CN113098414A - 功率放大器模块 - Google Patents

功率放大器模块 Download PDF

Info

Publication number
CN113098414A
CN113098414A CN202010587109.5A CN202010587109A CN113098414A CN 113098414 A CN113098414 A CN 113098414A CN 202010587109 A CN202010587109 A CN 202010587109A CN 113098414 A CN113098414 A CN 113098414A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sub
level
bias
current
power amplifier
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.)
Pending
Application number
CN202010587109.5A
Other languages
English (en)
Inventor
韩秀沇
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.)
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electro Mechanics 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 Samsung Electro Mechanics Co Ltd filed Critical Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Publication of CN113098414A publication Critical patent/CN113098414A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/302Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor amplifiers
    • 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
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • 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
    • H03F1/0222Continuous control by using a signal derived from the input signal
    • 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
    • H03F1/0233Continuous control by using a signal derived from the output signal, e.g. bootstrapping the voltage supply
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52Circuit arrangements for protecting such amplifiers
    • 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
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/21Bias resistors are added at the input of an amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/447Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being protected to temperature influence
    • 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)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本公开提供一种功率放大器模块,所述功率放大器模块包括功率放大器和控制单元,所述功率放大器包括放大单元和偏置单元,所述放大单元包括放大晶体管,所述放大晶体管被配置为放大输入信号并将输出信号输出,所述偏置单元包括偏置晶体管和子偏置晶体管,所述偏置晶体管被配置为将偏置电流提供到所述放大晶体管,所述子偏置晶体管被配置为将子偏置电流提供到所述放大晶体管,所述控制单元被配置为将控制电流提供到所述偏置晶体管和所述子偏置晶体管。所述控制单元还被配置为根据所述子偏置电流来改变所述控制电流,并且所述子偏置电流的电平低于所述偏置电流的电平。

Description

功率放大器模块
