TWM541154U - 線性放大電路、封包追蹤裝置及封包追蹤功率放大器 - Google Patents

Description

線性放大電路、封包追蹤裝置及封包追蹤功率放大器

本創作是有關於一種封包追蹤裝置，特別是一種能夠接收高頻率輸入訊號的省電型封包追蹤裝置。

在行動裝置有限的電池電力下，如何節省電力耗損一直是各方亟欲解決的問題。而在行動裝置進行無線通訊時，高功率的無線射頻功率放大器常佔去了大宗的電力耗損，因此若能提升無線射頻功率放大器的輸出效率，也就能夠大幅地降低行動裝置在進行無線通訊時的耗電量。

由於在常見的無線通訊應用中，例如無線區域網路(wireless local area network，WLAN)所使用的802.11g規格、第三代移動通訊服務及第四代移動通訊服務...等，無線射頻功率放大器的所輸出的訊號波形常具有高峰值均值比(peak-average ratio，PAR)的特性。也就是說，行動裝置在進行無線通訊時，雖然會在瞬間輸出高功率的訊號峰值，然而在一段時間內的平均輸出功率則相對甚低。在此情況下，如果持續地提供高功率的電源供應至功率放大器，則在大部分的時間裡，由於功率放大器都僅需要輸出低功率的訊號，因此功率放大器的效率偏低，而將造成電源的浪費。

先前技術為了避免功率放大器的效率降低，提出了具有封包追蹤(envelope tracking，ET)功能的功率放大器，其主要是能夠根據功率放大器所需放大之訊號的波形封包調整電源供應的大小，因此只有在功率放大器需要輸出高功率訊號的時段，提供高功率的電源，而在功率放大器輸出低功率訊號的時段，則提供低功率的電源。如此一來，就能夠提升功率放大器的效率，也避免浪費行動裝置有限的電力。

然而，隨著無線通訊的發展，功率放大器所需支援的頻寬也隨著增加，例如第三代合作伙伴計畫(third generation partnership project，3GPP)在R13(release 13)標準中所提出的長期演進技術-進階版(long term evolution-advance，LTE-A)中，即採用了載波聚合(carrier aggregation，CA)來結合兩個以上的載波以提升傳輸速率，因此功率放大器所需的頻寬可能高達40MHz(亦即2x20MHz)甚至是100MHz(亦即5x20MHz)。另外，美國電機電子工程師學會(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)所提出的進階Wi-Fi協定中，甚至將高資料產出率之無線區域網路的頻率提升至160MHz。如此高的訊號頻率，將大大地增加實現封包追蹤功能的難度，因此如何提供一種具有封包追蹤功能且能夠支援高頻率的功率放大器以配合無線通訊的發展就成為了一個亟待解決的問題。

本創作之一實施例提供一種線性放大電路，線性放大電路包含運算轉導放大器(operational transconductance amplifier，OTP)及差動單端訊號轉換器。

運算轉導放大器包含第一偏壓電流源、第二偏壓電流源、第一P型電晶體、第二P型電晶體、第一N型電晶體、第二N型電晶體、第三N型電晶體、第四N型電晶體、第五N型電晶體、第六N型電晶體及偏壓電流交換電路。

第一偏壓電流源提供第一偏壓電流。第一P型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第一P型電晶體之第一端耦接於第一偏壓電流源，而第一P型電晶體之控制端接收正輸入訊號。第二P型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第二P型電晶體之第一端耦接於第一偏壓電流源，而第二P型電晶體之控制端接收負輸入訊號。第一N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第一N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第一N型電晶體之控制端耦接於第二P型電晶體之第二端。第二N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第二N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第二N型電晶體之控制端耦接於第二P型電晶體之第二端。第三N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第三N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第三N型電晶體之控制端耦接於第一P型電晶體之第二端。第四N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第四N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第四N型電晶體之控制端耦接於第一P型電晶體之第二端。

偏壓電流交換電路耦接於第一P型電晶體之第二端、第二P型電晶體之第二端、第二N型電晶體之第一端及第四N型電晶體之第一端，偏壓電流交換電路將流經第一P型電晶體的部分電流導入第四N型電晶體，並將流經第二P型電晶體的部分電流導入第二N型電晶體。

第五N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第五N型電晶體之第一端輸出正輸出訊號，第五N型電晶體之第二端耦接於第一N型電晶體之第一端，而第五N型電晶體之控制端接收第一偏壓以穩定流經第五N型電晶體之第二偏壓電流。第六N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第六N型電晶體之第一端輸出負輸出訊號，第六N型電晶體之第二端耦接於第三N型電晶體之第一端，而第六N型電晶體之控制端接收第一偏壓以穩定流經第六N型電晶體之第三偏壓電流。

本創作之另一實施例提供一種封包追蹤裝置，封包追蹤裝置包含線性放大電路、回授元件、複製緩衝器、磁滯比較器(hysteretic comparator)及降壓轉換器(buck converter)。

線性放大電路包含運算轉導放大器(operational transconductance amplifier，OTP)及差動單端訊號轉換器。運算轉導放大器包含第一偏壓電流源、第二偏壓電流源、第一P型電晶體、第二P型電晶體、第一N型電晶體、第二N型電晶體、第三N型電晶體、第四N型電晶體、第五N型電晶體、第六N型電晶體及偏壓電流交換電路。

第一偏壓電流源提供第一偏壓電流。第一P型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第一P型電晶體之第一端耦接於第一偏壓電流源，而第一P型電晶體之控制端接收輸入訊號。第二P型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第二P型電晶體之第一端耦接於第一偏壓電流源，而第二P型電晶體之控制端接收回授訊號。第一N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第一N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第一N型電晶體之控制端耦接於第二P型電晶體之第二端。第二N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第二N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第二N型電晶體之控制端耦接於第二P型電晶體之第二端。第三N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第三N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第三N型電晶體之控制端耦接於第一P型電晶體之第二端。第四N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第四N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第四N型電晶體之控制端耦接於第一P型電晶體之第二端。

偏壓電流交換電路耦接於第一P型電晶體之第二端、第二P型電晶體之第二端、第二N型電晶體之第一端及第四N型電晶體之第一端，偏壓電流交換電路將流經第一P型電晶體的部分電流導入第四N型電晶體，並將流經第二P型電晶體的部分電流導入第二N型電晶體。

第五N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第五N型電晶體之第一端輸出正輸出訊號，第五N型電晶體之第二端耦接於第一N型電晶體之第一端，而第五N型電晶體之控制端接收第一偏壓以穩定流經第五N型電晶體之第二偏壓電流。第六N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第六N型電晶體之第一端輸出負輸出訊號，第六N型電晶體之第二端耦接於第三N型電晶體之第一端，而第六N型電晶體之控制端接收第一偏壓以穩定流經第六N型電晶體之第三偏壓電流。

第二偏壓電流源耦接於第五N型電晶體之第一端及第六N型電晶體之第一端，並可提供第二偏壓電流及第三偏壓電流。

差動單端訊號轉換器耦接於第五N型電晶體之第一端及第六N型電晶體之第一端，並可將正輸出訊號及負輸出訊號轉換成單端輸出訊號。

回授元件耦接於差動單端訊號轉換器及第二P型電晶體之控制端，回授元件接收並根據單端輸出訊號產生回授訊號以輸入至第二P型電晶體之控制端。複製緩衝器耦接於差動單端訊號轉換器，複製單端輸出訊號以輸出緩衝輸出訊號，單端輸出訊號及緩衝輸出訊號為實質上相同的兩個訊號。磁滯比較器耦接於複製緩衝器，並可根據緩衝輸出訊號的電壓變化量輸出控制訊號。降壓轉換器根據控制訊號調整封包追蹤裝置的輸出電流。

