CN116783820A - 混合可配置rf功率放大器 - Google Patents

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Abstract

本申请提供射频(radio frequency，RF)功率放大器。一方面中，所述RF功率放大器包括：驱动级放大器电路；第一功率放大器输出级电路和第二功率放大器输出级电路，各自分别包括第一双极型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)阵列和第二BJT阵列；级间阻抗匹配网络，将所述驱动级电路的输出连接到所述第一输出级电路和所述第二输出级电路的相应第一输入；第一偏置电路和第二偏置电路，将所述驱动级放大器电路的输出连接到所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路的相应第二输入。所述第一偏置电路和所述第一输出级电路可以将所述第一阵列中每个BJT的静态点设置为第一值，而所述第二偏置电路和所述第二输出级电路用于将所述第二阵列中每个BJT的静态点设置为第二值。

Description

混合可配置RF功率放大器
背景技术
射频(radio frequency，RF)功率放大器在现代数字通讯中用于放大RF信号，例如，用于基站和其他设备的传输。随着通信带宽不断提高并且越来越多的通信标准采用RF功率放大器线性度要求，将RF功率放大器设计成既保持高线性度又利用节能技术将非常具有挑战性。
发明内容
本发明大体上涉及射频(radio frequency，RF)功率放大器。
本说明书中描述的主题可以在特定实施例中实现，以实现以下优点中的一个或多个。例如，在一些实现方式中，通过利用本文描述的一个或多个RF功率放大器输出级配置，可以以高功率附加效率(power-added efficiency，PAE)和高输出功率执行RF信号放大。如下所述，在一些这样的实现方式中，用于深AB类操作(如下所述)的RF功率放大器输出级和用于高AB类操作(如下所述)的RF功率放大器输出级的各方面可以并入单个混合RF功率放大器输出级架构中，该架构用于以实现用于深AB类操作的RF功率放大器的PAE和用于高AB类操作的RF功率放大器的高输出功率的方式工作。
一般来说，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在一种RF功率放大器中，所述RF功率放大器可以包括：驱动级放大器电路；第一功率放大器输出级电路，包括第一双极型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)阵列；第二功率放大器输出级电路，包括第二BJT阵列；级间阻抗匹配网络，将所述驱动级放大器电路的输出连接到所述第一功率放大器输出级电路的第一输入和所述第二功率放大器输出级电路的第一输入；第一偏置电路，将所述驱动级放大器电路的所述输出连接到所述第一功率放大器输出级电路的第二输入，其中，所述第一偏置电路和所述第一功率放大器输出级电路用于将所述第一BJT阵列中每个BJT的静态点设置为第一值；第二偏置电路，耦合到所述第二功率放大器输出级电路的第二输入，其中，所述第二偏置电路和所述第二功率放大器输出级电路用于将所述第二BJT阵列中每个BJT的静态点设置为不同于所述第一值的第二值。
上述实施例和其他实施例可以任选地单独或组合包括本文描述的一个或多个特征。具体而言，一个实施例包括以下所有特征的组合。
在一些实现方式中，所述RF功率放大器可以包括通信地耦合到所述第一偏置电路和所述第二偏置电路中的每一个的控制电路，所述控制电路用于控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路在第一模式和第二模式之间切换。在一些实现方式中，在所述第一模式下，所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路都被激活，而在所述第二模式下，所述第一功率放大器输出级电路被激活，所述第二功率放大器输出级电路被去激活。
在一些实现方式中，所述RF功率放大器的所述控制电路可以通过以下操作来控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路在所述第一模式和所述第二模式之间切换：控制所述第一偏置电路和/或所述第二偏置电路的一个或多个参数，以使所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
在一些实现方式中，所述RF功率放大器的所述控制电路可以基于要作为输出提供的RF信号的功率电平控制所述第一偏置电路和/或所述第二偏置电路的所述一个或多个参数。
在一些实现方式中，所述第一偏置电路和所述第二偏置电路可以分别包括第一DC电流源和第二DC电流源；所述第一偏置电路和/或所述第二偏置电路中的所述一个或多个参数可以包括所述第二DC电流源的输出电流。
在一些实现方式中，所述控制电路可以接收指定RF信号的功率电平超过特定功率阈值的控制信号；响应于接收到指定所述RF信号的所述功率电平超过所述特定功率阈值的所述控制信号，所述控制电路可以控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路以所述第一模式工作。
在一些实现方式中，所述控制电路可以接收指定RF信号的功率电平小于特定功率阈值的控制信号；响应于接收到指定所述RF信号的所述功率电平小于所述特定功率阈值的所述控制信号，所述控制电路可以控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路以所述第二模式工作。
在一些实现方式中，所述第二值可以大于所述第一值。
在一些实现方式中，在将所述第二BJT阵列中每个BJT的所述静态点设置为所述第二值时，所述第二偏置电路和所述第二功率放大器输出级电路可以使所述第二BJT阵列中的每个BJT以AB类模式工作。
在一些实现方式中，所述第一偏置电路可以包括第一组组件，所述第一组组件包括位于所述第一组组件中的一个或多个其他组件与所述第一功率放大器输出级电路的所述第二输入之间的第一负载元件，所述第一负载元件具有第一电阻值。
在一些实现方式中，所述第二偏置电路可以包括第二组组件，所述第二组组件包括位于所述第二组组件中的一个或多个其他组件与所述第二功率放大器输出级电路的所述第二输入之间的第二负载元件，所述第二负载元件具有小于所述第一电阻值的第二电阻值。
在一些实现方式中，所述第一偏置电路可以向所述第一功率放大器输出级电路的所述第二输入提供偏置电压。
在一些实现方式中，所述第一偏置电路可以包括：(1)射极跟随电路，包括晶体管，其中，所述射极跟随电路可以提供第一电压；(2)升压电路，可以对来自所述驱动级放大器电路的所述输出的RF信号进行采样，将采样的RF信号传递到所述射极跟随电路以进行整流，从中产生第二电压，其中，所述第二电压与所述RF信号表现出的功率电平的大小成比例，并且所述偏置电压是所述第一电压和所述第二电压的组合。
在一些实现方式中，所述RF功率放大器可以包括输出阻抗匹配网络，所述输出阻抗匹配网络将所述第一功率放大器输出级电路的输出与所述第二功率放大器输出级电路的输出组合在一起。
上述实施例和其他实施例可以任选地单独或组合包括本文描述的一个或多个特征。具体而言，一个实施例包括以下所有特征的组合。
本说明书主题的一个或多个实施例的详细内容在附图和具体实施方式中阐述。主题的其他特征、方面和优点在具体实施方式、附图和权利要求书中是显而易见的。
附图说明
图1是示例性无线通信系统的框图。
图2是可以实现本发明的方法和教导的无线设备的示例性细节的框图。
图3A-3B是示例性RF功率放大器的框图。
图4A-4B是示例性线性度保持RF功率放大器的框图。
图5A-5B是示例性混合可配置RF功率放大器的框图。
图6是用于控制混合可配置RF功率放大器的操作的示例性过程的流程图。
具体实施方式
图1是包括能够与一个或多个无线通信网络通信的无线设备110的示例性无线通信系统100的框图。无线设备110能够与之通信的一个或多个无线通信网络可以包括但不限于一个或多个蜂窝或无线广域网(wireless wide area network，WWAN)、一个或多个无线局域网(wireless local area network，WLAN)、一个或多个无线个人局域网(wirelesspersonal area network，WPAN)或其组合。
在图1的示例中，无线设备110通过至少一个基站120与至少一个WWAN通信，通过至少一个接入点130与至少一个WLAN通信。至少一个基站120可以支持与在其对应覆盖区域122内的无线设备的双向通信。类似地，至少一个接入点130可以支持与在其对应覆盖区域132内的无线设备的双向通信。