本申请要求于2019年12月23日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0172976号韩国专利申请的优先权的权益,该韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
本申请涉及一种功率放大器模块。
背景技术
诸如蜂窝电话的移动通信终端采用功率放大器模块来放大将发送到基站的射频(RF)信号。功率放大器模块包括用于放大RF信号的放大器以及用于控制放大器的偏置点的偏置电路。
然而,当由于连接到放大器的输出端子的负载阻抗的改变、电池电压的改变或一些其它原因,导致放大的RF信号的电压超过天线开关的耐受电压时,放大的RF信号的功率可能由于构成天线开关的场效应晶体管的电流泄漏而下降。
发明内容
提供本发明内容以简化的形式介绍所选择的构思,并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面,一种功率放大器模块包括功率放大器和控制单元,所述功率放大器包括放大单元和偏置单元,所述放大单元包括放大晶体管,所述放大晶体管被配置为放大输入信号并将输出信号输出,所述偏置单元包括偏置晶体管和子偏置晶体管,所述偏置晶体管被配置为将偏置电流提供到所述放大晶体管,所述子偏置晶体管被配置为将子偏置电流提供到所述放大晶体管,所述控制单元被配置为将控制电流提供到所述偏置晶体管和所述子偏置晶体管,其中,所述控制单元还可被配置为根据所述子偏置电流来改变所述控制电流,并且所述子偏置电流的电平低于所述偏置电流的电平。
所述控制单元可包括检测电压输出单元,所述检测电压输出单元包括设置在所述子偏置电流的路径中的检测电阻器,使得所述子偏置电流流过所述检测电阻器并且在所述检测电阻器的两端之间产生检测电压。
所述检测电阻器可连接在所述子偏置晶体管和驱动电压端子之间,所述驱动电压端子被配置为将驱动电压提供到所述子偏置晶体管。
所述控制单元还可包括电流电平确定单元,所述电流电平确定单元被配置为根据所述检测电压的电平来确定所述子偏置电流的电平。
所述电流电平确定单元可存储包括所述检测电压的电平和与所述检测电压的电平对应的所述子偏置电流的电平的数据,并且还可被配置为通过参考所述数据来确定与所述检测电压的电平对应的所述子偏置电流的电平。
所述控制单元还可包括控制电流产生单元,所述控制电流产生单元被配置为根据所述子偏置电流的电平产生所述控制电流。
所述偏置单元可包括二极管,所述二极管被配置为根据所述控制电流产生温度补偿电压。
所述二极管可包括二极管接法的晶体管,所述二极管接法的晶体管具有彼此连接的集电极和基极。
在另一总体方面,一种功率放大器模块包括功率放大器和控制单元,所述功率放大器包括放大单元和偏置单元,所述放大单元包括放大晶体管,所述放大晶体管被配置为放大输入信号并将输出信号输出,所述偏置单元包括偏置晶体管和子偏置晶体管,所述偏置晶体管被配置为接收第一驱动电压并将偏置电流提供到所述放大晶体管,所述子偏置晶体管被配置为接收第二驱动电压并且将子偏置电流提供到所述放大晶体管;所述控制单元被配置为将控制电流提供到所述偏置晶体管和所述子偏置晶体管,其中,所述控制单元还可被配置为根据所述子偏置电流来改变所述控制电流,并且提供到所述子偏置晶体管的所述第二驱动电压的电平低于提供到所述偏置晶体管的所述第一驱动电压的电平。
所述控制单元可包括检测电压输出单元,所述检测电压输出单元包括设置在所述子偏置电流的路径中的检测电阻器,使得所述子偏置电流流过所述检测电阻器并且在所述检测电阻器的两端之间产生检测电压。
所述检测电阻器可连接在所述子偏置晶体管和第二驱动电压端子之间,所述第二驱动电压端子被配置为将所述第二驱动电压提供到所述子偏置晶体管。
所述控制单元还可包括电流电平确定单元,所述电流电平确定单元被配置为根据所述检测电压的电平来确定所述子偏置电流的电平。
所述电流电平确定单元可存储包括所述检测电压的电平和与所述检测电压的电平对应的所述子偏置电流的电平的数据,并且还可被配置为通过参考所述数据来确定与所述检测电压的电平对应的所述子偏置电流的电平。
所述控制单元还可包括控制电流产生单元,所述控制电流产生单元被配置为根据所述子偏置电流的电平来产生所述控制电流。
所述偏置单元可包括二极管,所述二极管被配置为根据所述控制电流产生温度补偿电压。
所述二极管可包括二极管接法的晶体管,所述二极管接法的晶体管具有彼此连接的集电极和基极。
通过以下具体实施方式、附图以及权利要求,其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是功率放大器模块的示例的框图。
图2是详细示出图1的功率放大器模块的电路图。
图3是功率放大器模块的另一示例的框图。
图4是详细示出图3的功率放大器模块的电路图。
在所有的附图和具体实施方式中,相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制,并且为了清楚、说明和便利起见,可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在理解本申请的公开内容之后,在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如,在此描述的操作的顺序仅仅是示例,并且不限于在此阐述的顺序,而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外,可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外,为了提高清楚性和简洁性,可省略本领域中已知的特征的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实施,并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说,已经提供在此描述的示例,仅仅为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。
