專利名稱：用于放大高頻的電子組件和射頻通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種當(dāng)應(yīng)用到用于放大高頻信號(hào)并輸出所放大的信號(hào)的高頻功率放大電路時(shí)有效的技術(shù)，并涉及一種其中安裝有所述高頻功率放大電路的射頻通訊系統(tǒng)例如便攜式電話。更具體地，本發(fā)明涉及一種通過(guò)形成電路的各元件來(lái)使部件數(shù)目減少的技術(shù)，該電路用于檢測(cè)在射頻通訊系統(tǒng)中常規(guī)使用的輸出功率反饋控制所需的輸出電平，該射頻通訊系統(tǒng)具有與發(fā)射頻帶相一致的多個(gè)高頻功率放大電路。
背景技術(shù)：
迄今為止，存在一種采用880到915MHz頻帶內(nèi)的頻率的稱為GSM(全球移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn))的系統(tǒng)，歐洲采用它作為射頻通訊設(shè)備(移動(dòng)通訊設(shè)備)例如移動(dòng)電話的系統(tǒng)之一來(lái)。在GSM中，作為調(diào)制系統(tǒng)，采用了用于根據(jù)發(fā)射數(shù)據(jù)來(lái)改變載波的相位的稱為GMSK(高斯型最小偏移鍵控)的相位調(diào)制系統(tǒng)。
通常，在射頻通訊設(shè)備中的發(fā)射側(cè)輸出部分中，安裝有用于放大調(diào)制信號(hào)的高頻功率放大電路。在常規(guī)的GSM射頻通訊設(shè)備中，檢測(cè)并反饋所述高頻功率放大電路或天線的輸出電平，以便根據(jù)來(lái)自一個(gè)控制電路例如基帶電路或微處理器的傳輸請(qǐng)求電平來(lái)控制所述高頻功率放大電路的放大系數(shù)(例如，日本特開(kāi)平No.2000-151310)。常規(guī)地，通常通過(guò)采用耦合器、檢測(cè)器等來(lái)檢測(cè)所述輸出電平，并且所述檢測(cè)器通常構(gòu)成為與所述高頻功率放大電路分離的半導(dǎo)體集成電路。
所述耦合器是一種通過(guò)電容來(lái)檢測(cè)輸出電平的器件，該電容形成在分離器件或絕緣襯底(模塊襯底)中形成的輸出線(微帶線)和設(shè)置成與所述輸出線平行的導(dǎo)體之間。所述耦合器的尺寸大于在半導(dǎo)體芯片上形成的器件的尺寸。例如，1997年7月10日由SogoElectronics Press出版的“微波基礎(chǔ)與應(yīng)用(Basics andApplication of Microwaves)”的第191到193頁(yè)就描述了一種定向耦合器。1999年4月由Kogyo Chosakai出版有限公司出版的“電子材料(Electronic Material)”的第91到95頁(yè)描述了一種用于移動(dòng)通信的陶瓷疊層低通濾波器和一種定向耦合器。
由于檢測(cè)常規(guī)高頻功率放大電路的輸出電平的系統(tǒng)采用了與所述高頻功率放大電路分離的大量的半導(dǎo)體集成電路和電子部件，因此難于減少模塊的尺寸。在還采用耦合器的情況下，可以將一個(gè)參考電壓施加到所述耦合器的一端以提高檢測(cè)靈敏度。在這種情況下，必須對(duì)所述參考電壓進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，并根據(jù)各部件之間的差異來(lái)調(diào)整電壓。因此，就會(huì)帶來(lái)不便，以致增加計(jì)劃制造者的負(fù)擔(dān)。當(dāng)使用了所述耦合器時(shí)，就會(huì)存在不便，即還會(huì)發(fā)生功率損失。
此外，作為近年來(lái)的便攜式電話，提出了一種使用例如1710到1785MHz頻率的不僅能夠處理GSM信號(hào)而且還能夠處理例如DCS(數(shù)字蜂窩電話系統(tǒng))的系統(tǒng)信號(hào)的雙頻帶便攜式電話。在這種便攜式電話所使用的高頻功率放大模塊中，對(duì)每個(gè)所述頻帶提供一個(gè)輸出功率放大器，并且還必須對(duì)每個(gè)所述頻帶配置用于檢測(cè)所述模塊的輸出電平的一個(gè)耦合器。因此，難于減小所述模塊的尺寸。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電子組件(模塊)，用于放大高頻功率、能夠在雙頻帶例如GSM和DCS中進(jìn)行通訊的射頻通訊系統(tǒng)中檢測(cè)輸出電平的情況下，實(shí)現(xiàn)減小電路規(guī)模并降低功率損失、將所檢測(cè)得輸出電平與所需的輸出電平進(jìn)行比較、并控制用于放大輸入信號(hào)的高頻功率放大電路的放大系數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種電子組件，用于放大高頻功率、能夠在雙頻帶例如GSM和DCS中進(jìn)行通訊的射頻通訊系統(tǒng)中檢測(cè)用于在電流檢測(cè)方法中反饋控制所需的輸出電平，從而不需要調(diào)整電壓等，并且可以減輕計(jì)劃制造者的負(fù)擔(dān)。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種電子組件以及使用該電子組件的射頻通訊系統(tǒng)，該電子組件用于能夠在雙頻帶例如GSM和DCS中進(jìn)行通訊的射頻通訊系統(tǒng)中放大高頻功率，其中在其它高頻功率放大電路的發(fā)射時(shí)間內(nèi)，能夠防止信號(hào)從等待狀態(tài)下的高頻功率放大電路的泄露。
從說(shuō)明書(shū)和附圖的說(shuō)明中，本發(fā)明的上述和其它目的和新穎特性將變得顯而易見(jiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
下面將簡(jiǎn)要描述說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的本發(fā)明的典型實(shí)例的概要。
根據(jù)本發(fā)明，作為能夠在兩個(gè)頻帶例如GSM和DCS中進(jìn)行通訊的射頻通訊系統(tǒng)的一種組件的用于放大高頻功率的電子組件(RF功率模塊)，包括用于接收與第一功率放大晶體管和第一電流鏡電路的輸入信號(hào)相同的信號(hào)的第一輸出檢測(cè)晶體管，所述第一功率放大晶體管用于放大GSM側(cè)的高頻信號(hào)，而所述第一電流鏡電路用于通過(guò)與該晶體管的電流成比例的電流；以及用于輸出檢波的第二晶體管，用于接收第二功率放大晶體管和第二電流鏡電路的輸入信號(hào)，所述第二功率放大晶體管用于放大DCS側(cè)的高頻信號(hào)，而所述第二電流鏡電路用于通過(guò)與該晶體管的電流成比例的電流。讀出電阻器，更優(yōu)選，連同一個(gè)比較電路都由GSM和DCS共用，該讀出電阻器用于將所述電流鏡電路的傳輸側(cè)上的電流轉(zhuǎn)換為電壓、采用該電壓作為輸出電平檢測(cè)信號(hào)、將所檢測(cè)的輸出電平與所需的輸出電平進(jìn)行比較，相應(yīng)地控制所述輸出電平，以及將傳輸自所述第一和第二電流鏡電路的電流轉(zhuǎn)換為電壓，該比較電路用于將所檢測(cè)的輸出電平與所請(qǐng)求的輸出電平進(jìn)行比較。