在一些实现方式中，与至少一个基站120相关联的至少一个WWAN可以是其他代和类型的网络中的第五代(fifth generation，5G)网络。在这些实现方式中，至少一个基站120可以是5G基站，其使用正交频分复用(orthogonal frequency-divisionmultiplexing，OFDM)和/或非OFDM以及短于1ms(例如100或200微秒)的发射时间间隔(transmission time interval，TTI)与无线设备，例如无线设备110通信。例如，至少一个基站120可以采用若干设备形式之一，例如基站收发台(base transceiver station，BTS)、Node-B(NodeB)、演进型NodeB(eNB)、下一代(第五)代(fifth generation，5G)NodeB(gNB)、家庭NodeB、家庭eNodeB，站点控制器、接入点或无线路由器，或具有有线或无线网络的服务器、路由器、交换机或其他处理实体。此外，如图1中所示，无线设备110用于通过一个或多个WPAN与一个或多个个人局域网(personal area network，PAN)设备/系统130(例如，或射频识别(radio frequency identification，RFID)系统和设备)通信。
系统100可以使用多信道接入功能，包括例如这样一个方案，即其中至少一个基站120和无线设备110用于实现长期演进无线通信标准(Long Term Evolution，LTE)、LTE高级(LTE Advanced，LTE-A)和/或LTE多媒体广播多播服务(Multimedia Broadcast MulticastService，MBMS)。在其他实现方式中，至少一个基站120和无线设备110用于实现UMTS、HSPA或HSPA+标准和协议。当然，也可以使用其他多址接入方案和无线协议。在一些示例中，一个或多个这样的接入方案和无线协议可以对应于施加RF功率放大器线性度要求的标准。
为了与至少一个基站120和/或接入点130进行通信，无线设备110可以包括一个或多个发射器和接收器，类似或等效于下面参考图2进一步详细描述的一个或多个发射器和接收器，以支持与不同类型的接入点、基站和其他无线通信设备的多个通信。无线设备110的发射器可以包括RF功率放大器，该RF功率放大器用于根据需要放大RF信号，以便发射到至少一个基站120和/或接入点130。例如，当无线设备110向覆盖区域122的外边缘移动并进一步进入覆盖区域132时，无线设备110的发射器可以利用其RF功率放大器以增加的放大率发射去往至少一个WWAN的RF信号，以增加这种RF信号以最小降级到达至少一个基站120的可能性。另外或可替换地，在该相同场景中，无线设备110的发射器可以利用其RF功率放大器以减小的放大率发射去往至少一个WLAN的RF信号，以便节省功率，同时充分保持与至少一个接入点130的通信。下面参考图2-6进一步详细描述可以在无线设备110和其他类似设备中使用的发射器和RF功率放大器的示例。
在一些示例中，至少一个基站120可以从无线设备110接收RF信号，基于从无线设备110接收的RF信号连续或周期性地确定发射所需的输出功率电平，向无线设备110发射指定确定的输出功率电平的一个或多个消息。响应于从至少一个基站120接收到一个或多个这样的消息，无线设备110可以进行一个或多个放大调整，以在至少一个基站120指定的功率电平下发射去往至少一个WWAN的RF信号。因此，至少一个基站120可以例如在无线设备110远离至少一个基站120时指示无线设备110发射更高功率的信号，在无线设备110更靠近/更接近至少一个基站120时指示无线设备110发射更低功率的信号。这样，无线设备110能够以充分而节能的方式与至少一个基站120通信。在一些示例中，在发送到无线设备110的一个或多个消息中指定的确定的输出功率电平可以对应于“Pout”，如下面参考图5A-5B和6进一步详细描述的。在一些实现方式中，至少一个接入点130或与无线设备110通信的另一设备可以用于以类似的方式指示无线设备110。
虽然图1示出了通信系统的一个示例，但是可以对图1进行各种更改。例如，通信系统100可以任何合适配置包括任意数量的无线设备、基站、接入点、网络或其他组件。
图2为示出可以实现本发明的方法和教导的无线设备110的示例性细节的框图。无线设备110可以是例如移动电话，但在其他示例中可以是其他设备，例如台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、手持计算设备、汽车计算设备和/或其他计算设备。如图所示，无线设备110被示为包括至少一个发射器210、至少一个接收器220、存储器230、至少一个处理器240和至少一个输入/输出设备260。在这里仅示出了一个发射器和一个接收器，但在许多实施例中，包括多个发射器和接收器以同时支持不同类型的多个通信。每个发射器可以采用本发明的创新。
处理器240可以实现无线设备110的各种处理操作。例如，处理器240可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理，或使无线设备110能够在系统100(图1)中工作的任何其他功能。处理器240可以包括用于执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。例如，处理器240可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路或这些设备的组合。
发射器210用于调制数据或其他内容，以供至少一个天线250A发射。发射器210还可以用于在基带或中频信号被提供给功率放大器然后被提供给天线250A以供发射之前对这些信号进行放大、滤波和上变频，以对RF信号进行射频转换。发射器210可以包括用于生成用于无线发射的信号的任何合适的结构。下面参考图2描绘的组件212-218进一步详细描述发射器210的其他方面。
接收器220可用于解调由至少一个天线250B接收的数据或其他内容。接收器220还可以用于对通过天线250B接收的RF信号进行放大、滤波和变频。接收器220可以包括用于处理无线接收的信号的任何合适的结构。
天线250A和250B中的每一个可以包括用于发射和/或接收无线信号的任何合适的结构。在一些实现方式中，天线250A和250B可以实现为单个天线，其可以用于发射和接收RF信号。
应当理解，一个或多个发射器210可以用于无线设备110，一个或多个接收器220可以用于无线设备110，一个或多个天线250可以用于无线设备110。虽然示出为独立的块或组件，但至少一个发射器210和至少一个接收器220可以组合成收发器。因此，可以示出用于收发器的单个块，而不是在图2中示出用于发射器210的单独块和用于接收器220的单独块。
此外，无线设备110还包括一个或多个输入/输出设备260。输入/输出设备260便于与用户进行交互。每个输入/输出设备260包括用于向用户提供信息或从用户接收信息的任何合适的结构，如扬声器、麦克风、数字键盘、键盘、显示器或触摸屏。
此外，无线设备110包括至少一个存储器230。存储器230存储由无线设备110使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器230可以存储一个或多个处理器240执行的软件或固件指令以及用于减少或消除输入信号中的干扰的数据。每个存储器230包括任何合适的一个或多个易失性和/或非易失性存储与检索设备。可以使用任何合适类型的存储器，例如，随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、硬盘、光盘、用户识别模块(subscriber identity module，SIM)卡、记忆棒、安全数码(secure digital，SD)存储卡等。
在一些实现方式中，发射器210可以包括信号处理电路212、调制电路214、功率放大器216和至少一个滤波器218。信号处理电路212可以包括一个或多个电路，用于处理作为输入(例如从处理器240)接收的信号。例如，信号处理电路212可以包括数模转换器(digital-to-analog，D/A)，该D/A将数字输入(例如来自处理器240)转换为模拟信号，模拟信号然后被提供给低通滤波器，低通滤波器对该模拟信号进行滤波并将滤波后的模拟信号提供给调制电路214。调制电路214除了从信号处理电路212接收滤波后的模拟信号外，还从本地振荡器215接收信号，并且调制或调整信号频率，例如，从第一频率调制或调整为高于第一频率的第二频率。例如，调制电路214可以包括混频器，其将滤波后的模拟信号从相对较低的频率(例如，基带频率或从基带频率偏移的中频(intermediate frequency，IF))上变频到相对较高频率的RF信号。因此，来自本地振荡器215的信号用作发射器210中的载波信号。此外，如图2所示，发射器210包括RF前端217，该RF前端包括放大和滤波电路，这些放大和滤波电路对RF信号进行滤波和放大，然后将RF信号提供给功率放大器216。