在整个说明书中,当一个元件被描述为“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时,所述一个元件可直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件,或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下,当一个元件被描述为“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时,可不存在介于它们之间的其他元件。
如在此使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。
尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种元件,但是这些元件将不受这些术语限制。更确切地说,这些术语仅用来将一个元件与另一元件区分开。因此,在不脱离示例的教导的情况下,在此描述的示例中所称的第一元件也可被称为第二元件。
在此使用的术语仅用于描述各种示例,并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出,否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合,但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
在此描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式进行组合。此外,虽然在此描述的示例具有多种配置,但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的其他配置是可行的。
图1是功率放大器模块的示例的框图。
参照图1,功率放大器模块10包括功率放大器100和控制单元200。
功率放大器100可根据控制电流Icon将通过输入端子IN输入的输入信号RFin放大以产生输出信号RFout,并且可通过输出端子OUT输出产生的输出信号RFout。
例如,功率放大器100可通过将输入信号RFin的功率放大为发送所述功率到基站所需的电平来将输出信号RFout输出。功率放大器100的输出端子OUT可连接到天线,并且可从天线发送输出信号RFout。
可通过从相应端子接收第一驱动电压Vcc和第二驱动电压Vbat来驱动功率放大器100。在下文中,为了便于描述,供应第一驱动电压Vcc的端子和供应第二驱动电压Vbat的端子分别被称为第一驱动电压(Vcc)端子和第二驱动电压(Vbat)端子。
功率放大器100可包括放大单元110和偏置单元120,放大单元110用于放大输入信号RFin,偏置单元120用于根据由控制单元200提供的控制电流Icon产生偏置电流Ibias,并将产生的偏置电流Ibias提供到放大单元110。放大单元110可连接到第一驱动电压(Vcc)端子,偏置单元120可经由控制单元200连接到第二驱动电压(Vbat)端子。
在图1中,示出了功率放大器100包括一个放大单元110,但在其他示例中,功率放大器100可包括彼此串联连接的多个放大单元110,并且串联连接的多个放大单元110可顺序地放大输入信号RFin以产生输出信号RFout。相应的匹配电路可连接在串联连接的多个放大单元110中的相邻的放大单元110之间,以将相邻的放大单元110中的第一个放大单元的输出阻抗与相邻的放大单元110中的第二个放大单元的输入阻抗进行匹配。例如,如果第一放大单元110、第二放大单元110和第三放大单元110彼此串联连接,那么第一匹配电路可连接在第一放大单元110的输出端和第二放大单元110的输入端之间,并且第二匹配电路可连接在第二放大单元110的输出端和第三放大单元110的输入端之间。
用于产生基带信号的基带集成电路(IC)和用于将基带信号调制为输入信号RFin的RF IC可连接到功率放大器100的输入端子IN。基带IC根据预定的通信方法对通信信息进行编码和调制,并且通过数字信号处理产生基带信号。RF IC根据叠加在基带信号上的信息来调制载波,以产生输入信号RFin。
控制单元200可将控制电流Icon提供到功率放大器100。控制单元200可根据偏置电流Ibias改变提供到功率放大器100的控制电流Icon。
图2是详细示出图1的功率放大器模块的电路图。
参照图2,功率放大器100包括放大单元110和偏置单元120。
放大单元100可根据由偏置单元120提供的偏置电流Ibias将通过输入端子IN输入的输入信号RFin放大以产生输出信号RFout,并且可通过输出端子OUT将产生的输出信号RFout输出。
放大单元110可包括放大晶体管PTR,放大晶体管PTR具有连接到地的发射极。放大晶体管PTR的基极连接到输入端子IN,并且输入信号RFin输入到放大晶体管PTR的基极。在其他示例中,放大晶体管PTR的基极可通过电容器连接到输入端子IN。
