TW201547187A - 多區間操作之功率放大器 - Google Patents

Abstract

一種多區間操作之功率放大器，此功率放大器包括多個功率放大器單元和偏壓單元。所述功率放大器單元相互並聯連接以接收差動輸入訊號。所述功率放大器單元執行功率放大以輸出差動輸出訊號。所述偏壓單元耦接到所述功率放大器單元，且將多個偏壓訊號分別供應到所述功率放大器單元。所述功率放大器單元中的至少兩者根據所述對應的偏壓訊號而操作在不同類區間中。

Description

多區間操作之功率放大器

本發明是有關於一種功率放大器，且特別是有關於一種由操作在不同類區間(class region)的多個功率放大器單元所組成的功率放大器。

無線通訊無疑是近代熱門研究和商業話題。一般來說，無線通訊始於發射器，發射器將內部輸入訊號處理為射頻輸出訊號，而射頻輸出訊號將無線地傳送到接收器。功率放大器(Power Amplifier，PA)是發射器的射頻(RF)前端電路中的重要裝置。具體來說，功率放大器用於在射頻電路的發射(TX)端處放大廣播訊號。隨著可擕式通信裝置的流行，功率放大器的最大輸出功率和輸出功率效率對於無線發射技術的發展來說已成為關鍵因素。

為了使功率放大器獲得較好的線性度性能，傳統線性功率放大器(例如，A類(class-A)、B類(class-B)或AB類(class-AB)功率放大器)通過固定的直流電流對其主動元件施加偏壓，即使此舉將導致功率放大器的功率效率由於持續的直流功率消耗而較 低。此外，當輸入功率過高時，功率放大器的輸出功率無法線性地完整放大，這會導致增益壓縮和訊號失真。此時，必須藉由減小訊號平均輸出功率以維持功率放大器的線性放大性能(這稱為功率回退(power back-off))，以致於功率放大器無法在高效率區間中操作且功率放大器的平均效率降低。

更具體來說，為了維持較好的線性度性能，直流電流應增大以使得功率放大器能夠在A類操作區間中操作。另一方面，為了提高功率放大器的輸出功率效率，功率放大器可被設計成操作在AB類或B類操作區間中。換句話說，功率放大器的閘極偏壓電壓可降低以提高功率放大器的輸出功率效率。即，功率放大器的電流消耗和線性度性能是相互有所權衡的。因此，如何在不降低裝置的最大輸出功率和操作線性度的情況下提高功率放大器的效率性能並降低其電流消耗是重要且必須的。

本發明提供一種多區間操作之功率放大器，其可通過將不同偏壓電壓供應到功率放大器的多個功率放大器單元而提高功率放大器的效率且維持高線性度性能。

為了實現這些優點和其他優點且根據本發明的目的，如此處所體現且寬泛地描述的，本發明提供一種多區間操作之功率放大器。所述功率放大器包括多個功率放大器單元和偏壓單元。所述功率放大器單元相互並聯連接以接收差動輸入訊號。所述功 率放大器單元執行功率放大以輸出差動輸出訊號。所述偏壓單元耦接到所述功率放大器單元，且將多個偏壓訊號分別供應到所述功率放大器單元。所述功率放大器單元中的至少兩者能夠根據各自對應的所述偏壓訊號而操作在不同類區間中。

根據一示範性實施例，所述功率放大器單元中的每一者包括輸入級單元和串疊級單元。所述輸入級單元接收且放大所述差動輸入訊號。所述串疊級單元串疊耦接所述輸入級單元。所述串疊級單元由所述偏壓單元所供應的偏壓訊號控制以決定各個功率放大器單元的類區間。於是，所述串疊級單元根據所述所放大的差動輸入訊號而產生所述差動輸出訊號。

本發明提供一種多區間操作之功率放大器，其包括第一功率放大器單元、第二功率放大器單元以及偏壓單元。所述第一功率放大器單元和所述第二功率放大器單元相互並聯連接以接收差動輸入訊號，且執行功率放大以輸出差動輸出訊號。所述偏壓單元耦接到所述第一功率放大器單元和所述第二功率放大器單元。偏壓單元將第一偏壓訊號供應到第一功率放大器單元，且將第二偏壓訊號供應到第二功率放大器單元。第一功率放大器單元和第二功率放大器單元能夠分別根據第一偏壓訊號和第二偏壓訊號在不同類區間中操作。

基於上述，根據本發明提供的多區間操作之功率放大器，所述功率放大器的各功率放大器單元可根據偏壓單元所供應的偏壓電壓而在不同類區間(例如，A類、B類或AB類等)中操 作。與僅限於在單一個類區間中操作的常見功率放大器相比，由於本發明提供的功率放大器中的每一功率放大器單元的操作類區間可透過偏壓單元來調整，因此本發明提供的功率放大器不限於在一個類區間中操作，且本發明提供的功率放大器在實際應用上更靈活。在利用由本發明提供的功率放大器時，可在不同實施情形下將適當的偏壓電壓供應到各功率放大器單元，以在不同實施情形下調整效率性能和線性度性能，進一步提高功率放大器的效率和線性度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧功率放大器

41‧‧‧輸出訊號

42‧‧‧輸出訊號

180‧‧‧負載單元

200‧‧‧偏壓單元

210‧‧‧阻抗單元

220‧‧‧尾電流源模組

C1~C4‧‧‧電容

Ca1~CaM‧‧‧串疊級單元

F1‧‧‧第一回饋電路

F2‧‧‧第二回饋電路

F3‧‧‧第三回饋電路

F4‧‧‧第四回饋電路

In1~InM‧‧‧輸入級單元

L1‧‧‧第一負載電感器

L2‧‧‧第二負載電感器

PA1~PAM‧‧‧功率放大器單元

R1~R4‧‧‧電阻

S1~S8‧‧‧開關

SW1~SWM‧‧‧開關組

T1~T10‧‧‧電晶體

VCG1~VCGM‧‧‧偏壓訊號

Vdd‧‧‧參考電壓

Vds‧‧‧電壓

Vid‧‧‧差動輸入訊號

Vid1‧‧‧第一輸入訊號

Vid2‧‧‧第二輸入訊號

Vod‧‧‧差動輸出訊號

Vod1‧‧‧第一輸出訊號

Vod2‧‧‧第二輸出訊號

X‧‧‧節點

Y‧‧‧節點

以下包含附圖以進一步理解本發明，且附圖併入本說明書中並構成本說明書的一部分。附圖說明本發明的實施例，並與描述一起用於解釋本發明的原理。

圖1為根據本發明的實施例所繪示的功率放大器的示意圖。

圖2為根據圖1的實施例所繪示的偏壓單元的示意圖。

圖3為根據圖1的實施例所繪示的功率放大器的示意性電路圖。

圖4A和圖4B繪示為電晶體的源極與汲極之間的電壓Vds相對於操作區間之特性的實例曲線圖。

圖5為根據圖2的實施例所繪示的偏壓單元的示意性電路圖。

現將詳細參考本發明的目前較佳的實施例，所述較佳實施例的實例在附圖中得以說明。只要有可能，相同元件符號在圖式及描述中用來表示相同或相似部分。

圖1為根據本發明的實施例的功率放大器的示意圖。參看圖1，多區間操作之功率放大器10包括M個功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM和偏壓單元200，其中M為大於1的整數。功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM相互並聯連接以接收差動輸入訊號Vid。功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM執行功率放大以輸出差動輸出訊號Vod。此外，負載單元180耦接在各個功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM與參考電壓Vdd之間。

偏壓單元200耦接到各個功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM，且將多個偏壓訊號VCG1、VCG2、…、VCGM分別供應到功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM。舉例來說，偏壓單元200將偏壓訊號VCG1供應到功率放大器單元PA1，且將偏壓訊號VCG2供應到功率放大器單元PA2。根據上文描述，可知曉各個功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM可分別從偏壓單元200接收對應的偏壓訊號VCG1、VCG2、…、VCGM。因為偏壓訊號VCG1、VCG2、…、VCGM各別地供應到功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM，所以功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM的操作類區間可基於各個對應的偏壓訊號VCG1、VCG2、…、VCGM來決定。

參看圖1，各個功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM包括輸入級單元和串疊級單元。舉例來說，功率放大器單元PA1包括輸入級單元In1和串疊級單元Ca1，功率放大器單元PA2包括輸入級單元In2和串疊級單元Ca2，且功率放大器單元PAM包括輸入級單元InM和串疊級單元CaM。明顯的是，功率放大器10具有分別在每一功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM中的M個輸入級單元In1、In2、…、InM，且功率放大器10具有分別在每一功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM中的M個串疊級單元Ca1、Ca2、…、CaM。

輸入級單元In1、In2、…、InM接收且放大差動輸入訊號Vid。串疊級單元Ca1、Ca2、…、CaM分別串疊耦接輸入級單元In1、In2、…、InM。串疊級單元Ca1、Ca2、…、CaM由偏壓單元200所供應的偏壓訊號VCG1、VCG2、…、VCGM控制以決定各個功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM的類區間。因此，串疊級單元Ca1、Ca2、…、CaM根據放大後的差動輸入訊號Vid而產生差動輸出訊號Vod。

換句話說，功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM的操作類區間可通過由偏壓單元200控制而不同。在本實施例中，功率放大器單元中的至少兩者根據對應的偏壓訊號而在不同類區間中操作。因為可各別地決定功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM的類區間，所以功率放大器10的效率性能和線性度將不限於僅一種類型。即，包括功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM的功率放大 器10的電流消耗與線性度性能之間的關係變得可調整。

圖2為圖1所說明的實施例的偏壓單元的示意圖。參看圖2，偏壓單元200包括阻抗單元210、多個開關組SW1、SW2、…、SWM和尾電流源模組220。阻抗單元210耦接到參考電壓Vdd。在一個實施例中，阻抗單元210可具有相互串聯連接的多個元件。開關組SW1、SW2、…、SWM分別耦接在各個功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM與阻抗單元210之間，以將偏壓電壓VCG1、VCG2、…、VCGM供應到各個功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM。開關組SW1、SW2、…、SWM可由開關、多工器、邏輯電路或其組合實施，這不受本揭露限制。此外，尾電流源模組220耦接在阻抗單元210與接地端之間。通過控制開關組SW1、SW2、…、SWM，各個偏壓訊號VCG1、VCG2、…、VCGM的電壓準位得以決定，且功率放大器單元PA1、PA2、…、PAM的類區間也相對應地基於偏壓訊號VCG1、VCG2、…、VCGM的電壓準位而得以決定。

為了更清楚地描述圖1所說明的實施例，圖3為根據圖1的實施例所繪示的功率放大器的示意性電路圖。此外，為了詳細地描述本揭露，取具有兩個功率放大器單元的功率放大器作為實例來更清楚地描述本發明。在下文描述中，假設圖1的實施例的整數M等於2，但本發明不限於此。

參看圖3，在M=2的狀況下，功率放大器10包括第一功率放大器單元PA1、第二功率放大器單元PA2和偏壓單元200。第 一功率放大器單元PA1和第二功率放大器單元PA2相互並聯連接以接收差動輸入訊號Vid，且執行功率放大以輸出差動輸出訊號Vod。在圖3所說明的實施例中，差動輸入訊號Vid包括第一輸入訊號Vid1和第二輸入訊號Vid2，差動輸出訊號Vod包括第一輸出訊號Vod1和第二輸出訊號Vod2。在本實施例中，第一輸入訊號Vid1和第二輸入訊號Vid2相互為差動關係，且第一輸出訊號Vod1和第二輸出訊號Vod2相互為差動關係。

在圖3所說明的實施例中，第一負載電感器L1和第二負載電感器L2耦接在參考電壓Vdd與第一串疊級單元Ca1和第二串疊級單元Ca2之間。偏壓單元200耦接到第一功率放大器單元PA1和第二功率放大器單元PA2。偏壓單元200將第一偏壓訊號VCG1供應到第一功率放大器單元PA1，且將第二偏壓訊號VCG2供應到第二功率放大器單元PA2。舉例來說，第一偏壓訊號VCG1和第二偏壓訊號VCG2可實施為偏壓單元200所供應的偏壓電壓且對應於不同電壓準位。基於第一偏壓訊號VCG1和第二偏壓訊號VCG2的控制，第一功率放大器單元PA1和第二功率放大器單元PA2能夠根據第一偏壓訊號VCG1和第二偏壓訊號VCG2而在不同類區間中操作。

簡單地說，第一功率放大器單元PA1和第二功率放大器單元PA2分別根據第一偏壓訊號VCG1和第二偏壓訊號VCG2而在不同類區間中操作。舉例來說，第一功率放大器單元PA1可基於具有較高的電壓準位的第一偏壓訊號VCG1而在A類區間中操 作，且第二功率放大器單元PA2可基於具有較低的電壓準位的第二偏壓訊號VCG2而在AB類區間中操作，但本發明不限於此。

更具體地說，第一功率放大器單元PA1包含第一輸入級單元In1、第一串疊級單元Ca1、第一回饋電路F1、第二回饋電路F2、電容C1和電容C2。第一輸入級單元In1接收且放大差動輸入訊號Vid。第一串疊級單元Ca1與第一輸入級單元In1串疊連接，且第一串疊級單元Ca1受控於偏壓單元200所供應的第一偏壓訊號VCG1以決定第一功率放大器單元PA1的類區間。第一串疊級單元Ca1根據放大後的的差動輸入訊號Vid而產生差動輸出訊號Vod。

類似地，第二功率放大器單元PA2包含第二輸入級單元In2、第二串疊級單元Ca2、第三回饋電路F3、第四回饋電路F4、電容C3和電容C4。第二輸入級單元In2接收且放大差動輸入訊號Vid。第二串疊級單元Ca2與第二輸入級單元In2串疊連接，且第二串疊級單元Ca2受控於由偏壓單元200所供應的第二偏壓訊號VCG2以決定第二功率放大器單元PA2的類區間。第二串疊級單元Ca2根據放大後的差動輸入訊號Vid而產生差動輸出訊號Vod。

參看圖3，第一輸入級單元In1包含第一電晶體T1和第二電晶體T2，且第一串疊級單元Ca1包含第三電晶體T3和第四電晶體T4。第二輸入級單元In2包含第五電晶體T5和第六電晶體T6，且第二串疊級單元Ca2包含第七電晶體T7和第八電晶體T8。 在此狀況下，假設各個電晶體T1到T8的第一端為源極，且假設各個電晶體T1到T8中的第二端為汲極。此外，本示範性實施例中所述的各個電晶體T1到T8例如為N型電晶體，這在本發明中不受限制。

在第一輸入級單元In1中，第一電晶體T1的閘極接收第一輸入訊號Vid1，且第一電晶體T1的源極耦接到接地端。第二電晶體T2的閘極接收第二輸入訊號Vid2，且第二電晶體T2的源極耦接到接地端。在第一串疊級單元Ca1中，第三電晶體T3的閘極耦接到偏壓單元200以接收第一偏壓訊號VCG1。第三電晶體T3的源極耦接到第一電晶體T1的汲極。第三電晶體T3的汲極經由第一負載電感器L1而耦接到參考電壓Vdd，且輸出第一輸出訊號Vod1。第四電晶體T4的閘極耦接到偏壓單元200以接收第一偏壓訊號VCG1。第四電晶體T4的源極耦接到第二電晶體T2的汲極。第四電晶體T4的汲極經由第二負載電感器L2而耦接到參考電壓Vdd，且輸出第二輸出訊號Vod2。

此外，第一回饋電路F1耦接在第一電晶體T1的閘極與第三電晶體T3的汲極之間。電容C1的一個端耦接到第三電晶體T3的閘極，且電容C1的另一端耦接到接地端。第二回饋電路F2耦接在第二電晶體T2的閘極與第四電晶體T4的汲極之間。電容C2的一個端耦接到第四電晶體T4的閘極，且電容C2的另一端耦接到接地端。

在第二輸入級單元In2中，第五電晶體T5的閘極接收第 一輸入訊號Vid1，且第五電晶體T5的源極耦接到接地端。第六電晶體T6的閘極接收第二輸入訊號Vid2，且第六電晶體T6的源極耦接到接地端。在第二串疊級單元Ca2中，第七電晶體T7的閘極耦接到偏壓單元200以接收第二偏壓訊號VCG2。第七電晶體T7的源極耦接到第五電晶體T5的汲極。第七電晶體T7的汲極經由第一負載電感器L1而耦接到參考電壓Vdd，且輸出第一輸出訊號Vod1。第八電晶體T8的閘極耦接到偏壓單元200以接收第二偏壓訊號VCG2。第八電晶體T8的源極耦接到第六電晶體T6的汲極。第八電晶體T8的汲極經由第二負載電感器L2而耦接到參考電壓Vdd，且輸出第二輸出訊號Vod2。

此外，第三回饋電路F3耦接在第五電晶體T5的閘極與第七電晶體T7的汲極之間。電容C3的一個端耦接到第七電晶體T7的閘極，且電容C3的另一端耦接到接地端。第四回饋電路F4耦接在第六電晶體T6的閘極與第八電晶體T8的汲極之間。電容C4的一個端耦接到第八電晶體T8的閘極，且電容C4的另一端耦接到接地端。

因為第三電晶體T3和第四電晶體T4所接收的第一偏壓訊號VCG1不同於第七電晶體T7和第八電晶體T8所接收的第二偏壓訊號VCG2，所以第三電晶體T3與第一電晶體T1之間的節點X的電壓準位也不同於第七電晶體T7與第五電晶體T5之間的節點Y的電壓準位。第一功率放大器單元PA1響應於節點X的電壓準位而在對應的類區間中操作。類似地，第二功率放大器單元 PA2響應於節點Y的電壓準位而在對應的類區間中操作。即，第一功率放大器單元PA1和第二功率放大器單元PA2可響應於第一串疊級單元Ca1和第二串疊級單元Ca2所接收的不同的偏壓電壓準位而在不同的類區間中操作。

詳細地說，圖4A和圖4B展示第一電晶體T1和第五電晶體T5的源極與汲極之間的電壓Vds相對於操作區間的特性的實例。應知曉，假設第一電晶體T1和第五電晶體T5在本實施例中具有相同的電晶體特性，以使得第一電晶體T1和第五電晶體T5的特性曲線相同，且說明於圖4A和圖4B中。參看圖3、圖4和圖4B，基於相異的第一偏壓訊號VCG1和第二偏壓訊號VCG2，節點X的電壓準位(第一電晶體T1的Vds)和節點Y的電壓準位(第五電晶體T5的Vds)不同。在圖4A和圖4B的展示實例中，在第一電晶體T1與第五電晶體T5兩者以相同Vgs(相對於第一輸入訊號Vid1)加偏壓的條件下，節點Y的電壓準位為VD2，且節點X的電壓準位為VD1，以使得第一功率放大器單元PA1和第二功率放大器單元PA2能夠在具有不同線性度和電流消耗的不同類區間中操作。舉例來說，第一功率放大器單元PA1可能夠作為AB類功率放大器而操作，且第二功率放大器單元PA2可能夠作為A類功率放大器而操作。更詳細地說，在圖4A和圖4B所示的本實施例中，在AB類操作區間中操作的第一功率放大器單元PA1可響應於第一輸入訊號Vid1而產生輸出訊號42。在A類操作區間中操作的第二功率放大器單元PA2可響應於第一輸入訊號Vid1 而產生輸出訊號41。基於上述，可基於輸出訊號41和輸出訊號42而產生第一輸出訊號Vod1。

為了更清楚地描述圖2所說明的實施例，圖5為圖2所說明的實施例的偏壓單元的示意性電路圖。參看圖5，在M=2的狀況下，因為功率放大器單元的數量為兩個，所以偏壓單元200包含第一開關組SW1和第二開關組SW2以供應第一偏壓訊號VCG1和第二偏壓訊號VCG2。更具體地說，偏壓單元200包含阻抗單元210、第一開關組SW1、第二開關組SW2和尾電流源模組220。阻抗單元210耦接到參考電壓Vdd，且包含電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4。電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4相互串聯連接。應知曉，阻抗單元210的阻抗元件的數量在本發明中不受限制，且電阻可在其他實施例中替換為其他阻抗元件。

第一開關組SW1耦接在第一功率放大器單元PA1與阻抗單元210之間以將第一偏壓訊號VCG1供應到第一功率放大器單元PA1。在圖5所說明的實例中，第一開關組SW1包含開關S1、開關S2、開關S3和開關S4。開關S1的一個端耦接在電阻R1與電阻R2之間。開關S1的另一端耦接到第一功率放大器單元PA1。開關S2的一個端耦接在電阻R2與電阻R3之間。開關S2的另一端耦接到第一功率放大器單元PA1。開關S3的一個端耦接在電阻R3與電阻R4之間。開關S3的另一端耦接到第一功率放大器單元PA1。開關S4的一個端耦接在電阻R4與尾電流源模組220之間。開關S4的另一端耦接到第一功率放大器單元PA1。

類似地，第二開關組SW2耦接在第二功率放大器單元PA2與阻抗單元210之間以將第二偏壓訊號VCG2供應到第二功率放大器單元PA2。在圖5所說明的實例中，第二開關組SW2包含開關S5、開關S6、開關S7和開關S8。開關S5的一個端耦接在電阻R1與電阻R2之間。開關S5的另一端耦接到第二功率放大器單元PA2。開關S6的一個端耦接在電阻R2與電阻R3之間。開關S6的另一端耦接到第二功率放大器單元PA2。開關S7的一個端耦接在電阻R3與電阻R4之間。開關S7的另一端耦接到第二功率放大器單元PA2。開關S8的一個端耦接在電阻R4與尾電流源模組220之間。開關S8的另一端耦接到第二功率放大器單元PA2。

尾電流源模組220耦接在阻抗單元210與接地端之間。尾電流源模組220包含N型電晶體T9和N型電晶體T10。電晶體T9的汲極和閘極一起連接，且耦接到電阻R4。電晶體T10的汲極和閘極一起連接，且耦接到電晶體T9的源極。電晶體T10的源極耦接到接地端。明顯的是，基於開關S1到開關S8的控制，不同電壓準位的第一偏壓訊號VCG1和第二偏壓訊號VCG2可分別供應到第一功率放大器單元PA1和第二功率放大器單元PA2。

基於圖2和圖5所說明的示意圖，可在未有多個偏壓單元的情況下產生多個不同偏壓訊號，可改進不同元件之間的不匹配現象，且減小電路的佈局大小。

雖然圖3到圖5的描述為功率放大器具有兩個功率放大器單元(M=2)的狀況，但所屬領域的技術人員應容易通過上述 示範性實施例的解釋而在更多的功率放大器單元下推導出/分析出其他實施例，因此，將在本文中省略詳細描述，且各種示範性實施例將落入本發明的範圍內。

綜上所述，本發明的功率放大器包含經由不同偏壓訊號而在不同類區間中操作的多個功率放大器單元。基於偏壓訊號的控制，可在不同應用情形來調整線性度和電流消耗。因此，本發明的功率放大器在不同實施情形下具有高線性度操作和高效率。

此外，如果工藝技術因素允許，那麼上述示範性實施例的每一功率放大器單元可由P型電晶體實施，且這些經過修改的示範性實施例也屬於本發明的權利要求書的範圍。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧功率放大器

180‧‧‧負載單元

200‧‧‧偏壓單元

Ca1~CaM‧‧‧串疊級單元

In1~InM‧‧‧輸入級單元

PA1~PAM‧‧‧功率放大器單元

VCG1~VCGM‧‧‧偏壓訊號

Vdd‧‧‧參考電壓

Vid‧‧‧差動輸入訊號

Vod‧‧‧差動輸出訊號

Claims (16)

1. 一種多區間操作之功率放大器，包括：多個功率放大器單元，相互並聯連接以接收差動輸入訊號，且執行功率放大以輸出差動輸出訊號；以及一偏壓單元，耦接到所述功率放大器單元，且將多個偏壓訊號分別供應到所述功率放大器單元，其中所述功率放大器單元中的至少兩者根據各自對應的所述偏壓訊號而操作在不同類區間中。
2. 如申請專利範圍第1項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述功率放大器單元中的每一者包括：一輸入級單元，接收且放大所述差動輸入訊號；以及一串疊級單元，串疊耦接所述輸入級單元，受控於所述偏壓單元所供應的所述偏壓訊號以決定各所述功率放大器單元的所述類區間，且根據放大後的所述差動輸入訊號而產生所述差動輸出訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述差動輸入訊號包括第一輸入訊號和第二輸入訊號，且所述輸入級單元包括：第一電晶體，具有接收所述第一輸入訊號的閘極和耦接到接地端的第一端；以及第二電晶體，具有接收所述第二輸入訊號的閘極和耦接到接地端的第一端。
4. 如申請專利範圍第3項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述差動輸出訊號包括第一輸出訊號和第二輸出訊號，且所述串疊級單元包括：第三電晶體，具有耦接到所述偏壓單元以接收對應的所述偏壓訊號其中之一的閘極、耦接到所述第一電晶體的第二端的第一端和耦接到參考電壓並輸出所述第一輸出訊號的第二端；以及第四電晶體，具有耦接到所述偏壓單元以接收對應的所述對應的偏壓訊號其中之一的閘極、耦接到所述第二電晶體的第二端的第一端和耦接到所述參考電壓並輸出所述第二輸出訊號的第二端。
5. 如申請專利範圍第4項所述的多區間操作之功率放大器，其中各所述功率放大器單元更包括：第一回饋電路，耦接在所述第一電晶體的所述閘極與所述第三電晶體的所述第二端之間；以及第二回饋電路，耦接在所述第二電晶體的所述閘極與所述第四電晶體的所述第二端之間。
6. 如申請專利範圍第2項所述的多區間操作之功率放大器，更包括：第一負載電感器和第二負載電感器，耦接在參考電壓與所述串疊級單元之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述偏壓單元包括： 阻抗單元，耦接到參考電壓，且具有相互串聯連接的多個阻抗元件；多個開關組，分別耦接在每一所述功率放大器單元與所述阻抗單元之間，以將所述偏壓訊號供應到各所述功率放大器單元；以及尾電流源模組，耦接在所述阻抗單元與接地端之間。
8. 一種多區間操作之功率放大器，包括：第一功率放大器單元；第二功率放大器單元，其中所述第一功率放大器單元和所述第二功率放大器單元相互並聯連接以接收差動輸入訊號，且執行功率放大以輸出差動輸出訊號；以及偏壓單元，耦接到所述第一功率放大器單元和所述第二功率放大器單元，將第一偏壓訊號供應到所述第一功率放大器單元，且將第二偏壓訊號供應到所述第二功率放大器單元，其中所述第一功率放大器單元和所述第二功率放大器單元分別根據所述第一偏壓訊號和所述第二偏壓訊號而操作於不同類區間中。
9. 如申請專利範圍第8項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述第一功率放大器單元包括：第一輸入級單元，接收且放大所述差動輸入訊號；以及第一串疊級單元，串疊耦接所述第一輸入級單元，受控於所述偏壓單元所供應的所述第一偏壓訊號以決定所述第一功率放大 器單元的所述類區間，且根據放大後的所述差動輸入訊號而產生所述差動輸出訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述差動輸入訊號包括第一輸入訊號和第二輸入訊號，所述差動輸出訊號包括第一輸出訊號和第二輸出訊號，且所述第一輸入級單元包括：第一電晶體，具有接收所述第一輸入訊號的閘極和耦接到接地端的第一端；以及第二電晶體，具有接收所述第二輸入訊號的閘極和耦接到接地端的第一端，其中所述第一串疊級單元包括：第三電晶體，具有耦接到所述偏壓單元以接收所述第一偏壓訊號的閘極、耦接到所述第一電晶體的第二端的第一端和耦接到參考電壓並輸出所述第一輸出訊號的第二端；以及第四電晶體，具有耦接到所述偏壓單元以接收所述第一偏壓訊號的閘極、耦接到所述第二電晶體的第二端的第一端和耦接到所述參考電壓並輸出所述第二輸出訊號的第二端。
11. 如申請專利範圍第10項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述第一功率放大器單元更包括：第一回饋電路，耦接在所述第一電晶體的所述閘極與所述第三電晶體的所述第二端之間；以及 第二回饋電路，耦接在所述第二電晶體的所述閘極與所述第四電晶體的所述第二端之間。
12. 如申請專利範圍第8項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述第二功率放大器單元包括：第二輸入級單元，接收且放大所述差動輸入訊號；以及第二串疊級單元，串疊耦接所述第二輸入級單元，受控於所述偏壓單元所供應的所述第二偏壓訊號以決定所述第二功率放大器單元的所述類區間，且根據所述所放大的差動輸入訊號而產生所述差動輸出訊號。
13. 如申請專利範圍第12項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述差動輸入訊號包括第一輸入訊號和第二輸入訊號，所述差動輸出訊號包括第一輸出訊號和第二輸出訊號，且所述第二輸入級單元包括：第五電晶體，具有接收所述第一輸入訊號的閘極和耦接到接地端的第一端；以及第六電晶體，具有接收所述第二輸入訊號的閘極和耦接到接地端的第一端，其中所述第二串疊級單元包括：第七電晶體，具有耦接到所述偏壓單元以接收所述第二偏壓訊號的閘極、耦接到所述第五電晶體的第二端的第一端和耦接到參考電壓並輸出所述第一輸出訊號的第二端；以及第八電晶體，具有耦接到所述偏壓單元以接收所述第二偏壓 訊號的閘極、耦接到所述第六電晶體的第二端的第一端和耦接到所述參考電壓並輸出所述第二輸出訊號的第二端。
14. 如申請專利範圍第13項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述第二功率放大器單元更包括：第三回饋電路，耦接在所述第五電晶體的所述閘極與所述第七電晶體的所述第二端之間；以及第四回饋電路，耦接在所述第六電晶體的所述閘極與所述第八電晶體的所述第二端之間。
15. 如申請專利範圍第9項所述的多區間操作之功率放大器，更包括：第一負載電感器和第二負載電感器，耦接在參考電壓與所述第一串疊級單元和所述第二串疊級單元之間。
16. 如申請專利範圍第8項所述的多區間操作之功率放大器，其中所述偏壓單元包括：阻抗單元，耦接到參考電壓，且具有相互串聯連接的多個阻抗元件；第一開關組，耦接在所述第一功率放大器單元與所述阻抗單元之間以將所述第一偏壓訊號供應到所述第一功率放大器單元；第二開關組，耦接在所述第二功率放大器單元與所述阻抗單元之間以將所述第二偏壓訊號供應到所述第二功率放大器單元；以及尾電流源模組，耦接在所述阻抗單元與接地端之間。