當(dāng)在第一頻帶例如GSM中的高頻信號(hào)的輸出電平與在第二頻帶例如DCS中的高頻信號(hào)的輸出電平彼此不同時(shí)，分別設(shè)置高頻功率放大電路末級(jí)的功率放大晶體管與所述用于輸出檢測(cè)的晶體管之間的尺寸比，以及所述電流鏡電路中的各晶體管之間的尺寸比，從而在所述第一或第二高頻功率放大電路中的任何一個(gè)電路在最大輸出電平下工作的情況下，所述讀出電阻器中流動(dòng)的電流的幅度變得幾乎彼此相等。利用此結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)電流檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)用于反饋控制所需的輸出電平，由此就能夠降低功率損耗。不需要調(diào)整電壓等，從而能夠減輕計(jì)劃制造者的負(fù)擔(dān)。而且，通過(guò)共用所述讀出電阻器和所述比較電路，減少了構(gòu)成所述高頻放大電路的部件數(shù)目，并且可以減小該射頻通訊系統(tǒng)的尺寸。
優(yōu)選地，用于放大高頻功率的電子組件，包括第一放大電路，其中級(jí)聯(lián)了多個(gè)用于將第一頻帶中的調(diào)制高頻信號(hào)放大的功率放大晶體管；以及第二放大電路，其中級(jí)聯(lián)了多個(gè)用于將第二頻帶中的調(diào)制高頻信號(hào)放大的功率放大晶體管。構(gòu)成用于輸出檢波的第一晶體管和用于輸出檢波的第二晶體管，以便接收所述第一和第二放大電路的末級(jí)中的功率放大晶體管的輸入信號(hào)。例如，通過(guò)由多個(gè)放大級(jí)來(lái)構(gòu)成該功率放大電路，就能夠進(jìn)行對(duì)施加偏壓的控制，通過(guò)此偏壓來(lái)抑制第一放大級(jí)中的增益并提高了后面放大級(jí)中的增益。因此，更加容易在總體上獲得所需特性，并且能夠通過(guò)該電流檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)用于反饋控制所需的輸出電平。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明采用了用于放大高頻功率的電子組件(此后，稱為RF功率模塊)的射頻通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例的方框圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的RF功率模塊的一個(gè)實(shí)例的電路圖；圖3是示出了在輸出功率高的情況，以及在輸出功率低的情況下在高頻功率放大電路的末級(jí)中流動(dòng)的電流隨時(shí)間變化的電流波形圖；圖4是示出了在實(shí)施例的RF功率模塊中的高頻功率放大電路和輸出檢測(cè)電路的具體實(shí)例的電路圖；圖5是示出了所述輸出檢測(cè)電路的另一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例的電路圖；圖6是示出了在該實(shí)施例的RF功率模塊中的輸出功率Pout和所述輸出檢測(cè)電路的檢測(cè)電流ISNS之間的關(guān)系圖；圖7是示出了該RF功率模塊的第二實(shí)施例的電路圖；圖8是示出了該RF功率模塊的第三實(shí)施例的電路圖；圖9是示出了在該實(shí)施例中的RF功率模塊的后級(jí)中設(shè)置的前端模塊的具體實(shí)例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖10是示意性地示出了該實(shí)施例的RF功率模塊的器件結(jié)構(gòu)的局部剖面透視圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式以下，將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出了應(yīng)用了本發(fā)明，能夠進(jìn)行GSM和DCS兩種通訊系統(tǒng)的射頻通訊的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)。
圖1中，100表示通過(guò)在陶瓷襯底上安裝高頻信號(hào)處理電路(RFIC)110、用于從接收信號(hào)中濾除不需要的波的以表面聲波濾波器形式的帶通濾波器SAW、用于放大接收信號(hào)的低噪聲放大器LNA等而獲得的高頻模塊(此后，稱為RF模塊)，所述高頻信號(hào)處理電路110形成為具有能夠在GSM和DCS系統(tǒng)中進(jìn)行GMSK調(diào)制和解調(diào)的調(diào)制/解調(diào)電路的半導(dǎo)體集成電路。200表示RF功率模塊，該RF功率模塊包括用于通過(guò)驅(qū)動(dòng)天線ANT來(lái)發(fā)射信號(hào)的高頻功率放大電路(此后，稱為功率放大器)PA和輸出功率控制電路230。300表示形成為半導(dǎo)體集成電路的基帶電路(此后，稱為基帶IC)，用于根據(jù)所發(fā)射的數(shù)據(jù)(基帶信號(hào))來(lái)產(chǎn)生I和Q信號(hào)，并處理從接收信號(hào)中提取的I和Q信號(hào)。400表示一個(gè)前端模塊，該前端模塊包括濾波器LPF、發(fā)射/接收切換開(kāi)關(guān)，以及一個(gè)分支濾波器，所述濾波器LPF用于去除噪聲，例如從所述功率模塊200輸出的發(fā)射信號(hào)中包含的諧波。500表示一個(gè)微處理器(此后，稱為CPU)，用于通過(guò)為所述RF IC110和所述基帶IC 300生成控制信號(hào)，并且對(duì)所述RF功率模塊200產(chǎn)生一個(gè)輸出電平指令信號(hào)Vramp來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)。
如圖1中所示，在本實(shí)施例中，所述RF功率模塊200內(nèi)具有用于放大GSM頻帶中900MHz發(fā)射信號(hào)的功率放大器210a和用于放大DCS頻帶中1800MHz發(fā)射信號(hào)的功率放大器210b。類似地，所述RF模塊100內(nèi)具有用于GSM的SAW濾波器120a和低噪聲放大器130a，以及用于DCS的SAW濾波器120b和低噪聲放大器130b。
在該RF IC 110中，根據(jù)理想的待發(fā)射的信息進(jìn)行對(duì)載波進(jìn)行相位調(diào)制的GMSK調(diào)制，并且將相位調(diào)制過(guò)的信號(hào)作為高頻信號(hào)Pin輸入到所述RF功率模塊200并進(jìn)行放大。在本實(shí)施例中，盡管沒(méi)有進(jìn)行限定，但所述RF IC 110不僅包括用于發(fā)射的所述調(diào)制電路，而且還包括由混頻器和高增益的可編程增益放大器等構(gòu)成的接收電路，該混頻器用于將接收信號(hào)降頻變換為較低頻率的信號(hào)。在所述RF IC 110中還可以設(shè)置所述低噪聲放大器LNA。