然后，来自RF前端217的RF信号由功率放大器216放大并由至少一个滤波器218滤波，然后作为发射器210的输出提供给至少一个天线250A以供无线发射。虽然图2将滤波器218示出为功率放大器216的下游，但在一些实现方式中，滤波器218可以在功率放大器216的上游，在这种情况下，来自RF前端217的RF信号首先由至少一个滤波器218滤波，然后由功率放大器216放大，然后作为发射器210的输出提供给至少一个天线250A以供无线发射。
在一些实现方式中，功率放大器216对应于RF功率放大器300、RF功率放大器400或RF放大器500，如下面分别参考图3A-3B、4A-4B和5A-5B进一步详细描述的。在一些这样的实现方式中，无线设备110可以用于响应于例如从至少一个基站120接收到指定输出功率电平的一个或多个消息，通过调整功率放大器216的一个或多个参数来进行上面参考图1描述的一个或多个放大调整。
图3A-3B是示例性RF功率放大器300的框图。在图3A-3B的示例中，RF功率放大器300包括驱动级放大器电路310、级间阻抗匹配网络320、偏置电路330、功率放大器输出级电路340和输出阻抗匹配网络350。RF功率放大器300可以是多级RF功率放大器，其中，驱动级放大器电路310和功率放大器输出级电路340代表通过级间阻抗匹配网络320连接的两个相邻放大器级。如上所述，在一些实现方式中，RF功率放大器300可以对应于上面参考图2描述的功率放大器216，功率放大器216可以在上面参考图1描述的无线设备110或另一类似的无线设备中实现。
驱动级放大器电路或“级”310用于通过其输入311从一个或多个上游组件(例如，调制电路214)接收RF信号，放大接收到的RF信号，并通过其输出312发射放大后的RF信号。如图3B所示，在一些示例中，驱动级放大器电路310包括连接到NPN双极型晶体管Q9的基极端子的电容器C8和电阻器R8。
级间阻抗匹配网络320将驱动级放大器电路310的输出312连接到功率放大器输出级电路340的第一输入341A。更具体地，驱动级放大器电路310的输出312连接到级间阻抗匹配网络320的输入321，级间阻抗匹配网络320的输出322连接到功率放大器输出级电路340的第一输入341A。通常，级间阻抗匹配网络320用于执行阻抗匹配以解决驱动级放大器电路或“级”310与功率放大器输出级电路或“级”340之间的阻抗不匹配。级间阻抗匹配网络320可以包括一个或多个电路，该一个或多个电路包括一个或多个电阻器、一个或多个电容器、一个或多个电感器或其组合。其他配置也是可能的。
功率放大器输出级电路或“级”340用于通过其第一输入341A从级间阻抗匹配网络320接收由驱动级放大器电路310放大的RF信号，放大接收到的RF信号，并通过其输出342发射放大后的RF信号。如图3B所示，在一些示例中，功率放大器输出级电路340包括放大器电路阵列，每个放大器电路包括连接到相应NPN双极型晶体管(bipolar junctiontransistor，BJT)的基极端子的相应电容器C4和相应电阻器R2。通常，电阻器R2和本文描述的其他电阻器可以代表负载元件的示例。因此，在某些情况下，电阻器R2和本文描述的其他电阻器被称为负载元件。
鉴于BJT的输入和输出之间的关系在其整个操作范围内不是线性的，功率放大器输出级电路340的每个放大器电路近似线性操作。为了将失真减到最小，对功率放大器输出级电路340的每个BJT进行偏置，以防止每个BJT被驱动到极端非线性操作的区域。在一些示例中，可以利用偏置电路330来提供这种偏置功能。因此，通过使用如阵列中所述的偏置的多个放大器，功率放大器电路340作为一个整体产生线性输出以满足线性度要求。
偏置电路330用于通过其输出332向功率放大器输出级电路340的第二输入341B提供偏置电压。通常，由偏置电路330提供的偏置电压可以偏置功率放大器输出级电路340的放大器电路阵列中的BJT，使得每个BJT在其相应跨导曲线的特定区域中工作。在一些实现方式中，偏置电路330包括射极跟随电路334。更具体地说，如图3B所示，射极跟随电路334可以包括NPN BJT Q1，该NPN BJT Q1连接到射极输出器或“共集电极”配置中的一个或多个组件，例如电阻器R1。虽然电阻器R1可以代表射极跟随电路334的“射极电阻器”，但它可以另外或可替换地代表偏置电阻器，该偏置电阻器用于(至少部分地)指示偏置功率放大器输出级电路340所用的电流和/或电压。偏置电路330还可以包括一个或多个DC电流源和一个或多个组件，这些组件耦合到NPN BJT Q1的基极端子和集电极端子。在一些实现方式中，RF功率放大器300的一个或多个上述BJT是异质结双极晶体管(heterojunction bipolartransistor，HBT)。
输出阻抗匹配网络350将功率放大器输出级电路340的输出342连接到一个或多个下游组件(例如，至少一个滤波器218、至少一个天线250A等)。更具体地，功率放大器输出级电路340的输出342连接到输出阻抗匹配网络350的输入351，输出阻抗匹配网络350的输出352连接到RF功率放大器300下游的一个或多个组件的一个或多个输入，该一个或多个组件例如一个或多个滤波器、一个或多个天线，或其组合。通常，输出阻抗匹配网络350用于执行阻抗匹配，以从一个或多个下游组件向功率放大器输出级电路340提供所需负载。与级间阻抗匹配网络320非常相似，输出阻抗匹配网络350可以包括一个或多个电路，该一个或多个电路包括一个或多个电阻器、一个或多个电容器、一个或多个电感器或其组合。其他配置也是可能的。
再次参考功率放大器输出级电路340，在一些应用中，对功率放大器输出级电路340中的电阻器R2使用具有相对较高电阻值的电阻器可能是有利的。例如，通过对功率放大器输出级电路340中的电阻器R2使用具有相对较高电阻值的电阻器，电阻器R2在功率放大器输出级电路340中的放大器输出级电路阵列上均匀分布由偏置电路330提供的DC偏置，以更有效地防止或减少功率放大器输出级电路340中电流或热失控的可能性。这样，电阻器R2可以有效地用作功率放大器输出级电路340的镇流电阻器。在一些示例中，每个电阻器R2的值可以大于基于功率放大器输出级电路340中的一个或多个组件的规格确定的最小值，该一个或多个组件例如BJT。例如，每个电阻器R2可以具有约400Ω的电阻值。在一些实现方式中，每个电阻器R2可以具有约300Ω的最小电阻值。
通常，功率放大器输出级电路340中的BJT被设置的静态电流与上游组件所产生的负载成反比，这些上游组件例如偏置电路330和功率放大器输出级电路340中的电阻器R1和R2。因此，电阻器R1的电阻值越大，电源电路340中的BJT被设置的静态电流值就越小，反之亦然。在一些实现方式中，电阻器R1的电阻值可以选择成使得偏置电路330和功率放大器输出级电路340用于将功率放大器输出级电路340中每个BJT的静态电流设置为在与AB类操作相关联的静态电流值范围内的值。换句话说，在这样的实现方式中，电阻器R1的电阻值可以至少部分地使得功率放大器输出级电路340中的每个BJT以AB类模式工作。
虽然将功率放大器输出级电路340中BJT的静态电流设置为在与AB类操作相关联的静态电流值范围内的任何值可以用于降低功耗并提高RF功率放大器300的功率附加效率(power-added efficiency，PAE)，但将这些BJT的静态电流设置为处于与AB类操作相关联的静态电流值范围的下端的值可以用于进一步降低功耗并提高RF功率放大器300的PAE(这种工作模式有时在本文中被称为“深AB类”工作模式)。这是因为，在深AB类模式下，RF功率放大器的导通角度小于AB类模式下的导通角度(例如，在深AB类模式下，导通角度可以小于或等于180度，而在AB类模式下，导通角度的范围在180到360度之间)，较小的导通角度通常会提高RF功率放大器的效率(即，降低功耗和增强PAE)。
考虑到上述优点，在至少一些应用中，可能希望选择电阻器R1的电阻值，以便至少部分地使功率放大器输出级电路340中的每个BJT以深AB类模式工作。给定电阻器R1与功率放大器输出级电路340中的BJT被设置的静态电流之间的一般关系，电阻器R1的电阻值可能需要相对较高，以将功率放大器输出级电路340中的BJT置于深AB类工作模式。由并联的电阻器R2提供的电阻还可以用于帮助将功率放大器输出级电路340的BJT置于深AB类模式。然而，在一些实现方式中，在偏置电路330和功率放大器输出级电路340中采用具有相对较高电阻值的电阻器作为电阻器R1和R2还可能在功率放大器输出级电路340中每个BJT的基极端子处引入显著的偏置调制，从而导致显著的非线性失真。在RF功率放大器300中可能产生的不利影响类型的示例包括幅度到幅度调制(amplitude-to-amplitude modulation，AM/AM)和幅度到相位调制(amplitude-to-phase modulation，AM/PM)。此外，随着RF输出功率在操作期间增加，功率放大器输出级电路340可能需要附加的电流，这可能会使功率放大器输出级电路340中每个BJT的基极端子处的DC偏置电压不期望地下降，这可能会引起增益崩溃或早期压缩。这种早期压缩可能会显著降低功率放大器输出级电路340的线性性能，并迫使RF功率放大器300以较小的电流工作，这可能非常低效。鉴于线性度与通信带宽有关，并且还必须满足许多现代无线通信协议(例如WCDMA、LTE、5G、Wi-Fi等)下的某些要求，在许多RF功率放大器系统中，使用具有相对较高电阻值的镇流电阻器和偏置电阻器可能难以实现或性能不佳。
在一些实现方式中，可以利用下面进一步详细描述的一个或多个RF功率放大器配置来实现使用具有相对较高电阻值的镇流电阻器和偏置电阻器所带来的益处，而基本上不牺牲线性度。
图4A-4B是示例性线性度保持RF功率放大器400的框图。在图4A-4B的示例中，RF功率放大器400包括驱动级放大器电路410、级间阻抗匹配网络420、偏置电路430、功率放大器输出级电路440和输出阻抗匹配网络450。在一些实现方式中，图4A-4B描绘的一个或多个元件410-430、432、434和440-452中的每一个元件分别类似或等效于图3A-3B描绘的一个或多个元件310-330、332、334和340-352中的每一个元件。如上所述，在一些实现方式中，线性度保持RF功率放大器400可以对应于上面参考图2描述的功率放大器216，功率放大器216可以在上面参考图1描述的无线设备110或另一无线设备中实现。
在图4A-4B的示例中，偏置电路430包括升压电路436。升压电路436用于对驱动级放大器电路410输出的RF信号进行采样，并将采样的RF信号传递给偏置电路430的射极跟随电路434。更具体地，如图4B所示，升压电路436连接RF功率放大器400中的两个点，包括：(i)位于驱动级放大器电路410的输出412和功率放大器输出级电路440的第一输入441A之间的第一点P1，(ii)位于射极跟随电路434中的NPN BJT Q1和偏置电路430的电阻器R1之间(例如，在NPN BJT Q1的射极端子处)的第二点P2。例如，第一点P1可以位于驱动级放大器电路410的输出412和级间阻抗匹配网络420的输入421之间，或者可以位于级间阻抗匹配网络420的输入421和级间阻抗匹配网络420的输出422之间(即，在级间阻抗匹配网络420内)。
如图4B所述，偏置电路430用于通过其输出432向功率放大器输出级电路440的第二输入441B提供偏置电压。如图4B所示，偏置电路430包括二极管集电极型双极晶体管Q2和Q3(统称为439)，当DC电流注入Q2和Q3中时，在节点438处形成电压。来自射极跟随电路434中的NPN BJT Q1的电压降低该电压，从而在P2处产生偏置电压，该偏置电压通过输出432提供给功率放大器输出级电路。
借助于NPN BJT Q1的射极输出器或“共集电极”配置以及偏置电路430中的其他组件，采样的RF信号在传递到偏置电路430的射极跟随电路434后整流成偏置功率放大器输出级电路440所用的附加DC电压。也就是说，在这种配置中，Q1的基极端子和射极端子之间的PN结起到二极管的作用，从该二极管中产生与采样RF信号的功率大小成比例的附加DC电压。该附加DC电压提供的“升压”可以有效地补偿至少部分通过电阻器R1和R2引入的非线性失真。因此，RF功率放大器400可以使用相对于偏置电路430和功率放大器输出级电路440中的电阻器R1和R2具有更高电阻值的电阻器，以对抗功率放大器输出级电路440中的电流或热失控。这还通过使功率放大器输出级电路440的BJT以深AB类模式工作来实现功率节省和增强PAE，并且升压电路436可以用于保持功率放大器输出级电路440中的线性度，否则线性度可能会受到电阻器R1和R2的相对较高电阻值的威胁。例如，在RF功率放大器400中实现的电阻器R1和R2可以分别具有120Ω和400Ω的电阻值。
如图4B所示，升压电路436可以包括与电阻器R3串联布置的电容器C7。电容器C7和电阻器R3的值可以基于各种不同的因素来选择。例如，在一些实现方式中，电容器C7的值至少部分地基于在RF功率放大器400上游调制RF信号的频率来选择。在图2的上下文中，该频率可能对应于由本地振荡器215产生的信号的频率。虽然升压电路436中电容器C7和电阻器R3的布置代表一种类型的无源滤波器，但在一些示例中，升压电路436可以包括形成或以其他方式代表另一种类型的无源滤波器的一个或多个组件。在一些实现方式中，升压电路436可以仅包括电容器C7，而不包括电阻器R3。其他配置也是可能的。
因此，以这种方式，射极跟随电路434和升压电路436用于在NPN BJT Q1的射极端子处协同产生与驱动级放大器输出级电路410的输出功率成比例的附加DC电压。这样，相比于在系统300和400中使用相对较高值的电阻器作为R1时功率放大器输出级电路340中给定晶体管的基极端子和射极端子上的电压，功率放大器输出级电路440中给定晶体管的基极端子和射极端子上的电压可以表现出小得多的变化。此外，射极跟随电路434和升压电路436改善了对非线性失真和DC偏置电压下降的补偿，该非线性失真和DC偏置电压下降至少部分地由具有相对较高电阻值的镇流电阻器和偏置电阻器，例如R1和R2引入。
事实上，鉴于上述情况，RF功率放大器400可能非常适合于“深”AB类操作，其中，偏置电路430和功率放大器输出级电路440用于将功率放大器输出级电路440中每个BJT的静态电流设置为处于与AB类操作相关联的静态电流值范围的下端的值。因此，在一些示例中，电阻器RD可以用作偏置电路430中的电阻器R1，其中，电阻器RD代表当用作本文描述的偏置电路之一的电阻器R1时至少部分地使对应功率放大器输出级电路中的每个BJT以深AB类模式工作的电阻器。
另一方面，与RF功率放大器400不同，上面参考图3A-3B描述的RF功率放大器300不包括类似于升压电路436的电路，而是可以更适合于“高”AB类操作，其中，偏置电路330和功率放大器输出级电路340用于将功率放大器输出级电路340中每个BJT的静态电流设置为处于与AB类操作相关联的静态电流值范围的上端的值。因此，对于使用RF功率放大器300的一些示例，电阻器RH可以用作偏置电路330中的电阻器R1，其中，电阻器RH代表当用作本文描述的偏置电路之一中的电阻器R1时至少部分地使对应功率放大器输出级电路中的每个BJT以高AB类模式工作的电阻器。
由此可见，如上所述，电阻器RH的电阻值将小于电阻器RD的电阻值。在一些实现方式中，电阻器RD的电阻值例如可以比电阻器RH的电阻值大两到四倍。例如，电阻器RD可以具有约120Ω的电阻值，而电阻器RH可以具有约36.7Ω的电阻值。其他电阻值也是可能的。
用于深AB类操作的RF功率放大器的PAE，例如使用电阻器RD作为偏置电路430中的电阻器R1的一个或多个实现方式中的RF功率放大器400的PAE，实际上可能优于用于高AB类操作或不用于深AB类操作的RF功率放大器的PAE。至少出于这个原因，在一些实现方式中，可能非常希望利用用于深AB类操作的RF功率放大器，例如使用电阻器RD作为偏置电路430中的电阻器R1的一个或多个实现方式中的RF功率放大器400，如上面参考图1-2描述的无线设备110中的功率放大器216。
如上面参考图1-2所述，在一些这样的实现方式中，无线设备110可以用于响应于例如从至少一个基站120接收到指定输出功率电平的一个或多个消息，通过调整功率放大器216的一个或多个参数，例如用于深AB类操作的RF功率放大器400的一个或多个参数来进行上面参考图1描述的一个或多个放大调整。因此，至少一个基站120可以例如在无线设备110远离基站120时，例如更接近覆盖区域122的外边缘时指示无线设备110发射更高功率的信号，在无线设备110更接近基站120时指示无线设备110发射更低功率的信号。然而，在一些示例中，用于深AB类操作的这种RF功率放大器的饱和输出功率可以对应于这种RF功率放大器可以在其输出处传送的最大功率电平，该饱和输出功率可能不够高，使得在无线设备110靠近覆盖区域122的外边缘时，无线设备110无法根据需要放大RF信号以发射到至少一个基站120。也就是说，在一些示例中，由至少一个基站120发送到无线设备110的一个或多个消息中指定的输出功率电平有时可以大于这种RF功率放大器能够传送的最大输出功率电平。
另一方面，用于高AB类操作的RF功率放大器的饱和输出功率，例如使用电阻器RH作为偏置电路330中的电阻器R1的一个或多个实现方式中的RF功率放大器300的饱和输出功率，可能足够高，使得在无线设备110靠近覆盖区域122的外边缘时，无线设备110能够根据需要放大RF信号以发射到至少一个基站120。然而，如前所述，用于高AB类操作的这种RF功率放大器的功率效率可能低于用于深AB类操作的RF功率放大器。
在一些实现方式中，下面参考图5A-5B和6进一步详细描述的一个或多个RF功率放大器配置可用于实现用于深AB类操作的RF功率放大器的PAE和用于高AB类操作的RF功率放大器的高输出功率。如下所述，在一些这样的实现方式中，用于深AB类操作的RF功率放大器和用于高AB类操作的RF功率放大器的各方面可以并入单个混合可配置RF功率放大器架构中。
虽然如上所述，用于深AB类操作的这种RF功率放大器的饱和输出功率可能不够高，例如使得在无线设备110接近覆盖区域122的外边缘时，无线设备110无法根据需要放大RF信号以发射到至少一个基站120，用于深AB类操作的这种RF功率放大器的饱和输出功率可能足够高，使得无线设备110能够在绝大多数时间内根据需要放大RF信号，以发射到作为无线设备110的至少一个基站120。事实上，通常，由至少一个基站120发送到无线设备110的一个或多个消息中指定的输出功率电平可以小于用于深AB类操作的这种RF功率放大器的饱和输出功率。
因此，在一些实现方式中，下面进一步详细描述的一个或多个混合RF功率放大器配置可以包括用于深AB类操作的电路和用于高AB类操作的电路，但例如在无线设备110靠近或位于覆盖区域122的外边缘的情况下，可能只需要使用用于高AB类操作的电路。在这些情况下，用于高AB类操作的电路可以与用于深AB类操作的电路串联使用。在其余时间，下面进一步详细描述的一个或多个混合RF功率放大器配置可以只使用用于深AB类操作的电路。这样，下面进一步详细描述的一个或多个混合RF功率放大器配置可以最常以高功率效率的方式工作。此外，与许多RF功率放大器一样，用于高AB类操作的RF功率放大器的PAE可能会随着RF功率放大器传送的输出功率电平的增加而增加。因此，当偶尔使用用于高AB类操作的电路时，这些电路可以在峰值或近峰值PAE下工作。
在一些实现方式中，下面进一步详细描述的一个或多个混合RF功率放大器配置可以用于选择性地在以下模式之间切换：(i)第一模式，在该第一模式下，使用或以其他方式激活用于深AB类操作的电路和用于高AB类操作的电路，(ii)第二模式，在该第二模式下，使用或以其他方式激活用于深AB类操作的电路，而不使用或以其他方式去激活用于高AB类操作的电路。例如，下面进一步详细描述的一个或多个混合RF功率放大器配置可用于控制上述电路进行以下操作：(i)当基站120发送到无线设备110的一个或多个消息中指定的输出功率电平大于阈值时，以第一模式工作，以及(ii)当基站120发送到无线设备110的一个或多个消息中指定的输出功率电平小于阈值时，以第二模式工作。在一些实现方式中，用于在第一模式和第二模式之间选择性切换的逻辑和功能可以通过类似于或等效于下面参考图5A-5B进一步详细描述的控制电路570的一个或多个组件提供。下面参考图5A-5B中的组件530-1和540-1进一步详细描述用于深AB类操作的上述电路的示例。类似地，下面参考图5A-5B中的组件530-2和540-2进一步详细描述用于高AB类操作的上述电路的示例。
图5A-5B是示例性混合可配置RF功率放大器500的图。在图5A-5B的示例中，RF功率放大器500包括驱动级放大器电路510、级间阻抗匹配网络520、第一偏置电路530-1、第二偏置电路530-2、第一功率放大器输出级电路540-1、第二功率放大器输出级电路540-2、第一输出负载调整电路550-1、第二输出负载调整电路550-2、输出阻抗匹配网络560和控制电路570。在一些实现方式中，图5A-5B描绘的一个或多个元件510至521、560和562中的每一个元件分别类似或等效于图4A-4B描绘的一个或多个元件410至421、450和452中的每一个元件。此外，如上所述，在一些实现方式中，图4A-4B描绘的一个或多个元件410至421、450和452中的每一个元件分别类似或等效于图3A-3B描绘的一个或多个元件310-321、350和352中的每一个元件。如上所述，在一些实现方式中，RF功率放大器500可以对应于上面参考图2描述的功率放大器216，功率放大器216可以在上面参考图1描述的无线设备110或另一类似的无线设备中实现。
在一些实现方式中，图5A-5B描绘的第一偏置电路530-1和/或第一功率放大器输出级电路540-1分别类似或等效于图4A-4B描绘的偏置电路430和/或功率放大器输出级电路440。由此可见，在至少一些上述实现方式中，图5A-5B描绘的一个或多个元件531、532-1、534-1、536、541-1A、541-1B和542-1中的每一个元件分别类似或等效于图4A-4B描绘的一个或多个元件431、432、434、436、441A、441B和442中的每一个元件。事实上，如上所述，第一偏置电路530-1和第一功率放大器输出级电路540-1可以至少部分地代表能够实现深AB类操作的电路。值得注意的是，如图5B所示，电阻器RD用作第一偏置电路534-1的第一射极跟随电路534-1中的电阻器。上面提供了对这种电阻器的额外讨论。因此，当例如以第一模式或第二模式激活或以其他方式使用时，第一偏置电路530-1和第一功率放大器输出级电路540-1可以用于将第一功率放大器输出级电路540-1中每个BJT Q4至Q13的静态点，例如静态电流，设置为对应于深AB类操作的值。
类似地，在一些实现方式中，图5A-5B描绘的第二偏置电路530-2和/或第二功率放大器输出级电路540-2分别类似或等效于图3A-3B描绘的偏置电路330和/或功率放大器输出级电路340。由此可见，在这些实现方式中的至少一些实现方式中，图5A-5B描绘的一个或多个元件532-2、534-2、541-2A、541-2B和542-2中的每一个元件分别类似或等效于图3A-3B描绘的一个或多个元件332、334、341A、341B和342中的每一个元件。事实上，如上所述，第二偏置电路530-2和第二功率放大器输出级电路540-2可以至少部分地代表用于高AB类操作的电路。值得注意的是，如图5B所示，电阻器RH用作第二偏置电路534-2的第二射极跟随电路534-2中的电阻器。如上文进一步详细描述的，电阻器RH的电阻值小于电阻器RD的电阻值，例如，电阻器RD的电阻值可以比电阻器RH的电阻值大两到四倍。上面提供了对这种电阻器的额外讨论。因此，当例如以第一模式激活或以其他方式使用时，第二偏置电路530-2和第二功率放大器输出级电路540-2可以用于将第二功率放大器输出级电路540-2中每个BJT Q18至Q24的静态点，例如静态电流，设置为与高AB类操作相关联的值。例如，该值可以大于第一功率放大器输出级电路540-1中的BJT Q4至Q13中的每一个可以被设置的与深AB类操作相关联的值。
如图5A所述，控制电路570通信地耦合到第一偏置电路530-1和第二偏置电路530-2中的每一个。在一些实现方式中，控制电路570对应于数字CMOS控制器。控制电路570用于控制第一偏置电路530-1和/或第二偏置电路530-2的一个或多个参数，以使第一功率放大器输出级电路540-1和第二功率放大器输出级电路540-2在第一模式和第二模式之间切换。在一些实现方式中，控制电路570(例如，从处理器，例如从图2中的处理器240)接收指定要作为RF功率放大器500的输出提供的RF信号的功率电平的控制信号，并基于该控制信号对要提供的RF信号的功率电平的指定控制一个或多个上述参数。如上所述，在一些示例中，这种确定的功率电平可以对应于下面参考图6描述的“Pout”。在一些实现方式中，处理器240可以至少部分地基于无线设备110接收的一个或多个消息中指定的输出功率电平，确定要作为RF功率放大器500的输出提供的RF信号的功率电平。例如，这样的一个或多个消息可以来自至少一个基站120、至少一个接入点130或与无线设备110通信的另一设备。在至少一些上述实现方式中，控制电路570可以对照一个或多个阈值评估控制信号中包括的指定功率电平，以确定在RF功率放大器500中调用第一工作模式还是第二工作模式。例如，控制电路570可用于使第一功率放大器输出级电路540-1和第二功率放大器输出级电路540-2进行以下操作：(i)响应于确定指定功率电平满足(例如，大于或等于)一个或多个阈值，以第一模式工作，(ii)响应于确定指定功率电平不满足(例如小于)一个或多个阈值，以第二模式工作。在一些示例中，一个或多个上述阈值中的每一个阈值可以对应于小于或等于用于深AB类操作的电路，例如第一偏置电路530-1和第一功率放大器输出级电路540-1的饱和输出功率的值。
在一些示例中，控制电路570维护或以其他方式访问一个或多个查找表，该一个或多个查找表指示控制第一偏置电路530-1和/或第二偏置电路530-2的一个或多个参数基于例如Pout(例如，由处理器确定，例如由图2的处理器240确定)的指定功率电平配置混合RF功率放大器(特别是第一功率放大器输出级电路540-1和第二功率放大器输出级电路540-2)的方式。例如，这样的一个或多个查找表可以指定第一偏置电路530-1和/或第二偏置电路530-2的一个或多个参数要被设置的值，以便在RF功率放大器500的输出处在确定的功率电平下传送最佳效率和线性度。在至少一些上述示例中，控制电路570可以参考这样的一个或多个查找表，以补充或代替对照一个或多个阈值评估指定功率电平。其他配置也是可能的。
如图5B中进一步详细描绘的，在一些实现方式中，控制电路570通信地耦合到第一偏置电路530-1的一个或多个DC电流源和第二偏置电路530-2的一个或多个DC电流源。在这些实现方式中，由控制电路570控制以便选择性地调用RF功率放大器500中的第一工作模式或第二工作模式的一个或多个参数可以对应于上述DC电流源的一个或多个参数。例如，控制电路570可以控制耦合到第二偏置电路530-2中晶体管Q15的集电极端子的DC电流源在第一模式下输出第一电流量并在第二模式下输出不同的第二电流量。例如，上述第一电流量的值可以大于上述第二电流量。因此，第一电流量的值可能足够高，以将第二功率放大器输出级电路540-2置于激活状态，在该激活状态下，第二功率放大器输出级电路540-2用于放大RF输入信号，而第二电流量的值可能不够高，无法将第二功率放大器输出级电路540-2置于这种激活状态。在一些实现方式中，上述第二电流量的值可以大体上等于零。在一些示例中，控制电路570可以控制耦合到第一偏置电路530-1中晶体管Q1的集电极端子的DC电流源在第一模式和第二模式下输出电流量，该电流量的值可能足够高，以将第一功率放大器输出级电路540-1置于激活状态，在该激活状态下，第一功率放大器输出级电路540-1用于放大RF输入信号。在一些实现方式中，控制电路570可以控制耦合到第一偏置电路530-1中晶体管Q1的集电极端子的DC电流源在第一模式和第二模式下输出相同的电流量，而在其他实现方式中，控制电路570可以控制耦合到第一偏置电路530-1中晶体管Q1的集电极端子的DC电流源在第一模式和第二模式下输出不同的电流量。
第一输出负载调整电路550-1和第二输出负载调整电路550-2可用于将在第一工作模式和第二工作模式之间转变时可能在第一功率放大器输出级电路540-1中发生的不利影响减到最少。第一输出负载调整电路550-1将第一功率放大器输出级电路540-1的输出542-1连接到输出匹配网络560的第一输入561-1，第二输出负载调整电路550-2将第二功率放大器输出级电路540-2的输出542-2连接到输出匹配网络560的第二输入561-2。在一些示例中，第一输出负载调整电路550-1和第二输出负载调整电路550-2可以包括不同的组件或具有彼此不同的值的组件。在一些实现方式中，级间阻抗匹配网络521可以合并类似于第一输出负载调整电路550-1和第二输出负载调整电路550-2的电路，并且用于将在第一工作模式和第二工作模式之间转变时可能在RF功率放大器500中发生的不利影响减到最少。在这样的实现方式中，级间阻抗匹配网络521的第一输出522-1可以连接到级间阻抗匹配网络521的第一源极负载调整电路，级间阻抗匹配网络521的第二输出522-2可以连接到级间阻抗匹配网络521的第二源极负载调整电路。在上述实现方式中，第一源极负载调整电路和第二源极负载调整电路(未示出)可以是连接到位于上游的级间阻抗匹配网络电路的两个独立电路分支，这与第一输出负载调整电路550-1和第二输出负载调整电路550-2是连接到位于下游的输出阻抗匹配网络560的两个独立电路分支几乎相同。与第一输出负载调整电路550-1和第二输出负载调整电路550-2一样，第一源极负载调整电路和第二源极负载调整电路(未示出)可以包括不同的组件或具有彼此不同的值的组件。其他配置也是可能的。
在一些实现方式中，第一功率放大器输出级电路540-1和第二功率放大器输出级电路540-2包括不同数量的BJT。例如，第一功率放大器输出级电路540-1可以包括九个BJT的阵列，而第二功率放大器输出级电路540-2可以包括六个BJT的阵列。此外，在一些示例中，由控制电路570控制的一个或多个参数可以包括除了RF功率放大器500的一个或多个DC电流源的参数之外的一个或多个参数。用于选择性地调用RF功率放大器500中的第一工作模式和第二工作模式的其他配置是可能的。
图6是用于控制混合可配置RF功率放大器的操作的示例性过程600的流程图。在一些实现方式中，上述混合RF功率放大器可以对应于与上面参考图5A和5B描述的RF功率放大器500类似或等效的RF功率放大器。下面将过程600的操作描述为由图5A和5B描述和描绘的系统的组件执行，这些组件例如控制电路570。下面仅出于说明目的描述过程600的操作。过程600的操作可以由任何适当的设备或系统执行，例如任何适当的数据处理装置，例如与上面参考图2描述的处理器240类似或等效的一个或多个设备或系统。过程600的操作还可以实现为存储在计算机可读介质上的指令，该计算机可读介质可以是非瞬时性的。执行指令以使一个或多个数据处理装置执行过程600的操作。出于示例的目的，下面将过程600的操作描述为由控制电路570执行，如上面参考图5A和5B所描述的。
控制电路570接收指定要作为输出提供的RF信号的功率电平(Pout)的控制信号(610)。例如，这可以对应于与同以下操作相关地执行的一个或多个操作类似或等效的一个或多个操作：控制电路570接收指定RF信号的功率电平(Pout)的控制信号，该RF信号将至少部分地基于无线设备110接收的一个或多个消息中指定的输出功率电平、一个或多个其他因素或其组合作为RF功率放大器500的输出提供。例如，这样的一个或多个消息可以来自至少一个基站120、至少一个接入点130或与无线设备110通信的另一设备。
控制电路570确定Pout(在控制信号中指定)是否满足(例如，大于或等于)一个或多个阈值(620)。
响应于在620确定Pout满足一个或多个阈值，控制电路570根据第一模式控制第一功率放大器输出级电路和第二功率放大器输出级电路，在该第一模式下，第一功率放大器输出级电路和第二功率放大器输出级电路都被激活(630)。例如，这可以对应于与同以下操作相关地执行的一个或多个操作类似或等效的一个或多个操作：控制电路570控制第一偏置电路530-1和第二偏置电路530-2的一个或多个参数中的每一个参数，使得第一功率放大器输出级电路540-1和第二功率放大器输出级电路540-2都被激活。如上所述，在一些实现方式中，控制电路570控制耦合到第一偏置电路530-1中晶体管Q1的集电极端子的DC电流源和耦合到第二偏置电路530-2中晶体管Q15的集电极端子的DC电流源输出具有足够高的值的电流，以将第一功率放大器输出级电路540-1和第二功率放大器输出级电路540-2置于激活状态，在该激活状态下，第一功率放大器输出级电路540-1和第二功率放大器输出级电路540-2各自用于放大RF输入信号。
另一方面，响应于在620确定Pout不满足(例如，小于)一个或多个阈值，控制电路570根据第二模式控制第一功率放大器输出级电路和第二功率放大器输出级电路，在该第二模式下，第一功率放大器输出级电路被激活，第二功率放大器输出级电路被去激活(640)。例如，这可以对应于与同以下操作相关地执行的一个或多个操作类似或等效的一个或多个操作：控制电路570控制第一偏置电路530-1和第二偏置电路530-2的一个或多个参数中的每一个参数，使得第一放大器输出级电路540-1被激活，第二功率放大器输出级电路540-2被去激活。如上所述，在一些实现方式中，控制电路570控制耦合到第一偏置电路530-1中晶体管Q1的集电极端子的DC电流源输出具有足够高的值的电流，以将第一功率放大器输出级电路540-1置于第一功率放大器输出级电路540-1用于放大RF输入信号的激活状态，但不控制耦合到第二偏置电路530-2中晶体管Q15的集电极端子的DC电流源输出具有足够高的值的电流，以将第二功率放大器输出级电路540-2置于第二功率放大器输出级电路540-2用于放大RF输入信号的激活状态。
本说明书中描述的主题和操作的实施例可以在数字电子电路中实现，或在计算机软件、固件或硬件中实现，包括本说明书中公开的结构及其结构等效物，或在它们中的一个或多个的组合中实现。本说明书中描述的主题的实施例可以实现为一个或多个计算机程序，即，一个或多个计算机程序指令模块，其编码在计算机存储介质上以供数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。可替换地或另外，程序指令可以编码在人工生成的传播信号上，例如机器生成的电、光或电磁信号，该信号被生成以编码信息，以便发射到适当的接收器装置以供数据处理装置执行。计算机存储介质可以是计算机可读存储设备、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或设备或其中一个或多个的组合，或包括在其中。此外，虽然计算机存储介质不是传播信号，但计算机存储介质可以是编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质还可以是一个或多个单独的物理组件或介质(例如，多个CD、磁盘或其他存储设备)，或包括在其中。
本说明书中描述的操作可以实现为数据处理装置对存储在一个或多个计算机可读存储设备上或从其他源接收的数据执行的操作。
术语“数据处理装置”包括用于处理数据的所有种类的装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、芯片上系统或多个上述内容或其组合。该装置可以包括专用逻辑电路，例如现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或其中一个或多个的组合的代码。该装置和执行环境可以实现各种不同的计算模型基础设施，如web业务、分布式计算和网格计算基础设施。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、声明性或过程性语言，并且可以用任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程、对象或适合在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以但不必对应文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者存储在多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。可以将计算机程序部署为在一台计算机上执行，或在位于一个站点或分布于多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。
本说明书中描述的过程和逻辑流可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作和生成输出来执行功能。所述过程和逻辑流还可以由例如现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)的专用逻辑电路执行，装置也可以实现为专用逻辑电路。
适用于执行计算机程序的处理器例如包括通用和专用微处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者中接收指令和数据。计算机的基本要素是用于根据指令执行动作的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还包括一个或多个用于存储数据的大容量存储设备(例如磁盘、磁光盘或光盘)，或与一个或多个用于存储数据的大容量存储设备可操作地耦合以从所述大容量存储设备接收数据和/或将数据传送给所述大容量存储设备。然而，计算机不必具有此类设备。此外，计算机可以嵌入另一个设备中，例如移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)接收器或便携式存储设备(例如通用串行总线(universal serial bus，USB)闪存盘)，仅举几例。适合于存储计算机程序指令和数据的设备包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如：半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；CD-ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路。
为了实现与用户交互，本说明书中描述的主题的实施例可以在计算机上实现，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备，例如阴极射线管(cathode ray tube，CRT)或液晶显示器(liquid crystal display，LCD)监视器，以及键盘和定点设备，例如鼠标或导航球，用户可以这些设备向计算机提供输入。其他类型的设备也可以用于实现与用户交互。例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈，而且用户的输入可以以任何形式接收，包括声音、语音或触觉输入。此外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档和从该设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从用户客户端设备上的web浏览器收到的请求将网页发送到该web浏览器来与用户交互。
本说明书中描述的主题的实施例可以在计算系统中实现，该计算系统包括后端组件，例如作为数据服务器，或包括中间件组件，例如应用服务器，或包括前端组件，例如具有用户可以用于与本说明书中描述的主题的实现方式进行交互的图形用户界面或Web浏览器的客户端计算机，或一个或多个这样的后端组件、中间件组件或前端组件的任何组合。所述系统的组件可以通过数字数据通信的任何形式或介质(例如通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(local area network，“LAN”)和广域网(wide area network，“WAN”)、互联网络(例如，互联网)和对等网络(例如，自组织对等网络)。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器之间的关系是通过在各自计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序产生的。在一些实施例中，服务器将数据(例如，HTML页面)发射到客户端设备(例如，用于向与客户端设备交互的用户显示数据和接收来自该用户的用户输入)。在客户端设备处生成的数据(例如，用户交互的结果)可以在服务器处从客户端设备接收。
虽然本说明书包含许多具体的实现细节，但这些细节不应解释为对任何发明的范围或所请求保护的内容的范围造成限制，而应解释为可能是特定发明的特定实施例所特有的特征的描述。在单独实施例的上下文中，本说明书中所描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独实现或在任何合适的子组合中实现。此外，尽管上文可以将特征描述为以某些组合来行动，甚至最初要求保护，但是在某些情况下，可以从该组合中去除所要求保护的组合中的一个或多个特征，且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
同样，虽然附图以特定顺序描述操作，但这不应理解为要求这些操作按照所示的特定顺序或按顺序执行，或者要求执行所示的所有操作，以达到期望的结果。在某些情况下，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应理解为所有实施例都要求这种分离。应理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成到单个软件产品中或打包到多个软件产品中。
另外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法组合或集成。示出或描述为彼此耦合或直接耦合或彼此通信的其他项目可通过某种接口、设备或中间组件以电方式、机械方式或其他方式间接耦合或通信。变化、替换、变更的其他示例可由本领域技术人员确定，并可以在不脱离本文中公开的精神和范围的情况下举例。
就本文档而言，连接可以是直接连接或间接连接(例如，通过一个或多个其他部件)。在一些情况下，当一个元件被称为连接或耦合到另一个元件时，该元件可以直接连接到另一个元件，或通过中间元件间接连接到另一个元件。当一个元件被称为直接连接到另一个元件时，则该元件和另一个元件之间没有中间元素。如果两个设备直接或间接连接，以便它们在彼此之间传送电子信号，则它们处于“通信中”。