此外,放大晶体管PTR的基极可连接到偏置晶体管BTR的发射极,使得偏置电流Ibias可输入到放大晶体管PTR的基极。放大晶体管PTR的基极可通过镇流电阻器R连接到偏置晶体管BTR的发射极。
放大晶体管PTR的集电极连接到输出端子OUT,并且通过输出端子OUT将输出信号RFout输出。在另一示例中,放大晶体管PTR的集电极可通过电容器连接到输出端子OUT。
此外,放大晶体管PTR的集电极连接到第一驱动电压(Vcc)端子。在另一示例中,放大晶体管PTR的集电极通过电感器连接到第一驱动电压(Vcc)端子。
放大晶体管PTR可根据偏置电流Ibias将通过输入端子IN输入的输入信号RFin放大,并且可通过输出端子OUT将输出信号RFout输出。
偏置单元120可包括偏置电流产生单元121和温度补偿单元122。
偏置电流产生单元121可根据由控制单元200提供的控制电流Icon产生偏置电流Ibias,并将产生的偏置电流Ibias提供到放大单元110。
偏置电流产生单元121可包括偏置晶体管BTR,偏置晶体管BTR用于根据控制电流Icon产生偏置电流Ibias。
偏置晶体管BTR的基极连接到控制单元200,并且控制电流Icon输入到偏置晶体管BTR的基极。
偏置晶体管BTR的集电极经由控制单元200连接到第二驱动电压(Vbat)端子。
偏置晶体管BTR的发射极可通过镇流电阻器R连接到放大晶体管PTR的基极,以将偏置电流Ibias提供到放大晶体管PTR的基极。
当驱动放大晶体管PTR使得放大晶体管PTR的基极和放大晶体管PTR的发射极之间的电压恒定时,放大晶体管PTR的集电极电流随着放大晶体管PTR的温度升高而增大。集电极电流的增大使放大晶体管PTR的功耗增大,这进一步使放大晶体管PTR的温度升高,这进一步使集电极电流增大,从而引起集电极电流持续增大的热失控现象。
为了防止上述热失控现象,温度补偿单元122可连接在偏置晶体管BTR的基极和地之间。
温度补偿单元122可包括彼此串联连接的二极管D1和D2。温度补偿单元122的两个二极管D1和D2根据由控制单元200提供的控制电流Icon产生温度补偿电压。在其他示例中,温度补偿单元122可包括一个二极管或多于两个二极管。因此,一般而言,温度补偿单元122可包括至少一个二极管。
两个二极管D1和D2的温度补偿电压随着温度升高而下降,使得偏置晶体管BTR的基极电压随着温度升高而下降。结果,可防止放大晶体管PTR的热失控。
二极管D1和D2中的每个可由二极管接法的晶体管实现。二极管接法的晶体管中的每个具有彼此连接的集电极和基极。
当输出信号RFout的电压由于连接到输出端子OUT的负载阻抗的改变、电池电压的改变或其他原因而超过天线开关的耐受电压时,输出信号RFout的功率可能由于构成天线开关的场效应晶体管的电流泄漏而下降,并且天线开关可能由于输出信号RFout超过天线开关的耐受电压而烧毁。
控制单元200可检测偏置电流Ibias,并且根据检测到的偏置电流Ibias改变控制电流Icon以限制功率放大器100的输出。
参照图2,控制单元200包括检测电压输出单元210、电流电平确定单元220和控制电流产生单元230。
检测电压输出单元210可包括设置在偏置电流Ibias的路径中的检测电阻器Rsen。检测电阻器Rsen可连接在第二驱动电压(Vbat)端子和偏置晶体管BTR的集电极之间。
当偏置晶体管BTR导通时,偏置电流Ibias从第二驱动电压(Vbat)端子流过检测电阻器Rsen流到偏置晶体管BTR的集电极,从而在检测电阻器Rsen的两端之间产生检测电压Vsen。
检测电压输出单元210可将由于偏置电流Ibias流过检测电阻器Rsen而在检测电阻器Rsen的两端之间产生的检测电压Vsen输出。
电流电平确定单元220可根据检测电压Vsen确定偏置电流Ibias的电平。例如,电流电平确定单元220可存储包括检测电压Vsen的电平和与检测电压的电平对应的偏置电流Ibias的电平的数据,并且可通过参考所述数据来确定与检测电压Vsen的电平对应的偏置电流Ibias的电平。例如,电流电平确定单元220可包括存储所述数据的查找表,并且可通过将检测电压Vsen适用到查找表并且从查找表检索对应的偏置电流Ibias的电平来确定与检测电压Vsen的电平对应的偏置电流Ibias的电平。
控制电流产生单元230可根据由电流电平确定单元220确定的偏置电流Ibias的电平来产生控制电流Icon。例如,控制电流产生单元230可响应于偏置电流Ibias的电平的改变来改变控制电流Icon的电平。根据由控制电流产生单元230产生的控制电流Icon,可改变偏置电流Ibias以限制功率放大器100的输出。
虽然功率放大器模块10可根据偏置电流Ibias改变控制电流Icon以限制功率放大器100的输出,但是存在以下问题:由于由检测电阻器Rsen引起的第二驱动电压Vbat的电压降,导致功率放大器100的放大效率劣化。
图3是功率放大器模块的另一示例的框图,并且图4是详细示出图3的功率放大器模块的电路图。
由于图3和图4的功率放大器模块类似于图1和图2的功率放大器模块,因此将省略多余的描述,并且将仅提供不同之处的描述。
参照图3,功率放大器模块10包括功率放大器100和控制单元200。
功率放大器100可根据控制电流Icon将通过输入端子IN输入的输入信号RFin放大以产生输出信号RFout,并且可通过输出端子OUT将产生的输出信号RFout输出。