本創作之另一實施例提供一種封包追蹤功率放大器，封包追蹤功率放大器包含線性放大電路、回授元件、複製緩衝器、磁滯比較器(hysteretic comparator)、降壓轉換器(buck converter)及功率放大器。

線性放大電路包含運算轉導放大器(operational transconductance amplifier，OTP)及差動單端訊號轉換器。運算轉導放大器包含第一偏壓電流源、第二偏壓電流源、第一P型電晶體、第二P型電晶體、第一N型電晶體、第二N型電晶體、第三N型電晶體、第四N型電晶體、第五N型電晶體、第六N型電晶體及偏壓電流交換電路。

第一偏壓電流源提供第一偏壓電流。第一P型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第一P型電晶體之第一端耦接於第一偏壓電流源，而第一P型電晶體之控制端接收輸入訊號。第二P型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第二P型電晶體之第一端耦接於第一偏壓電流源，而第二P型電晶體之控制端接收回授訊號。第一N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第一N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第一N型電晶體之控制端耦接於第二P型電晶體之第二端。第二N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第二N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第二N型電晶體之控制端耦接於第二P型電晶體之第二端。第三N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第三N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第三N型電晶體之控制端耦接於第一P型電晶體之第二端。第四N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第四N型電晶體之第二端接收系統低電壓，而第四N型電晶體之控制端耦接於第一P型電晶體之第二端。

偏壓電流交換電路耦接於第一P型電晶體之第二端、第二P型電晶體之第二端、第二N型電晶體之第一端及第四N型電晶體之第一端，偏壓電流交換電路將流經第一P型電晶體的部分電流導入第四N型電晶體，並將流經第二P型電晶體的部分電流導入第二N型電晶體。

第五N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第五N型電晶體之第一端輸出正輸出訊號，第五N型電晶體之第二端耦接於第一N型電晶體之第一端，而第五N型電晶體之控制端接收第一偏壓以穩定流經第五N型電晶體之第二偏壓電流。第六N型電晶體具有第一端、第二端及控制端，第六N型電晶體之第一端輸出負輸出訊號，第六N型電晶體之第二端耦接於第三N型電晶體之第一端，而第六N型電晶體之控制端接收第一偏壓以穩定流經第六N型電晶體之第三偏壓電流。

第二偏壓電流源耦接於第五N型電晶體之第一端及第六N型電晶體之第一端，並可提供第二偏壓電流及第三偏壓電流。

差動單端訊號轉換器耦接於第五N型電晶體之第一端及第六N型電晶體之第一端，並可將正輸出訊號及負輸出訊號轉換成單端輸出訊號。

回授元件耦接於差動單端訊號轉換器及第二P型電晶體之控制端，回授元件接收並根據單端輸出訊號產生回授訊號以輸入至第二P型電晶體之控制端。複製緩衝器耦接於差動單端訊號轉換器，複製單端輸出訊號以輸出緩衝輸出訊號，單端輸出訊號及緩衝輸出訊號為實質上相同的兩個訊號。

磁滯比較器耦接於複製緩衝器，並可根據緩衝輸出訊號的電壓變化量輸出控制訊號。降壓轉換器根據控制訊號調整封包追蹤裝置的輸出電流。

功率放大器耦接於線性放大電路，並可接收單端輸出訊號作為電源供應以放大高頻訊號。

第1圖為本創作一實施例之封包追蹤功率放大器10的示意圖。封包追蹤放大器10包含封包追蹤裝置100及功率放大器200。在第1圖的實施例中，功率放大器200可接收訊號產生器SG所產生的高頻訊號SIG ₀，並可放大高頻訊號SIG ₀以輸出高頻訊號SIG ₁。此外，封包產生器EG可偵測並輸出高頻訊號SIG ₀的波形封包做為封包追蹤裝置100的輸入訊號SIG _IN，而封包追蹤裝置100則會根據輸入訊號SIG _IN的電壓變化，提供並調整功率放大器200所需的電源供應。

封包追蹤裝置100包含線性放大電路110、回授元件120、複製緩衝器130、磁滯比較器(hysteretic comparator)140及降壓轉換器(buck converter)150。線性放大電路110具有正輸入端IN+、負輸入端IN-及輸出端OUT，在本創作的部分實施例中，線性放大電路110的正輸入端IN+可接收輸入訊號SIG _IN，線性放大電路110的負輸入端IN-可接收回授訊號SIG _FB，而線性放大電路110則可將輸入訊號SIG _IN及回授訊號SIG _FB之間的電壓差放大並經由輸出端OUT輸出單端輸出訊號SIG _OUT。

回授元件120可根據單端輸出訊號SIG _OUT產生回授訊號SIG _FB回授至線性放大電路110的負輸入端IN-，以穩定線性放大電路110的操作。由於線性放大電路110能夠線性地將輸入訊號SIG _IN及回授訊號SIG _FB的壓差放大以產生單端輸出訊號SIG _OUT作為功率放大器200所需的電源供應，因此又稱為線性級(linear stage)。雖然線性放大電路110具有較大的增益頻寬，而能夠提供線性放大的效果，然而一般線性放大電路在輸出電壓較低時，會有較差的效率，因此在本創作的部分實施例中，封包追蹤裝置100還可進一步透過磁滯比較器140及降壓轉換器150來調整封包追蹤裝置100的輸出電流，進而能夠調整功率放大器200所接收到的電源電壓，達到提升封包追蹤裝置100整體效率的功效。

複製緩衝器130可複製單端輸出訊號SIG _OUT以輸出緩衝輸出訊號SIG _COPY，磁滯比較器140耦接於複製緩衝器130。磁滯比較器140可接收緩衝輸出訊號SIG _COPY及參考訊號SIG _ref，並根據兩者的電壓差輸出控制訊號SIG _ctrl。在本創作的部分實施例中，參考訊號SIG _ref可以是與緩衝輸出訊號SIG _COPY連動的訊號，因此磁滯比較器140能夠例如在緩衝輸出訊號SIG _COPY的瞬間壓降超過一預設值時，輸出對應的控制訊號SIG _ctrl以使降壓轉換器150減少輸出電流。此外，使用者應可從現今所知的磁滯比較器選擇適當的磁滯比較器作為磁滯比較器140，並與本創作所提出的線性放大電路110相配合，而皆應屬於本創作所涵蓋的範圍。

降壓轉換器150可根據控制訊號SIG _ctrl調整輸出電流大小，並進而調整功率放大器200所接收到的電源電壓。由於降壓轉換器150可根據緩衝輸出訊號SIG _COPY的電壓變化，動態地導通或截止內部電晶體以輸出電流，因此又稱為切換級(switching stage)。

在第1圖中，降壓轉換器150可包含上端電晶體HS、下端電晶體LS及電感L，而控制訊號SIG _ctrl即可藉由導通或截止上端電晶體HS及下端電晶體LS來調整輸出電流。然而，第1圖中的降壓轉換器150僅為本創作之一實施例，而非用以限定本創作，本創作所屬技術領域的通常知識者，亦可根據需求採用其他種類的降壓轉換器來實作封包追蹤裝置100。

另外，在第1圖中，為了避免降壓轉換器150內部的上端電晶體HS及下端電晶體LS同時導通，封包追蹤裝置還可包含防擊穿電路(anti-shoot-through buffer)160，防擊穿電路160可耦接於磁滯比較器140及降壓轉換器150之間，並且可以確保降壓轉換器150所接到的訊號是在對應的高電壓及低電壓間切換，而不會產生介於高電壓及低電壓之間的中介電壓，因此能夠在控制訊號SIG _ctrl的電壓轉換過程中，避免降壓轉換器150 因為接收到變換中的控制訊號SIG _ctrl而意外地同時導通上端電晶體HS及下端電晶體LS，而導致漏電流。然而，由於降壓轉換器的構造或封包追蹤裝置的系統需求都可能有所差異，因此在本創作的部分實施例中，亦可根據需求而省略防擊穿電路160。

第2圖為線性放大電路110及複製緩衝器130的示意圖。在第2圖中，線性放大電路110包含運算轉導放大器(operational transconductance amplifier，OTP)112及差動單端訊號轉換器114。運算轉導放大器112可將線性放大電路110之正輸入端IN+及負輸入端IN-所接收到的正輸入訊號及負輸入訊號線性放大以產生正輸出訊號及負輸出訊號，而差動單端訊號轉換器114則可將運算轉導放大器112輸出的正輸出訊號及負輸出訊號，亦即差動輸出訊號轉換成單端輸出訊號SIG _OUT。

運算轉導放大器112包含第一偏壓電流源CS1、第二偏壓電流源CS2、第一P型電晶體T1P、第二P型電晶體T2P、第三P型電晶體T3P、第四P型電晶體T4P、第一N型電晶體T1N、第二N型電晶體T2N、第三N型電晶體T3N、第四N型電晶體T4N、第五N型電晶體T5N、第六N型電晶體T6N及偏壓電流交換電路CPCC。

第一偏壓電流源CS1可提供第一偏壓電流I _bias1。第一P型電晶體T1P具有第一端、第二端及控制端，第一P型電晶體T1P之第一端耦接於第一偏壓電流源CS1，而第一P型電晶體T1P之控制端可接收正輸入訊號。第二P型電晶體T2P具有第一端、第二端及控制端，第二P型電晶體T2P的第一端耦接於第一偏壓電流源CS1，而第二P型電晶體T2P之控制端可接收負輸入訊號。第三P型電晶體T3P具有第一端、第二端及控制端，第三P型電晶體T3P之第一端耦接於第一偏壓電流源CS1，而第三P型電晶體T3P之控制端可接收正輸入訊號。第四P型電晶體T4P具有第一端、第二端及控制端，第四P型電晶體T4P之第一端耦接於第一偏壓電流源CS1，而第四P型電晶體T4P之控制端可接收負輸入訊號。

在本創作的部分實施例中，上述之正輸入訊號及負輸入訊號係為相對而言，而並非限定正輸入訊號的電壓需大於負輸入訊號的電壓。在第1圖及第2圖的實施例中，第三P型電晶體T3P的控制端及第一P型電晶體T1P的控制端可耦接至線性放大器110的正輸入端IN+以接收輸入訊號SIG _IN作為上述的正輸入訊號，而第四P型電晶體T4P的控制端及第二P型電晶體T2P的控制端則可耦接至線性放大器110的負輸入端IN-以接收回授訊號SIG _FB作為上述的負輸入訊號。

第一N型電晶體T1N具有第一端、第二端及控制端，第一N型電晶體T1N之第一端耦接於第三P型電晶體T3P之第二端，第一N型電晶體T1N之第二端可接收系統低電壓VSS，而第一N型電晶體T1N之控制端耦接於第二P型電晶體T2P之第二端。第二N型電晶體T2N具有第一端、第二端及控制端，第二N型電晶體T2N之第二端可接收系統低電壓VSS，而第二N型電晶體T2N之控制端耦接於第二P型電晶體T2P之第二端。第三N型電晶體T3N具有第一端、第二端及控制端，第三N型電晶體T3N之第一端耦接於第四P型電晶體T4P之第二端，第三N型電晶體T3N之第二端可接收系統低電壓VSS，而第三N型電晶體T3N之控制端耦接於第一P型電晶體T1P之第二端。第四N型電晶體T4N具有第一端、第二端及控制端，第四N型電晶體T4N之第二端用以接收系統低電壓VSS，而第四N型電晶體T4N之控制端耦接於第一P型電晶體T1P之第二端。

偏壓電流交換電路CPCC耦接於第一P型電晶體T1P之第二端、第二P型電晶體T2P之第二端、第二N型電晶體T2N之第一端及第四N型電晶體T4N之第一端，偏壓電流交換電路CPCC用以將流經第一P型電晶體T1P的部分電流導入第四N型電晶體T4N，並將流經第二P型電晶體T2P的部分電流導入第二N型電晶體T2N。

第五N型電晶體T5N具有第一端、第二端及控制端，而第六N型電晶體T6N亦具有第一端、第二端及控制端。第二偏壓電流源CS2耦接於第五N型電晶體T5N之第一端及第六N型電晶體T6N之第一端，並可提供第二偏壓電流I _bias2及該第三偏壓電流I _bias3。第五N型電晶體T5N之第一端可輸出正輸出訊號SIG _OUT+，第五N型電晶體T5N之第二端耦接於第一N型電晶體T1N之第一端，而第五N型電晶體T5N之控制端可接收第一偏壓VB1以穩定流經第五N型電晶體T5N之第二偏壓電流I _bias2。第六N型電晶體T6N之第一端可輸出負輸出訊號SIG _OUT-，第六N型電晶體T6N之第二端耦接於第三N型電晶體T3N之第一端，而第六N型電晶體T6N之控制端可接收第一偏壓VB1以穩定流經第六N型電晶體T6N之第三偏壓電流I _bias3。

在本創作的部分實施例中，第一P型電晶體T1P、第二P型電晶體T2P、第三P型電晶體T3P及第四P型電晶體T4P的閘極寬長比實質上相同，因此第一偏壓電流源CS1所產生的第一偏壓電流I _bias1會平均地流入第一P型電晶體T1P、第二P型電晶體T2P、第三P型電晶體T3P及第四P型電晶體T4P，亦即流經第一P型電晶體T1P、第二P型電晶體T2P、第三P型電晶體T3P及第四P型電晶體T4P的偏壓電流I _T1P、I _T2P、I _T3P及I _T4P皆為第一偏壓電流I _bias1的四分之一。

由於偏壓電流交換電路CPCC能夠將部分的偏壓電流I _T2P導入第二N型電晶體T2N，並將部分的偏壓電流I _T1P導入第四N型電晶體T4N，進而影響流經第一N型電晶體T1N的偏壓電流I _T1N以及第三N型電晶體T3N的偏壓電流I _T3N。因此透過適當地選擇第一N型電晶體T1N、第二N型電晶體T2N、第三N型電晶體T3N及第四N型電晶體T4N的閘極寬長比，就能夠增加運算轉導放大器112的轉導，進而增加運算轉導放大器112的整體電壓增益A _v。

在本創作的部分實施例中，第一N型電晶體T1N的閘極寬長比可大於第二N型電晶體T2N的閘極寬長比，第三N型電晶體T3N的閘極寬長比可大於第四N型電晶體T4N的閘極寬長比，第一N型電晶體T1N及第三N型電晶體T3N的閘極寬長比實質上相同，而第二N型電晶體T2N及第四N型電晶體T4N的閘極寬長比實質上相同。此時，流經第一N型電晶體T1N的偏壓電流I _T1N會大於流經第二N型電晶體T2N的偏壓電流I _T2N，而流經第三N型電晶體T3N的偏壓電流I _T3N會大於流經第四N型電晶體T4N的偏壓電流I _T4N。

舉例來說，若偏壓電流交換電路CPCC導入第二N型電晶體T2N的偏壓電流I _T2N為偏壓電流I _T2P的a倍，而導入第四N型電晶體T4N的偏壓電流I _T4N為偏壓電流I _T1P的a倍，其中a為小於1的正數。另外，透過適當地選擇第一N型電晶體T1N、第二N型電晶體T2N、第三N型電晶體T3N及第四N型電晶體T4N的閘極寬長比，並使第二電流源CS2提供適當的第二偏壓電流I _bias2及第三偏壓電流I _bias3，將可使流過第一N型電晶體T1N的偏壓電流I _T1N為偏壓電流I _T3P的K倍，而流過第三N型電晶體T3N的偏壓電流I _T3N為偏壓電流I _T4P的K倍，其中K為大於1的正數。換言之，偏壓電流I _T1N與偏壓電流I _T2N的比例為K : a，而偏壓電流I _T3N與偏壓電流I _T4N的比例亦為K : a。

此時，為了維持上述各偏壓電流間的比例關係，第二電流源CS2所提供之第二偏壓電流I _bias2的大小可為偏壓電流I _T1N減去偏壓電流I _T3P的大小，亦即I _T1N I _T3P或(K I _T3P，而第二電流源CS2所提供之第三偏壓電流I _bias3的大小可為偏壓電流I _T3N減去偏壓電流I _T4P的大小，亦即I _T3N I _T4P或(K I _T4P。

此外，由於運算轉導放大器112的正輸入訊號及負輸入訊號會分別經由第一N型電晶體T1N及第五N型電晶體T5N所形成的訊號路徑以及經由第二P型電晶體T2P、第二N型電晶體T2N、第一N型電晶體T1N及第五N型電晶體T5N所形成的訊號路徑共同產生輸出正輸出訊號SIG _OUT+。因此，運算轉導放大器112的轉導G _m112即可用式(1)表示。   G _m112 式(1)

在式(1)中，g _mT3P為第三P型電晶體T3P的轉導，g _mT2P為第二P型電晶體T2P的轉導，g _mT2N為第二N型電晶體T2N的轉導，而g _mT1N為第一N型電晶體T1N的轉導，在上述實施中，由於第三P型電晶體T3P與第二P型電晶體T2P具有相同的閘極寬長比，而流經兩者的偏壓電流I _T3P及I _T2P相等，因此兩者的轉導實質上也會十分相近。此外，由於流經第三P型電晶體T3P之偏壓電流I _T3P、流經第一N型電晶體T1N之偏壓電流I _T1N與流經第二N型電晶體T2N之偏壓電流I _T2N的大小比例為1 : K : a，因此三個電晶體的轉導間也會有類似的比例關係。運算轉導放大器112的轉導G _m112可進一步以式(2)表示。   G _m112 式(2)

相似地，運算轉導放大器112會經由第三N型電晶體T3N及第六N型電晶體T6N所形成的訊號路徑以及經由第一P型電晶體T1P、第四N型電晶體T4N、第三N型電晶體T3N及第六N型電晶體T6N所形成的訊號路徑輸出負輸出訊號SIG _OUT-。由於運算轉導放大器112的結構對稱，因此計算轉導的方式亦與式(1)及式(2)相似。

換言之，由於偏壓電流交換電路CPCC能夠將正輸入訊號及負輸入訊號所引致的電流重複使用，因此透過適當調整第一N型電晶體T1N、第二N型電晶體T2N、第三N型電晶體T3N及第四N型電晶體T4N的閘極寬長比，即能夠調整流經第一N型電晶體T1N、第二N型電晶體T2N、第三N型電晶體T3N及第四N型電晶體T4N的偏壓電流I _T1N、I _T2N、I _T3N及I _T4N之間的比例關係，並進一步調整運算轉導放大器112的轉導G _m112。

在第2圖中，偏壓電流交換電路CPCC包含第七N型電晶體T7N、第八N型電晶體T8N、第九N型電晶體T9N、第十N型電晶體T10N、第十一N型電晶體T11N及第十二N型電晶體T12N。第七N型電晶體T7N具有第一端、第二端及控制端，第七N型電晶體T7N之第一端耦接於第二P型電晶體T2P之第二端，而第七N型電晶體T7N之控制端可接收第二偏壓VB2。第八N型電晶體T8N具有第一端、第二端及控制端，第八N型電晶體T8N之第一端耦接於第二P型電晶體T2P之第二端，第八N型電晶體T8N之第二端耦接於第二N型電晶體T2N之第一端，而第八N型電晶體T8N之控制端可接收第二偏壓VB2。第九N型電晶體T9N具有第一端、第二端及控制端，第九N型電晶體T9N之第一端耦接於第七N型電晶體T7N之第二端，第九N型電晶體T9N之第二端可接收系統低電壓VSS，而第九N型電晶體T9N之控制端可接收第三偏壓VB3。第十N型電晶體T10N具有第一端、第二端及控制端，第十N型電晶體T10N之第一端耦接於第一P型電晶體T1P之第二端，而第十N型電晶體T10N之控制端可接收第二偏壓VB2。第十一N型電晶體T11N具有第一端、第二端及控制端，第十一N型電晶體T11N之第一端耦接於第一P型電晶體T1P之第二端，第十一N型電晶體T11N之第二端耦接於第四N型電晶體T4N之第一端，而第十一N型電晶體T11N之控制端可接收第二偏壓VB2。第十二N型電晶體T12N具有第一端、第二端及控制端，第十二N型電晶體T12N之第一端耦接於第十N型電晶體T10N之第二端，第十二N型電晶體T12N之第二端可接收系統低電壓VSS，而第十二N型電晶體T12N之控制端可接收第三偏壓VB3。

在本創作的部分實施例中，偏壓VB2及VB3可穩定流經偏壓電流交換電路CPCC的電流，而透過適當選擇第二N型電晶體T2N之閘極寬長比與第九N型電晶體T9N之閘極寬長比的比例關係，就能夠調整偏壓電流I _T2P流經第二N型電晶體T2N及第九N型電晶體T9N的比例。相似地，透過適當選擇第四N型電晶體T4N之閘極寬長比與第十二N型電晶體T12N之閘極寬長比的比例關係，就能夠調整偏壓電流I _T1P流經第四N型電晶體T4N及第十二N型電晶體T12N的比例。

此外，在第2圖的實施例中，第一偏壓電流源CS1包含第五P型電晶體T5P，第五P型電晶體T5P具有第一端、第二端及控制端，第五P型電晶體T5P之第一端可接收系統高電壓VDD，第五P型電晶體T5P之第二端耦接於第一P型電晶體T1P之第一端、第二P型電晶體T2P之第一端、第三P型電晶體T3P之第一端及第四P型電晶體T4P之第一端，而第五P型電晶體T5P之控制端可接收第四偏壓VB4。透過調整第四偏壓VB4即可調整第一偏壓電流源CS1輸出的第一偏壓電流I _bias1。在本創作的部分實施例中，系統高電壓VDD會大於系統低電壓VSS，系統高電壓VDD可為系統提供的操作電壓，而系統低電壓VSS則可為地電壓。

第二偏壓電流源CS2包含第八P型電晶體T8P、第九P型電晶體T9P、第十P型電晶體T10P、第十一P型電晶體T11P。第八P型電晶體T8P具有第一端、第二端及控制端，第八P型電晶體T8P之第一端可接收系統高電壓VDD，第八P型電晶體T8P之控制端可經由第一電阻R1耦接至第五N型電晶體T5N之第一端及經由第二電阻R2耦接至第六N型電晶體T6N之第一端。第九P型電晶體T9P具有第一端、第二端及控制端，第九P型電晶體T9P之第一端耦接於第八P型電晶體T8P之第二端，第九P型電晶體T9P之第二端耦接於第五N型電晶體T5N之第一端，而第九P型電晶體T9P之控制端用以接收第五偏壓VB5。第十P型電晶體T10P具有第一端、第二端及控制端，第十P型電晶體T10P之第一端可接收系統高電壓VDD，而第十P型電晶體T10P之控制端耦接於第八P型電晶體T8P之控制端。第十一P型電晶體T11P具有第一端、第二端及控制端，第十一P型電晶體T11P之第一端耦接於第十P型電晶體T10P之第二端，第十一P型電晶體T11P之第二端耦接於第六N型電晶體T6N之第一端，而第十一P型電晶體T11P之控制端可接收第五偏壓VB5。透過調整第五偏壓VB5即可調整第二偏壓電流源CS2輸出的第二偏壓電流I _bias2及第三偏壓電流I _bias3。在上述的實施例中，第五偏壓VB5可配合第四偏壓VB4使第二偏壓電流I _bias2及第三偏壓電流I _bias3的大小為(K I _T3P，亦即 I _bias1，如此一來，就能夠穩定運算轉導放大器112的運作。

在上述的實施例中，若欲設定K為3且a為0.5，則可選擇讓第九N型電晶體T9N的閘極長寬比與第二N型電晶體T2N的閘極長寬比相同，此時流經第九N型電晶體T9N及第二N型電晶體T2N的偏壓電流大小可皆為 。此外，為使流過第一N型電晶體T1N的偏壓電流I _T1N為流經第二N型電晶體T2N之偏壓電流I _T2N的6倍，(亦即為偏壓電流I _T3P的3倍)，可選擇讓第一N型電晶體T1N的閘極長寬比為第二N型電晶體T2N的閘極長寬的6倍，同時選擇適當的第五偏壓VB5，使得第二偏壓電流I _bias2的大小為2 I _T3P。如此一來，運算轉導放大器112的轉導G _m112即約為第三P型電晶體T3P之轉導g _mT3P的7倍，亦即(1+ )倍。

此外，若欲計算運算轉導放大器112的整體電壓增益A _v112，則可進一步計算運算轉導放大器112的輸出電阻R _o112，運算轉導放大器112的輸出電阻R _o112可根據式(3)計算得知。 式(3)

在式(3)中，r _oT3P為第三P型電晶體T3P的輸出電阻，r _oT1N為第一N型電晶體T1N的輸出電阻，g _mT5N為第五N型電晶體T5N的轉導，r _oT5N為第五N型電晶體T5N的輸出電阻，g _mT9P為第九P型電晶體T9P的轉導，r _oT9P為第九P型電晶體T9P的輸出電阻，r _oT8P為第八P型電晶體T8P的輸出電阻。

根據式(3)及式(2)得知運算轉導放大器112的轉導G _m112及輸出電阻R _o112後，即根據式(4)計算得知運算轉導放大器112的整體電壓增益A _v112。   A _v112 式(4)

再者，由於運算轉導放大器112是以差動方式輸出，因此可利用差動單端訊號轉換器114來將差動的輸出訊號轉換成單端的輸出訊號。差動單端訊號轉換器114耦接於第五N型電晶體T5N之第一端及第六N型電晶體T6N之第一端，並可將正輸出訊號SIG _OUT+及負輸出訊號SIG _OUT-轉換成單端輸出訊號SIG _OUT。此外，在本創作的部分實施例中，差動單端訊號轉換器114還可提供額外的增益。

在第2圖中，差動單端訊號轉換器114包含第六P型電晶體T6P、第七P型電晶體T7P、第十三N型電晶體T13N及第十四N型電晶體T14N。第六P型電晶體T6P具有第一端、第二端及控制端，第六P型電晶體T6P之第一端可接收系統高電壓VDD，第六P型電晶體T6P之第二端可輸出單端輸出訊號SIG_OUT，而第六P型電晶體T6P之控制端耦接於第五N型電晶體T5N之第一端以接收正輸出訊號SIG_OUT+。第七P型電晶體T7P具有第一端、第二端及控制端，第七P型電晶體T7P之第一端耦接於系統高電壓VDD，而第七P型電晶體T7P之控制端耦接於第六N型電晶體T6N之第一端以接收負輸出訊號SIG_OUT-。第十三N型電晶體T13N具有第一端、第二端及控制端，第十三N型電晶體T13N之第一端耦接於第六P型電晶體T6P之第二端，第十三N型電晶體T13N之第二端可接收系統低電壓VSS，而第十三N型電晶體T13N之控制端耦接於第七P型電晶體T7P之第二端。第十四N型電晶體T14N具有第一端、第二端及控制端，第十四N型電晶體T14N之第一端耦接於第七P型電晶體T7P之第二端並經由電阻電容電路RC耦接至第七P型電晶體T7P之控制端，第十四N型電晶體T14N之第二端可接收系統低電壓VSS，而第十四N型電晶體T14N之控制端耦接於第七P型電晶體T7P之第二端。

在此實施例中，差動單端訊號轉換器114的增益A_v114可由式(5)表示。

在式(5)中，r_oT6P為第六P型電晶體T6P的輸出電阻，r_oT13N為第十三N型電晶體T13N的輸出電阻，g_mT6P為第六P型電晶體T6P的轉導。根據式(4)及式(5)即可得知運算轉導放大器112的電壓增益A_v112及差動單端訊號轉換器114的電壓增益A_v114，將兩者相乘後，亦即如式(6)所示，即可計算出線性放大電路110的整體電壓增益A_v。

A_v=A _v112×A _v114 式(6)

相較之下，第3圖為先前技術之運算放大器OA的示意圖。運算放大器OA具有對稱的架構，並包含P型電晶體M1P至M7P及N型電晶體M1N至M4N。運算放大器OA可經由P型電晶體M2P的控制端接收正輸入電壓V_in+，經由P型電晶體M3P的控制端接收負輸入電壓V_in-，並經由N型電晶體M3N的第一端輸出輸出電壓V_o。為了方便與第2圖的實施例做比較，假設透過偏壓VBI、VBII、VBIII及VBIV使得P型電晶體M1P輸出的電流I1的大小與第2圖之第一偏壓電流源CS1所輸出的第一偏壓電流I_bias1相同，使流經P型電晶體M4P、M5P及N型電晶體M3N的電流I2大小為第一偏壓電流I_bias1的一半，使經P型電晶體M6P、M7P及N型電晶體M4N之電流I3的大小為第一偏壓電流I_bias1的一半，此時，流經N型電晶體M1N的電流I4及N型電晶體M2N之電流I5的大小即會與第一偏壓電流I_bias1相同。在此情況下，運算轉導放大器112所需的操作電流與運算放大器OA所需的操作電流相當接近，而運算放大器OA的轉導G_mOA、輸出電阻r_oOA及電壓增益A_vOA可分別以式(7)、式(8)及式(9)表示。

A_vOA=G _mOA×r _oOA 式(9)

在式(7)、式(8)及式(9)中，g_mM2P為P型電晶體M2P的轉導，r_oM2P為P型電晶體M2P的輸出電阻，r_oM1N為N型電晶體M1N的輸出電阻，g_mM3N為N型電晶體M3N的轉導，r_oM3N為N型電晶體M3N的輸出電阻，g_mM5P為P型電晶體M5P的轉 導，r_oM5P為P型電晶體M5P的輸出電阻，r_oM4P為P型電晶體M4P的輸出電阻。

將式(2)、式(3)及式(4)與式(7)、式(8)及式(9)相比較可知，當運算轉導放大器112與運算放大器OA操作在相近的電流條件時，運算轉導放大器112能夠提供較大且彈性的轉導。此外，在上述的實施例中，若K為3，則由於流經運算轉導放大器112之第一N型電晶體T1N的偏壓電流I_T1N可為第一偏壓電流I_bias1的倍(亦即倍)。此外，流經運算放大器OA之N型電晶體M1N的電流I3則與第一偏壓電流I_bias1的大小相同，也就是說偏壓電流I_T1N會小於電流I3，在此情況下，第一N型電晶體T1N的輸出電阻r_oT1N也會大於N型電晶體M1N的輸出電阻r_oM1N，因此運算轉導放大器112的輸出電阻R_o112也會大於運算放大器OA的輸出電阻R_oOA。在運算轉導放大器112的轉導G_m112及輸出電阻R_o112皆較大的情況下，運算轉導放大器112的增益A_v112也會大於運算放大器OA的增益A_vOA。況且差動單端訊號轉換器114還可以進一步將運算轉導放大器112的差動輸出放大轉換成單端輸出，因此相較於運算放大器OA，線性放大電路110在整體的增益及增益頻寬乘積(gain bandwidth product，GBP)都能夠有顯著的提升，且具有低功耗與高能量轉換效率。

此外，在上述的實施例中，第一P型電晶體T1P至第十一P型電晶體T11P可由P型金氧半電晶體(P-type metal-oxide-semiconductor transistor，PMOS)實作，第一N型電晶體T1N至第十四N型電晶體T14N可由N型金氧半電晶體(N-type metal-oxide-semiconductor transistor，NMOS)實作；然而，在本創作的其他實施例中，第一P型電晶體T1P至第十一P型電晶體T11P亦可由PNP雙載子接面電晶體(bipolar junction transistor)又或是其他種類但具有相似特性的電晶體來實作，而第一N型電晶體T1N至第十四N型電晶體T14N亦可由NPN雙載子接面電晶體(bipolar junction transistor)又或是其他種類但具有相似特性的電晶體來實作實作。

當利用第2圖的線性放大電路110來實作封包追蹤裝置100時，封包追蹤裝置100的回授元件120可耦接於差動單端訊號轉換器114及第二P型電晶體T2P之控制端，此時回授元件120即可接收並根據單端輸出訊號SIG_OUT產生回授訊號SIG_FB以輸入至第二P型電晶體T2P之控制端作為線性放大電路110的負輸入訊號。

此外，為了避免單端輸出訊號SIG_OUT受到磁滯比較器140的影響，封包追蹤裝置100可以透過複製緩衝器130產生與單端輸出訊號SIG_OUT實質上相同的緩衝輸出訊號SIG_COPY，作為磁滯比較器140的輸入訊號。複製緩衝器130可耦接於差動單端訊號轉換器114，在第2圖的實施例中，複製緩衝器130可包含第十二P型電晶體T12P及第十五N型電晶體T15N。第十二P型電晶體T12P具有第一端、第二端及控制端，第十二P型電晶體T12P之第一端可接收系統高電壓VDD，第十二P型電晶體T12P之第二端可輸出複製緩衝訊號SIG_COPY，而第十二P型電晶體T12P之控制端耦接於第六P型電晶體T6P之控制端。第十五N型電晶體T15N具有第一端、第二端及控制端，第十五N型電晶體T15N之第一端耦接於第十二P型電晶體T12P之第二端，第十五N型電晶體T15N之第二端可接收系統低電壓VSS，而第十五N型電晶體T15N之控制端耦接於第十三N型電晶體T13N之第二端。

換言之，複製緩衝器130的第十二P型電晶體T12P及第十五N型電晶體T15N會與第六P型電晶體T6P及第十三N型電晶體T13N操作在相同的電壓環境，並產生相同的訊號。

第4圖為本創作一實施例之封包追蹤裝置100的輸入輸出電壓比較圖，其中縱軸為電壓，橫軸為頻率，實線部分為封包追蹤裝置100的輸出電壓-頻率變化曲線L1，虛線部分為3倍輸入訊號電壓-頻率變化曲線L2。在第4圖中，封包追蹤裝置100的輸入訊號LTE-A的載波聚合調變訊號，其頻寬為80MHz (4x20MHz)，峰值均值功率比(peak-average power ratio，PAPR)為13.2dB。為方便比較，在第4圖中，係將放大3倍後的輸入訊號與封包追蹤裝置100的輸出訊號相比較。根據第4圖可知，當輸入訊號的頻率小於80MHz時，變化曲線L1與變化曲線L2幾乎相重疊，而即便在頻率為80MHz至200MHz的區間內，變化曲線L1與變化曲線L2之間也僅有少量的雜訊成長，也就是說封包追蹤裝置100的輸出電壓確實能夠將高頻訊號如實地線性放大。

綜上所述，相較於先前技術，本創作之實施例所提輸出的線性放大電路能夠彈性且顯著地提升增益頻寬乘積，並具有低功耗與高能量轉換效率，因此能夠應用在封包追蹤裝置及封包追蹤功率放大器中，增加封包追蹤裝置及封包追蹤功率放大器所能接收的訊號頻寬，以符合現今無線通訊傳輸對於傳輸訊號的高頻需求，並且能夠提升功率放大器的電能效率，達到節省行動裝置電量的功效。

10‧‧‧封包追蹤放大器

100‧‧‧封包追蹤裝置

110‧‧‧線性放大電路

IN+‧‧‧正輸入端

IN-‧‧‧負輸入端

OUT‧‧‧輸出端

120‧‧‧回授元件

130‧‧‧複製緩衝器

140‧‧‧磁滯比較器

150‧‧‧降壓轉換器

160‧‧‧防擊穿電路

HS‧‧‧上端電晶體

LS‧‧‧下端電晶體

L‧‧‧電感

200‧‧‧功率放大器

EG‧‧‧封包產生器

SG‧‧‧訊號產生器

SIG₀、SIG₁‧‧‧高頻訊號

SIG_IN‧‧‧輸入訊號

SIG_FB‧‧‧回授訊號

SIG_OUT‧‧‧單端輸出訊號

SIG_COPY‧‧‧緩衝輸出訊號

SIG_ref‧‧‧參考訊號

SIG_ctrl‧‧‧控制訊號

112‧‧‧運算轉導放大器

114‧‧‧差動單端訊號轉換器

VDD‧‧‧系統高電壓

VSS‧‧‧系統低電壓

CS1、CS2‧‧‧電流源

CPCC‧‧‧偏壓電流交換電路

R1、R2‧‧‧電阻

RC‧‧‧RC電路

VB1、VB2、VB3、VB4、 VBS、VBI、VBII、VBIII、VBIV‧‧‧偏壓

SIG_OUT+‧‧‧正輸出訊號

SIG_OUT-‧‧‧負輸出訊號

T1P至T12P、M1P至M7P‧‧‧P型電晶體

T1N至T15N、M1N至M4N‧‧‧N型電晶體

I_biasl、I_bias2、I_bias3、I_T1P、I_T2P、I_T3P、I_T4P、I_T1N、I_T2N、I_T3N、I_T4N、I1、I2、I3、 I4、I5‧‧‧偏壓電流

OA‧‧‧運算放大器

V_in+‧‧‧正輸入電壓

V_in-‧‧‧負輸入電壓

V_o‧‧‧輸出電壓

L1、L2‧‧‧變化曲線

第1圖為本創作一實施例之封包追蹤功率放大器的示意圖。 第2圖為第1圖之線性放大電路及複製緩衝器的示意圖。 第3圖為先前技術之運算放大器的示意圖。 第4圖為本創作一實施例之封包追蹤裝置的輸入輸出電壓比較圖。

110‧‧‧線性放大電路

130‧‧‧複製緩衝器

VDD‧‧‧系統高電壓

VSS‧‧‧系統低電壓

SIG_IN‧‧‧輸入訊號

SIG_FB‧‧‧回授訊號

SIG_OUT‧‧‧單端輸出訊號

SIG_COPY‧‧‧緩衝輸出訊號

112‧‧‧運算轉導放大器

114‧‧‧差動單端訊號轉換器

CS1、CS2‧‧‧電流源

CPCC‧‧‧偏壓電流交換電路

R1、R2‧‧‧電阻

RC‧‧‧RC電路

VB1、VB2、VB3、VB4、VB5‧‧‧偏壓

SIG_OUT+‧‧‧正輸出訊號

SIG_OUT-‧‧‧負輸出訊號

T1P至T12P‧‧‧P型電晶體

T1N至T15N‧‧‧N型電晶體

I_bias1、I_bias2、I_bias3、I_T1P、I_T2P、I_T3P、I_T4P、I_T1N、I_T2N、I_T3N、I_T4N‧‧‧偏壓電流

Claims (11)

1. 一種線性放大電路，包含：一運算轉導放大器(operational transconductance amplifier，OTP)，包含：一第一偏壓電流源，用以提供一第一偏壓電流；一第一P型電晶體，具有一第一端耦接於該第一偏壓電流源，一第二端，及一控制端用以接收一正輸入訊號；一第二P型電晶體，具有一第一端耦接於該第一偏壓電流源，一第二端，及一控制端用以接收一負輸入訊號；一第一N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第二P型電晶體之該第二端；一第二N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第二P型電晶體之該第二端；一第三N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第一P型電晶體之該第二端；一第四N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第一P型電晶體之該第二端；一偏壓電流交換電路，耦接於該第一P型電晶體之該第二端、該第二P型電晶體之該第二端、該第二N型電晶體之該第一端及該第四N型電晶體之該第一端，該偏壓電流交換電路用以將流經該第一P型電晶體的部分電流導入該第四N型電晶體，並將流經該第二P型電晶體的部分電流導入該第二N型電晶體；一第五N型電晶體，具有一第一端用以輸出一正輸出訊號，一第二端耦接於該第一N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收 一第一偏壓以穩定流經該第五N型電晶體之一第二偏壓電流；及一第六N型電晶體，具有一第一端用以輸出一負輸出訊號，一第二端耦接於該第三N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收該第一偏壓以穩定流經該第六N型電晶體之一第三偏壓電流。
2. 如請求項1所述之線性放大電路，其中該偏壓電流交換電路包含：一第七N型電晶體，具有一第一端耦接於該第二P型電晶體之該第二端，一第二端，及一控制端用以接收一第二偏壓；一第八N型電晶體，具有一第一端耦接於該第二P型電晶體之該第二端，一第二端耦接於該第二N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收該第二偏壓；一第九N型電晶體，具有一第一端耦接於該第七N型電晶體之該第二端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端用以接收一第三偏壓；一第十N型電晶體，具有一第一端耦接於該第一P型電晶體之該第二端，一第二端，及一控制端用以接收該第二偏壓；一第十一N型電晶體，具有一第一端耦接於該第一P型電晶體之該第二端，一第二端耦接於該第四N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收該第二偏壓；及一第十二N型電晶體，具有一第一端耦接於該第十N型電晶體之該第二端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端用以接收該第三偏壓。
3. 如請求項1所述之線性放大電路，其中該運算轉導放大器另包含：一第三P型電晶體，具有一第一端耦接於該第一偏壓電流源，一第二端耦接 於該第一N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收該正輸入訊號；及一第四P型電晶體，具有一第一端耦接於該第一偏壓電流源，一第二端耦接於該第三N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收該負輸入訊號。
4. 如請求項3所述之線性放大電路，其中該第三P型電晶體、該第一P型電晶體、該第四P型電晶體及該第二P型電晶體的閘極寬長比實質上相同，該第一N型電晶體的閘極寬長比大於該第二N型電晶體的閘極寬長比，該第三N型電晶體的閘極寬長比大於該第四N型電晶體的閘極寬長比，該第一N型電晶體及該第三N型電晶體的閘極寬長比實質上相同，及該第二N型電晶體及該第四N型電晶體的閘極寬長比實質上相同。
5. 如請求項3所述之線性放大電路，其中該第一偏壓電流源包含：一第五P型電晶體，具有一第一端用以接收一系統高電壓，一第二端耦接於該第一P型電晶體之該第一端、該第二P型電晶體之該第一端、該第三P型電晶體之該第一端及該第四P型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收一第四偏壓。
6. 如請求項1所述之線性放大電路，其中該運算轉導放大器另包含一第二偏壓電流源，耦接於該第五N型電晶體之該第一端及該第六N型電晶體之該第一端，用以提供該第二偏壓電流及該第三偏壓電流，該第二偏壓電流源包含：一第八P型電晶體，具有一第一端用以接收一系統高電壓，一第二端，及一控制端經由一第一電阻耦接至該第五N型電晶體之該第一端及經由一 第二電阻耦接至該第六N型電晶體之該第一端；一第九P型電晶體，具有一第一端耦接於該第八P型電晶體之該第二端，一第二端耦接於該第五N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收一第五偏壓；一第十P型電晶體，具有一第一端用以接收該系統高電壓，一第二端，及一控制端耦接於該第八P型電晶體之該控制端；及一第十一P型電晶體，具有一第一端耦接於該第十P型電晶體之該第二端，一第二端耦接於該第六N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收該第五偏壓。
7. 如請求項1所述之線性放大電路，另包含一差動單端訊號轉換器，耦接於該第五N型電晶體之該第一端及該第六N型電晶體之該第一端，用以將該正輸出訊號及該負輸出訊號轉換成一單端輸出訊號，該差動單端訊號轉換器包含：一第六P型電晶體，具有一第一端用以接收一系統高電壓，一第二端用以輸出該單端輸出訊號，及一控制端耦接於該第五N型電晶體之該第一端以接收該正輸出訊號；一第七P型電晶體，具有一第一端耦接於該系統高電壓，一第二端，及一控制端耦接於該第六N型電晶體之該第一端以接收該負輸出訊號；一第十三N型電晶體，具有一第一端耦接於該第六P型電晶體之該第二端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第七P型電晶體之該第二端；及一第十四N型電晶體，具有一第一端耦接於該第七P型電晶體之該第二端並經由一電阻電容電路耦接至該第七P型電晶體之該控制端，一第二端用 以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第七P型電晶體之該第二端。
8. 一種封包追蹤裝置，包含：一線性放大電路，包含：一運算轉導放大器(operational transconductance amplifier，OTP)，包含：一第一偏壓電流源，用以提供一第一偏壓電流；一第一P型電晶體，具有一第一端耦接於該第一偏壓電流源，一第二端，及一控制端用以接收一輸入訊號；一第二P型電晶體，具有一第一端耦接於該第一偏壓電流源，一第二端，及一控制端用以接收一回授訊號；一第一N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第二P型電晶體之該第二端；一第二N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第二P型電晶體之該第二端；一第三N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第一P型電晶體之該第二端；一第四N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第一P型電晶體之該第二端；一偏壓電流交換電路，耦接於該第一P型電晶體之該第二端、該第二P型電晶體之該第二端、該第二N型電晶體之該第一端及該第四N型電晶體之該第一端，該偏壓電流交換電路用以將流經該第一P型電晶體的部分電流導入該第四N型電晶體，並將流經該第二P型電晶體的部分電流導入該第二 N型電晶體；一第五N型電晶體，具有一第一端用以輸出一正輸出訊號，一第二端耦接於該第一N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收一第一偏壓以穩定流經該第五N型電晶體之一第二偏壓電流；一第六N型電晶體，具有一第一端用以輸出一負輸出訊號，一第二端耦接於該第三N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收該第一偏壓以穩定流經該第六N型電晶體之一第三偏壓電流；及一第二偏壓電流源，耦接於該第五N型電晶體之該第一端及該第六N型電晶體之該第一端，用以提供該第二偏壓電流及該第三偏壓電流；及一差動單端訊號轉換器，耦接於該第五N型電晶體之該第一端及該第六N型電晶體之該第一端，用以將該正輸出訊號及該負輸出訊號轉換成一單端輸出訊號；一回授元件，耦接於該差動單端訊號轉換器及該第二P型電晶體之該控制端，該回授元件用以接收並根據該單端輸出訊號產生該回授訊號以輸入至該第二P型電晶體之該控制端；一複製緩衝器，耦接於該差動單端訊號轉換器，用以複製該單端輸出訊號以輸出一緩衝輸出訊號，該單端輸出訊號及該緩衝輸出訊號為實質上相同的兩個訊號；一磁滯比較器(hysteretic comparator)，耦接於該複製緩衝器，用以根據該緩衝輸出訊號的電壓變化量輸出一控制訊號；及一降壓轉換器(buck converter)，用以根據該控制訊號調整該封包追蹤裝置的 一輸出電流。
9. 如請求項8所述之封包追蹤裝置，另包含一防擊穿電路耦接於該磁滯比較器及該降壓轉換器之間，用以避免該降壓轉換器內部的電晶體意外地同時導通導致漏電流。
10. 如請求項8所述之封包追蹤裝置，其中：該差動單端訊號轉換器包含：一第六P型電晶體，具有一第一端用以接收一系統高電壓，一第二端用以輸出該單端輸出訊號，及一控制端耦接於該第五N型電晶體之該第一端以接收該正輸出訊號；一第七P型電晶體，具有一第一端耦接於該系統高電壓，一第二端，及一控制端耦接於該第六N型電晶體之該第一端以接收該負輸出訊號；一第十三N型電晶體，具有一第一端耦接於該第六P型電晶體之該第二端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第七P型電晶體之該第二端；及一第十四N型電晶體，具有一第一端耦接於該第七P型電晶體之該第二端並經由一電阻電容電路耦接至該第七P型電晶體之該控制端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第七P型電晶體之該第二端；及該複製緩衝器包含：一第十二P型電晶體，具有一第一端用以接收該系統高電壓，一第二端用以輸出該複製緩衝訊號，及一控制端耦接於該第六P型電晶體之 該控制端；及一第十五N型電晶體，具有一第一端耦接於該第十二P型電晶體之該第二端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第十三N型電晶體之該第二端。
11. 一種封包追蹤功率放大器，包含：一封包追蹤裝置，包含：一線性放大電路，包含：一運算轉導放大器(operational transconductance amplifier，OTP)，包含：一第一偏壓電流源，用以提供一第一偏壓電流；一第一P型電晶體，具有一第一端耦接於該第一偏壓電流源，一第二端，及一控制端用以接收一輸入訊號；一第二P型電晶體，具有一第一端耦接於該第一偏壓電流源，一第二端，及一控制端用以接收一回授訊號；一第一N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第二P型電晶體之該第二端；一第二N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第二P型電晶體之該第二端；一第三N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第一P型電晶體之該第二端； 一第四N型電晶體，具有一第一端，一第二端用以接收該系統低電壓，及一控制端耦接於該第一P型電晶體之該第二端；一偏壓電流交換電路，耦接於該第一P型電晶體之該第二端、該第二P型電晶體之該第二端、該第二N型電晶體之該第一端及該第四N型電晶體之該第一端，該偏壓電流交換電路用以將流經該第一P型電晶體的部分電流導入該第四N型電晶體，並將流經該第二P型電晶體的部分電流導入該第二N型電晶體；一第五N型電晶體，具有一第一端用以輸出一正輸出訊號，一第二端耦接於該第一N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收一第一偏壓以穩定流經該第五N型電晶體之一第二偏壓電流；一第六N型電晶體，具有一第一端用以輸出一負輸出訊號，一第二端耦接於該第三N型電晶體之該第一端，及一控制端用以接收該第一偏壓以穩定流經該第六N型電晶體之一第三偏壓電流；及一第二偏壓電流源，耦接於該第五N型電晶體之該第一端及該第六N型電晶體之該第一端，用以提供該第二偏壓電流及該第三偏壓電流；及一差動單端訊號轉換器，耦接於該第五N型電晶體之該第一端及該第六N型電晶體之該第一端，用以將該正輸出訊號及該負輸出訊號轉換成一單端輸出訊號；一回授元件，耦接於該差動單端訊號轉換器及該第二P型電晶體之該控 制端，該回授元件用以接收並根據該單端輸出訊號產生該回授訊號以輸入至該第二P型電晶體之該控制端；一複製緩衝器，耦接於該差動單端訊號轉換器，用以複製該單端輸出訊號以輸出一緩衝輸出訊號，該單端輸出訊號及該緩衝輸出訊號為實質上相同的兩個訊號；一磁滯比較器(hysteretic comparator)，耦接於該複製緩衝器，用以根據該緩衝輸出訊號的電壓變化量輸出一控制訊號；及一降壓轉換器(buck converter)，用以根據該控制訊號調整該封包追蹤裝置的一輸出電流；及一功率放大器，耦接於該線性放大電路，用以接收該單端輸出訊號作為電源供應以放大一高頻訊號。