所述前端模塊400包括用于GSM的低通濾波器410a、用于DCS的低通濾波器410b、用于切換GSM的發(fā)射/接收的切換開(kāi)關(guān)420a、用于切換DCS的發(fā)射/接收的切換開(kāi)關(guān)420b和一個(gè)分支濾波器430，所述分支濾波器430連接到該天線ANT并從接收信號(hào)中分離出用于GSM的信號(hào)和用于DCS的信號(hào)。雖然在圖1中未示出，但所述RF功率模塊200或前端模塊400設(shè)置有連接在所述功率放大器210a和210b的輸出端子或者所述RF功率模塊200的發(fā)射輸出端子與所述低通濾波器410a和410b之間，并執(zhí)行阻抗匹配的阻抗匹配電路。
圖2示出了應(yīng)用了本發(fā)明的所述RF功率模塊200的第一實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例的RF功率模塊200具有輸出檢測(cè)電路220，包括用于檢測(cè)所述功率放大器210a和210b的輸出電流的放大器221a和221b、用于產(chǎn)生與所述放大器的電流成比例的電流的電流鏡電路222a和222b、以及用于將所述電流鏡電路的傳輸側(cè)上的電流轉(zhuǎn)換為電壓的讀出電阻Rs；以及所述輸出功率控制電路230，用于將所述輸出檢測(cè)電路220的檢測(cè)信號(hào)與來(lái)自該CPU 500的輸出電平指令信號(hào)Vramp進(jìn)行比較，并控制所述功率放大器210，從而所述功率放大器210a和210b的輸出功率變成一個(gè)取決于所述輸出電平指令信號(hào)Vramp的電平。
當(dāng)所述輸出電平指令信號(hào)Vramp的指令電平接近于作為通訊方的基站時(shí)就將它設(shè)置為低電平，而當(dāng)所述輸出電平指令信號(hào)Vramp的指令電平遠(yuǎn)離該基站時(shí)就將它設(shè)置為高電平。在該RF IC 110中，可以響應(yīng)于來(lái)自該CPU 500的指令，產(chǎn)生所述輸出電平指令信號(hào)Vramp。該CPU 500不僅輸出該輸出電平指令信號(hào)Vramp，而且還將發(fā)射起始信號(hào)TXON輸出到所述RF功率模塊200?？梢詮乃龌鶐SI 300或RF IC 1 10將所述發(fā)射起始信號(hào)TXON提供到該RF功率模塊200。
如圖2中所示，在本實(shí)施例中，用于檢測(cè)GSM側(cè)上的所述功率放大器210a的輸出電流的電路和用于檢測(cè)DCS側(cè)上的所述功率放大器210b的輸出電流的電路共用所述讀出電阻Rs。由于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定GSM側(cè)的所述功率放大器210a的輸出功率的最大電平和DCS側(cè)的所述功率放大器210b的輸出功率的最大電平，并且它們彼此不同，因此不能簡(jiǎn)單地共用所述讀出電阻Rs。在本實(shí)施例中，通過(guò)以下的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述讀出電阻Rs的共用。
由于所述讀出電阻Rs必須具有高精度，因此它作為分立部件安裝在該模塊上。如上所述，通過(guò)由GSM側(cè)和DCS側(cè)共用所述讀出電阻Rs，減少了部件的數(shù)目，并且能夠減小該模塊的尺寸。通過(guò)在該模塊上安裝作為分立部件的讀出電阻Rs，可以根據(jù)所述功率放大器210a和210b的特性來(lái)選擇并安裝具有理想阻值的讀出電阻Rs。
所述輸出功率控制電路230包括比較電路231，用于將所述輸出檢測(cè)電路220的檢測(cè)信號(hào)與所述輸出電平指令信號(hào)Vramp進(jìn)行比較，并根據(jù)所述信號(hào)之間的差值來(lái)產(chǎn)生一個(gè)輸出控制電壓Vapc；以及一個(gè)偏置控制電路232，用于根據(jù)從所述比較電路231輸出的所述輸出控制電壓Vapc、從該CPU 500提供的并且表示按照GSM來(lái)發(fā)射信號(hào)的GSM模式或者是按照DCS來(lái)發(fā)射信號(hào)的DCS模式的模式信號(hào)“模式”等來(lái)產(chǎn)生并提供偏置電流Ic1、Ic2和Ic3到所述功率放大器210a和210b。當(dāng)用于檢測(cè)GSM側(cè)的所述功率放大器210a的輸出電流的電路和用于檢測(cè)DCS側(cè)的功率放大器210b的輸出電流的電路共用所述讀出電阻Rs時(shí)，通過(guò)調(diào)整傳送到所述讀出電阻Rs的電流，同樣可以共用所述比較電路231。
在該CPU 500或基帶LSI 300中，預(yù)先獲得了該RF IC 100和RF功率模塊200的特性，生成了表示從所述RF功率模塊200輸出理想的輸出電平信號(hào)所需的輸出電平指令信號(hào)Vramp和一個(gè)所需的輸出電平之間的關(guān)系的表格形式的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在內(nèi)部非易失性存儲(chǔ)器或類似存儲(chǔ)器中，并且參考該表產(chǎn)生通過(guò)發(fā)射到基站/從基站接收而獲得的取決于所需的輸出電平的輸出電平指令信號(hào)Vramp，并將其輸出。當(dāng)所述RF IC 100具有用于校正特性波動(dòng)的校正電路時(shí)，可以在該CPU 500或基帶LSI 300的非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)校正數(shù)據(jù)。
圖4示出了本實(shí)施例中的RF功率模塊200的具體電路實(shí)例。僅示出了GSM側(cè)的功率放大器210a和輸出檢測(cè)電路220a，而沒(méi)有示出DCS側(cè)的功率放大器210b和輸出檢測(cè)電路220b。盡管沒(méi)有特別限制，但在本實(shí)施例中，將用于控制傳送到所述功率放大器210a的放大級(jí)的偏置電流Ic1、Ic2和Ic3的所述輸出功率控制電路230構(gòu)成為GSM和DCS的共用電路。
在本實(shí)施例的功率放大器210中，通過(guò)用于阻擋直流并進(jìn)行阻抗匹配的阻抗匹配電路MN1到MN3級(jí)聯(lián)三個(gè)放大級(jí)211、212和213。對(duì)于每一個(gè)所述放大級(jí)，都設(shè)置有用于功率放大的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(此后，稱為FET)。圖4示出了最后放大級(jí)213和在所述放大級(jí)213的下一級(jí)的阻抗匹配電路MN4的具體電路結(jié)構(gòu)。盡管沒(méi)有示出，但所述第一和第二放大級(jí)211和212具有類似于所述最后放大級(jí)213的結(jié)構(gòu)。MS7和MS8表示微帶線，該微帶線用作用于對(duì)形成在該陶瓷襯底上的阻抗進(jìn)行匹配的電感元件。