例如,功率放大器100可将输入信号RFin的功率放大为发送所述功率到基站所需的电平。功率放大器100的输出端子OUT可连接到天线,并且可从天线发送输出信号RFout。
可通过从相应的端子接收第一驱动电压Vcc、第二驱动电压Vbat和第三驱动电压Vldo来驱动功率放大器100。在下文中,为了便于描述,将供应第一驱动电压Vcc的端子、供应第二驱动电压Vbat的端子和供应第三驱动电压Vldo的端子分别称为第一驱动电压(Vcc)端子、第二驱动电压(Vbat)端子和第三驱动电压(Vldo)端子。
功率放大器100可包括放大单元110和偏置单元120,放大单元110用于放大输入信号RFin,偏置单元120用于根据由控制单元200提供的控制电流Icon产生偏置电流Ibias,并将产生的偏置电流Ibias提供到放大单元110。放大单元110可连接到第一驱动电压(Vcc)端子,并且偏置单元120可连接到第二驱动电压(Vbat)端子,并且经由控制单元200连接到第三驱动电压(Vldo)端子。
在图3中,示出了功率放大器100包括一个放大单元110,但在其他示例中,功率放大器100可包括彼此串联连接的多个放大单元110,并且串联连接的多个放大单元110可顺序地放大输入信号RFin以产生输出信号RFout。相应的匹配电路可连接在串联连接的多个放大单元110中的相邻的放大单元110之间,以将相邻的放大单元110中的第一个放大单元的输出阻抗与相邻的放大单元110中的第二个放大单元的输入阻抗进行匹配。例如,如果第一放大单元110、第二放大单元110和第三放大单元110彼此串联连接,那么第一匹配电路可连接在第一放大单元110的输出端和第二放大单元110的输入端之间,并且第二匹配电路可连接在第二放大单元110的输出端和第三放大单元110的输入端之间。
控制单元200可将控制电流Icon提供到功率放大器100。控制单元200可根据图4所示的子偏置电流ISbias来改变提供到功率放大器100的控制电流Icon。
参照图4,功率放大器100包括放大单元110和偏置单元120。
放大单元110可根据由偏置单元120提供的偏置电流Ibias和子偏置电流ISbias来将通过输入端子IN输入的输入信号RFin放大以产生输出信号RFout,并且可通过输出端子OUT将产生的输出信号RFout输出。
放大单元110可包括放大晶体管PTR,放大晶体管PTR具有连接到地的发射极。放大晶体管PTR的基极连接到输入端子IN,并且输入信号RFin输入到放大晶体管PTR的基极。在其他示例中,放大晶体管PTR的基极可通过电容器连接到输入端子IN。
此外,放大晶体管PTR的基极可连接到偏置晶体管BTR的发射极和子偏置晶体管SBTR的发射极,使得偏置电流Ibias和子偏置电流ISbias可输入到放大晶体管PTR的基极。放大晶体管PTR的基极可通过镇流电阻器R连接到偏置晶体管BTR的发射极和子偏置晶体管SBTR的发射极。
放大晶体管PTR的集电极连接到输出端子OUT,通过输出端子OUT将输出信号RFout输出。在另一示例中,放大晶体管PTR的集电极可通过电容器连接到输出端子OUT。
此外,放大晶体管PTR的集电极连接到第一驱动电压(Vcc)端子。在另一示例中,放大晶体管PTR的集电极通过电感器连接到第一驱动电压(Vcc)端子。
放大晶体管PTR可根据偏置电流Ibias和子偏置电流ISbias将通过输入端子IN输入的输入信号RFin放大,并且可通过输出端子OUT将输出信号RFout输出。
偏置单元120可包括偏置电流产生单元121、温度补偿单元122和子偏置电流产生单元123。
偏置电流产生单元121可根据由控制单元200提供的控制电流Icon产生偏置电流Ibias,并且可将产生的偏置电流Ibias提供到放大单元110。
偏置电流产生单元121可包括偏置晶体管BTR,偏置晶体管BTR用于根据控制电流Icon产生偏置电流Ibias。
偏置晶体管BTR的基极连接到控制单元200,并且控制电流Icon输入到偏置晶体管BTR的基极。
偏置晶体管BTR的集电极连接到第二驱动电压(Vbat)端子。
偏置晶体管BTR的发射极可通过镇流电阻器R连接到放大晶体管PTR的基极,以将偏置电流Ibias提供到放大晶体管PTR的基极。
子偏置电流产生单元123可根据由控制单元200提供的控制电流Icon产生子偏置电流ISbias,并可将产生的子偏置电流ISbias提供到放大单元110。
子偏置电流产生单元123可包括子偏置晶体管SBTR,子偏置晶体管SBTR用于根据控制电流Icon产生子偏置电流ISbias。
子偏置晶体管SBTR的基极连接到控制单元200,并且控制电流Icon输入到子偏置晶体管SBTR的基极。
子偏置晶体管SBTR的集电极经由控制单元200连接到第三驱动电压(Vldo)端子。
子偏置晶体管SBTR的发射极可通过镇流电阻器R连接到放大晶体管PTR的基极,以将子偏置电流ISbias提供到放大晶体管PTR的基极。
温度补偿单元122可连接在偏置晶体管BTR的基极和地之间。子偏置晶体管SBTR的基极可连接到偏置晶体管BTR的基极,使得温度补偿单元122也可连接在子偏置晶体管SBTR的基极和地之间。
温度补偿单元122可包括彼此串联连接的两个二极管D1和D2。温度补偿单元122的两个二极管D1和D2根据由控制单元200提供的控制电流Icon产生温度补偿电压。在其他示例中,温度补偿单元122可包括一个二极管或多于两个二极管。因此,一般而言,温度补偿单元122可包括至少一个二极管。
两个二极管D1和D2的温度补偿电压随着温度升高而下降,使得偏置晶体管BTR的基极电压和子偏置晶体管SBTR的基极电压随着温度升高而下降。结果,可防止放大晶体管PTR的热失控。
两个二极管D1和D2中的每个可由二极管接法的晶体管实现。二极管接法的晶体管中的每个具有彼此连接的集电极和基极。
控制单元200可检测子偏置电流ISbias,并且根据检测到的子偏置电流ISbias来改变控制电流Icon,以限制功率放大器100的输出。
图1和图2的示例的控制单元200检测偏置电流Ibias,并且根据检测到的偏置电流Ibias改变控制电流Icon,而图3和图4的示例的控制单元200检测子偏置电流ISbias,并且根据检测到的子偏置电流ISbias改变控制电流Icon。
第三驱动电压(Vldo)的电平可低于图1和图2的示例以及图3和图4的示例两者的第二驱动电压(Vbat)的电平。由于第三驱动电压(Vldo)的电平低于第二驱动电压(Vbat)的电平,因此基于第三驱动电压(Vldo)产生的子偏置电流ISbias的电平可低于基于第二驱动电压(Vbat)产生的偏置电流Ibias的电平。
由于子偏置电流ISbias的电平低于偏置电流Ibias的电平,因此图3和图4的示例的由于子偏置电流ISbias流过检测电阻器Rsen引起的第三驱动电压(Vldo)的电压降可低于图1和图2的示例的由于偏置电流Ibias流过检测电阻器Rsen引起的第二驱动电压(Vbat)的电压降。因此,与图1和图2的示例的功率放大器模块10相比,图3和图4的示例的功率放大器模块10可具有提高的放大效率。
当子偏置电流ISbias的电平由于连接到输出端子OUT的负载阻抗的改变而改变时,偏置电流Ibias的电平也以类似的方式改变。因此,当检测到子偏置电流ISbias的改变时,也有效地检测到偏置电流Ibias的类似改变。
参照图4,控制单元200包括检测电压输出单元210、电流电平确定单元220和控制电流产生单元230。
检测电压输出单元210可包括设置在子偏置电流ISbias的路径中的检测电阻器Rsen。检测电阻器Rsen可连接在第三驱动电压(Vldo)端子和子偏置晶体管SBTR的集电极之间。第三驱动电压(Vldo)端子可将第三驱动电压(Vldo)提供到子偏置晶体管SBTR。
当子偏置晶体管SBTR导通时,子偏置电流ISbias从第三驱动电压(Vldo)端子流过检测电阻器Rsen流到子偏置晶体管SBTR的集电极,从而在检测电阻器Rsen的两端之间产生检测电压Vsen。
检测电压输出单元210可将由于子偏置电流ISbias流过检测电阻器Rsen而在检测电阻器Rsen的两端之间产生的检测电压Vsen输出。
电流电平确定单元220可根据检测电压Vsen确定子偏置电流ISbias的电平。例如,电流电平确定单元220可存储包括检测电压Vsen的电平和与检测电压的电平对应的子偏置电流ISbias的电平的数据,并且可通过参考所述数据来确定与检测电压Vsen的电平对应的子偏置电流ISbias的电平。例如,电流电平确定单元220可包括存储所述数据的查找表,并且可通过将检测电压Vsen适用到查找表并检索对应的子偏置电流ISbias的电平来确定与检测电压Vsen的电平对应的子偏置电流ISbias的电平。
控制电流产生单元230可根据由电流电平确定单元220确定的子偏置电流ISbias的电平来产生控制电流Icon。例如,控制电流产生单元230可响应于子偏置电流ISbias的电平的改变来改变控制电流Icon的电平。根据由控制电流产生单元230产生的控制电流Icon,可改变偏置电流Ibias和子偏置电流ISbias以限制功率放大器100的输出。
上述示例使得可以实现通过根据检测到的偏置电流限制功率放大器的输出来防止构成天线开关的场效应晶体管的烧毁。
虽然本公开包括具体示例,但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是,在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下,可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义,而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术,和/或如果按照不同的方式组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件,和/或由其他组件或其等同物来替换或者添加所描述的系统、架构、装置或电路中的组件,则可获得合适的结果。因此,本公开的范围不由具体实施方式限定,而是由权利要求及其等同物限定,并且在权利要求及其等同物的范围内的全部变型将被解释为被包含在本公开中。

Claims (16)

1.一种功率放大器模块,包括:
功率放大器,包括:
放大单元,包括放大晶体管,所述放大晶体管被配置为放大输入信号并将输出信号输出,以及
偏置单元,所述偏置单元包括:
偏置晶体管,被配置为将偏置电流提供到所述放大晶体管,以及
子偏置晶体管,被配置为将子偏置电流提供到所述放大晶体管;以及
控制单元,被配置为将控制电流提供到所述偏置晶体管和所述子偏置晶体管,
其中,所述控制单元还被配置为根据所述子偏置电流来改变所述控制电流,并且
所述子偏置电流的电平低于所述偏置电流的电平。
2.根据权利要求1所述的功率放大器模块,其中,所述控制单元包括检测电压输出单元,所述检测电压输出单元包括设置在所述子偏置电流的路径中的检测电阻器,使得所述子偏置电流流过所述检测电阻器并且在所述检测电阻器的两端之间产生检测电压。
3.根据权利要求2所述的功率放大器模块,其中,所述检测电阻器连接在所述子偏置晶体管和驱动电压端子之间,所述驱动电压端子被配置为将驱动电压提供到所述子偏置晶体管。
4.根据权利要求2或3所述的功率放大器模块,其中,所述控制单元还包括电流电平确定单元,所述电流电平确定单元被配置为根据所述检测电压的电平来确定所述子偏置电流的电平。
5.根据权利要求4所述的功率放大器模块,其中,所述电流电平确定单元存储包括所述检测电压的电平和与所述检测电压的电平对应的所述子偏置电流的电平的数据,并且还被配置为通过参考所述数据来确定与所述检测电压的电平对应的所述子偏置电流的电平。
6.根据权利要求4所述的功率放大器模块,其中,所述控制单元还包括控制电流产生单元,所述控制电流产生单元被配置为根据所述子偏置电流的电平产生所述控制电流。
7.根据权利要求1所述的功率放大器模块,其中,所述偏置单元包括二极管,所述二极管被配置为根据所述控制电流产生温度补偿电压。
8.根据权利要求7所述的功率放大器模块,其中,所述二极管包括二极管接法的晶体管,所述二极管接法的晶体管具有彼此连接的集电极和基极。
9.一种功率放大器模块,包括:
功率放大器,包括:
放大单元,包括放大晶体管,所述放大晶体管被配置为放大输入信号并将输出信号输出,以及
偏置单元,所述偏置单元包括:
偏置晶体管,被配置为接收第一驱动电压并将偏置电流提供到所述放大晶体管,以及
子偏置晶体管,被配置为接收第二驱动电压并且将子偏置电流提供到所述放大晶体管;以及
控制单元,被配置为将控制电流提供到所述偏置晶体管和所述子偏置晶体管,
其中,所述控制单元还被配置为根据所述子偏置电流来改变所述控制电流,并且
提供到所述子偏置晶体管的所述第二驱动电压的电平低于提供到所述偏置晶体管的所述第一驱动电压的电平。
10.根据权利要求9所述的功率放大器模块,其中,所述控制单元包括检测电压输出单元,所述检测电压输出单元包括设置在所述子偏置电流的路径中的检测电阻器,使得所述子偏置电流流过所述检测电阻器并且在所述检测电阻器的两端之间产生检测电压。
11.根据权利要求10所述的功率放大器模块,其中,所述检测电阻器连接在所述子偏置晶体管和第二驱动电压端子之间,所述第二驱动电压端子被配置为将所述第二驱动电压提供到所述子偏置晶体管。
12.根据权利要求10或11所述的功率放大器模块,其中,所述控制单元还包括电流电平确定单元,所述电流电平确定单元被配置为根据所述检测电压的电平来确定所述子偏置电流的电平。
13.根据权利要求12所述的功率放大器模块,其中,所述电流电平确定单元存储包括所述检测电压的电平和与所述检测电压的电平对应的所述子偏置电流的电平的数据,并且还被配置为通过参考所述数据来确定与所述检测电压的电平对应的所述子偏置电流的电平。
14.根据权利要求12所述的功率放大器模块,其中,所述控制单元还包括控制电流产生单元,所述控制电流产生单元被配置为根据所述子偏置电流的电平来产生所述控制电流。
15.根据权利要求9所述的功率放大器模块,其中,所述偏置单元包括二极管,所述二极管被配置为根据所述控制电流产生温度补偿电压。
16.根据权利要求15所述的功率放大器模块,其中,所述二极管包括二极管接法的晶体管,所述二极管接法的晶体管具有彼此连接的集电极和基极。
CN202010587109.5A 2019-12-23 2020-06-24 功率放大器模块 Pending CN113098414A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190172976A KR20210080906A (ko) 2019-12-23 2019-12-23 전력 증폭 모듈
KR10-2019-0172976 2019-12-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113098414A true CN113098414A (zh) 2021-07-09

Family

ID=76439310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010587109.5A Pending CN113098414A (zh) 2019-12-23 2020-06-24 功率放大器模块

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11271531B2 (zh)
KR (1) KR20210080906A (zh)
CN (1) CN113098414A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114070212A (zh) * 2022-01-18 2022-02-18 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 一种带有电流保护功能的射频前端模块及相应的电子设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020195034A (ja) * 2019-05-27 2020-12-03 株式会社村田製作所 電力増幅回路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060076516A (ko) 2004-12-29 2006-07-04 주식회사 팬택 이동통신 단말기용 전력증폭기의 과전류방지회로
US8026767B2 (en) * 2009-08-21 2011-09-27 Richwave Technology Corp. Adaptive bias circuit and system thereof
US9698853B2 (en) 2013-07-31 2017-07-04 Skyworks Solutions, Inc. Power amplifier open loop current clamp
JP2018152714A (ja) 2017-03-13 2018-09-27 株式会社村田製作所 電力増幅モジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114070212A (zh) * 2022-01-18 2022-02-18 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 一种带有电流保护功能的射频前端模块及相应的电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
US11271531B2 (en) 2022-03-08
US20210194442A1 (en) 2021-06-24
KR20210080906A (ko) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6307364B1 (en) Power sensor for RF power amplifier
US6791407B2 (en) Switchable power amplifier
US11398805B2 (en) Power amplification module
US20060181351A1 (en) Power control circuit for accurate control of power amplifier output power
US6181208B1 (en) Switchable path power amplifier with schotky diode combining network
US11271531B2 (en) Power amplifier module
EP2999114A1 (en) Amplifier with base current reuse
US20170026008A1 (en) Protection circuit of power amplification circuit and power amplification circuit using the same
CN110690861A (zh) 具有线性补偿功能的多级功率放大器
US7362871B2 (en) Audio amplifier circuit and audio IC having the same
US11152897B2 (en) Power amplifier and power amplifier module
US7102445B2 (en) Power amplifier module
US20210013847A1 (en) Power amplifier circuit
US11277102B2 (en) Power amplifier module with temperature compensation
US10666211B2 (en) Bias circuit and power amplifier circuit
SE514160C2 (sv) Förspänningsarrangemang för fälteffekttransistorer
US10236828B2 (en) Power amplifier
US10804861B2 (en) Power amplification module, method for controlling power amplification module, and high-frequency front end circuit
US20030054780A1 (en) High frequency power amplifying circuit, and mobile communication apparatus using it
US7830208B2 (en) High-power common-base amplifier employing current source output bias
US20210091731A1 (en) Amplifying device with adaptive ctat biasing control
JP6747031B2 (ja) 増幅器
Lee RF power detector design with temperature compensation for power amplifiers bias control
KR20080078286A (ko) 전력증폭모듈

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination