下第一峰值放大器112是可操作的。备选地，为了改变整个多赫蒂放大器100的线性度和/或效率，阈值可以是不同的。

在一个示例中，第一峰值放大器112和第二峰值放大器202具有相同功率，该功率比主放大器110的功率大n倍。这种1∶n∶n结构将主放大器110功率与多赫蒂放大器100功率的整体比值设置为1∶2n+1。在一个示例中，n＝3，所以主放大器110的功率与多赫蒂放大器100的功率的整体比值是1∶7。

应认识到，第一峰值放大器110和第二峰值放大器202可以具有不同的功率，可以使用任何适合n值。

使用n＝3，第一电感器124a为0.2nH，第一峰值放大器输入电容器116b和第二峰值放大器输入电容器116c为72nF，第一峰值放大输出电容器118b和第二接地电容器200为21pF，以及以上公开的相同电容和电感，导致图4所示的模拟结果。

图4示出了当块130包括第二峰值放大器202时，全功率下的回波损耗(以dB为单位)400、低功率下的回波损耗(以dB为单位)402以及低功率下的传输损耗(以dB为单位)404。此外，将可操作带宽定义为在低功率和高功率情况下回波损耗小于-20dB的带宽，多赫蒂放大器的可操作带宽是1.66GHz到2.91GHz或55％的相对带宽。

根据以上示例，通过改变电感和电容的值来改变可操作带宽的上边界和下边界。然而，多赫蒂放大器100的相对带宽将仍然为大约55％。

所述技术适用于操作频率被包括在大约0.5GHz到10GHz范围内的应用。

图3将该示例的效率示出为曲线308。图3B示出了效率，以便与曲线306的效率进行比较。峰值效率312被移动到较低的归一化输出电压，示出了补偿降低到8.9dB。

在一个示例中，多赫蒂放大器100用于移动通信的蜂窝基站。该基站在0.7GHz到2.7GHz的范围上进行操作，需要8dB到9dB之间的补偿以便允许信号具有较高的均峰比。因此，块130包括第二峰值放大器208(如图2B所示)的多赫蒂放大器适合用于蜂窝基站中。55％的相对带宽足以一次覆盖5个单独频带(例如，1.805-1.88GHz、1.93-1.99GHz、2.11-2.17GHz、2.3-2.4GHz和2.5-2.7GHz)。

图5示出了包括第二峰值放大器202的多赫蒂放大器100的另一示意图。在图5的多赫蒂放大器100的组件与图1或2相同的情况下，使用相同的附图标记。

图5示出了当将多赫蒂放大器100的组件布置在芯片上时对所述组件的相对布置。图5还具体示出了输入电路102。

以与输出电路106相似的方式布置输入电路102。第一输入电感器500a布置在主放大器110的输入线504上，第二输入电感器500b被布置在第一峰值放大器112的输入线506上。在一个示例中，第一和第二输入电感器500具有相同电感，但在其它实施例中它们是不同的。

第三输入电感器502a和第四输入电感器502b分接在主放大器110的输入线504以及峰值放大器112的输入线506之间。

第三输入电感器502a在第一分接点508a处从主放大器110的输入线504分支，第一分接点508a位于第一输入电感器500a的输入处，并在第二分接点508b处从第一峰值放大器112的输入线506分支，第二分接点508b位于第二输入电感器500b的输入处。

第四电感器502a在第三分接点508c处从主放大器110的输入线504分支，第三分接点508c位于第一输入电感器500a和主放大器110的输入之间，并在第四分接点508d处从第一峰值放大器112的输入线506分支，第四分接点508d位于第二输入电感器500b和第一峰值放大器112的输入之间。

在一个实施例中，第三和第四输入电感器502具有相同电感，与第一和第二输入电感器500的电感不同，尽管在其它实施例中第三和第四输入电感器502可以是不同的。输入电感高于输出电感以便确保对输出电路106中信号进行正确的相位匹配。

通常，第一和第二输入电感器500的电感可以大约是第三和第四输入电感502的四倍，与输出电路106中的第一和第二电感器124的电感相等同。为了实现相同的输入和输出电感，较高值的输入电容器部分共振到所需等级，这是由于通过对电容器516和518进行去耦合将520和522端子接地。如同输出电路中的电感器124、126和用于耦合寄生电容的电容器116、118，改变输入电感器以便改变放大器的可操作范围。

如同输出电路102，上述布置意味着输入电路用作支线耦合器，此时用于划分输入信号。

将输入信号510设置在第四分接点508处。第一峰值放大器的栅极电压512b还被提供到该点。主放大器110的输入线504通过接地电容器514端接。第一峰值放大器112的输入线也通过接地电容器516端接。

在块130只包括接地电容器200的情况下(如图2A所示)，第二分接点508b的输入也通过接地电容器(未示出)端接。

第二峰值放大器202的栅极电压512c被提供到由通过电感器520和接地电容器516形成的网络产生的RF冷点(cold point)(没有RF信号流过的点)。主放大器110的栅极电压512a被提供在由通过电感器522和接地电容器518形成的网络产生的RF冷点上。RF输入信号和第一峰值放大器112的栅极电压被提供在第一峰值放大器112的输入线506上，第一峰值放大器112在接地电容器516和分接点508b之间。

栅极电压512是DC信号，而输入信号是AC信号。将隔直电容器524用于确保栅极电压512不彼此干扰。换言之，主放大器的栅极电压512a仅达到主FET 114a，第一峰值放大器的栅极电压512b仅达到第一峰值放大器FET 114b，第二峰值放大器的栅极电压512c仅达到第二峰值放大器FET 114c。

第一隔直电容器524a设置在第一输入电感器500a和第三输入电感器502a之间，第二隔直电容器524b设置在第四输入电感器和第四分接点508d之间，以及第三隔直电容器524c设置在第四分支508d和第二输入电感器500b之间。

隔直电容器524阻挡DC电压信号，但是不干扰AC RF输入信号。应认识到，代替隔直电容器524，可以使用允许RF输入信号通过而阻挡DC电压信号的任何适合滤波元件。

图6示出了包括多赫蒂放大器100的集成电路的管芯600，多赫蒂放大器100包括第二峰值放大器202。同样，需要时使用相同的附图标记。

超宽带多赫蒂放大器100包括四个电感器124、126，以正方形结构布置在输出侧上；以及四个电感器500、502，以正方形结构布置在输入侧上。为了克服该问题，尽管可以使用其它适合技术，然而将管芯600提供在GaN或横向扩散有金属氧化物半导体的高电阻衬底(HRS LDMOS)上。以该技术实现的晶体管可以操作在700MHz到3.5GHz之间。

管芯布局600的面积大约为2.5mm乘2mm。还可以将管芯设置为传统金属陶瓷封装或超模压封装。

主放大器110生长6mm的门外设(gate periphery)，而峰值放大器112、202每个都生长18mm的门外设。这样导致功率为25W到125W(根据所选的半导体技术)。为了增加功率，多个多赫蒂放大器100可以设置为是并联连接的。例如，可以提供两个、三个或更多个多赫蒂放大器100。

在以上描述中，在块130中呈现了两个单独的电路示例。应认识到，将用作并联电容器的其它示例电路接地。

在以上描述中，应认识到，对耦接或连接多个组件的引用表示关键性的耦接，不排除中间组件的可能性。

还应认识到，尽管针对电感器、电容器和晶体管给出了示例值，然而这仅是示例性的，可以将任何值的组件用于实现相同结果。

Claims (8)

1.一种多赫蒂放大器(100)，用于将输入信号放大为待提供至负载(108)的输出信号，所述多赫蒂放大器包括：

主放大器(110)，用于接收第一信号，并且放大所述第一信号以便产生第一放大信号；

第一峰值放大器(112)，用于接收第二信号并且产生第二放大信号，所述第一峰值放大器仅在所述第二信号达到第一阈值功率时操作，从输入信号划分得到所述第一信号和所述第二信号；以及

输出电路(106)，用于组合所述第一放大信号和所述第二放大信号以产生具有工作带宽的输出信号，所述输出电路配置为用作支线耦合器并包括四个虚拟线，其中

第一虚拟线，连接在所述主放大器的输出端与第一分接点(132a)之间，由以下元件构成：具有第一电感的第二电感器(124b)、所述主放大器的寄生输出电容和第一接地电容器(128)；

第二虚拟线，连接在所述第一峰值放大器的输出端与第二分接点(132b)之间，由以下元件构成：具有第一电感的第一电感器(124a)、所述第一峰值放大器的寄生输出电容和第二接地电容器(200)；

第三虚拟线，连接在所述主放大器的输出端与所述第一峰值放大器的输出端之间，由以下元件构成：具有第二电感的第四电感器(126b)、所述主放大器的寄生输出电容和所述第一峰值放大器的寄生输出电容；

第四虚拟线，连接在所述第一分接点与所述第二分接点之间，由以下元件构成：具有第二电感的第三电感器(126a)、所述第一接地电容器和所述第二接地电容器；

其中，所述负载能够连接到所述第一分接点。

2.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，包括：

输入电路(102)，布置为接收输入信号并且将输入信号划分为第一信号和第二信号；

其中所述主放大器和所述第一峰值放大器每个均包括场效应晶体管，所述输入电路配置为用作支线耦合器并包括四个虚拟输入线，其中：

第一虚拟输入线，连接在第一输入分接点(508a)与所述主放大器的输入端之间，由以下元件构成：具有第一输入电感的第一输入电感器(500a)、所述主放大器的寄生输入电容和第一接地输入电容器(514)；

第二虚拟输入线，连接在第二输入分接点(508b)与所述第一峰值放大器的输入端之间，由以下元件构成：具有第一输入电感的第二输入电感器(500b)、所述第一峰值放大器的寄生输入电容和第二接地输入电容器(516)；

第三虚拟输入线，连接在所述第一输入分接点与所述第二输入分接点之间，由以下元件构成：具有第二输入电感的第三输入电感器(502a)、所述第一接地输入电容器和所述第二接地输入电容器；

第四虚拟输入线，连接在所述主放大器的输入端与所述第一峰值放大器的输入端之间，由以下元件构成：具有第二输入电感的第四输入电感器(502b)、所述主放大器的输入电容和所述第一峰值放大器的输入电容；

其中，所述输入电路配置为在所述第二输入分接点接收所述输入信号。

3.一种多赫蒂放大器(100)，用于将输入信号放大为待提供至负载(108)的输出信号，所述多赫蒂放大器包括：

主放大器(110)，用于接收第一信号，并且放大所述第一信号以便产生第一放大信号；

第一峰值放大器(112)，用于接收第二信号并且产生第二放大信号，所述第一峰值放大器仅在所述第二信号达到第一阈值功率时操作，从输入信号划分得到所述第一信号和所述第二信号；以及

补偿电路(208)，布置为增加操作补偿，其中所述放大器的峰值效率发生在所述操作补偿处，所述补偿电路包括第二峰值放大器(114c)，该第二峰值放大器用于接收从输入信号划分的第三信号并且用于产生第三放大信号，所述第二峰值放大器仅在所述第三信号达到第二阈值功率时操作；以及

输出电路(106)，用于组合所述第一放大信号、所述第二放大信号和所述第三放大信号以产生具有工作带宽的输出信号，所述输出电路配置为用作支线耦合器并包括四个虚拟线，其中

第一虚拟线，连接在所述主放大器的输出端与第一分接点(132a)之间，由以下元件构成：具有第一电感的第二电感器(124b)、所述主放大器的寄生输出电容和第一接地电容器(128)；

第二虚拟线，连接在所述第一峰值放大器的输出端与第二分接点(132b)之间，由以下元件构成：具有第一电感的第一电感器(124a)、所述第一峰值放大器的寄生输出电容和所述第二峰值放大器的寄生输出电容；

第三虚拟线，连接在所述主放大器的输出端与所述第一峰值放大器的输出端之间，由以下元件构成：具有第二电感的第四电感器(126b)、所述主放大器的寄生输出电容和所述第一峰值放大器的寄生输出电容；

第四虚拟线，连接在所述第一分接点与所述第二分接点之间，由以下元件构成：具有第二电感的第三电感器(126a)、所述第一接地电容器和所述第二峰值放大器的输出电容；

其中，所述负载能够连接到所述第一分接点。

4.根据权利要求3所述的多赫蒂放大器，其中每个峰值放大器的功率是所述主放大器功率的n倍，使得所述主放大器与所述多赫蒂放大器的比值为1：2n+1。

5.根据权利要求4所述的多赫蒂放大器，其中n＝3，所述多赫蒂放大器的效率的峰值发生在8dB到9dB之间的补偿处。

6.根据权利要求3至5中的任一权利要求所述的多赫蒂放大器，其中所述多赫蒂放大器具有以下特征中的至少一个或任意组合：

相对工作带宽大约为60％；以及

功率在几瓦到几百瓦之间。

7.根据权利要求3所述的多赫蒂放大器，包括：

输入电路(102)，布置为接收输入信号并且将输入信号划分为第一信号、第二信号和第三信号；

其中所述主放大器、所述第一峰值放大器和所述第二峰值放大器中的每个均包括场效应晶体管，所述输入电路配置为用作支线耦合器并包括四个虚拟输入线，其中：

第一虚拟输入线，连接在第一输入分接点(508a)与所述主放大器的输入端之间，由以下元件构成：具有第一输入电感的第一输入电感器(500a)、所述主放大器的寄生输入电容和第一接地输入电容器(514)；

第二虚拟输入线，连接在第二输入分接点(508b)与所述第一峰值放大器的输入端之间，由以下元件构成：具有第一输入电感的第二输入电感器(500b)、所述第一峰值放大器的寄生输入电容、第二接地输入电容器(516)和所述第二峰值放大器的寄生输入电容；

第三虚拟输入线，连接在所述第一输入分接点与所述第二输入分接点之间，由以下元件构成：具有第二输入电感的第三输入电感器(502a)、所述第一接地输入电容器、所述第二接地输入电容器和所述第二峰值放大器的寄生输入电容；

第四虚拟输入线，连接在所述主放大器的输入端与所述第一峰值放大器的输入端之间，由以下元件构成：具有第二输入电感的第四输入电感器(502b)、所述主放大器的输入电容和所述第一峰值放大器的输入电容；

其中，所述输入电路配置为在所述第二输入分接点接收所述输入信号。

8.一种蜂窝基站，包括：

根据前述任一权利要求所述的多赫蒂放大器。