專利名稱：在無(wú)線通信裝置中使用的集成功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及功率放大電路，更具體地講，涉及在無(wú)線通信裝置(例如，移動(dòng)裝置)中使用的集成功率放大器。
背景技術(shù)：
移動(dòng)手持設(shè)備中的功率放大器通常是獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)樵谟糜谑Ｓ嗟耐ㄐ烹娐返牡统杀綜MOS工藝(或結(jié)構(gòu))中，難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率、高效率和高線性。由于在移動(dòng)手持設(shè)備中功率放大器對(duì)電池功率消耗很大，因此，在典型操作所需的不同功率水平，在電路中功率放大器的效率應(yīng)該被最大化。然而，通常，單一路徑的功率放大器為了增加的效率而犧牲線性，并且僅在峰值輸出水平被認(rèn)為有效率。相反，杜赫提(Doherty)放大器結(jié)構(gòu)(這里也被簡(jiǎn)稱為"Doherty放大器")通過(guò)動(dòng)態(tài)改變被該放大器的部分認(rèn)出的負(fù)載，在比最大輸出功率低的水平允許增加的效率。 Doherty放大器包括主(載波)放大器，該主放大器與一個(gè)或多個(gè)輔助(峰值)放大器被并行地布置。在Doherty放大器的操作中，調(diào)制的負(fù)載迫使載波放大器盡快達(dá)到其最大電壓擺動(dòng)，從而導(dǎo)致更大的效率。峰值放大器隨著到Doherty放大器的輸入電平上升而逐漸開(kāi)啟。在主路徑的輸出的四分之一波變換器(quarter wave transformer)防止載波放大器的電壓擺動(dòng)變得太大。因此，沒(méi)有犧牲線性地保持了效率。 圖1示出Doherty放大器的一般構(gòu)造，該Doherty放大器包括并行的載波放大器101和峰值放大器102。如圖1所示，功率分配器105在各個(gè)路徑之間均勻地劃分功率，同時(shí)，四分之一波變換器103用于協(xié)助對(duì)載波放大器101負(fù)載阻抗進(jìn)行調(diào)制。為了均衡路徑延遲，另外的四分之一波變換器104被布置在峰值放大器102之前。 —般通過(guò)偏置晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)Doherty放大器結(jié)構(gòu)中的峰值放大器的逐漸"開(kāi)啟"，從而偏置晶體管在閾值電壓電平之下運(yùn)行，以使合適的電流流過(guò)，偏置點(diǎn)被為C級(jí)。由于C級(jí)放大器的減小的導(dǎo)通角，C級(jí)放大器貢獻(xiàn)了大量的非線性。在典型的非線性工藝(或結(jié)構(gòu))(例如，C0MS)中，由于在現(xiàn)代無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格的線性和功率需求，放大器的這種非線性操作是不允許的。此外，通過(guò)在過(guò)低的輸入功率下調(diào)制負(fù)載并因此防止載波放大器達(dá)到最大電壓擺動(dòng)，更高的偏置點(diǎn)降低了 Doherty放大器的效率。因此，自適應(yīng)偏置的概念是在低于最大輸出功率水平的輸出功率水平(該水平通常被稱為退避(back-off)水平)下不犧牲當(dāng)前的消耗或效率的情況下，來(lái)提高線性的有吸引力的方式。
異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)統(tǒng)治了功率放大器市場(chǎng)。當(dāng)輸入功率由于溫度效應(yīng)增加時(shí)，雙極結(jié)晶體管中的自偏置效應(yīng)降低裝置的輸入阻抗。如在"用于移動(dòng)手持設(shè)備應(yīng)用的Doherty線性功率方文大器，，("Doherty Linear PowerAmplifiers for Mobile Handset
5Applications'', Kim et al. ， IEEE Proceedings ofAsia-Pacific Microwave Conference2006)中闡述的那樣，這種阻抗改變的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是存在采用動(dòng)態(tài)不平坦功率驅(qū)動(dòng)的可能性。在該拓?fù)湎?，如圖2所示，圖1示出的一般Doherty放大器構(gòu)造的體積大的功率分配器105從設(shè)計(jì)中被去除，并被另外的沿每條路徑的90度或大約90度線替換，以獲得這種效果的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)輸入功率增加時(shí)將更多的電流推送到更有效率的峰值放大器。盡管可以在犧牲效率的情況下以逐漸增加的偏置來(lái)模仿期望的效果，但是已經(jīng)顯示在CMOS晶體管中會(huì)發(fā)生相反的效果。如圖2所示，載波放大器201和峰值放大器202現(xiàn)在分別通過(guò)四分之一波變換器204和半波變換器205進(jìn)行操作。此外，如圖2所示，四分之一波變換器203在圖1中的載波放大器之后。 盡管不平坦功率驅(qū)動(dòng)在效率方面有吸引力，但是由于傳輸線不可行從而在蜂窩頻率上布局面積不能顯著減小，因此必須使用集總元件(lumpedelement)的等同物。通常，(例如，制作四分之一波變換器的)無(wú)源元件的匯集(collection)被稱為集總元件等效電路。此外，在CM0S工藝(或結(jié)構(gòu))中，線性問(wèn)題(complication)使得必須在犧牲期望的效率增益時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)不平坦功率驅(qū)動(dòng)不再有吸引力。在CM0S中的另一問(wèn)題是與主要的功率放大器技術(shù)相比低的擊穿電壓。該不足導(dǎo)致幾種拓?fù)溥x擇，尤其是不同的柵地陰地(cascode)結(jié)構(gòu)。通常，差分操作所必須的輸出和輸入平衡-不平衡變換器(bal皿)為大的片上結(jié)構(gòu)。除了兩個(gè)集總元件四分之一波變換器必須用于Doherty放大器操作，這些結(jié)構(gòu)的面積使得拓?fù)湎鄬?duì)于布局面積效率非常低。所需要的是一種能夠以非常小的性能犧牲來(lái)減小布局面積空間的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例可包括位于載波放大器的輸出的四分之一波變換器，以實(shí)現(xiàn)不平坦功率操作，但是峰值放大器路徑變換器元件可被設(shè)置在輸出側(cè)。該示例結(jié)構(gòu)影響輸出側(cè)所必須的低特性阻抗，以減小消耗的芯片布局面積的量。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，輸出側(cè)平衡-不平衡變換器和一個(gè)四分之一波變換器可被組合為一個(gè)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括彼此以180度或大約180度相位差的兩個(gè)四分之一波變換器，以進(jìn)一步收縮設(shè)計(jì)并減小需要的部件面積?；诮M件布置，實(shí)現(xiàn)正的和負(fù)的90度或大約90度相移的集總元件四分之一波變換器是可行的。