CN106100590B - 功率放大电路 - Google Patents

功率放大电路 Download PDF

Info

Publication number
CN106100590B
CN106100590B CN201610191826.XA CN201610191826A CN106100590B CN 106100590 B CN106100590 B CN 106100590B CN 201610191826 A CN201610191826 A CN 201610191826A CN 106100590 B CN106100590 B CN 106100590B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
signal
power amplification
amplification circuit
amplifying circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610191826.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106100590A (zh
Inventor
石原翔太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN106100590A publication Critical patent/CN106100590A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106100590B publication Critical patent/CN106100590B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0261Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
    • H03G3/3042Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0216Continuous control
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/34Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/191Tuned amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/0005Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
    • H03G1/0017Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/135Indexing scheme relating to amplifiers there being a feedback over one or more internal stages in the global amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/222A circuit being added at the input of an amplifier to adapt the input impedance of the amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/27A biasing circuit node being switched in an amplifier circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/318A matching circuit being used as coupling element between two amplifying stages
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/324An amplitude modulator or demodulator being used in the amplifier circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/387A circuit being added at the output of an amplifier to adapt the output impedance of the amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/408Indexing scheme relating to amplifiers the output amplifying stage of an amplifier comprising three power stages
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

在以高功率输出模式或低功率输出模式进行动作的功率放大电路中,可以增大低功率输出模式时的增益减小量,并且可以抑制特性的劣化。功率放大电路包括将第一信号放大并作为第二信号进行输出的第一放大电路、将第二信号放大并作为第三信号进行输出的第二放大电路、以及将从第一放大电路输出的第二信号作为第一信号再次输入或送回至第一放大电路的反馈电路,在低功率输出模式时,第一放大电路的动作停止,第一信号通过反馈电路而作为第二信号进行输出。

Description

功率放大电路
技术领域
本发明涉及功率放大电路。
背景技术
在移动电话等的移动通信设备上,使用功率放大电路用于对发送给基站的信号的功率进行放大。在上述的功率放大电路中,为了改善功率附加效率,有时会根据输出电平切换增益。例如,在专利文献1公开的功率放大电路中,通过根据输出电平控制偏置来调整功率放大电路的增益。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2002-151982号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
虽然可以通过控制偏置来调整增益,但是其调整范围有限。近年来,在以高功率输出模式或低功率输出模式进行动作的功率放大电路中,需要进一步减小低功率输出模式时的增益,而仅通过控制偏置是难以实现的。虽然也考虑将低功率输出模式用的放大电路和高功率输出模式用的放大电路分开设置,并且根据功率放大模式用开关来切换信号路径的结构,但是信号路径上的开关会使特性发生劣化。
本发明是鉴于上述情况完成的,其目的在于在高功率输出模式或低功率输出模式下进行动作的功率放大电路中,减小低输出模式时的增益,防止特性劣化。
解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式所涉及的功率放大电路包括:将第一信号放大并作为第二信号进行输出的第一放大电路、将第二信号放大并作为第三信号进行输出的第二放大电路、以及将从第一放大电路输出的第二信号作为第一信号再次输入或送回至第一放大电路的反馈电路,在低功率输出模式时,第一放大电路的动作停止,第一信号通过反馈电路并被作为第二信号进行输出。
技术效果
根据本发明,可以在以高功率输出模式或低功率输出模式进行动作的功率放大电路中,增大低功率输出模式时的增益减小量,并且可以抑制特性的劣化。
附图说明
图1是表示包括本发明的一个实施方式所涉及的功率放大电路的发送单元的结构例的图。
图2是表示功率放大电路120的结构的一个示例的图。
图3是表示反馈电路200的一个示例的图。
图4是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
图5是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
图6是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
图7是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
图8是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
图9是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
图10是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
图11是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
图12是表示反馈电路1000的一个示例的图。
图13是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。
具体实施方式
以下,参照附图对于本发明的一个实施方式进行说明。图1是表示包括本发明的一个实施方式所涉及的功率放大电路的发送单元的结构例的图。发送单元100用于在例如移动电话等的移动通信设备上,向基站发送声音或数据等各种信号。此外,移动通信设备还包括用于从基站接收信号的接收单元,但是此处省略说明。
如图1所示,发送单元100构成为包括调制部110、功率放大电路120、前端部130、以及天线140。
调制部110基于HSUPA(High Spped Uplink Packet Access-高速上行链路分组接入)或LTE(Long Term Evolution-长期演进)等调制方式,调制输入信号,生成用于进行无线发送的无线电频率(RF:Radio Frequency)信号。RF信号例如在数百MHz至数GHz左右。
功率放大电路120将从调制部110输出的RF信号(RFIN)的功率放大到用于向基站发送所需的电平,并输出放大信号(RFOUT)。功率放大电路120以与功率输出模式控制电压VMODE对应的功率输出模式来进行动作。功率输出模式包括例如低功率输出模式(LPM:Low PowerMode)及高功率输出模式(HPM:High Power Mode)。
前端部130对放大信号进行滤波,或与从基站接收到的接收信号进行切换等。从前端部130输出的放大信号经由天线140发送给基站。
图2是表示功率放大电路120的结构的一个示例的图。功率放大电路120A包括功率放大电路PA1、PA2、PA3;反馈电路200;偏置电路201、202、203;电感器211、212、213;匹配电路(MN:Matching Network)221、222、223;以及偏置控制电路230。
功率放大电路PA1、PA2、PA3即放大RF信号的电路,由放大用晶体管构成。放大用晶体管是例如异质结双极晶体管等双极晶体管。在功率放大电路120中,功率放大电路PA1、PA2、PA3构成三级放大电路。功率放大电路PA1(第一放大电路)输出将所输入的信号(第一信号)放大后的信号(第二信号)。功率放大电路PA2(第二放大电路)输出将来自功率放大电路PA1的信号(第二信号)放大后的信号(第三信号)。功率放大电路PA3(第三放大电路)输出将来自功率放大电路PA2的信号(第三信号)放大后的信号(第四信号)。
反馈电路200形成从功率放大电路PA1的输出(集电极)到输入(基极)的反馈路径。反馈电路200被设置用于调整(减小)功率放大电路PA1的增益。
图3是表示反馈电路200的一个示例的图。如图3所示,反馈电路200可以设置为由串联连接在功率放大电路PA1的输出和输入之间的电阻器300及电容器301构成(CR反馈电路)。
图3所示的反馈电路200的结构只是一个示例,反馈电路200的结构不限于此。例如可以将反馈电路200设为如图12在后文中所阐述的电阻器(DC反馈电路)。但是,在将反馈电路200设为电阻器的情况下,由于变成DC反馈,因此在反馈点的前后(图3的X点前后)需要设置尺寸比较大的电容器。因而,通过将反馈电路200设为如图3所示的结构,能抑制功率放大电路120A的尺寸增大。
偏置电路201、202、203是向功率放大电路PA1、PA2、PA3提供偏置电流的电路,包含偏置电路用的晶体管。具体地说,在偏置电路201(第一偏置电路)中,向偏置电路用的晶体管的基极提供偏置控制电压VBIAS1,并且从该晶体管的发射极输出与偏置控制电压VBIAS1对应的偏置电流(第一偏置电流)。从偏置电路201输出的偏置电流被提供至构成功率放大电路PA1的晶体管的基极。同样,偏置电路202(第二偏置电路)输出与偏置控制电压VBIAS2对应的偏置电流(第二偏置电流)。此外,偏置电路203(第三偏置电路)输出与偏置控制电压VBIAS3对应的偏置电流(第三偏置电流)。
匹配电路221、222、223是用于使电路间的阻抗匹配的电路。匹配电路221、222、223用例如电容器或电感器来构成。
偏置控制电路230输出用于控制偏置电流的偏置控制电压VBIAS1、VBIAS2、VBIAS3。偏置控制电压VBIAS1、VBIAS2、VBIAS3被分别提供给偏置电路201、202、203。偏置控制电路203基于功率输出模式控制电压VMODE,控制偏置控制电压VBIAS1、VBIAS2、VBIAS3
具体而言,进行如下的设定。将构成偏置电路的晶体管导通的电压定义为高电平,将比它低的电压定义为低电平。偏置控制电路230在高功率输出模式时,将偏置控制电压VBIAS1、VBIAS2、VBIAS3全部设为高电平。偏置控制电路230在低功率输出模式时,将偏置控制电压VBIAS2、VBIAS3设为高电平,将偏置控制电压VBIAS1设为低电平。
对于功率放大电路120A的动作的一个示例进行说明。
在高功率输出模式时,偏置控制电路230将偏置控制电压VBIAS1、VBIAS2、VBIAS3全部设为高电平。即,偏置控制电路230将由偏置电路201、202、203生成的偏置电流分别提供给功率放大电路PA1、PA2、PA3。由此,在功率放大电路120A中,功率放大电路PA1、PA2、PA3全部进行动作。于是,RF信号(RFIN)被功率放大电路PA1、PA2、PA3的三级放大电路放大。
在低功率输出模式时,偏置控制电路230将偏置控制电压VBIAS2、VBIAS3设为高电平,将偏置控制电压VBIAS1设为低电平。即,偏置控制电路230将由偏置电路202、203生成的偏置电流分别提供给功率放大电路PA2、PA3,并且停止向功率放大电路PA1提供偏置电流。由此,在功率放大电路120A中,功率放大电路PA2、PA3动作,功率放大电路PA1停止。由于功率放大电路PA1停止,因此输入到功率放大电路PA1的RF信号经由反馈电路200输出至功率放大电路PA2。因而,RF信号被功率放大电路PA2、PA3的二级放大电路放大。
由此,在功率放大电路120A中,在低功率输出模式的情况下,通过停止功率放大电路PA1,相比于高功率输出模式能减小增益。而且,通过停止功率放大电路PA1,相比于控制偏置电流量的情况,能够增大低功率输出模式时的增益减小量。此外,在功率放大电路120A中,由于在RF信号的路径上不存在开关,因此能抑制特性劣化。
此外,在功率放大电路120A中,在低功率输出模式情况下,通过停止向构成功率放大电路PA3的并联连接的多个晶体管(叉指)中的一部分提供偏置电流,也可以进一步增大增益减小量。在以下所示的其他实施方式中也相同。
此外,在功率放大电路120A中,第二级及第三级也可以设置反馈电路。
此外,在功率放大电路120A中,采用三级放大电路,但是放大电路的级数不限于此,可以是二级(没有功率放大电路PA3的结构),也可以是四级以上。
图4是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图2所示的功率放大电路120A相同的要素上标注相同的符号并省略说明。如图4所示,功率放大电路120B具备偏置控制电压生成电路400及开关401代替功率放大电路120A的偏置控制电路230。
偏置控制电压生成电路400生成用于控制偏置电流的偏置控制电压VBIAS。偏置控制电压VBIAS被提供给偏置电路201、202、203。偏置电路201、202、203分别将与偏置控制电压VBIAS对应的偏置电流提供给功率放大电路PA1、PA2、PA3。
开关401(偏置控制电路)基于功率输出模式控制电压VMODE,控制向偏置电路201提供偏置控制电压VBIAS
具体而言,在高功率输出模式的情况下,开关401导通,偏置控制电压V BIAS被提供给偏置电路201。在低功率输出模式的情况下,开关401断开,停止向偏置电路201提供偏置控制电压VBIAS。开关401可以由例如MOSFET构成。对于后述的其他开关也相同,可以由例如MOSFET构成。
功率放大电路120B的详细动作与功率放大电路120A相同,因此省略说明。
图5是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图4所示的功率放大电路120B相同的要素上标注相同的符号并省略说明。如图5所示,功率放大电路120C在功率放大电路120B的结构上,还具备开关402、403。
开关401、402、403(偏置控制电路)基于功率输出模式控制电压VMODE1、VMODE2,分别控制向偏置电路201、202、203提供偏置控制电压VBIAS
具体而言,在高功率输出模式情况下,开关401、402、403全部导通。此时,偏置控制电压VBIAS被提供给偏置电路201、202、203。此外,在低功率输出模式的情况下,开关401断开,开关402、403导通。此时,停止向偏置电路201提供偏置控制电压VBIAS
功率放大电路120C的详细动作与功率放大电路120A相同,因此省略说明。
图6是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图4所示的功率放大电路120B相同的要素上标注相同的符号并省略说明。如图6所示,在功率放大电路120D中,开关401基于功率输出模式控制电压VMODE,控制向功率放大电路PA1提供从偏置电路201输出的偏置电流。
具体而言,在高功率输出模式情况下,开关401导通。此时,分别从偏置电路201、202、203向功率放大电路PA1、PA2、PA3提供偏置电流。此外,在低功率输出模式情况下,开关401断开。此时,停止向功率放大电路PA1提供偏置电流。
功率放大电路120D的详细动作与功率放大电路120A相同,因此省略说明。
图7是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图5所示的功率放大电路120C或图6所示的功率放大电路120D相同的要素上标注相同的符号并省略说明。
如图7所示,在功率放大电路120E中,开关401、402、403(偏置控制电路)基于功率输出模式控制电压VMODE1、VMODE2,分别控制向功率放大电路PA1、PA2、PA3提供偏置电流。
具体而言,在高功率输出模式情况下,开关401、402、403全部导通。此时,向全部功率放大电路PA1、PA2、PA3提供偏置电流。此外,在低功率输出模式的情况下,开关401断开,开关402、403导通。此时,停止向功率放大电路PA1提供偏置电流。
功率放大电路120E的详细动作与功率放大电路120A相同,因此省略说明。
图8是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图4所示的功率放大电路120B相同的要素上标注相同的符号并省略说明。
如图8所示,功率放大电路120F具备偏置控制电压生成电路800、810代替功率放大电路120B的偏置控制电压生成电路400。偏置控制电压生成电路800生成提供给偏置电路201的偏置控制电压VBIAS1。偏置控制电压生成电路810生成提供给偏置电路202、203的偏置控制电压VBIAS2。而且,开关401基于功率输出模式控制电压VMODE,控制向偏置控制电压生成电路800提供电源电压VCC
具体而言,在高功率输出模式情况下,开关401导通。此时,分别从偏置电路201、202、203向功率放大电路PA1、PA2、PA3提供偏置电流。此外,在低功率输出模式情况下,开关401断开。此时,偏置控制电压生成电路800的动作停止,并且停止向功率放大电路PA1提供偏置电流。
功率放大电路120F的详细动作与功率放大电路120A相同,因此省略说明。
图9是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图8所示的功率放大电路120F相同的要素上标注相同的符号并省略说明。
如图9所示,在功率放大电路120G中,开关401基于功率输出模式控制电压VMODE,控制向偏置控制电压生成电路800提供接地电压。
具体而言,在高功率输出模式情况下,开关401导通。此时,分别从偏置电路201、202、203向功率放大电路PA1、PA2、PA3提供偏置电流。此外,在低功率输出模式情况下,开关401断开。此时,偏置控制电压生成电路800的动作停止,并且停止向功率放大电路PA1提供偏置电流。
功率放大电路120G的详细动作与功率放大电路120A相同,因此省略说明。
图10是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图4所示的功率放大电路120B相同的要素上标注相同的符号并省略说明。
如图10所示,在功率放大电路120H中,开关401基于功率输出模式控制电压VMODE,控制功率放大电路PA1的动作。开关401与构成功率放大电路PA1的晶体管串联连接。而且,在高功率输出模式时,开关401导通,功率放大电路PA1动作。另一方面,在低功率输出模式时,开关401断开,功率放大电路PA1停止动作。由此,可以不通过偏置电流的供给控制,而是通过接地电压或电源电压的供给控制来控制功率放大电路PA1的动作。
功率放大电路120H的详细动作与功率放大电路120A相同,因此省略说明。
图11是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图2所示的功率放大电路120A相同的要素上标注相同的符号并省略说明。
如图11所示,功率放大电路120J具备反馈电路1100代替功率放大电路120A的反馈电路200。反馈电路1100(第二反馈电路)形成从功率放大电路PA2的输出(集电极)到输入(基极)的反馈路径。反馈电路1100被设置用于调整(减小)功率放大电路PA2的增益。
图12是表示反馈电路1100的一个示例的图。如图12所示,反馈电路1100可以设置为连接在功率放大电路PA2的输出和输入之间的电阻器1200(DC反馈电路)。此外,如图12所示,在功率放大电路PA2的输入和电阻器1200之间,可以设置电容器1210。电容器1210可以是匹配电路221的一部分,也可以与匹配电路221分开设置。
此外,图12所示的反馈电路1100的结构只是一个示例,反馈电路1100的结构不限于此。例如可以将反馈电路1100设为如图3所示的CR反馈电路。但是,与CR反馈电路相比,DC反馈电路在宽频带(特别是低频带)中更稳定。因次,通过将反馈电路1100设为如图12所示的结构,可以提高功率放大电路120J的特性。
对于功率放大电路120J的动作的一个示例进行说明。
在高功率输出模式时,偏置控制电路230将偏置控制电压VBIAS1、VBIAS2、VBIAS3全都设为高电平。即,偏置控制电路230将由偏置电路201、202、203生成的偏置电流分别提供给功率放大电路PA1、PA2、PA3。由此,在功率放大电路120J中,功率放大电路PA1、PA2、PA3全部进行动作。于是,RF信号(RFIN)被功率放大电路PA1、PA2、PA3的三级放大电路放大。
在低功率输出模式时,偏置控制电路230将偏置控制电压VBIAS1、VBIAS3设为高电平,将偏置控制电压VBIAS2设为低电平。即,偏置控制电路230将偏置电路201、203生成的偏置电流分别提供给功率放大电路PA1、PA3,并且停止向功率放大电路PA2提供偏置电流。由此,在功率放大电路120J中,功率放大电路PA1、PA3动作,功率放大电路PA2停止。由于功率放大电路PA2停止,因此输入到功率放大电路PA2的RF信号经由反馈电路1100向功率放大电路PA3输出。因而,RF信号被功率放大电路PA1、PA3的二级放大电路放大。
由此,在功率放大电路120J中,在低功率输出模式的情况下,通过停止功率放大电路PA2,相比于高功率输出模式的情况能减小增益。而且,通过停止功率放大电路PA2,相比于控制偏置电流量的情况能增大低功率输出模式时的增益减小量。此外,在功率放大电路120J中,由于在RF信号的路径上不存在开关,因此能抑制特性劣化。
而且,在功率放大电路120J中,在低功率输出模式时,由于RF信号的输入端即第一级的功率放大电路PA1的动作不停止,因此从RFIN观察时的输入阻抗不变。因而,能够抑制驻波比(VSWR)恶化。
此外,在功率放大电路120J中,与功率放大电路120A相同,在低功率输出模式的情况下,通过停止向构成功率放大电路PA3的并联连接的多个晶体管(叉指)中的一部分提供偏置电流,也可以进一步增大增益的减小量。特别是,在功率放大电路120H中,若停止第二级的功率放大电路PA2的动作,则增益峰值将向低频侧偏移,但通过停止第三级的功率放大电路PA3的一部分动作,第三级的功率放大电路PA3的输入电容变小,能使增益峰值返回高频侧。
此外,在功率放大电路120J中,第一级及第三级也可以设置反馈电路。
此外,在功率放大电路120J中,采用三级放大电路,但是放大电路的级数不限于此,可以是二级(没有功率放大电路PA3的结构),也可以是四级以上。此外,与功率放大电路120B~120G相同,可以使用开关控制偏置电流的供给。
图13是表示功率放大电路120的结构的另一个示例的图。此外,在与图2所示的功率放大电路120A或图11所示的功率放大电路120J相同的要素上标注相同的符号并省略说明。
功率放大电路120K包括用于放大较高频带(第一频带)的RF信号(RFINH)的电路、和用于放大较低频带(第二频带)的RF信号(RFINL)的电路。
在功率放大电路120K中,高频带的RF信号(RFINH)被与图2所示的功率放大电路120A相同的结构放大。具体而言,偏置控制电路230H(第一偏置控制电路)基于功率输出模式控制电压VMODEH,控制偏置控制电压VBIAS1H、VBIAS2H、VBIAS3H,以使在高功率输出模式的情况下,功率放大电路PA1H(第一放大电路)、功率放大电路PA2H(第二放大电路)、及功率放大电路PA3H(第三放大电路)全部动作。此外,偏置控制电路230H基于功率输出模式控制电压VMODEH,控制偏置控制电压VBIAS1H、VBIAS2H、VBIAS3H,以使在低功率输出模式的情况下,功率放大电路PA1H的动作停止,RF信号RFINH通过反馈电路200(第一反馈电路)向功率放大电路PA2H输出。
在功率放大电路120K中,低频带的RF信号(RFINL)被与图11所示的功率放大电路120J相同的结构放大。具体而言,偏置控制电路230L(第二偏置控制电路)基于功率输出模式控制电压VMODEL,控制偏置控制电压VBIAS1L、VBIAS2L、VBIAS3L,以使在高功率输出模式的情况下,功率放大电路PA1L(第四放大电路)、功率放大电路PA2L(第五放大电路)、及功率放大电路PA3L(第六放大电路)全部动作。此外,偏置控制电路230L基于功率输出模式控制电压VMODEL,控制偏置控制电压VBIAS1L、VBIAS2L、VBIAS3L,以使在低功率输出模式的情况下,功率放大电路PA2L的动作停止,功率放大电路PA1L的输出信号通过反馈电路1100(第二反馈电路)向功率放大电路PA3L输出。
此外,在功率放大电路120K中,虽然设置了高频带的偏置控制电路230H和低频带的偏置控制电路230L,但是偏置控制电路也可以在高频带和低频带共用。
此外,在功率放大电路120K中,与功率放大电路120A、120J相同,在低功率输出模式的情况下,通过停止向构成功率放大电路PA3H、PA3L的并联连接的多个晶体管(叉指)中的一部分提供偏置电流,也可以进一步增大增益减小量。
在功率放大电路120K中,对于低频带的电路,在低功率输出模式时停止动作的功率放大电路是第二级的功率放大电路PA2L。因而,在低功率输出模式时,由于第一级的功率放大电路PA1L没有停止动作,因此能抑制驻波比的恶化。
另一方面,对于高频带的电路,在低功率输出模式时停止动作的功率放大电路是第一级的功率放大电路PA1H。也可以与低频带的电路相同,将在低功率输出模式时停止动作的功率放大电路设为第二级的功率放大电路PA2H,但是,此时若功率放大电路PA2的动作停止,则增益峰值会向低频侧偏移。而且,增益峰值的变化量受到电容器的阻抗(Z=1/ωC)或电感器的阻抗(Z=ωL)的影响,随着频率变高而变大。因此,在高频带的电路中,通过将在低功率输出模式时停止动作的功率放大电路设为第一级的功率放大电路PA1H而不是第二级的功率放大电路PA2H,可以抑制特性的恶化。
上面是对本发明的示例性的实施方式进行了说明。在功率放大电路120A中,在低功率输出模式时,通过停止第一级的功率放大电路PA1的动作,并用反馈电路将RF信号旁通,能大大地降低增益。此外,由于在RF信号的路径中不存在开关,能抑制特性的劣化。功率放大电路120B~120G中也相同。
此外,在功率放大电路120A中,通过将反馈电路200设为CR反馈,与设为DC反馈的情况相比,能抑制功率放大电路120A的尺寸增大。理由是在DC反馈的情况下,为了防止向RFin流出DC电压和防止向第一级的功率放大电路PA1流出DC电压,需要两个电容器,由于两个电容器需要通过RF信号,因此电容必须增大。因此,与CR反馈相比,必须构成两个电容大(尺寸大)的电容器,因而尺寸会增大。另一方面,通过设为CR反馈,从反馈电路返回的DC电压不会向RFin流出,因此能直接返回至RFin。而且,为了防止RFin信号被输入至CR反馈,必须减小在CR反馈中使用的电容器的电容。其结果,若将DC反馈和CR反馈两者相比,虽然两者都需要两个电容器,但是,CR反馈的电容器的尺寸能减小,从而能相应地实现小型化。
此外,在功率放大电路120A中,在低功率输出模式时,通过使构成第三级的功率放大电路PA3的晶体管(叉指)中的一部分停止,能增大增益减小量。
此外,在功率放大电路120J中,在低功率输出模式时,通过停止第二级的功率放大电路PA2的动作,并由反馈电路1100将RF信号旁通,能大大地降低增益。此外,由于在RF信号的路径中不存在开关,能抑制特性的劣化。而且,由于在低功率输出模式时被停止的功率放大电路是第二级的功率放大电路PA2而不是第一级的功率放大电路PA1,因此能抑制驻波比的恶化。
此外,在功率放大电路120J中,通过将反馈电路1100设为DC反馈,与设为CR反馈的情况相比,能够在更宽的频带中抑制特性的劣化。
此外,在功率放大电路120A中,在低功率输出模式时,通过使构成第三级的功率放大电路PA3的晶体管(状物)中的一部分停止,能增大增益减小量。
此外,在功率放大电路120K的高频带电路中,在低功率输出模式时,通过停止第一级的功率放大电路PA1H的动作,并由反馈电路200将RF信号旁通,能获得与功率放大电路120A相同的效果。此外,在功率放大电路120K的低频带电路中,在低功率输出模式时,通过停止第二级的功率放大电路PA2L的动作,并由反馈电路1100将RF信号旁通,能获得与功率放大电路120H相同的效果。
特别是,在功率放大电路120K的高频带电路中,通过将在低功率输出模式时停止动作的功率放大电路设为第一级的功率放大电路PA1H而不是第二级的功率放大电路PA2H,可以抑制特性的恶化。
上述说明的各实施方式用于方便理解本发明,并不用于限定并解释本发明。在不脱离本发明的思想的前提下,可以对本发明变更或改良,并且本发明的等同发明也包含在本发明内。即,本领域的技术人员在各实施方式上加以适当的设计变更,只要包含本发明的技术特征,也被包含在本发明的范围内。例如各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等,不限于例示,能进行适当地变更。此外,各实施方式具备的各要素,能在技术上可能的范围内任意组合,这些组合只要包含本发明的技术特征也包含在本发明的范围内。
标号说明
100 发送单元
110 调制部
120 功率放大电路
130 前端部
140 天线
200、1100 反馈电路
201、202、203 偏置电路
211、212、213 电感器
221、222、223 匹配电路
230 偏置控制电路
300、1100 电阻器
301,1110 电容器
400、800、810 偏置控制电压生成电路
401、402、403 开关

Claims (12)

1.一种功率放大电路,其特征在于,包括:
将第一信号放大并作为第二信号进行输出的第一放大电路、
将所述第二信号放大并作为第三信号进行输出的第二放大电路、以及
将从所述第一放大电路输出的所述第二信号作为所述第一信号再次输入或送回至所述第一放大电路的反馈电路,
在低功率输出模式时,所述第一放大电路的动作停止,所述第一信号通过所述反馈电路并被作为所述第二信号进行输出。
2.如权利要求1所述的功率放大电路,其特征在于,
所述反馈电路由串联连接的电阻器及电容器构成。
3.如权利要求1或2所述的功率放大电路,其特征在于,
还包括将所述第三信号放大并作为第四信号进行输出的第三放大电路。
4.如权利要求3所述的功率放大电路,其特征在于,
所述第三放大电路包含并联连接的多个晶体管,
在所述低功率输出模式时,所述第三放大电路的所述多个晶体管中的一部分的动作停止。
5.一种功率放大电路,其特征在于,包括:
将第一信号放大并作为第二信号进行输出的第一放大电路、
将所述第二信号放大并作为第三信号进行输出的第二放大电路、
将所述第三信号放大并作为第四信号进行输出的第三放大电路、以及
从所述第二放大电路的输出返回至所述第二放大电路的输入的反馈电路,
在低功率输出模式时,所述第二放大电路的动作停止,所述第二信号通过所述反馈电路并被作为所述第三信号进行输出。
6.如权利要求5所述的功率放大电路,其特征在于,
所述反馈电路由电阻器构成。
7.如权利要求5或6所述的功率放大电路,其特征在于,
所述第三放大电路包含并联连接的多个晶体管,
在所述低功率输出模式时,所述第三放大电路的所述多个晶体管中的一部分的动作停止。
8.一种功率放大电路,其特征在于,包括:
将第一频带的第一信号放大并作为第二信号进行输出的第一放大电路、
将所述第二信号放大并作为第三信号进行输出的第二放大电路、
将所述第三信号放大并作为第四信号进行输出的第三放大电路、
从所述第一放大电路的输出返回至所述第一放大电路的输入的第一反馈电路、
将比所述第一频带更低的第二频带的第五信号放大并作为第六信号进行输出的第四放大电路、
将所述第六信号放大并作为第七信号进行输出的第五放大电路、
将所述第七信号放大并作为第八信号进行输出的第六放大电路、以及
从所述第五放大电路的输出返回至所述第五放大电路的输入的第二反馈电路,
在输入所述第一信号的情况下的第一低功率输出模式时,所述第一放大电路的动作停止,所述第一信号通过所述第一反馈电路并被作为所述第二信号输出,
在输入所述第五信号的情况下的第二低功率输出模式时,所述第五放大电路的动作停止,所述第六信号通过所述第二反馈电路并被作为所述第七信号进行输出。
9.如权利要求8所述的功率放大电路,其特征在于,
所述第一反馈电路是串联连接的电阻器及电容器,
所述第二反馈电路是电阻器。
10.如权利要求8或9所述的功率放大电路,其特征在于,
所述第三放大电路包含并联连接的多个晶体管,
在所述第一低功率输出模式时,所述第三放大电路的所述多个晶体管中的一部分的动作停止。
11.如权利要求8或9所述的功率放大电路,其特征在于,
所述第六放大电路包含并联连接的多个晶体管,
在所述第二低功率输出模式时,所述第六放大电路的所述多个晶体管中的一部分的动作停止。
12.如权利要求10所述的功率放大电路,其特征在于,
所述第六放大电路包含并联连接的多个晶体管,
在所述第二低功率输出模式时,所述第六放大电路的所述多个晶体管中的一部分的动作停止。
CN201610191826.XA 2015-04-30 2016-03-30 功率放大电路 Active CN106100590B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-092997 2015-04-30
JP2015092997A JP2016213547A (ja) 2015-04-30 2015-04-30 電力増幅モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106100590A CN106100590A (zh) 2016-11-09
CN106100590B true CN106100590B (zh) 2019-05-07

Family

ID=57205373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610191826.XA Active CN106100590B (zh) 2015-04-30 2016-03-30 功率放大电路

Country Status (3)

Country Link
US (4) US9628039B2 (zh)
JP (1) JP2016213547A (zh)
CN (1) CN106100590B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10666200B2 (en) 2017-04-04 2020-05-26 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for bias switching of power amplifiers
CN107404296B (zh) 2017-07-05 2020-03-06 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 基于电流检测反馈的射频功率放大器、芯片及通信终端
CN107395144B (zh) * 2017-07-05 2020-01-10 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 基于功率检测反馈的射频功率放大器、芯片及通信终端
WO2019082793A1 (ja) * 2017-10-23 2019-05-02 株式会社村田製作所 高周波電力増幅回路及び通信装置
CN112887061B (zh) 2019-02-01 2022-11-08 Oppo广东移动通信有限公司 用于传输反馈信息的方法、终端设备和网络设备
US11201590B2 (en) * 2020-02-12 2021-12-14 Qorvo Us, Inc. Power amplifier apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6724252B2 (en) * 2002-02-21 2004-04-20 Rf Micro Devices, Inc. Switched gain amplifier circuit
CN101478289A (zh) * 2009-01-05 2009-07-08 东南大学 应用于低功率输出的e类功率放大器数字式功率控制电路
US7605651B2 (en) * 2007-01-25 2009-10-20 Skyworks Solutions, Inc. Multimode amplifier for operation in linear and saturated modes
CN102006015A (zh) * 2010-11-19 2011-04-06 东华大学 一种SiGe BiCMOS射频功率放大器
US8022766B2 (en) * 2010-02-01 2011-09-20 Javelin Semiconductor, Inc. CMOS power amplifiers having integrated one-time programmable (OTP) memories

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028526A (ja) 1999-07-14 2001-01-30 Mobile Communications Tokyo Inc 高周波電力増幅装置
JP2002151982A (ja) 2000-11-15 2002-05-24 Hitachi Ltd 高周波電力増幅回路及び無線通信機並びに無線通信システム
US20070080750A1 (en) * 2005-08-31 2007-04-12 Triquint Semiconductor, Inc. High efficiency amplifiers having multiple amplification paths
US8521198B2 (en) * 2006-05-12 2013-08-27 Qualcomm, Incorporated Dynamic LNA switch points based on channel conditions
JP2008092521A (ja) 2006-10-05 2008-04-17 Nec Electronics Corp 小型電力増幅器
US9413298B2 (en) 2012-12-28 2016-08-09 Peregrine Semiconductor Corporation Amplifier dynamic bias adjustment for envelope tracking
US9419561B2 (en) * 2014-04-09 2016-08-16 Qualcomm, Incorporated Circuits and methods for biasing a power amplifier

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6724252B2 (en) * 2002-02-21 2004-04-20 Rf Micro Devices, Inc. Switched gain amplifier circuit
US7605651B2 (en) * 2007-01-25 2009-10-20 Skyworks Solutions, Inc. Multimode amplifier for operation in linear and saturated modes
CN101478289A (zh) * 2009-01-05 2009-07-08 东南大学 应用于低功率输出的e类功率放大器数字式功率控制电路
US8022766B2 (en) * 2010-02-01 2011-09-20 Javelin Semiconductor, Inc. CMOS power amplifiers having integrated one-time programmable (OTP) memories
CN102006015A (zh) * 2010-11-19 2011-04-06 东华大学 一种SiGe BiCMOS射频功率放大器

Also Published As

Publication number Publication date
US10097148B2 (en) 2018-10-09
US9628039B2 (en) 2017-04-18
JP2016213547A (ja) 2016-12-15
US20180375485A1 (en) 2018-12-27
CN106100590A (zh) 2016-11-09
US20160322947A1 (en) 2016-11-03
US20170179911A1 (en) 2017-06-22
US10615762B2 (en) 2020-04-07
US10778169B2 (en) 2020-09-15
US20200195213A1 (en) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106100590B (zh) 功率放大电路
US10778262B2 (en) Power amplification module
CN104426486B (zh) 用于射频功率放大器的偏置升压偏置电路
CN102208899B (zh) 功率放大器
US8212615B2 (en) Variable-gain amplifier circuit and wireless communication device integrated circuit equipped therewith
CN106817096B (zh) 功率放大装置
CN208337517U (zh) 功率放大电路
CN101677229B (zh) 功率放大器、功率放大器的控制方法以及无线通信装置
US10224892B2 (en) Power amplification module
CN106817091A (zh) 功率放大电路
CN109167578B (zh) 一种带有源电感的超宽带低噪声放大器
WO2013129431A1 (en) Amplifier and wireless communication unit
US11152893B2 (en) Power amplifying circuit and power amplifier
CN110518883A (zh) 功率放大电路
US11569787B2 (en) Power amplification module
CN203166836U (zh) 带有通过模式的放大器
CN110034731A (zh) 功率放大电路
KR20170073459A (ko) 전력증폭장치 및 무선통신장치
CN110011626B (zh) 功率放大电路
CN112187192A (zh) 一种射频功率放大器的自适应电路结构及射频功率放大器
US11394353B2 (en) Power amplifier circuit
Ng et al. A 3-GHz fully-integrated CMOS Class-AB power amplifier
Luong et al. A Watt-Level 4G LTE CMOS Reconfigurable Power Amplifier with Efficiency Enhancement in Power Back-Off
Ali et al. An optimized 2.4 GHz RF power amplifier performance for WLAN system
CN109660215A (zh) 一种宽频射频低噪声放大器的集成电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant