TWI527367B - 射頻功率放大器保護電路 - Google Patents

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TWI527367B TW100118360A TW100118360A TWI527367B TW I527367 B TWI527367 B TW I527367B TW 100118360 A TW100118360 A TW 100118360A TW 100118360 A TW100118360 A TW 100118360A TW I527367 B TWI527367 B TW I527367B
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彼得 胡
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巴瑞 佳夫 林
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Description

射頻功率放大器保護電路
相關申請案
本案為於2010年5月26日提出申請，案名是“過驅動保護電路(Overdrive Protection Circuit)”的美國申請案第12/788,267號的部分接續申請案，其說明書整體於此併入做為參考。
發明所屬技術領域
本揭露的實施例大體上與電路領域相關，更特別地是，與射頻(RF)功率放大器的保護電路相關。
在射頻(RF)功率放大器中所使用的半導體裝置受限於它們所能掌控的功率消耗以及電壓位準。RF功率放大器可讓其中所使用的電晶體遭受可能在過驅動(overdrive)情況下造成故障的電壓以及功率位準。受到最多功率應力(power stress)的電晶體終端是輸出終端。典型地，這些是分別在共射極以及共源極架構中的異質接面雙極電晶體(HBT)程序中的集極以及場效電晶體(FET)程序中的汲極。故障機制受制於集極-基極接面、或汲極- 閘極接面的崩潰。
對於掌控較大崩潰限度之程序的改進通常是困難的，且可能具有不想要的權衡。而為了有助於對崩潰問題的改進，透過電路的觀點，問題可藉由在過驅動狀態下偵測以及保護功率放大器的主要電晶體、或多個電晶體而獲得解決。在過去，大部分的過驅動保護電路的建立基礎是對於輸出功率、或輸出電流位準的偵測，以控制電力供應。這在單獨晶片上執行時就顯得複雜。
在此段落中所敘述的是相關的技術內容，且並未必然包含根據37 C.F.R.1.97以及37 C.F.R.1.98所揭示的資訊。除非特別註明為習知技術，否則任何相關於技術的敘述皆不被視為習知技術。
100、200、300‧‧‧過驅動保護電路
102、104、208、502、504、602、604‧‧‧電晶體
106、204‧‧‧感測電阻
108、206‧‧‧射頻(RF)傳輸線
110、510‧‧‧分流線
112、212、214、308‧‧‧RF信號輸入源
114‧‧‧電流源
116、216、302、516‧‧‧主要功率電晶體
118、210、212、310、518、532、534‧‧‧電阻
120、220、312、520、620‧‧‧輸出節點
202‧‧‧運算放大器
207‧‧‧控制電壓節點
209‧‧‧偏壓源
306、508‧‧‧RF信號傳輸線
500、600‧‧‧保護電路
506‧‧‧補償器
512‧‧‧輸入節點
514‧‧‧輸入偏壓網路
522、622‧‧‧基極偏壓電壓(Vbase)節點
524、624‧‧‧輸出偏壓網路
526‧‧‧Vcc節點
528、628‧‧‧偵測器
536‧‧‧電容器
Ibias‧‧‧偏壓電流
Icc‧‧‧提供電流
Vbias‧‧‧偏壓電壓
Vbt‧‧‧基極電壓
Vcc‧‧‧集極供應偏壓
Vcntl2‧‧‧控制電壓
Vref1‧‧‧參考電壓
Vt‧‧‧偏壓電壓
實施例是經由實例方式、且並非經由被限制為所附圖式中之圖形的方式而進行闡明，其中，類似的參考符號表示相似的元件，以及其中：第1圖：其為根據本揭露各式實施例之過驅動保護電路的示意圖；第2圖：其為根據本揭露各式實施例之另一過驅動保護電路的示意圖；第3圖：其為根據本揭露各式實施例之過驅動保護電路的示 意圖，其結合了第1圖以及第2圖中的過驅動保護電路；第4圖：其為根據本揭露各式實施例之闡明方法的各種步驟的流程圖；第5圖：其為根據本揭露各式實施例之保護電路的示意圖；第6圖：其為根據本揭露各式實施例之另一保護電路的示意圖；第7圖：其為根據本揭露各式實施例之闡明方法的各種步驟的流程圖；以及第8圖：其闡明根據本揭露至少一些實施例之執行過驅動保護電路的無線傳輸裝置。
所闡明之實施例的各種構想將利用本領域具通常知識者用來對其他本領域具通常知識者傳達其工作實質內容所共同使用的用語而進行敘述。然而，對本領域具通常知識者而言，清楚的是，替代的實施例亦可僅藉由所敘述構想的其中一些而實施。
為了解釋的目的，提出了特殊的裝置以及配置，以提供對於所闡明實施例的通盤瞭解。然而，對本領域具通常知識者而言，清楚的是，替代的實施例可在沒有特殊詳細內容的情形下實施。在其他例子中，已熟知的特性則是被省略、或簡化，以避免模糊所闡明的實施例。
再者，各種的操作將依序以最有助於瞭解本揭 露的方式而敘述為多個分離的操作，然而，敘述的順序不應被理解為在暗示這些操作必須依賴於順序。特別是，這些操作不需要以所呈現的順序執行。
措辭“在一實施例中(in one embodiment)”被重複地使用。該措辭通常不代表相同的實施例；不過，這也可以是的；措辭“包括(comprising)”、“具有(having)”、以及“包括(including)”是同義的，除非上下文以其它方式指出。
在此亦為關連於各種實施例而使用之語言提供一些背景澄清，措辭“A/B”以及“A及/或B”表示(A)、(B)、或(A及B)：以及措辭“A，B，及/或C”表示(A)、(B)、(C)、(A及B)、(A及C)、(B及C)、或(A，B，及C)。
於此可使用用語“耦接於(coupled with)”以及其衍生詞。“被耦接”可表示下列的一、或多個。“被耦接”可表示二、或多個元件直接的物理、或電性接觸。然而，“被耦接”亦可表示二、或多個元件間接的彼此接觸，但仍彼此相互配合、或相互作用，以及可表示一、或多個其他元件被耦接、或連接於被稱為彼此耦接的元件之間。
第1圖闡明根據本發明各種實施例之用以保護RF輸入不受過驅動情況影響的過驅動保護電路100。過驅動保護電路100包括二電晶體102，104，以及感測電阻106。正如於第1圖中所見，二電晶體102，104以為達靈頓配置 (Darlington configuration)而被設置。過驅動保護電路100 經由感測電阻106以及分流線(shunt line)110而耦接於射頻(RF)傳輸線108。RF傳輸線108耦接於產生RF信號的RF信號輸入源112，以及亦耦接於提供基極偏壓電流(base bias current)Ibias的電流源114，RF信號輸入源112可被包括在收發器中。RF傳輸線108耦接於作為RF信號的功率放大器的主要功率電晶體116的基極。在主要功率電晶體116經由位在其射極的電阻118而耦接於地的同時，其集極亦耦接於輸出節點120以及提供電流Icc的集極供應偏壓Vcc。
通常，對將過驅動保護電路100耦接於主要功率電晶體116的情況而言，想要的是對整體電路增加盡可能小的寄生效應。此可藉由過驅動保護電路100提供比位在主要功率電晶體116之輸入處的阻抗大上許多的阻抗的方式來改變感測電阻106的尺寸而獲得幫助。大體上，在第1圖的實施例中，過驅動保護電路100之所增加的阻抗通常比位在主要功率電晶體116之輸入處的阻抗大上8至20倍，因此，主要功率電晶體116的效能不會受到衝擊。感測電阻106的實際數值可以是，舉例而言，落在1歐姆至100,000歐姆的範圍內。感測電阻106的尺寸亦可影響接通功率位準(turn-on power level)，亦即，偵測到過驅動狀況以及過驅動保護電路100開啟時的功率位準。
限制過驅動保護電路100的寄生效應亦可進一 步藉由電晶體102，104的尺寸改變以及設置而獲得幫助。 正如先前所提及，電晶體102，104是以達靈頓配置而被設置。當電晶體102與電晶體104尺寸相等時，由於過驅動保護電路100將具有二個相等且串聯設置的射極-基極接面電容，因此，達靈頓配置可減少電晶體102，104之有效增加射極-基極電容的一半。電晶體102不需要在尺寸上與電晶體104相等，以及更進一步的射極-基極電容減少(若有需要)可藉由使電晶體102小於電晶體104而達成。
過驅動保護電路100所增加的大部分電容可由電晶體104的集極-射極電容提供。假設電晶體102，104僅需要分流RF輸入功率的一部分以及偏壓主要功率電晶體116所掌控的電流，則相對於晶片空間而言，電晶體102，104的集合面積可小於主要功率電晶體116的面積。因此，電晶體104的集極-射極電容可比主要功率電晶體116的基極-射極電容小上許多。作為一實例，電晶體102，104的實際尺寸通常比主要功率電晶體116小3至100倍。
過驅動保護電路100的這些阻抗以及電阻特性可作用來限制過驅動保護電路100的寄生效應。在正常的操作情形下，過驅動保護電路100實質上為透明的(transparent)，以及主要功率電晶體116的效能通常不會降級。在過驅動情形下，過驅動保護電路100開啟，經由分流線110而將偏壓電流Ibias以及輸入RF信號分流遠離主要功 率電晶體116(顯示為I_shunt)。藉由分流過驅動情況下的輸入，輸出功率消耗以及尖峰集極電壓(peak collector voltage)可顯著地減少，以及主要功率電晶體116可受到保護而免於過量功率消耗所造成之崩潰以及故障的影響。
第2圖闡明根據本發明之各式實施例的另一過驅動保護電路200。過驅動保護電路200包括運算放大器202以及感測電阻204。感測電阻204經由作為射極隨耦器(emitter follower)的電晶體208而耦接於RF傳輸線206。 感測電阻204在控制電壓節點207處耦接於運算放大器202，控制電壓節點207經由電阻210而耦接於提供偏壓電壓Vbias的偏壓源209。運算放大器202的輸出Vout經由電阻212而耦接於電晶體208的基極。RF傳輸線206耦接於可產生RF信號的RF信號輸入源214，以及耦接至作為功率放大器的主要功率電晶體216的基極。RF信號輸入源214可被包括在收發器之中。主要功率電晶體216於其射極節點處耦接於地，以及主要功率電晶體216的集極耦接於輸出節點220以及提供電流Icc的集極供應偏壓Vcc。
第2圖的過驅動保護電路200是藉由將運算放大器202的參考電壓Vref1設定為運算放大器202的控制電壓Vcntl2而進行操作，其中，控制電壓Vcntl2的數值是由流過感測電阻204且關閉電晶體208的基極電流的最大基極偏壓電流Ibias所決定。因此，當感測電阻204感測到極高的偏 壓電流Ibias流過其上時，供應至主要功率電晶體216的基極偏壓電流Ibias將在極端的輸入過驅動情形下停止。因此，主要功率電晶體216可獲得保護而免於受過驅動狀態的影響。第2圖的過驅動保護電路200可在包括主要功率電晶體216的晶片上執行。
電晶體208的示範性尺寸比主要功率電晶體216的尺寸小3至100倍。參考電阻212的示範性數值為100至100,000歐姆。通常，電阻210以及感測電阻204的選擇方式是，它們的比例可在過驅動保護電路200的正常操作期間內維持大於參考電壓Vref1的控制電壓Vcntl2。
根據本發明的各式實施例，控制電壓Vcntl2以及偏壓電流Ibias可受到下列方程式的控制：Vcntl2=Ibias x Rsense+Vce+Vbe；以及1-1
Ibias=Icc/Beta 1-2
其中，Icc是主要功率電晶體216的目標最大操作電流；Beta是主要功率電晶體216的直流(DC)電流增益；Rsense是感測電阻204的數值，且可取決於目標Icc而介於1歐姆至大約10,000歐姆；以及Vce+Vbe對HBT可大約相等於1.5V，其中，Vce是跨越電晶體208之集極-射極的電壓，以及Vbe是跨越主要功率電晶體216之基極-射極的電壓。電阻210的被動組件R_210可以由下列決定： R_210=(Vbias-Vcntl2)/Ibias 2-1 藉由運算放大器的定義，參考電壓Vref1與控制電壓Vcntl2相同，亦即，Vref1=Vcntl2，電阻212的被動組件R_212能夠基於主要功率電晶體216的靜態電流(quiescent current)Icq而藉由下列二方程式決定： Iref2=(Beta_216 * Beta_208)/Icq；以及3-1
R_212=(Vout-2*Vbe)/Iref2 3-2 其中，Iref2是流經電阻212的電流；Beta_208是在大信號下通過電晶體208的DC電流增益；以及Beta_216是在大信號下通過電晶體216的DC電流增益。
第3圖闡明第1圖以及第2圖的過驅動保護電路100，200，其設置導致過驅動保護電路300，其中，過驅動保護電路100，200兩者皆被用來保護作為功率放大器的主要功率電晶體302。在第3圖中相同的參考符號代表來自第1圖以及第2圖的相同元件。正如可見，過驅動保護電路100，200兩者皆耦接於RF信號傳輸線306，RF信號傳輸線306延 伸於產生RF信號的RF輸入源308以及主要功率電晶體302的基極之間。RF信號輸入源308可包括在收發器之中，在主要功率電晶體302經由電阻310而於其射極處耦接於地的同時，其集極則是耦接於輸出節點312以及耦接至提供電流Icc的集極供應偏壓Vcc，由於過驅動保護電路100，200的每一個皆有其自身的過驅動保護範圍，因此，整體保護範圍可進一步藉由結合二個過驅動保護電路100，200而獲得延伸。藉由仔細地選擇用於每一個過驅動保護電路100，200之感測電阻106，204的數值，過驅動保護電路的其中之一可以在另一個過驅動保護電路到達其保護範圍限制時被活化。
據此，本發明的實施例提供了在保護功率放大器免於受過驅動情況影響的同時亦能在正常驅動情況下為透明的數種途徑。在此所揭示的電路設置可以在一個包括RF輸入以及功率放大器的晶片上執行。基於晶片上使用區域而增加的成本通常很小，因此，根據本發明而增加過驅動保護電路所帶來的優勢通常比任何成本衝擊都來得重要。此外，二個過驅動保護電路100，200的結合(正如在第3圖的過驅動保護電路300中所闡明以及敘述者)呈現出動態改變偏壓電路，其於飽和時的功率增加效率可在不犧牲線性的情形下獲得顯著的改善。
第4圖闡明依照各式實施例之操作過驅動保護 電路100、200、及/或300的示範性方法400。在402，RF信號藉由收發器而產生。在404，RF信號藉由收發器而沿著傳輸線被傳輸至主要功率電晶體。在406，過驅動情況經由操作地耦接於傳輸線的感測電阻而受到保護電路的感測。在408，RF信號藉由保護電路而自主要功率電晶體被轉移開(diverted away)。根據各式實施例，轉移可藉由分流RF信號而達成。根據各式實施例，轉移可藉由關閉主要功率電晶體的基極偏壓電流而達成。
在本發明已經參考HBT技術而進行敘述的同時，本領域具通常知識者將可瞭解地是，其他的雙極技術，例如，舉例而言，雙極型接面電晶體(BJT)，FET，以及BiCOMS(BJT以及互補金氧半導體的結合)技術將亦可得益於在此所敘述的過驅動保護電路。
在上述之實施例是敘述被配置來保護RF功率放大器免於受RF輸入過驅動情況影響的過驅動保護電路的同時，保護電路亦可被建構來額外地/替代地提供操作RF功率放大器所需的其他功能。舉例而言，除了以類似於上述的方式而免於受RF輸入過驅動情況影響之外，保護電路亦可被建構來保護RF功率放大器免於受輸入以及輸出兩者中DC過電壓情況的影響，在誤配(mismatch)情況下保護RF功率放大器，及/或改善RF功率放大器的線性。保護電路可進一步地被配置來提供各式效率改善，正如將要進行敘 述者。
第5圖闡明根據本發明之各式實施例的保護電路500，保護電路500包括以達靈頓配置而被設置的二電晶體502，504，以及補償器506。補償器506取代顯示在上述過驅動保護電路中的感測電阻。補償器506可作用為RF振幅、及/或相位補償電路。在一些實施例中，當補償器506單獨地/主要地作用為RF振幅補償器，以減少RF振幅，進而補償電晶體502的小尺寸(相較於主要功率電晶體516)時，補償器506可簡單地包括電阻，正如在上述實施例中所顯示者。在一些實施例中，相位補償需要被用來增加主要功率電晶體516之反應輪廓(response profile)的線性。因此，補償器506可包括額外的/替代的組件，以在如此的實施例中提供所需的相位補償。舉例而言，補償器506可包括被並聯耦接於電容器的電阻，以提供RF振幅以及相位補償兩者。
保護電路500經由補償器506而耦接於RF傳輸線508，以及亦耦接於分流線510。RF傳輸線508耦接於提供RF信號的輸入節點512，以及亦耦接於提供基極偏壓電流Ibias的電流源(例如，輸入偏壓網路514)。輸入偏壓網路514可耦接於基極偏壓電壓(Vbase)節點522。RF傳輸線508進一步地耦接於作用為RF信號的功率放大器的主要功率電晶體516的基極。在主要功率電晶體516經由電阻518而於其射極處耦接於地的同時，其集極亦耦接於輸出節點520以及 提供集極供應電流Icc的輸出偏壓網路524。輸出偏壓網路524耦接於Vcc節點526。
在輸入偏壓網路514以及輸出偏壓網路524未明確顯示於第1圖、第2圖、以及第3圖的同時，將可瞭解的是，這些網路亦可在不改變其中所敘述之過驅動保護電路的操作的情形下而被包括在該些圖式的電路之中。
保護電路500進一步包括耦接於Vbase節點522的偵測器528，電極體502的射極，以及電晶體505的基極。 偵測器528可被配置來偵測過電壓情況。正如所示，偵測器528可被配置來藉由偵測通過包括電阻532，534的分壓器的觸發電壓(trigger voltage)(例如，Vbase)的電壓位準而偵測過電壓情況。在其他的實施例中，額外的/替代的組件可被用來偵測電壓位準。舉例而言，在一實施例中，偵測器528可包括二極鏈(diode chain)。
偵測器528可追蹤觸發電壓(例如，Vbase)，並為電晶體502，504提供偏壓電壓Vt。Vt將隨著Vbase而成比例地增加。當Vt夠高時，亦即，當Vt大於預定電壓時，電晶體504將被開啟，此可接著將主要功率電晶體516的基極電壓Vbt拉低(pull-down)。在Vbt可維持為低的同時，電晶體504亦可被開啟。低的Vbt可關閉主要功率電晶體516，以使得幾乎沒有電流流經主要功率電晶體516。在電阻532以及534之間的比率可針對所需的過電壓保護位準進 行設計。
保護電路500可進一步保護主要功率電晶體516免於受RF過驅動及/或過電壓情況的影響。利用位在輸入節點512的RF信號，RF電壓可分散於補償器506以及電晶體502，504的二個基極-射極接面之間，此取決於它們的阻抗位準。在正常RF操作下，RF電壓將不夠高而無法開啟電晶體502、或電晶體504。正如前面所討論的一樣，電晶體502，504比主要功率電晶體516小上許多，以減少負載效應(loading effect)。因此，保護電路500於正常輸入位準下，對主要功率電晶體516而言是透明的。隨著RF信號的驅動位準增加，於電晶體502、或電晶體504的電壓可能足夠高而可開啟其中之一、或兩者。在如此的情況下，電晶體502、及/或電晶體504會於主要功率電晶體516的輸入處提供電流路徑。藉由在如此的RF過驅動、及/或過電壓情況下分流輸入電流，Vbt可被拉低(正如Icc)。輸出功率消耗以及尖峰集極電壓(peak collector voltage)亦可顯著地減少，且主要功率電晶體516可獲得保護而免於受過量功率消耗所造成之崩潰以及故障的影響。補償器506的阻抗，電晶體502，504的尺寸，以及電容器536的數值可決定於輸入處的電壓分散。因此，它們的數值決定開啟保護電路500之輸入RF功率的位準。偏壓電壓Vt亦扮演決定用於操作保護電路500的RF輸入功率位準之重要角色。因此，保護電路500提供達 成所需保護功率位準的重要設計自由度，以及有利於增加具不同程序、功率位準、以及電路配置的功率放大器產品。
保護電路500所造成之Icc的降低將不會對主要功率電晶體516的線性帶來負面的影響，因為降低將僅會發生在主要功率電晶體561正在操作而接近其飽和功率的時候。相反地，由於(至少部分)電晶體502所產生第三級非線性的非常低位準，保護電路500可改善主要功率電晶體516的反應輪廓的線性。這些非線性可藉由主要功率電晶體516而放大，以及可操作來消除主要功率電晶體516所產生的至少一部份非線性。消除的量可藉由改變電晶體502，504、補償器506的組件、以及電容器536的尺寸而進行調整。
第6圖闡明根據本發明各式實施例的保護電路600。保護電路600類似於保護電路500，其中，相似的組件可於實質上相互交換，然而，保護電路600可包括耦接於輸出偏壓網路624而非耦接於Vbase節點622的偵測器628。在類似前面所述的方式中，偵測器628可追蹤觸發電壓並提供針對電晶體602，604之成比例的偏壓電壓Vt。然而，在此實施例中，觸發電壓可以是集極供應偏壓Vcc，而非Vbase。
保護電路600可操作來提供DC過電壓保護，RF過電壓保護，以及類似於保護電路500的已增加線性。若是因保護電路600被直接耦接於輸出節點620的影響而發生誤配情況時，保護電路600可進一步藉由保護主要功率電晶體 616而提供強健性(robustness)。
在誤配的情況下，主要功率電晶體616的輸出可受制於任意大小以及相位的阻抗，如此的結果是，比起相配的負載，於輸出節點620處的電壓以及電流可具有高上許多的峰值，對某些電壓駐波比(VSWR，voltage standing wave form ratio)位準而言，取決於電壓或電流是否觸碰安全操作區域(SOA，safe operation area)曲線，裝置可在任何相位發生失敗，保護電路600可同時限制峰值電流以及峰值輸出電壓，以藉此改善在誤配情況下的操作。
第7圖闡明根據各式實施例的操作保護電路100，200，300，500，及/或600的示範性方法700。在702，RF信號由收發器產生。在704，RF信號藉由收發器而沿著傳輸線被傳輸至主要功率電晶體。在706，過驅動、或過電壓情況受到耦接於傳輸線的保護電路的偵測。在一些實施例中，保護電路能夠同時偵測過驅動以及過電壓情況。根據各式實施例，過電壓情況的偵測可藉由保護電路的偵測器提供與觸發電壓成比例的偏壓電壓至保護電路的電晶體而完成，在708，保護電路可在過驅動、或過電壓受到偵測的情況下降低在主要功率電晶體處的電流、或電壓。根據各式實施例，降低是藉由分流RF信號、及/或DC偏壓而達成。
保護電路100，200，300，500，及/或600可併 入任何的不同設備以及系統之中。而將過驅動保護100，200，300，500，及/或600(由802代表)其中之一併入包括功率放大器808的放大電路804中的示範性無線傳輸裝置800的方塊圖顯示於第8圖中。除了放大電路804以外，無線傳輸裝置800可具有至少如所示之彼此耦接的天線結構812，雙工器816，收發器820，主處理器824，以及記憶體828。當無線傳輸裝置800是顯示為具有傳輸以及接收能力的同時，其他的實施例亦可包括不具有接收能力的無線傳輸裝置。
在各式實施例中，無線傳輸裝置800可以是，但不限於，行動電話，傳呼裝置，個人數位助理，短信發送裝置，可攜式電腦，桌上型電腦，電信基地台，用戶站(subscriber station)，存取點，雷達，衛星通訊裝置，或能夠無線傳輸RF信號的任何其它裝置。
主處理器824可執行儲存在記憶體828中的基本操作系統程式，以控制無線傳輸裝置800的整體操作。舉例而言，主處理器824可藉由收發器820而控制信號的接收以及信號的傳輸，主處理器824亦能夠執行常駐於記憶體828中的其他程序以及程式，以及當執行程序有需要時，可以將資料移進、或移出記憶體828。
收發器820可接收來自主處理器824的外送資料(例如，聲音資料、網路資料(web data)、電子郵件、 信號發送資料(signaling data))，可產生RFin信號來代表外送資料，以及提供RFin信號至放大電路804。
放大電路804可根據所選擇的放大模式而放大RFin信號。已放大的RFamp信號可被向前傳送至雙工器816，並接著至天線結構812，以進行隔空(OTA，over-the-air)傳輸。
在類似的方式中，收發器820可透過雙工器816而由天線結構812接收送入OTA信號，收發器820可處理以及發送送入(incoming)信號至主處理器824，以進行更進一步的處理。
在各式實施例中，天線結構812可包括一、或多個指向性、及/或全指向天線，包括，例如，雙極天線，單極天線，塊狀天線(patch antenna)，環形天線，微帶天線(microstrip antenna)，或適合用於OTA傳輸/接收RF信號的任何其他型態天線。
本領域具通常知識者將可理解地是，無線傳輸裝置800的提出是作為實例，並且，為了簡化以及清楚表示，無線傳輸裝置800中僅顯示以及敘述為了瞭解實施例所必須之架構以及操作。根據特殊的需求，各式實施例考量了執行關連於無線傳輸裝置800之任何合適任務的任何合適組件或組件組合。再者，可以瞭解地是，無線傳輸裝置800不應被理解為是限制可執行實施例之裝置的型態。
雖然本發明已藉由先前所闡明的實施例而進行敘述，但對本領域具通常知識者而言，將可理解地是，計畫來達成相同目的之各式各樣替代、及/或等義實施可在不脫離本發明範疇的情形下取代所顯示以及敘述的特殊實施例，本領域具通常知識者將可輕易地理解，本發明的教示能以眾多不同實施例實施。此份敘述是意欲於被視為說明之用，而非限制。
100‧‧‧過驅動保護電路
102、104‧‧‧電晶體
106‧‧‧感測電阻
108‧‧‧射頻(RF)傳輸線
110‧‧‧分流線(shunt line)
112‧‧‧RF信號輸入源
114‧‧‧電流源
116‧‧‧主要功率電晶體
118‧‧‧電阻
120‧‧‧輸出節點
Ibias‧‧‧偏壓電流

Claims (20)

  1. 一種用於射頻功率放大器的保護電路，包括：一傳輸線，被配置以傳輸一射頻(RF)信號；一主要功率電晶體，具有一基極，該基極耦接於該傳輸線，其中，該主要功率電晶體被配置以放大該RF信號；以及一保護電路，耦接於該傳輸線，以及被配置以偵測一過驅動、或過電壓情況，以及基於對該過驅動、或過電壓情況的偵測而降低在該主要功率電晶體的一電流、或電壓，其中該保護電路包括：一補償器，被配置以補償該RF信號的一振幅、或相位；以及二電晶體，經由該補償器而耦接於該傳輸線，以及耦接於一分流線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用於射頻功率放大器的保謢電路，其中，該二電晶體以一達靈頓配置(Darlington configuration)而被設置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的用於射頻功率放大器的保謢電路，其中，該補償器被建構為補償該RF信號的該相位，以增加該主要功率電晶體的一反應輪廓的線性。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用於射頻功率放大器的保謢電路，其中，該保護電路更包括： 一偵測器，被配置以追蹤一觸發電壓，以及提供與該觸發電壓成比例的一偏壓電壓至該二電晶體。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的用於射頻功率放大器的保謢電路，其中，該偵測器包括一分壓器，該分壓器耦接於該二電晶體的一第一電晶體的一射極，以及進一步耦接於該二電晶體的一第二電晶體的一基極。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的用於射頻功率放大器的保謢電路，其中，該偵測更包括：一電容器，耦接於該第一電晶體的該射極。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的用於射頻功率放大器的保謢電路，其中，該偵測器耦接於一偏壓電壓節點，其被配置以透過一輸入偏壓網路而將一偏壓電壓提供至該主要功率電晶體的該基極。
  8. 如申請專利範圍第3項所述的用於射頻功率放大器保謢電路，其中，該偵測器耦接於一控制電壓節點，其被建構為透過一輸出偏壓網路而將一偏壓電壓提供至該主要功率電晶體的該集極。
  9. 一種用於射頻功率放大器的保謢電路，包括：一傳輸線，被配置以傳輸一射頻(RF)信號；一主要功率電晶體，具有一基極，該基極耦接於該傳 輸線，其中，該主要功率電晶體被配置以放大該RF信號；以及一保護電路，耦接於該傳輸線，以及被配置以偵測一過驅動、或過電壓情況，以及基於對該過驅動、或過電壓情況的偵測而降低在該主要功率電晶體的一電流或電壓，其中，該保護電路經由一射極隨耦器(emitter follower)而耦接於該傳輸線；其中，該保護電路更進一步包括一運算放大器；其中，感測電阻耦接於該運算放大器的一電壓控制節點，以及經由該射極隨耦器的一集極而耦接於該傳輸線；以及其中，該運算放大器的一輸出耦接於該射極隨耦器的一基極。
  10. 一種用於射頻功率放大器的保謢系統，包括：一收發器，被配置以提供一射頻(RF)信號；一放大器電路，耦接於該收發器，該放大器電路包括一主要功率電晶體，該主要功率電晶體被配置以接收以及放大該RF信號；一一傳輸線，被建構為將該RF信號自該收發器傳輸至該主要功率電晶體的一基極；以及一保護電路，耦接於該傳輸線，以及被配置以偵測一過驅動、或過電壓情況，以及基於對該過驅動、或過電壓情況 的偵測而降低在該主要功率電晶體處的一電流、或電壓，其中該保護電路包括：一補償器，被配置以補償該RF信號的一振幅、或相位；以及二電晶體，經由該補償器而耦接於該傳輸線，以及耦接於一分流線。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的用於射頻功率放大器的保謢系統，其中，該保護電路更包括：一偵測器，被配置以追蹤一觸發電壓，以及提供與該觸發電壓成比例的一偏壓電壓至該二電晶體。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的用於射頻功率放大器的保謢系統，其中，該偵測器包括一分壓器，該分壓器耦接於該二電晶體的一第一電晶體的一射極，以及進一步耦接於該二電晶體的一第二電晶體的一基極。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的用於射頻功率放大器的保謢系統，其中，該偵測更包括：一電容器，耦接於該第一電晶體的該射極。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的用於射頻功率放大器的保謢系統，其中，該偵測器耦接於一電壓節點，其被配置以透過一輸入偏壓網路而將一偏壓電壓提供至該主要功率 電晶體的該基極、或是透過一輸出偏壓網路而將該偏壓電壓提供至該主要功率電晶體的一集極。
  15. 一種用於射頻功率放大器的保謢方法，包括：藉由一收發器產生一射頻(RF)信號；藉由該收發器將該RF信號沿著一傳輸線傳輸至一主要功率電晶體；藉由耦接於該傳輸線的一保護電路偵測一過驅動情況、或一過電壓情況，其中該偵測包括：利用該保護電路的一偵測器追蹤一觸發電壓；以及提供與該觸發電壓成比例的一偏壓電壓至該保護電路的二電晶體；以及以該偵測作為基礎而藉由該保護電路減少該主要功率電晶體處的一電流、或電壓。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的用於射頻功率放大器的保謢方法，其中，該減少包括經由該保護電路而分流該RF信號的至少一部份。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的用於射頻功率放大器的保謢方法，其更包括：利用該保護電路補償該RF信號的一相位，以增加該主要功率電晶體的一反應輪廓的線性。
  18. 一種用於射頻功率放大器的保謢電路，包括：一收發器，用以產生一射頻(RF)信號；沿著一傳輸線，將該射頻信號傳輸至一主要功率電晶體一保護電路，耦接於該傳輸線，以及用以偵測一過驅動、或過電壓情況，其中該保謢電路包括：二電晶體；以及一偵測器，用以追蹤一觸發電壓，以及提供與該觸發電壓成比例的一偏壓電壓至該二電晶體，其中該保謢電路更基於該偵測而降低在該主要功率電晶體的一電流或電壓。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的用於射頻功率放大器的保謢電路，其中該保謢電路用以經由至該二電晶體而分流該RF信號的至少一部分以降低該電流或電壓。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的用於射頻功率放大器的保謢電路，其中該保謢電路更包括：一補償器，用以補償該RF信號的一相位，以增加該主要功率電晶體的線性。
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