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中使用的結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致以退避區(qū)域具有提高的效率和低靜止電流消耗的CMOS工藝的緊湊線性放大器。 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供一種功率放大器系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括載波放大器，該載波放大器在該載波放大器的輸入連接到第一四分之一波變換器；至少一個(gè)峰值放大器，與載波放大器并聯(lián)；第一差分組合結(jié)構(gòu)，其中，該第一差分組合結(jié)構(gòu)包括第一多個(gè)四分之一波變換器，所述第一多個(gè)四分之一波長(zhǎng)變換器被構(gòu)造為在相位上組合載波放大器的各個(gè)第一差分輸出，以產(chǎn)生第一單端輸出信號(hào)；第二差分組合結(jié)構(gòu)，其中，該第二差分組合結(jié)構(gòu)包括第二多個(gè)四分之一波變換器，所述第二多個(gè)四分之一波變換器被構(gòu)造為在相位上組合至少一個(gè)峰值放大器的各個(gè)第二差分輸出，以產(chǎn)生第二單端輸出信號(hào)，其中，所述第二多個(gè)四分之一波變換器被布置為提供由第一四分之一波變換器和所述第一多個(gè)四分之一波變換器提供的相同累積延遲和相移，從而第一單端輸出信號(hào)和第二單端輸出信號(hào)能夠同相組合，以提供總的輸出。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，提供一種功率放大器系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括單個(gè)載波放大器，其中，該單個(gè)載波放大器在該單個(gè)載波放大器的輸入連接到輸入四分之一波變換器；至少一個(gè)峰值放大器，與單個(gè)載波放大器并聯(lián)；第一差分組合結(jié)構(gòu)，其中，第一差分組合結(jié)構(gòu)包括第二四分之一波變換器和第三四分之一波變換器，第二四分之一波變換器和第三四分之一波變換器分別在一端連接到載波放大器的第一差分輸出中的對(duì)應(yīng)的第一差分輸出，在另一端彼此連接，以形成第一單端輸出。其中，第二四分之一波變換器和第三四分之一波變換器彼此以180度的相位差操作；第二差分組合結(jié)構(gòu)，其中，第二差分組合結(jié)構(gòu)包括第一路徑和第二路徑，第一路徑包括串聯(lián)的兩個(gè)輸出四分之一波變換器，第二路徑包括串聯(lián)的兩個(gè)輸出四分之一波變換器，其中，第一路徑和第二路徑兩者中的兩個(gè)四分之一波變換器中的第一個(gè)彼此以180度的相位差操作，其中，第一路徑和第二路徑兩者中的兩個(gè)四分之一波變換器中的第二個(gè)與輸入四分之一波變換器的相位相同，其中，至少一個(gè)峰值放大器的各個(gè)第二差分輸出被分別設(shè)置為第一路徑和第二路徑的輸出，其中，來(lái)自第一路徑和第二路徑的輸出被組合，以產(chǎn)生第二單端信號(hào)，其中，第一單端信號(hào)和第二單端信號(hào)被同相組合，以產(chǎn)生總的輸出信號(hào)。 根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，提供一種功率放大器系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括載波放大器，該載波放大器被構(gòu)造為接收第一輸入信號(hào)并產(chǎn)生第一差分輸出，其中，第一差分輸出被第一多個(gè)第一四分之一波變換器和第一失配補(bǔ)償塊處理，以產(chǎn)生第一單端輸出信號(hào)。所述系統(tǒng)還可包括至少一個(gè)峰值放大器，被布置為與載波放大器并聯(lián)，其中，至少一個(gè)峰值放大器被構(gòu)造為接收第二輸入信號(hào)，并產(chǎn)生第二差分輸出，其中，第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)至少部分地從相同的總的單端輸入信號(hào)獲取，其中，第二差分輸出被第二多個(gè)第二四分之一波變換器和第二失配補(bǔ)償塊處理，以產(chǎn)生第二單端輸出信號(hào)，其中，第一多個(gè)第一四分之一波變換器相對(duì)于第二多個(gè)第二四分之一波變換器被構(gòu)造，從而第一單端輸出信號(hào)和第二單端輸出信號(hào)被同相組合，以產(chǎn)生總的單端輸出信號(hào)。


已經(jīng)總體上描述了本發(fā)明，現(xiàn)在將結(jié)合附圖(沒(méi)有必要按比例繪制)進(jìn)行描述，其中 圖1示出Doherty放大器的一般構(gòu)造的框 圖2示出動(dòng)態(tài)不平坦Doherty線性功率放大器； 圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的集成功率放大器系統(tǒng)的示例框 圖4示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器的示例電路 圖5示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器的示例電路 圖6示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的集成功率放大器系統(tǒng)的組件級(jí)別示意 圖7示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的集成功率放大器系統(tǒng)的另一的組件級(jí)別示意圖，其中，另外的組件被添加以補(bǔ)償由于組件不匹配導(dǎo)致的操作的帶的缺口；
圖8示出在2GHz實(shí)現(xiàn)中的傳統(tǒng)的載波路徑輸出結(jié)構(gòu)與根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的在2GHz實(shí)現(xiàn)中的示例載波路徑輸出結(jié)構(gòu)的并列比較； 圖9示出在2GHz實(shí)現(xiàn)中的傳統(tǒng)的峰值路徑輸出結(jié)構(gòu)與根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的在2GHz實(shí)現(xiàn)中的示例峰值路徑輸出結(jié)構(gòu)的并列比較；
圖10示出在2GHz的功率分配器的示例布局，該功率分配器包含用于本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的Wilkinson (威爾金森)功率分配器的一個(gè)實(shí)例實(shí)現(xiàn)所必須的基本結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中，一些但不是所有的實(shí)施例在附圖中示出。事實(shí)上，這些發(fā)明可以以許多不同的形式被實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)被解釋為限于在此闡述的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例從而本公開(kāi)將滿足適用的法律要求。相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。 本發(fā)明的示例性實(shí)施例可涉及移動(dòng)裝置(例如，移動(dòng)電話、收音機(jī)、尋呼機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理裝置等)的集成功率放大器，其具有提高的效率和線性特性，同時(shí)對(duì)電路尺寸的影響很小和/或消耗的集成布局面積減小。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，在標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝中被設(shè)計(jì)用于蜂窩帶頻率的集成功率放大器減小和/或最小化采用具有動(dòng)態(tài)不平坦功率驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)Doherty放大器所必須的布局面積，同時(shí)提供差分組合和自適應(yīng)偏置的晶體管。這里描述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例利用的集總元件四分之一波變換器的屬性來(lái)實(shí)現(xiàn)改善的功率放大器電路，該電路可通過(guò)無(wú)源元件的匯集來(lái)提供。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，通過(guò)補(bǔ)充的集總元件結(jié)構(gòu)的特定布置，示例Doherty功率放大器結(jié)構(gòu)可被提供為緊湊的結(jié)構(gòu)，該緊湊的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下面的一個(gè)或多個(gè)方面在降低的傳輸功率水平，電流消耗減??；在典型的傳輸功率水平，效率提高；在最大傳輸功率水平，線性特性提高。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可通過(guò)提供具有另外的節(jié)省的緊湊方案來(lái)降低功率放大器的整體成本，其中，如果該功率放大器在提供與移動(dòng)裝置電路的進(jìn)一步集成的工藝下被制造，則該另外的節(jié)省的緊湊方案是可行的。 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可存在一種功率放大器系統(tǒng)，該功率放大器系統(tǒng)包括單個(gè)載波放大器，其中，該單個(gè)載波放大器在載波放大器的輸入連接到四分之一波變換器；與該單個(gè)載波放大器并聯(lián)的至少一個(gè)峰值放大器。功率放大器系統(tǒng)包括第一差分組合結(jié)構(gòu)，其中，第一差分組合結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)集總元件四分之一波變換器，以180度或大約180度的相位差分別連接到載波放大器的差分輸出的一端和另一端，以形成單端輸出。功率放大器系統(tǒng)還包括第二差分組合結(jié)構(gòu)，其中，第二差分組合結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)集總元件四分之一波變換器，這兩個(gè)集總元件四分之一波變換器彼此以180度或大約180度相位差在一端分別連接到峰值放大器的差分輸出，并且在另一端連接到兩個(gè)獨(dú)立但相位相同的集總元件四分之一波變換器。這兩個(gè)相位相同的集總元件四分之一波變換器順序地彼此連接，并連接到單端輸出。 圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的集成功率放大器系統(tǒng)300的示例框圖。圖3的示例系統(tǒng)300可包括差分載波放大器301 ;—個(gè)差分峰值放大器或多個(gè)并聯(lián)的差分峰值放大器302。負(fù)轉(zhuǎn)變(shift)四分之一波變換器303可在載波放大器301的輸入之前。
載波放大器301的差分輸出可被設(shè)置為第一差分組合結(jié)構(gòu)。第一差分組合結(jié)構(gòu)可包括沿第一路徑的正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器304和沿第二路徑的負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器305。具體地，載波放大器301的第一差分輸出可通過(guò)正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器304的第一端被接收，載波放大器301的第二差分輸出可通過(guò)負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器305的第一端被接收。正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器304和負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器305可成對(duì)，并可具有相同的延遲，以同時(shí)加載調(diào)制并組合載波放大器301的差分輸出。變換器304和305的輸出可以同相組合，以提供第一差分組合結(jié)構(gòu)的單端輸出信號(hào)。為此，變換器304和305的第二端可連接在一起。應(yīng)該理解，正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器304和負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器305可以以彼此180度或大約180度的相位差操作。實(shí)際上，該結(jié)果是由于正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器304提供正的90度或大約90度相移，而負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器305提供負(fù)的90度或大約90度相移。類似地，變換器304和305可提供相同的延遲，從而變換器304和305的輸出可以同相組合，以提供第一差分組合結(jié)構(gòu)的單端輸出信號(hào)。
類似地，峰值放大器302的差分輸出可被設(shè)置為第二差分組合結(jié)構(gòu)。第二差分組合結(jié)構(gòu)可包括沿第一路徑的正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器306和負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器308 ;沿第二路徑的負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器307和309。具體地，峰值放大器302的第一差分輸出可以通過(guò)正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器306的第一端被接收，正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器306在其第二端與負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器308的第一端串聯(lián)。峰值放大器302的第二差分輸出可通過(guò)負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器307的第一端被接收，負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器307的在其第二端與負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器309的第一端串聯(lián)。正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器306和負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器307可以成對(duì)，并且可以具有相同的延遲，以同時(shí)組合峰值差分輸出。此外，具有相同延遲的兩個(gè)負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器308和309可在各自的第一端分別連接到變換器306和307的各自的第二端，以均衡(與載波放大器301 —起使用的變換器303 、304和305的)相移和路徑延遲。(第一路徑的)變換器308和(第二路徑的)變換器309可以同相組合，以提供第二差分組合結(jié)構(gòu)的單端輸出信號(hào)。為此，變換器308和309的第二端連接在一起。在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，四分之一波變換器306和307可在具有各自的四分之一波變換器308和309的位置被切換。在不脫離本發(fā)明的示例性實(shí)施例的情況下，本發(fā)明的另外的實(shí)施例可包括針對(duì)負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器303、308和308使用正轉(zhuǎn)變變換器。本發(fā)明的另外的示例性實(shí)施例可包括變換器308和309之一，其中，兩個(gè)結(jié)構(gòu)被組合為一個(gè)負(fù)轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)，不必限于包括無(wú)源元件，對(duì)于無(wú)源元件，相移可基本大于或小于90度，以補(bǔ)償多個(gè)性能問(wèn)題，但不限于載波路徑和輸出功率泄漏到峰值路徑的相位不均衡。
應(yīng)該理解，正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器306和負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器307可彼此具有180度或大約180度的相位差。實(shí)際上，該結(jié)果是由于正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器306提供正的90度或大約90度相移，而負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器307提供負(fù)的90度或大約90度相移。另一方面，由于變換器308和309可各自提供負(fù)的90度相移，因此負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一變換器308和309可以相位等效。類似地，沿第一路徑的變換器306和308提供的延遲可與變換器307和309提供的延遲相等，從而變換器304和305的輸出可以同相組合，以提供第二差分組合結(jié)構(gòu)的單端輸出信號(hào)。 應(yīng)該理解，由第二差分組合結(jié)構(gòu)提供的累積延遲和相移可以與由變換器303結(jié)合第一差分組合結(jié)構(gòu)提供的延遲和相移相同。因此，第一差分組合結(jié)構(gòu)的單端輸出信號(hào)可以與第二差分組合結(jié)構(gòu)的單端輸出信號(hào)同相組合，以提供可作為總的輸入的單端輸入信號(hào)In的放大形式的總的單端輸出信號(hào)Out。 應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，存在圖3的多個(gè)示例變形。根據(jù)示例變形，輸入變換器303可以是正轉(zhuǎn)變四分之一變換器。在此情況下，可被用于均衡輸入變換器303提供的相移和延遲的輸出變換器308和309同樣可以為正轉(zhuǎn)變四分之一變換器。同樣地，如前面所討論的，由于變換器306和308串聯(lián)，因此在不脫離本發(fā)明的示例性實(shí)施例的情況下，變換器306和308的位置可以交換。類似的，由于變換器307和309也串聯(lián)，因此在不脫離本發(fā)明的示例性實(shí)施例的情況下，它們的位置可以交換。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，可在負(fù)轉(zhuǎn)變構(gòu)造中優(yōu)選使用并聯(lián)電感器，以影響結(jié)合線的電感，從而通過(guò)減小在芯片上必須提供的電感量來(lái)減小功率放大器芯片的布局面積。在另一可選變形中，可省略輸入變換器303，可簡(jiǎn)單地設(shè)置任意轉(zhuǎn)變或阻抗變換來(lái)在輸入與一個(gè)或多個(gè)組件(例如，平衡-不平衡變換器(bal皿)、匹配網(wǎng)絡(luò)。放大器301/302)組合。在這樣的一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一差分組合結(jié)構(gòu)和第二差分組合結(jié)構(gòu)可被構(gòu)造為彼此相關(guān)，從而第一單端輸出信號(hào)和第二單端輸出信號(hào)可被同相組合，以產(chǎn)生可作為總的輸入的單端輸入信號(hào)In的放大形式的總的單端輸出信號(hào)Out。 圖4和圖5示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的單電感器集總元件等效電路的兩個(gè)示例。圖4和圖5示出的集總元件等效電路都是制作四分之一波變換器的無(wú)源元件的匯集。更具體地，圖4示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器的示例電路圖。如圖4所示，負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器可包括T結(jié)構(gòu)的電容器402和406以及電感器404。電容器402和406可彼此串聯(lián)，電感器404的第一端可連接在電容器402和406之間，電感器404的第二端可接地。圖5示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器的示例電路圖。如圖5所示，正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器可包括Ji結(jié)構(gòu)的電容器502和506以及電感器504。電感器504的第一端可連接到電容器502，電感器的第二端可連接到電容器506。電容器502和506的剩余端可接地。 圖6示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的示例性組件級(jí)別示意圖。如圖6的示例性實(shí)施例所示，存在主放大塊601，其可以代表載波放大器。同樣，存在輔助放大塊602，其可以代表峰值放大器。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，主放大塊601和輔助放大塊602可包括差分柵地陰地CMOS晶體管。 如圖6所示，可沿朝向主放大塊601的輸入的第一信號(hào)路徑和沿朝向輔助放大塊602的輸入的第二信號(hào)路徑來(lái)提供單端輸入信號(hào)In(例如，RF輸入信號(hào))。在第一信號(hào)路徑中，負(fù)轉(zhuǎn)變集總元件四分之一變換器塊603可在主放大電路601之前?？蓪⑾嘁茊味诵盘?hào)從塊603提供到輸入平衡_不平衡變換器(bal皿)塊605。輸入平衡-不平衡變換器塊605可用于將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。更具體地，輸入平衡_不平衡變換器塊605可包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈以及用于功率匹配的可選的一個(gè)或多個(gè)附加元件(例如，電阻器、電容器、電感器等)。初級(jí)線圈的第一端可作為輸入從塊603接收相移單端信號(hào)。初級(jí)線圈的第二端可接地。次級(jí)線圈可感應(yīng)地結(jié)合到初級(jí)線圈，次級(jí)線圈的兩個(gè)端可用作產(chǎn)生的差分信號(hào)的輸出，產(chǎn)生的差分信號(hào)被主放大塊601接收。在主放大塊601包括諸如具有柵極、源極和漏極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的晶體管的情況下，次級(jí)線圈的端可連接到各個(gè)FET的各個(gè)柵極。 可選地，如果使用具有基極、發(fā)射極和集電極的雙極結(jié)晶體管(BJT)(或其他異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)來(lái)代替FET，則次級(jí)線圈的端可連接到各個(gè)BJT的各個(gè)基極。應(yīng)該理解，通常位于虛地的次級(jí)線圈的中心抽頭端口 (center t即port)也可連接到用于偏置柵極(或基極)的電壓源?？赏ㄟ^(guò)塊607來(lái)提供另外的柵極(或基極)偏置，塊607可包括電壓源和偏置電阻器。應(yīng)該理解，各種自適應(yīng)偏置方法可用于偏置柵極(或基極)，如類似于在 名稱為"差分功率放大器的自適應(yīng)偏置電路的系統(tǒng)和方法"(SYSTEMS AND METHODSFOR AN ADAPTIVE BIAS CIRCUIT FOR A DIFFERENTIAL POWERAMPLIFIER) 、2009年11月17日提交 的第12/620， 462號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)所描述的，該專利申請(qǐng)通過(guò)參考合并于此。自適應(yīng)偏置可 用于在同時(shí)減小放大器(即，放大塊601)的等效輸入電阻的同時(shí)，在低功率水平最小化靜 態(tài)電流。如果需要，可通過(guò)匹配塊609來(lái)完成主放大塊601的漏極(或集電極)偏置和輸 出匹配，匹配塊609可包括示出的電感器和電容器連同電壓源的組合。主放大塊601的漏 極(或集電極)偏置和輸出匹配可被設(shè)計(jì)為優(yōu)化退避效率。 主放大塊601的差分輸出可被提供到包括四分之一波變換器611和613的第一差 分組合結(jié)構(gòu)，該組合結(jié)構(gòu)提供如這里所描述的合適的延遲以及正四分之一波長(zhǎng)相移或負(fù)四 分之一波長(zhǎng)相移。更具體地，主放大塊601的第一差分輸出被提供給正轉(zhuǎn)變集總元件等效 四分之一波變換器611，主放大塊601的第二差分輸出被提供給負(fù)轉(zhuǎn)變集總元件等效四分 之一波變換器613。四分之一波變換器611和613的輸出可被組合或求和，以產(chǎn)生第一差分 組合結(jié)構(gòu)的單端第一輸出信號(hào)。 如上所述，可沿朝向輔助放大塊602的輸入的第二信號(hào)路徑來(lái)提供單端輸入信號(hào) In。沿著該第二信號(hào)路徑，可通過(guò)輸入平衡-不平衡變換器塊604接收單端輸入信號(hào)In。輸 入平衡_不平衡變換器塊604可用于將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。更具體地，輸入平衡_不 平衡變換器塊604可包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈以及用于功率匹配的可選的一個(gè)或多個(gè)附 加元件(例如，電阻器、電容器、電感器等)。初級(jí)線圈的第一端可作為輸入接收單端輸入信 號(hào)In，初級(jí)線圈的第二端可接地。次級(jí)線圈可感應(yīng)地結(jié)合到初級(jí)線圈，次級(jí)線圈的兩個(gè)端可 用作產(chǎn)生的差分信號(hào)的輸出，產(chǎn)生的差分信號(hào)被輔助放大塊602接收。在主放大塊602包 括諸如具有柵極、源極和漏極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的情況下，次級(jí)線圈的端可連接到各 個(gè)FET的各個(gè)柵極?？蛇x地，如果使用具有基極、發(fā)射極和集電極的雙極結(jié)晶體管(BJT)來(lái) 代替FET，則次級(jí)線圈的端可連接到各個(gè)BJT的各個(gè)基極。應(yīng)該理解，通常位于虛地的次級(jí) 線圈的中心抽頭端口也可連接到用于偏置柵極(或基極)的電壓源?？赏ㄟ^(guò)塊606來(lái)提供 另外的柵極(或基極)偏置，塊606可包括電壓源和偏置電阻器。應(yīng)該理解，類似于這里描 述的，各種自適應(yīng)偏置方法可用于偏置柵極(或基極)。自適應(yīng)偏置可用于在同時(shí)減小放大 器(即，放大塊602)的等效輸入電阻的同時(shí)，在低功率水平最小化靜態(tài)電流。如果需要，可 通過(guò)匹配塊608來(lái)完成輔助放大塊602的漏極(或集電極)偏置和輸出匹配，匹配塊608 可包括示出的電感器和電容器連同電壓源的組合。輔助放大塊602的漏極(或集電極)偏 置和輸出匹配可被設(shè)計(jì)為最小化從載波放大器到一個(gè)或多個(gè)峰值放大器的輸出的泄漏。
輔助放大塊602的差分輸出可被提供到包括四分之一波變換器610、612、614和 616的第二差分組合結(jié)構(gòu)，該組合結(jié)構(gòu)提供如這里所描述的合適的延遲以及正四分之一波 長(zhǎng)相移或負(fù)四分之一波長(zhǎng)相移。更具體地，輔助放大塊602的第一差分輸出被提供給正轉(zhuǎn) 變集總元件等效四分之一波變換器610，四分之一波變換器610串聯(lián)到負(fù)轉(zhuǎn)變集總元件等 效四分之一波變換器614。另一方面，輔助放大塊602的第二差分輸出被提供給負(fù)轉(zhuǎn)變集總 元件等效四分之一波變換器612，四分之一波變換器612串聯(lián)到另一負(fù)轉(zhuǎn)變集總元件等效 四分之一波變換器616。四分之一波變換器614、616的輸出可被組合或求和，以產(chǎn)生第二差 分組合結(jié)構(gòu)的單端第二輸出信號(hào)。
然后，分別由第一差分組合結(jié)構(gòu)和第二差分組合結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的各個(gè)單端輸出信號(hào)可 被組合或求和，以產(chǎn)生總的單端輸出信號(hào)Out 615。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，可在輸出 615利用另外的匹配，輸入In可與前一放大級(jí)匹配。此外，合并到輸入平衡-不平衡變換器 塊604和605的輸入側(cè)匹配組件或方案(取決于輸入In的阻抗)可被設(shè)計(jì)為劃分各個(gè)放 大器之間的功率(主放大部分601/輔助放大部分602路徑與在每個(gè)路徑輸入得到的動(dòng)態(tài) 改變等效電阻成反比)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，當(dāng)輸入功率達(dá)到與放大器的最大線性 輸出相應(yīng)的水平時(shí)，這樣的輸入側(cè)匹配方案可提供理想的匹配。 圖7示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖6的示意圖的示例性變形。如圖6和圖7 所示，可同樣保留組件601-613。然而，圖6中的四分之一波變換器614和616可被單個(gè)四 分之一波變換器716代替，四分之一波變換器716可補(bǔ)償輸入四分之一波變換器603的任 何相位偏移。此外，可分別在四分之一波變換器610/612和611/613的輸出設(shè)置失配補(bǔ)償 塊714和715，以消除由于在四分之一波長(zhǎng)集總元件等效物中的任何組件(component)失配 導(dǎo)致的在操作的帶中固有的一個(gè)或多個(gè)缺口 (notch)。 仍參照?qǐng)D7，失配補(bǔ)償塊715可包括連接到四分之一波變換器611的電容器Cl和 連接到四分之一波變換器613的電容器C1。電容器C1、 C2的相反端可共同連接到電感器 Ll的第一端，電感器Ll的第二端可提供用于總的單端輸出信號(hào)Out 717的第一單端信號(hào)。 類似地，補(bǔ)償塊714可包括連接到四分之一波變換器610的電容器C3和連接到四分之一波 變換器612的電容器C4。電容器C3、C4的相反端可共同連接到電感器L2的第一端，電感器 L2的第二端可將第二單端信號(hào)提供給單個(gè)四分之一波變換器716的輸入。四分之一波變換 器716的輸出可提供用于總的單端輸出信號(hào)0ut 717的第二單端信號(hào)。實(shí)際上，通過(guò)連接 補(bǔ)償塊715(提供第一單端信號(hào))的輸出和四分之一波變換器716(提供第二單端信號(hào))的 輸出來(lái)獲得總的單端輸出信號(hào)0ut717。應(yīng)該理解，可選擇補(bǔ)償塊714和715的補(bǔ)償，從而在 組合中不影響由先前的四分之一波變換器產(chǎn)生的90度相移或阻抗變換。
還應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的示例性實(shí)施例的情況下，圖6或圖7的多種變形是 可行的。例如，另一變形可包括去除輸入四分之一波變換器603?？商娲?，可通過(guò)輸入平 衡_不平衡變換器塊605和/或放大塊601來(lái)提供四分之一波相移或阻抗變換，或者通過(guò) 輸入平衡_不平衡變換器塊605和/或放大塊601與輸入平衡_不平衡變換器塊604和輔 助放大塊602的組合來(lái)提供四分之一波相移或阻抗變換。 由于結(jié)構(gòu)尺寸隨性能和頻率改變，因此可能難以確定本發(fā)明的所有實(shí)施例中布局 節(jié)省的量，但是為了示出性目的，在圖8和圖9中示出了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與本發(fā)明示例性實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)之間的綜合(trade-off)。因此，本發(fā)明的示例性實(shí)施例可能的布局節(jié)省的一般特性在 圖8和圖9中示出。 圖8示出在2GHz實(shí)現(xiàn)中的傳統(tǒng)的載波路徑輸出結(jié)構(gòu)701與根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí) 施例的在2GHz實(shí)現(xiàn)中的示例載波路徑輸出結(jié)構(gòu)802的并列比較。如圖8所示，基于CMOS 工藝中的技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)801被示出為大于根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的至 少部分實(shí)現(xiàn)的新結(jié)構(gòu)802。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例，在802中的結(jié)構(gòu)可與組合的圖6的 塊611和613等效，或者可與組合的塊610和612同樣等效，塊610和612可在結(jié)構(gòu)上與塊 611和613基本相同。例如，圖8示出可與包括電容器Cl和C2以及電感器Ll的塊611等 效的正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器811。同樣，圖8還示出可與具有電容器C3和C4以及電感器
12L2的塊613等效的負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器813。 圖9示出在2GHz實(shí)現(xiàn)中的傳統(tǒng)的峰值路徑輸出結(jié)構(gòu)901與根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí) 施例的在2GHz實(shí)現(xiàn)中的示例峰值路徑輸出結(jié)構(gòu)902的并列比較。如圖9所示，基于CMOS 工藝中的技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)901被示出為小于根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的至 少部分的新示例結(jié)構(gòu)902。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例，在902中的結(jié)構(gòu)可與組合的圖6的 塊610、612、614和616等效。例如，圖9示出可與包括電容器Cl和C2以及電感器L1的塊 610等效的正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器910。此外，包括電容器C3和C4以及電感器L2的負(fù) 轉(zhuǎn)變四分之一波變換器912可與塊612等效。包括電容器C5和C6以及電感器L3的負(fù)轉(zhuǎn) 變四分之一波變換器914可與塊614等效。同樣，包括電容器C7和C8的負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一 波變換器916可與塊616等效。應(yīng)該理解，盡管結(jié)構(gòu)902可消耗比901中的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更多 的面積，但是結(jié)構(gòu)902提供了額外的好處，S卩，消除了對(duì)尺寸比902的尺寸大的功率分配器 的需要。 圖10示出在2GHz的功率分配器的示例布局，該功率分配器包含用于已知的 Wilkinson功率分配器的一個(gè)實(shí)例實(shí)現(xiàn)所必須的基本結(jié)構(gòu)。提供圖10以示出通過(guò)去除功率 分配器在本發(fā)明的不同實(shí)施例中節(jié)省的面積。這里沒(méi)有比較另外的結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)基 本相似，因此消耗基本相同的面積。 這里闡述的多個(gè)修改和本發(fā)明的其他實(shí)施例將會(huì)令這些發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員想起在前面的描述和附圖中示出的教導(dǎo)的好處。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于公開(kāi)的特 定實(shí)施例，修改和其他實(shí)施例意在包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管這里采用了特定的術(shù)語(yǔ)， 它們僅在一般和描述性意義上使用，而不是為了限制目的。
權(quán)利要求
一種功率放大器系統(tǒng)，包括載波放大器，該載波放大器在該載波放大器的輸入連接到第一四分之一波變換器；至少一個(gè)峰值放大器，與載波放大器并聯(lián)；第一差分組合結(jié)構(gòu)，其中，該第一差分組合結(jié)構(gòu)包括第一多個(gè)四分之一波變換器，所述第一多個(gè)四分之一波長(zhǎng)變換器被構(gòu)造為同相組合載波放大器的各個(gè)第一差分輸出，以產(chǎn)生第一單端輸出信號(hào)；第二差分組合結(jié)構(gòu)，其中，該第二差分組合結(jié)構(gòu)包括第二多個(gè)四分之一波變換器，所述第二多個(gè)四分之一波變換器被構(gòu)造為同相組合至少一個(gè)峰值放大器的各個(gè)第二差分輸出，以產(chǎn)生第二單端輸出信號(hào)，其中，所述第二多個(gè)四分之一波變換器被布置為提供由第一四分之一波變換器和所述第一多個(gè)四分之一波變換器提供的相同累積延遲和相移，從而第一單輸出端信號(hào)和第二單端輸出信號(hào)能夠同相組合，以提供總的輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，所述第一多個(gè)四分之一波變換器包括 分別具有各自的第一端和第二端的第二四分之一波變換器和第三四分之一波變換器，其 中，第二四分之一波變換器和第三四分之一波變換器彼此以180度的相位差操作，其中，第 二四分之一波變換器和第三四分之一波變換器各自的第一端分別連接到載波放大器的第 一差分輸出中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)第一差分輸出，其中，第二四分之一波變換器和第三四分之一 波變換器各自的第二端連接到一起，以產(chǎn)生第一單端輸出信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求2所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，所述第二多個(gè)四分之一波變換器包括分別具有各自的第一端和第二端的第四四分之 一波變換器、第五四分之一波變換器、第六四分之一波變換器和第七四分之一波變換器，其 中，第四四分之一波變換器和第五四分之一波變換器各自的第一端分別連接到至少一個(gè)峰 值放大器的第二差分輸出中的相應(yīng)的一個(gè)第二差分輸出，其中，第四四分之一波變換器的 第二端連接到第六四分之一波變換器的第一端，第五四分之一波變換器的第二端連接到第 七四分之一波變換器的第一端，其中，第六四分之一波變換器和第七四分之一波變換器的 第二端連接在一起，以產(chǎn)生第二單端輸出信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求2所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，第一四分之一波變換器、第三四分之一 波變換器、第五四分之一波變換器、第六四分之一波變換器和第七四分之一波變換器是負(fù) 轉(zhuǎn)變四分之一波變換器，其中，第二四分之一波變換器和第四四分之一波變換器是正轉(zhuǎn)變 四分之一波變換器。
5. 如權(quán)利要求3所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，(1)第四四分之一波變換器和第五四分 之一波變換器彼此以180度的相位差操作，第六四分之一波變換器和第七四分之一波變換 器相位相同；或者(2)第四四分之一波變換器和第五四分之一波變換器相位相同，第六四 分之一波變換器和第七四分之一波變換器彼此以180度的相位差操作。
6. 如權(quán)利要求1所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，所述第一多個(gè)四分之一波變換器和所 述第二多個(gè)四分之一波變換器中的每個(gè)四分之一波變換器包括以T結(jié)構(gòu)或Ji結(jié)構(gòu)布置的 集總元件。
7. 如權(quán)利要求l所述的功率放大器系統(tǒng)，還包括自適應(yīng)偏置結(jié)構(gòu)，為載波放大器或至少一個(gè)峰值放大器或者為載波放大器和至少一個(gè)峰值放大器二者提供自適應(yīng)輸入偏置，其中，自適應(yīng)輸入偏置被構(gòu)造為在減小載波放大器 或至少一個(gè)峰值放大器的等效輸入電阻的同時(shí)，在低功率水平最小化等效電流。
8. 如權(quán)利要求l所述的功率放大器系統(tǒng)，還包括第一匹配塊，設(shè)置在載波放大器與第一差分組合結(jié)構(gòu)之間，其中，第一匹配塊被構(gòu)造為 最大化載波放大器的退避效率；第二匹配塊，設(shè)置在至少一個(gè)峰值放大器與第二差分組合結(jié)構(gòu)之間，其中，第二匹配塊 被構(gòu)造為在至少一個(gè)峰值放大器為靜止或?qū)⒆钚」β侍峁┙o總的輸出時(shí)，最小化到總的 輸出的漏電流。
9. 如權(quán)利要求l所述的功率放大器系統(tǒng)，還包括第一平衡-不平衡變換器，位于第一四分之一波變換器與載波放大器之間，其中，第 一四分之一波變換器接收單端輸入信號(hào)，并將相移的單端輸入信號(hào)提供給第一平衡_不平 衡變換器，其中，第一平衡_不平衡變換器被構(gòu)造為將相移的單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一差分輸 入信號(hào)，以被載波放大器接收；第二平衡_不平衡變換器，其中，第二平衡_不平衡變換器被構(gòu)造為將單端輸入信號(hào) 轉(zhuǎn)換為第二差分輸出信號(hào)，以被至少一個(gè)峰值放大器接收。
10. 如權(quán)利要求10所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，第一平衡_不平衡變換器還包括第一 輸入側(cè)匹配組件，其中，第二平衡_不平衡變換器還包括第二輸入側(cè)匹配組件，第一輸入側(cè) 匹配組件和第二輸入側(cè)匹配組件用于匹配與單端輸入信號(hào)相關(guān)的阻抗。
11. 一種功率放大器系統(tǒng)，包括單個(gè)載波放大器，其中，該單個(gè)載波放大器在該單個(gè)載波放大器的輸入連接到第一四 分之一波變換器；至少一個(gè)峰值放大器，與單個(gè)載波放大器并聯(lián)；第一差分組合結(jié)構(gòu)，其中，第一差分組合結(jié)構(gòu)包括第二四分之一波變換器和第三四分 之一波變換器，第二四分之一波變換器和第三四分之一波變換器分別在一端連接到載波放 大器的第一差分輸出中的對(duì)應(yīng)的第一差分輸出，在另一端彼此連接，以形成第一單端輸出 信號(hào)，其中，第二四分之一波變換器和第三四分之一波變換器彼此以180度的相位差操作；第二差分組合結(jié)構(gòu)，其中，第二差分組合結(jié)構(gòu)包括第一路徑和第二路徑，第一路徑包 括串聯(lián)的兩個(gè)輸出四分之一波變換器，第二路徑包括串聯(lián)的兩個(gè)輸出四分之一波變換器， 其中，第一路徑和第二路徑中的一個(gè)中的兩個(gè)四分之一波變換器彼此以180度的相位差操 作，其中，第一路徑和第二路徑中的另一個(gè)中的兩個(gè)四分之一波變換器與第一四分之一波 變換器的相位相同，其中，至少一個(gè)峰值放大器的各個(gè)第二差分輸出被分別設(shè)置為第一路 徑和第二路徑的輸出，其中，來(lái)自第一路徑和第二路徑的輸出被組合，以產(chǎn)生第二單端輸出 信號(hào)，其中，第一單端輸出信號(hào)和第二單端輸出信號(hào)被同相組合，以產(chǎn)生總的輸出信號(hào)。
12. 如權(quán)利要求11所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，第一四分之一波變換器是正轉(zhuǎn)變四 分之一波變換器或負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器。
13. 如權(quán)利要求12所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，第一四分之一波變換器是第一負(fù)轉(zhuǎn) 變四分之一波變換器，其中，第一路徑的兩個(gè)輸出四分之一波變換器是第一正轉(zhuǎn)變四分之 一波變換器和第二負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器，其中，第二路徑的兩個(gè)輸出四分之一波變換 器包括第三負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器和第四四分之一波變換器。
14. 如權(quán)利要求12所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，第一四分之一波變換器是第一正轉(zhuǎn) 變四分之一波變換器，其中，第一路徑的兩個(gè)輸出四分之一波變換器包括第二正轉(zhuǎn)變四分 之一波變換器和第三正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器，其中，第二路徑的兩個(gè)輸出四分之一波變 換器包括第一負(fù)轉(zhuǎn)變四分之一波變換器和第四正轉(zhuǎn)變四分之一波變換器。
15. 如權(quán)利要求ll所述的功率放大器系統(tǒng)，還包括自適應(yīng)偏置結(jié)構(gòu)，為單個(gè)載波放大器或至少一個(gè)峰值放大器或者為載波放大器和至少 一個(gè)峰值放大器二者提供自適應(yīng)輸入偏置，其中，自適應(yīng)輸入偏置被構(gòu)造為在減小載波放 大器或至少一個(gè)峰值放大器的等效輸入電阻的同時(shí)，在低功率水平最小化等效電流。
16. 如權(quán)利要求11所述的功率放大器系統(tǒng)，還包括第一匹配塊，設(shè)置在單個(gè)載波放大器與第一差分組合結(jié)構(gòu)之間，其中，第一匹配塊被構(gòu) 造為最大化載波放大器的退避效率；第二匹配塊，設(shè)置在至少一個(gè)峰值放大器與第二差分組合結(jié)構(gòu)之間，其中，第二匹配塊 被構(gòu)造為在至少一個(gè)峰值放大器為靜止或?qū)⒆钚」β侍峁┙o總的輸出時(shí)，最小化到總的 輸出的漏電流。
17. 如權(quán)利要求ll所述的功率放大器系統(tǒng)，還包括第一平衡_不平衡變換器，位于第一四分之一波變換器與單個(gè)載波放大器之間，其中， 第一四分之一波變換器接收單端輸入信號(hào)，并將相移的單端輸入信號(hào)提供給第一平衡_不 平衡變換器，其中，第一平衡_不平衡變換器被構(gòu)造為將相移的單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一差分 輸入信號(hào)，以被載波放大器接收；第二平衡_不平衡變換器，其中，第二平衡_不平衡變換器被構(gòu)造為將單端輸入信號(hào) 轉(zhuǎn)換為第二差分輸出信號(hào)，以被至少一個(gè)峰值放大器接收。
18. 如權(quán)利要求17所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，第一平衡_不平衡變換器還包括第一 輸入側(cè)匹配組件，其中，第二平衡_不平衡變換器還包括第二輸入側(cè)匹配組件，第一輸入側(cè) 匹配組件和第二輸入側(cè)匹配組件用于匹配與單端輸入信號(hào)相關(guān)的阻抗。
19. 一種功率放大器系統(tǒng)，包括載波放大器，該載波放大器被構(gòu)造為接收第一輸入信號(hào)并產(chǎn)生第一差分輸出，其中，第 一差分輸出被第一多個(gè)第一四分之一波變換器和第一失配補(bǔ)償塊處理，以產(chǎn)生第一單端輸 出信號(hào)；至少一個(gè)峰值放大器，被布置為與載波放大器并聯(lián)，其中，至少一個(gè)峰值放大器被構(gòu)造為接收第二輸入信號(hào)，并產(chǎn)生第二差分輸出，其中，第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)至少部分 地從相同的總的單端輸入信號(hào)獲取，其中，第二差分輸出被第二多個(gè)第二四分之一波變換 器和第二失配補(bǔ)償塊處理，以產(chǎn)生第二單端輸出信號(hào)，其中，第一多個(gè)第一四分之一波變換 器相對(duì)于第二多個(gè)第二四分之一波變換器被構(gòu)造，從而第一單端輸出信號(hào)和第二單端輸出 信號(hào)被同相組合，以產(chǎn)生總的單端輸出信號(hào)。
20. 如權(quán)利要求19所述的功率放大器系統(tǒng)，其中，第一失配補(bǔ)償塊和第二失配補(bǔ)償塊被構(gòu)造為消除由于在第一多個(gè)第一四分之一波變換器或第二多個(gè)第二四分之一波變換器的一個(gè)或多個(gè)變換器中出現(xiàn)的組件失配產(chǎn)生的操作的帶中的一個(gè)或多個(gè)缺口。
全文摘要
一種在無(wú)線通信裝置中使用的集成功率放大器。集成功率放大器可包括載波放大器，其中，該載波放大器在該載波放大器的輸入連接到第一四分之一波變換器。此外，功率放大器還可包括至少一個(gè)峰值放大器，與載波放大器并聯(lián)；第一差分組合結(jié)構(gòu)，其中，該第一組合結(jié)構(gòu)包括第一多個(gè)四分之一波變換器，被構(gòu)造為同相組合載波放大器的各個(gè)第一差分輸出，以產(chǎn)生第一單端輸出信號(hào)；第二差分組合結(jié)構(gòu)，其中，該第二組合結(jié)構(gòu)包括第二多個(gè)四分之一波變換器，被構(gòu)造為同相組合至少一個(gè)峰值放大器的各個(gè)第二差分輸出，以產(chǎn)生第二單端輸出信號(hào)，其中，第一單端信號(hào)和第二單端信號(hào)被同相組合，以提供總的輸出。
文檔編號(hào)H03F3/20GK101764581SQ200910253969
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者喬伊·拉斯卡爾, 安奎煥, 李彰浩, 李洞護(hù), 邁克爾·艾倫·奧克利 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社;佐治亞科技研究公司