由用于功率放大的FET 31和連接到該FET 31的FET 32構(gòu)成所述最后放大級(jí)213，以形成一個(gè)電流鏡，該FET 31的柵極端子通過(guò)所述阻抗匹配電路MN3接收作為前級(jí)的所述放大級(jí)212的輸出。通過(guò)電感元件L3將電源電壓Vdd施加到該FET 31的漏極端子。通過(guò)將從所述偏置控制電路232提供的控制電流Ic3傳送到該電流鏡FET 32，與所述控制電流Ic3相同或與所述控制電流Ic3成比例的漏極電流Id傳送到該FET 31。以這種方式，電流在所述第一和第二放大級(jí)211和212中通過(guò)。
通過(guò)由所述偏置控制電路232對(duì)所述放大級(jí)211到213的控制電流Ic1、Ic2和Ic3進(jìn)行控制，來(lái)控制所述放大級(jí)的放大系數(shù)，從一個(gè)輸出端子OUT輸出信號(hào)Pout，通過(guò)消除高頻輸入信號(hào)Pin中的直流成分并將交流成分放大到一個(gè)理想水平來(lái)獲得該信號(hào)Pout。在本實(shí)施例中，根據(jù)所述比較電路231的輸出來(lái)控制所述控制電流Ic1、Ic2和Ic3，所述比較電路231將由所述輸出檢測(cè)電路220檢測(cè)的輸出電平與所述輸出電平指定信號(hào)Vramp進(jìn)行比較。
為了偏置各級(jí)中的FET 211、212和213，所述偏置控制電路232響應(yīng)于從該CPU 500(或基帶LSI 300)提供的所述起始控制信號(hào)TXON開(kāi)始操作，并根據(jù)從該CPU 500(或基帶LSI 300)提供的表示GSM模式或DCS模式的所述模式指令信號(hào)模式產(chǎn)生GSM模式下的控制電流Ic1、Ic2和Ic3或?qū)⒁峁┑接糜贒CS的功率放大器210b(未示出)的DCS模式下的控制電流Ic1`、Ic2`和Ic3`(Ic1`＜Ic1、Ic2`＜Ic2且Ic3`＜Ic3)。
所述輸出檢測(cè)電路220由以下構(gòu)成具有柵極端子的N溝道MOSFET 221，與所述最后一級(jí)213中用于功率放大的FET 31的柵極電壓相同的電壓施加到該柵極端子；在所述MOSFET 221和電源電壓端子Vdd0之間串聯(lián)連接到所述MOSFET 221的P溝道MOSFET 222；與所述MOSFET 222并聯(lián)設(shè)置的MOSFET 223；以及用于將電流轉(zhuǎn)換為電壓的檢測(cè)電阻Rs，所述讀出電阻Rs串聯(lián)連接到該MOSFET 223。
該MOSFET 222的柵極和漏極相互連接，并且所述MOSFET 223和222的柵極共同地連接，由此構(gòu)成一個(gè)電流鏡電路。為了抑制所述輸出檢測(cè)電路220中流動(dòng)的電流，采用了用于輸出檢波的MOSFET 221，其比所述功率放大FET 31小。通過(guò)向所述MOSFET 221的柵極端子施加一個(gè)與最后一級(jí)中的所述功率放大FET 31的柵極電壓相同的電壓，與該FET 31的漏極電流成比例的電流被傳送到該MOSFET 221。通過(guò)該電流鏡電路將所述電流傳輸?shù)皆撾娮鑂s。
因此，在該電阻Rs和該MOSFET 223之間的連接節(jié)點(diǎn)的電壓VSNS變成與所述最后一級(jí)中的該功率放大FET 31的電流成比例的一個(gè)電壓。在本實(shí)施例中，該電壓VSNS作為一個(gè)輸出電平檢測(cè)信號(hào)反饋到所述輸出功率控制電路230的所述比較電路231。所述比較電路231將檢測(cè)電壓VSNS與來(lái)自該CPU 500的所述輸出電平指定信號(hào)Vramp進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一個(gè)輸出控制電壓Vapc到所述偏置控制電路232。所述偏置控制電路232根據(jù)所述輸出控制電壓Vapc產(chǎn)生提供到所述功率放大器210a的控制電流Ic1、Ic2和Ic3。
由于本實(shí)施例的輸出檢測(cè)電路220設(shè)置有電流鏡電路，因此只要一個(gè)輸出端來(lái)用于輸出檢波就足夠了。特別地，盡管可以僅僅由具有柵極端子的用于輸出檢波的MOSFET 221來(lái)構(gòu)成所述輸出檢測(cè)電路，通過(guò)串聯(lián)連接到所述MOSFET 221的用于電流-電壓轉(zhuǎn)換的電阻Ri和電阻(Rs)將與所述最后一級(jí)中的所述功率放大FET 31的柵極電壓相同的電壓施加到所述MOSFET 221的柵極端子，但還需要用于將用于電流-電壓的電阻兩端的電壓輸出到外部的兩個(gè)端子。相反，通過(guò)與本實(shí)施例相同地設(shè)置所述電流鏡電路(222和223)和用于電流-電壓轉(zhuǎn)換的所述電阻Rs，并將所述電阻Rs的其中一個(gè)端子接地，僅僅使用一個(gè)外部端子來(lái)用于輸出檢波就足夠了。
此外，在本實(shí)施例中，按照下表1來(lái)設(shè)置所述功率放大器210a和210b的最后一級(jí)中的所述功率放大FET 31和在所述輸出檢測(cè)電路220中的用于輸出檢波的MOSFET 221之間的尺寸比，以及在所述輸出檢測(cè)電路220的所述電流鏡MOSFET 222和223之間的尺寸比。GSM中的FET的尺寸比和DCS中的FET的尺寸比彼此不同，原因是根據(jù)在GSM和DCS標(biāo)準(zhǔn)中確定的天線端處的最大輸出電平，GSM中的RF功率模塊的輸出端子的最大輸出電平設(shè)置為34dBm，而在DCS中的最大輸出電平設(shè)置為32dBm。
表1


如上所述，通過(guò)設(shè)置這些FET的尺寸比，就可以由GSM和DCS共用所述讀出電阻Rs和所述比較電路231。同樣還存在一種方法，該方法通過(guò)電阻將所述功率放大FET 31的柵極輸入電壓施加到所述輸出檢測(cè)電路220中用于輸出檢波的MOSFET 221的柵極端子，并檢測(cè)出作為DC電平的電壓。然而，通過(guò)不使用電阻而直接施加電壓，也可以獲得AC輸入。以這種方式，所述功率放大FET 31的漏極電流Id和所述檢測(cè)電流ISNS之間的相關(guān)性就會(huì)變得更好。
具體地，在低輸出電平下，如圖3中的虛線所示，所述功率放大FET 31的增益小，從而所述漏極電流Id不會(huì)飽和。然而，在高輸出電平下，如圖3中的實(shí)線所示，該FET 31的增益增加，從而所述漏極電流Id變得飽和。另一方面，當(dāng)所述輸出檢測(cè)電路220的輸入阻抗高時(shí)，就不容易發(fā)射輸入信號(hào)，并且所述檢測(cè)電流ISNS的幅度比所述漏極電流Id更小。即使在所述電流Id變得飽和的情況下，所述輸出檢測(cè)電路220的檢測(cè)電流ISNS也不會(huì)飽和，從而所述輸出電流Iout和所述檢測(cè)電流ISNS之間就不存在相關(guān)性。