已经描述了本主题的特定实施例。其他实施例在所附权利要求书的范围内。例如，可以用不同的顺序执行权利要求书中所述的操作，并且仍然达到理想的结果。例如，附图中描绘的过程不一定要求按所示的特定顺序或按顺序执行才能达到理想的结果。在一些情况下，多任务处理和并行处理可能是有利的。

Claims (18)

1.一种射频(radio frequency，RF)功率放大器，其特征在于，包括：
驱动级放大器电路；
第一功率放大器输出级电路，包括第一双极型晶体管(bipolar junctiontransistor，BJT)阵列；
第二功率放大器输出级电路，包括第二BJT阵列；
级间阻抗匹配网络，将所述驱动级放大器电路的输出连接到所述第一功率放大器输出级电路的第一输入和所述第二功率放大器输出级电路的第一输入；
第一偏置电路，将所述驱动级放大器电路的所述输出连接到所述第一功率放大器输出级电路的第二输入，其中，所述第一偏置电路和所述第一功率放大器输出级电路用于将所述第一BJT阵列中每个BJT的静态点设置为第一值；
第二偏置电路，耦合到所述第二功率放大器输出级电路的第二输入，其中，所述第二偏置电路和所述第二功率放大器输出级电路用于将所述第二BJT阵列中每个BJT的静态点设置为不同于所述第一值的第二值。
2.根据权利要求1所述的RF功率放大器，其特征在于，还包括：
控制电路，通信地耦合到所述第一偏置电路和所述第二偏置电路中的每一个，所述控制电路用于控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路在第一模式和第二模式之间切换，其中：
在所述第一模式下，所述控制电路激活所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路；
在所述第二模式下，所述控制电路激活所述第一功率放大器输出级电路并去激活所述第二功率放大器输出级电路。
3.根据权利要求2所述的RF功率放大器，其特征在于，所述控制电路用于控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路在所述第一模式和所述第二模式之间切换包括：
所述控制电路用于控制所述第一偏置电路和/或所述第二偏置电路的一个或多个参数，以使所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
4.根据权利要求3所述的RF功率放大器，其特征在于，所述控制电路用于基于作为输出提供的RF信号的功率电平控制所述第一偏置电路和/或所述第二偏置电路的所述一个或多个参数。
5.根据权利要求3所述的RF功率放大器，其特征在于：
所述第一偏置电路和所述第二偏置电路分别包括第一DC电流源和第二DC电流源；
所述第一偏置电路和/或所述第二偏置电路的所述一个或多个参数包括所述第二DC电流源的输出电流。
6.根据权利要求2所述的RF功率放大器，其特征在于，所述控制电路还用于：
接收指定RF信号的功率电平超过特定功率阈值的控制信号；
响应于接收到指定所述RF信号的所述功率电平超过所述特定功率阈值的所述控制信号，所述控制电路用于控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路以所述第一模式工作。
7.根据权利要求2所述的RF功率放大器，其特征在于，所述控制电路还用于：
接收指定RF信号的功率电平小于特定功率阈值的控制信号；
响应于接收到指定所述RF信号的所述功率电平小于所述特定功率阈值的所述控制信号，所述控制电路用于控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路以所述第二模式工作。
8.根据权利要求2所述的RF功率放大器，其特征在于，所述第二值大于所述第一值。
9.根据权利要求8所述的RF功率放大器，其特征在于，为了将所述第二BJT阵列中每个BJT的所述静态点设置为所述第二值，所述第二偏置电路和所述第二功率放大器输出级电路用于使所述第二BJT阵列中的每个BJT以AB类模式工作。
10.根据权利要求1所述的RF功率放大器，其特征在于：
所述第一偏置电路包括第一组组件，所述第一组组件包括位于所述第一组组件中的一个或多个其他组件与所述第一功率放大器输出级电路的所述第二输入之间的第一负载元件，所述第一负载元件具有第一电阻值；
所述第二偏置电路包括第二组组件，所述第二组组件包括位于所述第二组组件中的一个或多个其他组件与所述第二功率放大器输出级电路的所述第二输入之间的第二负载元件，所述第二负载元件具有小于所述第一电阻值的第二电阻值。
11.根据权利要求1所述的RF功率放大器，其特征在于：
所述第一偏置电路用于向所述第一功率放大器输出级电路的所述第二输入提供偏置电压；
所述第一偏置电路还包括：
射极跟随电路，包括晶体管，其中，所述射极跟随电路用于提供第一电压；
升压电路，用于对来自所述驱动级放大器电路的所述输出的RF信号进行采样，将采样的RF信号传递到所述射极跟随电路以进行整流，从中产生第二电压，其中，所述第二电压与所述RF信号表现出的功率电平的大小成比例，并且所述偏置电压是所述第一电压和所述第二电压的组合。
12.根据权利要求1所述的RF功率放大器，其特征在于，还包括：
输出阻抗匹配网络，将所述第一功率放大器输出级电路的输出与所述第二功率放大器输出级电路的输出组合在一起。
13.一种终端，其特征在于，包括：
接收器，用于从基站接收一个或多个消息；
发射器，用于向所述基站发射RF信号，所述发射器包括RF功率放大器；
至少一个处理器，可操作地连接到所述接收器和所述发射器；
其中，所述RF功率放大器包括：
第一功率放大器输出级电路，包括第一双极型晶体管(bipolar junctiontransistor，BJT)阵列；
第一偏置电路，耦合到所述第一功率放大器输出级电路，其中，所述第一偏置电路和所述第一功率放大器输出级电路当被激活时，用于将所述第一BJT阵列中每个BJT的静态点设置为第一值；
第二功率放大器输出级电路，包括第二BJT阵列；
第二偏置电路，耦合到所述第二功率放大器输出级电路，其中，所述第二偏置电路和所述第二功率放大器输出级电路当被激活时，用于将所述第一BJT阵列中每个BJT的静态点设置为第二值，所述第二值大于所述第一值；
控制电路，通信地耦合到所述第一偏置电路和所述第二偏置电路中的每一个，所述控制电路用于基于输出功率电平控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路根据第一模式和第二模式工作，其中：
在所述第一模式下，所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路都被激活；
在所述第二模式下，所述第一功率放大器输出级电路被激活，所述第二功率放大器输出级电路被去激活。
14.根据权利要求13所述的终端，其特征在于：
所述至少一个处理器用于：
确定所述输出功率电平大于一个或多个阈值；
向所述RF功率放大器发送指定所述RF信号的所述输出功率电平大于所述一个或多个阈值的信号；
所述RF功率放大器的所述控制电路用于：
从所述至少一个处理器接收指定所述RF信号的所述输出功率电平大于所述一个或多个阈值的所述信号；
响应于接收到指定所述输出功率电平大于所述一个或多个阈值的所述信号，所述控制电路用于控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路以所述第一模式工作。
15.根据权利要求13所述的终端，其特征在于：
所述至少一个处理器用于：
确定所述输出功率电平小于一个或多个阈值；
向所述RF功率放大器发送指定所述RF信号的所述输出功率电平小于所述一个或多个阈值的信号；
所述RF功率放大器的所述控制电路用于：
从所述至少一个处理器接收指定所述RF信号的所述输出功率电平小于所述一个或多个阈值的所述信号；
响应于接收到指定所述输出功率电平小于所述一个或多个阈值的所述信号，所述控制电路用于控制所述第一功率放大器输出级电路和所述第二功率放大器输出级电路以所述第二模式工作。
16.根据权利要求13所述的终端，其特征在于，所述至少一个处理器用于至少部分地基于从所述基站接收的所述一个或多个消息确定所述输出功率电平。
17.根据权利要求16所述的终端，其特征在于，所述输出功率电平在来自所述基站的所述一个或多个消息中指定。
18.根据权利要求13所述的终端，其特征在于，为了将所述第二BJT阵列中每个BJT的所述静态点设置为所述第二值，所述第二偏置电路和所述第二功率放大器输出级电路用于使所述第二BJT阵列中的每个BJT以AB类模式工作。
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