然而，通過(guò)將所述功率放大FET 31的柵極輸入直接施加到用于輸出檢波的該MOSFET 221的柵極端子，對(duì)于高頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，輸入阻抗變低，并且輸入信號(hào)易于發(fā)射到FET 221的柵極。當(dāng)FET 213執(zhí)行飽和操作時(shí)，用于輸出檢波的FET 221同樣執(zhí)行飽和操作。因此，在FET 32的漏極電流Id和所述檢測(cè)電流ISNS之間就存在相關(guān)性，并且可以以更高的精度來(lái)檢測(cè)所述輸出電平。
圖5示出了所述輸出檢測(cè)電路220的另一個(gè)實(shí)施例。
在本實(shí)施例的輸出檢測(cè)電路220中，作為所述電流鏡電路的一個(gè)組件，在用于輸出檢波的FET 221的漏極端子和MOSFET 222的漏極端子之間連接有用于提高線性度的電阻R4。通過(guò)所述電阻R4，可以降低所述輸出檢測(cè)電路220的電源電壓依賴性。在沒(méi)有設(shè)置用于提高線性度的電阻R4的情況下，如圖6中的實(shí)線所示，當(dāng)電源電壓Vdd0處于預(yù)定電平例如3.5V時(shí)，所述輸出功率Pout和所述檢測(cè)電流ISNS之間的相互關(guān)系幾乎是線性的。然而，當(dāng)電源電壓Vdd0改變到例如4.2V的電平時(shí)，如圖6中的虛線所示，在輸出功率高的區(qū)域，F(xiàn)ET 221中流動(dòng)的電流急劇增加。
另一方面，當(dāng)設(shè)置了所述電阻R4時(shí)，即使所述電源電壓Vdd0改變，F(xiàn)ET 221的漏極電壓的波動(dòng)量也很小。結(jié)果，就能夠降低在FET 221中流動(dòng)的電流的波動(dòng)。用于提高線性度的電阻R4的電阻值的一個(gè)實(shí)例為大約100Ω?？梢詫SM側(cè)用于提高線性度的電阻R4設(shè)置為比DCS側(cè)用于提高線性度的電阻R4稍微大一點(diǎn)的阻值。
在本實(shí)施例中，雖然沒(méi)有特別限定，但是可以將構(gòu)成所述RF功率模塊200的元件之中的所述第一和第二放大級(jí)211和212(用于GSM和DCS兩者)的每一級(jí)中的FET、與該FET結(jié)合形成電流鏡電路的MOSFET、以及構(gòu)成所述輸出功率控制電路230和所述輸出檢測(cè)電路220的MOSFET 222和223形成為在單個(gè)半導(dǎo)體芯片上的半導(dǎo)體集成電路IC1。所述放大級(jí)211和212的電流鏡MOSFET具有與所述功率放大FET相同的導(dǎo)電類型(n溝道型)和相同的結(jié)構(gòu)，因此，具有相同的溫度特性。就能夠抑制隨溫度波動(dòng)的所述功率放大器210的特性波動(dòng)。
另一方面，將所述功率放大器210的最后一級(jí)213中的FET 31(用于GSM和DCS兩者)、與FET 31結(jié)合而形成電流鏡電路的MOSFET32，以及用于輸出檢波的MOSFET 221形成為在另一個(gè)半導(dǎo)體芯片上的半導(dǎo)體集成電路IC2。作為所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻Rs和用于提高所述輸出檢測(cè)電路220的線性度的所述電阻R4，采用了在所述阻抗匹配電路MN1到MN4中的電容性元件C9到C11和電感元件L3等分立部件。
在同一陶瓷襯底上，安裝了這兩個(gè)半導(dǎo)體芯片IC1和IC2以及作為分離部分的元件例如電阻Rs和電容C9到C11，由此構(gòu)成了用于射頻通訊的單個(gè)電子組件(模塊)。在該陶瓷襯底上，在由銅或類似物制成的導(dǎo)電層圖形中形成微帶線MS7和MS8等，以便具有理想的電感值。具有處于最后一級(jí)中的FET 31、連接到FET 31以便形成電流鏡電路的MOSFET 32、以及作為所述輸出檢測(cè)電路220的一個(gè)元件的MOSFET 221的半導(dǎo)體集成電路可以分別形成為用于GSM的芯片以及用于DCS的芯片。
圖10示出了本實(shí)施例的RF功率模塊的器件結(jié)構(gòu)。圖10沒(méi)有精確地展示本實(shí)施例的RF功率模塊的結(jié)構(gòu)，但圖10是示意性地示出了省略一些元件、布線等的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
如圖10中所示，本實(shí)施例的模塊的主體10具有一種結(jié)構(gòu)，其中層疊并集成了按照氧化鋁等制成的陶瓷膜形式的多層電介質(zhì)膜11。在每層電介質(zhì)膜11的表面或背面上，設(shè)置了形成為預(yù)定圖案并由鍍面(surface-plated)導(dǎo)體例如銅制成的導(dǎo)電層12。12a表示由所述導(dǎo)電層12形成的布線圖案。為了連接在每層電介質(zhì)膜11的表面和背面上的導(dǎo)電層12或布線圖案，形成了稱為通孔的孔13，并用導(dǎo)體填充。
在圖10所示實(shí)施例的模塊中，層疊了六層電介質(zhì)膜11。在第一、第三和第六層中的每一層的幾乎整個(gè)背面上，形成導(dǎo)電層12，由此獲得一個(gè)接地層，地電位GND施加到該接地層。其余每層電介質(zhì)膜11的表面和背面上的導(dǎo)電層12用于構(gòu)成發(fā)射線等。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置所述導(dǎo)電層12的寬度和電介質(zhì)膜11的厚度，形成所述發(fā)射線以使所述阻抗變成50Ω。
在第一至第三電介質(zhì)膜11的每一層中，形成矩形孔以便安裝所述半導(dǎo)體芯片IC1和IC2。在孔中插入每個(gè)IC，并且通過(guò)焊接材料14將每個(gè)IC固定到孔的底部。在對(duì)應(yīng)于所述孔的底部的第四電介質(zhì)膜11和低于所述第四電介質(zhì)膜11的電介質(zhì)膜11中，形成稱為通孔的孔15，并用導(dǎo)體填充。所述通孔中的導(dǎo)體起到將所述芯片IC1和IC2中產(chǎn)生的熱傳輸?shù)阶畹偷膶?dǎo)體層的作用，以便提高釋放效果。
所述芯片IC1和IC2以及一個(gè)預(yù)定導(dǎo)電層12的頂表面上的電極通過(guò)焊接線31相互電連接。在第一電介質(zhì)膜11的表面上形成了構(gòu)成所述微帶線MS7和MS8等的導(dǎo)電圖案12a，并且安裝了用于形成所述功率放大器210、所述輸出檢測(cè)電路220等的多個(gè)分立部件32例如電容元件C9到C11和電阻元件Rs和R4。還可以在該襯底的內(nèi)部，通過(guò)采用電介質(zhì)膜11的表面和背面上的導(dǎo)電層、而不使用所述分立部件來(lái)形成除了各元件之外的電容元件。
圖7示出了應(yīng)用了本發(fā)明的所述RF功率模塊200的第二實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例的RF功率模塊200中，DCS側(cè)的功率放大器210b的輸出端子Pout-DCS設(shè)置有一個(gè)狀態(tài)切換電路240，所述狀態(tài)切換電路240包括連接在所述輸出端子Pout-DCS和所述電源電壓端子Vdd之間的電阻R0、在所述輸出端子Pout-DCS和一個(gè)參考電位點(diǎn)例如地電位之間串聯(lián)連接的二極管D0和電容器C0、以及連接在所述二極管D0和所述電容器C0的連接節(jié)點(diǎn)N0和接地點(diǎn)之間的電阻R1和開(kāi)關(guān)晶體管Q1。所述二極管D0優(yōu)選為PIN二極管。所述電容元件C0的值可以為幾個(gè)皮法(pF)的量級(jí)。采用了幾千歐姆(kΩ)量級(jí)的電阻R0和R1。通過(guò)在所述半導(dǎo)體芯片IC1或IC2上形成所述晶體管Q1，就能夠抑制元件數(shù)目的增加。
根據(jù)來(lái)自所述偏置控制電路232的控制信號(hào)，在GSM模式下導(dǎo)通所述晶體管Q1或在DCS模式下截止所述晶體管Q1。在所述晶體管Q1截止的DCS模式中，中斷了由電阻R0、二極管D0、電阻R1和晶體管Q1形成的電流路徑，以致于從一條線觀察到的二極管D0的阻抗高，發(fā)射信號(hào)通過(guò)該線來(lái)發(fā)射。電阻R0具有幾千歐姆量級(jí)的阻值，而所述發(fā)射線的電阻為50Ω，并且所述阻抗足夠高，以致于從所述發(fā)射線觀察不到電阻R0前面的阻抗。因此，此時(shí)，所述功率放大器210b就以類似于沒(méi)有連接所述狀態(tài)切換電路240的電路的方式進(jìn)行操作。
另一方面，在所述晶體管Q1導(dǎo)通的GSM模式下，電流在由電阻R0、二極管D0、電阻R1和晶體管Q1形成的路徑中流動(dòng)，并且所述功率放大器210b的輸出端子的電位固定。它防止了該GSM信號(hào)的兩倍高諧波傳輸?shù)皆摴β史糯笃?10b，并且防止其經(jīng)由連接到所述輸出端子Pout-DCS的處于后一級(jí)中的濾波器電路泄露到GSM側(cè)的功率放大器210a的輸出端，并且防止其成為從該天線發(fā)射的GSM發(fā)射信號(hào)中的噪聲。
在所述晶體管Q1截止的DCS模式下，二極管D0起到檢測(cè)元件的作用，并且通過(guò)來(lái)自于所述功率放大器210b的信號(hào)，將二極管D0的負(fù)極側(cè)的節(jié)點(diǎn)N1固定到一個(gè)對(duì)應(yīng)于最大幅度電平的相對(duì)高的電位。因此，在本實(shí)施例中，通過(guò)采用高耐(high-withstand)壓的MOSFET來(lái)作為所述晶體管Q1，當(dāng)所述晶體管Q1截止并且該節(jié)點(diǎn)處的電位變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，就能夠防止所述晶體管Q1被損壞并且能夠防止泄漏電流被傳送到所述晶體管Q1。作為所述高耐壓壓的MOSFET，可以采用公知的高耐壓元件例如LD(橫向擴(kuò)散的)MOS。
將參照?qǐng)D9來(lái)說(shuō)明為什么將從DCS側(cè)的功率放大器210b輸出的信號(hào)添加到GSM模式下的GSM的發(fā)射信號(hào)中的原因。
圖9示出了在所述RF功率模塊200的下一級(jí)中連接的前端模塊400中的發(fā)射部分的其中之一(例如，DCS)的具體電路結(jié)構(gòu)實(shí)例。
在圖9中，F(xiàn)ET 31是在所述RF功率模塊200的最后一級(jí)中的一個(gè)晶體管，發(fā)射信號(hào)被輸入到FET 31的柵極端子，通過(guò)具有電學(xué)長(zhǎng)度為基波的1/4波長(zhǎng)的λ/4發(fā)射線TL0，將電源電壓Vd施加到所述漏極端子，阻抗匹配電路421連接到所述λ/4發(fā)射線TL0和FET 31的漏極端子之間的連接節(jié)點(diǎn)，并且在下一級(jí)中，依次連接低通濾波器431、發(fā)射/接收切換電路441和用于分流GSM接收信號(hào)和DCS接收信號(hào)的分支濾波器460。
在本實(shí)施例中，雖然沒(méi)有進(jìn)行限制，但所述阻抗匹配電路421具有由電感元件和電容元件構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路PR、由發(fā)射線和電容元件構(gòu)成的匹配裝置IM，以及用于消除從所述低通濾波器431側(cè)到所述功率放大器側(cè)的直流噪聲的電容元件DC。設(shè)置該電路的常數(shù)，以使所述阻抗匹配電路421的輸出節(jié)點(diǎn)的阻抗變成50Ω。所述發(fā)射/接收切換電路441具有連接在所述低通濾波器431和所述分支濾波器460之間的二極管D1、以及串聯(lián)連接在所述二極管D1的負(fù)極端子和接地點(diǎn)之間的λ/4發(fā)射線TL1和二極管D2。
在所述發(fā)射/接收切換電路441中，當(dāng)發(fā)射時(shí)，所述二極管D1導(dǎo)通，并且來(lái)自所述功率放大器側(cè)的發(fā)射信號(hào)被發(fā)射到所述分支濾波器460。此時(shí)，所述二極管D2也導(dǎo)通，所述λ/4發(fā)射線TL1的另一端被短路到地電位，并且從所述二極管D1側(cè)到所述λ/4發(fā)射線TL1觀察到的阻抗變高。因此，可以將該信號(hào)發(fā)射到天線ANT，同時(shí)防止了該信號(hào)向接收側(cè)泄漏。另一方面，在進(jìn)行接收時(shí)，這兩個(gè)二極管D1和D2都截止。因此，來(lái)自天線ANT的接收信號(hào)通過(guò)所述分支濾波器460、λ/4發(fā)射線TL1和電容器C21發(fā)射到圖1中的所述SAW濾波器120A側(cè)。在GSM側(cè)的所述發(fā)射/接收切換電路442具有類似的結(jié)構(gòu)，因此將不再對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。
在如圖9所示構(gòu)成所述前端模塊400的情況下，所述發(fā)射/接收切換電路441和442通過(guò)所述二極管D1和D2來(lái)切換發(fā)射/接收信號(hào)，從而從所述功率放大器210b到天線ANT的信號(hào)發(fā)射路徑不能被徹底中斷。由于DCS信號(hào)的頻率大約是GSM信號(hào)頻率的兩倍，當(dāng)GSM信號(hào)兩倍高的諧波從GSM側(cè)的功率放大器210a發(fā)射到DCS側(cè)的功率放大器210b時(shí)，不能通過(guò)所述低通濾波器431來(lái)阻擋諧波。因此，擔(dān)心來(lái)自DCS側(cè)的所述功率放大器410b的泄漏信號(hào)作為噪聲添加到GSM模式下從GSM側(cè)的所述功率放大器410a輸出到天線ANT的信號(hào)中。
因此，與圖7的實(shí)施例一樣，通過(guò)為所述功率放大器210b的輸出端子Pout-DCS設(shè)置所述狀態(tài)切換電路240，在GSM模式下，就能夠防止來(lái)自于DCS側(cè)的功率放大器210b的泄漏信號(hào)作為噪聲添加到GSM發(fā)射信號(hào)中。
圖8示出了應(yīng)用了本發(fā)明的所述RF功率模塊200的第三實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例的RF功率模塊200中，在一個(gè)輸入端子和所述比較電路231的輸出端子之間設(shè)置一個(gè)起濾波器作用的時(shí)間常數(shù)電路233，來(lái)自所述輸出檢測(cè)電路220的信號(hào)被輸入到該輸入端子，并且為該模塊設(shè)置外部端子P1和P2，從而并聯(lián)設(shè)置并構(gòu)成所述時(shí)間常數(shù)電路233的電阻元件和電容元件可以按照外部部件的方式來(lái)連接。
輸入到所述比較電路231的另一個(gè)輸入端子的來(lái)自于該CPU 500的所述輸出電平指令信號(hào)Vramp是一種從所述CPU中的D/A轉(zhuǎn)換器輸出的具有階躍式波形的信號(hào)，并且所述比較電路231的輸出同樣具有階躍式波形。所述時(shí)間常數(shù)電路233用來(lái)平滑所述具有階躍式波形的信號(hào)。通過(guò)構(gòu)造這些構(gòu)成所述時(shí)間常數(shù)電路233的元件(電阻和電容元件)，以使其被連接成外部元件，就存在優(yōu)點(diǎn)，即用戶可以根據(jù)由他/她自己設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來(lái)任意地設(shè)置時(shí)間常數(shù)，并且可以改善系統(tǒng)特性。
雖然這里根據(jù)上述實(shí)施例已經(jīng)具體地說(shuō)明了發(fā)明者完成的本發(fā)明，但是顯然，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下可以進(jìn)行各種修改。例如，在各實(shí)施例中，所述RF功率模塊和所述前端模塊被構(gòu)成為分離模塊，也可以將它們構(gòu)成為單個(gè)模塊。
在各實(shí)施例的RF功率放大器中，以三級(jí)方式來(lái)連接所述功率放大FET。還可以以兩級(jí)或四級(jí)或更多級(jí)的方式來(lái)連接所述功率放大FET。在第二級(jí)和第三級(jí)中的FET 212和213中的每一個(gè)都可以由并聯(lián)連接的兩個(gè)FET構(gòu)成。此外，在第一級(jí)中的功率放大FET和電流鏡FET中的每一個(gè)都可以采用雙柵FET的形式，并且通過(guò)將來(lái)自所述偏置控制電路232的偏置電流Ic1由電阻來(lái)分壓而獲得的電壓施加到每個(gè)柵極，以通過(guò)一個(gè)理想的漏極電流。
此外，在各實(shí)施例中，已經(jīng)說(shuō)明了所述RF功率模塊由包括第一和第二放大級(jí)211和212以及所述輸出功率控制電路230的半導(dǎo)體集成電路、包括第三級(jí)中的FET 31和所述電流鏡FET 32以及用于輸出檢波的FET 221的半導(dǎo)體集成電路、以及外部元件例如電阻和電容元件等來(lái)構(gòu)成。或者，可以將這兩個(gè)半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成為單個(gè)半導(dǎo)體集成電路。
工業(yè)實(shí)用性雖然在各實(shí)施例中已經(jīng)說(shuō)明了應(yīng)用了本發(fā)明的能夠在GSM和DCS模式下進(jìn)行通訊的雙頻帶RF功率放大器的情況，但是，本發(fā)明還可以應(yīng)用到一種RF功率放大器，所述RF功率放大器作為不僅能夠在GSM和DCS模式下進(jìn)行通信而且還能夠在采用1900MHz頻帶的PCS模式(個(gè)人通信系統(tǒng))下進(jìn)行通信的三頻帶通信系統(tǒng)的一個(gè)組件。在這種情況下，可以通過(guò)一個(gè)公共的功率放大器或者是分離的功率放大器來(lái)放大DCS和PCS信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種用于放大高頻功率的電子組件，包括第一功率放大晶體管，用于將第一頻帶中的調(diào)制高頻信號(hào)放大；第二功率放大晶體管，用于將第二頻帶中的調(diào)制高頻信號(hào)放大；用于輸出檢波的第一晶體管，該第一晶體管用于接收所述第一功率放大晶體管和用于通過(guò)與該晶體管的電流成比例的電流的第一電流鏡電路的輸入信號(hào)；用于輸出檢波的第二晶體管，該第二晶體管用于接收所述第二功率放大晶體管和用于通過(guò)與該晶體管的電流成比例的電流的第二電流鏡電路的輸入信號(hào)；讀出電阻器，公共地連接在所述第一電流鏡電路的傳輸側(cè)和所述第二電流鏡電路的傳輸側(cè)上，并將電流轉(zhuǎn)換為電壓；以及偏置控制電路，用于將通過(guò)所述讀出寄存器檢測(cè)的信號(hào)與輸出請(qǐng)求電平指令信號(hào)進(jìn)行比較，并為所述第一和第二功率放大晶體管生成一個(gè)偏置電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中當(dāng)所述第一頻帶中的高頻信號(hào)的輸出電平和所述第二頻帶中的高頻信號(hào)的輸出電平彼此不同時(shí)，設(shè)置所述第一和第二電流鏡電路的傳輸源中的電流與傳輸側(cè)上的電流之間的比值，從而使得在第一高頻功率放大電路或者第二高頻功率放大電路工作在最大輸出電平的情況下，在所述讀出電阻器中流動(dòng)的電流的幅度變得幾乎彼此相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中當(dāng)所述第一頻帶中的高頻信號(hào)的輸出電平和所述第二頻帶中的高頻信號(hào)的輸出電平彼此不同時(shí)，分別設(shè)置用于放大的晶體管和用于在所述高頻功率放大電路的最后一級(jí)中輸出檢波的晶體管之間的尺寸比以及構(gòu)成電流鏡電路的晶體管的尺寸比，從而使得在第一高頻功率放大電路或者第二高頻功率放大電路工作在最大輸出電平的情況下，在所述讀出電阻器中流動(dòng)的電流的幅度變得幾乎相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于放大高頻功率的電子組件，進(jìn)一步包括一個(gè)公共比較電路，用于將通過(guò)所述讀出寄存器檢測(cè)出的信號(hào)與提供的一個(gè)輸出請(qǐng)求電平指令信號(hào)進(jìn)行比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一項(xiàng)所述的用于放大高頻功率的電子組件，進(jìn)一步包括連接到所述第一功率放大晶體管以形成一個(gè)電流鏡電路的晶體管、以及連接到所述第二功率放大晶體管以形成一個(gè)電流鏡電路的晶體管，其中通過(guò)從所述偏置控制電路將預(yù)定的控制電流傳輸?shù)剿鲇糜谛纬呻娏麋R電路的所述晶體管，將偏置電壓施加到所述第一和第二功率放大晶體管的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任何一項(xiàng)所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中在同一半導(dǎo)體芯片上形成所述第一和第二電流鏡電路以及所述比較電路，并且將所述讀出電阻器作為分立部件連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任何一項(xiàng)所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中在用于輸出檢波的所述第一晶體管和所述第一電流鏡電路的傳輸源中的晶體管之間，以及在用于輸出檢波的所述第二晶體管和所述第二電流鏡電路的傳輸源中的晶體管之間分別設(shè)置一個(gè)電阻元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中將所述電阻元件作為分立部件連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中在所述比較電路的輸入端子和輸出端子的其中一個(gè)端子與一個(gè)外部端子之間設(shè)置一個(gè)時(shí)間常數(shù)電路，在設(shè)置有一個(gè)外部元件時(shí)，該外部端子用于連接所述時(shí)間常數(shù)電路的元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于放大高頻功率的電子組件，包括第一放大電路，其中級(jí)聯(lián)用于將第一頻帶中的調(diào)制高頻信號(hào)放大的多個(gè)功率放大晶體管；以及第二放大電路，其中級(jí)聯(lián)用于將第二頻帶中的調(diào)制高頻信號(hào)放大的多個(gè)功率放大晶體管，其中構(gòu)成用于輸出檢波的所述第一晶體管和用于輸出檢波的所述第二晶體管，以便接收所述第一和第二放大電路的最后一級(jí)中的功率放大晶體管的輸入信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中所述第一放大電路放大GSM發(fā)射信號(hào)，而所述第二放大電路放大DCS發(fā)射信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于放大高頻功率的電子組件，進(jìn)一步包括串聯(lián)連接在所述第二放大電路的輸出端子和一個(gè)參考電勢(shì)點(diǎn)之間的二極管和電容器；以及連接在該二極管和該電容器的連接節(jié)點(diǎn)和該參考電勢(shì)點(diǎn)之間的開(kāi)關(guān)晶體管，其中當(dāng)所述第一放大電路工作時(shí)該開(kāi)關(guān)晶體管導(dǎo)通，而當(dāng)所述第二放大電路工作時(shí)該開(kāi)關(guān)晶體管截止。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中所述開(kāi)關(guān)晶體管是具有高擊穿電壓的MOSFET。
14.一種射頻通信系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于放大高頻功率的電子組件；第二電子組件，包括用于通過(guò)利用二極管在發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)之間進(jìn)行切換的發(fā)射/接收切換電路，以及用于在第一頻帶中的信號(hào)和第二頻帶中的信號(hào)之間進(jìn)行切換的信號(hào)切換裝置；第三電子組件，用于調(diào)制發(fā)射信號(hào)，并將所調(diào)制的信號(hào)輸入到用于放大高頻功率的所述電子組件；以及一個(gè)半導(dǎo)體集成電路，用于將一個(gè)輸出請(qǐng)求電平指令信號(hào)施加到用于放大高頻功率的所述電子組件。
15.一種用于放大高頻功率的電子組件，包括第一功率放大晶體管，用于將第一頻帶中的調(diào)制高頻信號(hào)放大；第二功率放大晶體管，用于將第二頻帶中的調(diào)制高頻信號(hào)放大；用于輸出檢波的第一晶體管，用于接收所述第一功率放大晶體管和用于通過(guò)與該晶體管的電流成第一比值關(guān)系的電流的第一電流鏡電路的輸入信號(hào)；用于輸出檢波的第二晶體管，用于接收所述第二功率放大晶體管和用于通過(guò)與該晶體管的電流成不同于所述第一比值的第二比值關(guān)系的電流的第二電流鏡電路的輸入信號(hào)；以及轉(zhuǎn)換電路，公共地連接到所述第一和第二電流鏡電路，并將電流轉(zhuǎn)換為電壓，其中偏置控制電路，用于將所述轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)與輸出請(qǐng)求電平指令信號(hào)進(jìn)行比較，并生成所述第一功率放大晶體管的偏置電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于放大高頻功率的電子組件，其中所述偏置控制電路生成所述第二功率放大晶體管的偏置電流。
17.一種射頻通信系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于放大高頻功率的電子組件；第二電子組件，包括用于通過(guò)利用二極管在發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)之間進(jìn)行切換的發(fā)射/接收切換電路，以及用于在第一頻帶中的信號(hào)和第二頻帶中的信號(hào)之間進(jìn)行切換的信號(hào)切換裝置；第三電子組件，用于調(diào)制發(fā)射信號(hào)，并將所調(diào)制的信號(hào)輸入到用于放大高頻功率的所述電子組件；以及一個(gè)半導(dǎo)體集成電路，用于將一個(gè)輸出請(qǐng)求電平指令信號(hào)施加到用于放大高頻功率的所述電子組件。
全文摘要
一種高頻功率模塊，作為能夠在雙頻帶例如GSM和DCS中進(jìn)行通訊的射頻通訊系統(tǒng)的組件，所述高頻功率模塊包括用于輸出檢波的第一晶體管，該第一晶體管用于接收一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)與用于放大GSM側(cè)的高頻信號(hào)的第一功率放大晶體管和用于通過(guò)與該晶體管的電流成比例的電流的第一電流鏡電路的輸入信號(hào)相同；以及用于輸出檢波的第二晶體管，該第二晶體管用于接收用于放大DCS側(cè)的高頻信號(hào)的第二功率放大晶體管和用于通過(guò)與該晶體管的電流成比例的電流的第二電流鏡電路的輸入信號(hào)。由GSM和DCS共用一個(gè)讀出電阻器，該讀出電阻器用于將所述電流鏡電路的傳輸側(cè)的電流轉(zhuǎn)換為電壓、利用該電壓作為一個(gè)輸出電平檢測(cè)信號(hào)、將所檢測(cè)的輸出電平與所需的輸出電平進(jìn)行比較、相應(yīng)地控制所述輸出電平，并且將從所述第一和第二電流鏡電路傳輸?shù)碾娏鬓D(zhuǎn)換為電壓。
文檔編號(hào)H04B1/40GK1639968SQ0282940
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2002年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月5日
發(fā)明者小野生幸, 赤嶺均, 安達(dá)徹朗 申請(qǐng)人:株式會(huì)社瑞薩科技