專利名稱：具備e 級放大器的發(fā)送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備E級放大器的發(fā)送器。
背景技術(shù)：
隨著MOS晶體管的微細(xì)化、高頻化、高集成化的發(fā)展，用MOS晶體管構(gòu)成的功率放大器急劇增加。在要求減少消耗功率的無線系統(tǒng)等中，大多使用了采用功率效率優(yōu)異的C級放大器的發(fā)送器。在C級功率放大器中，存在由于MOS晶體管的閾值變化而導(dǎo)致的功率效率和/或輸出功率受到影響的問題。此外，存在當(dāng)MOS晶體管的特性變化時(shí)輸出段的晶體管的工作狀態(tài)變化，發(fā)送器的可靠性惡化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效率、高可靠性的發(fā)送器。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方式，發(fā)送器設(shè)置有第I緩沖器、第2緩沖器、邏輯電路和E級功率放大器。第I緩沖器被輸入第I正弦波信號，并將第I正弦波信號變換成第I矩形波信號。第2緩沖器被輸入相位比第I正弦波信號延遲的第2正弦波信號，并將第2正弦波信號變換成第2矩形波信號。邏輯電路被輸入第I和第2矩形波信號，對第I和第2矩形波信號進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成具有預(yù)定占空比的邏輯信號。E級功率放大器被輸入邏輯信號，并根據(jù)邏輯信號進(jìn)行放大操作。本發(fā)明能夠提高發(fā)送器的效率以及可靠性。


圖I是表示第I實(shí)施方式所涉及的收發(fā)器的框圖。圖2是表示第I實(shí)施方式所涉及的緩沖器的電路圖。圖3是表示第I實(shí)施方式所涉及的功率放大器的電路圖。圖4是說明第I實(shí)施方式所涉及的功率放大器的工作的圖。圖5是說明在第I實(shí)施方式所涉及的功率放大器中使用的MOS晶體管的特性的圖。圖6是說明在第I實(shí)施方式所涉及的功率放大器中使用的MOS晶體管的壽命的圖。圖7是表示第I實(shí)施方式所涉及的功率放大器的效率相對占空比的關(guān)系的圖。圖8是表示第I實(shí)施方式所涉及的功率放大器的輸出功率相對占空比的關(guān)系的圖。
圖9是表示第2實(shí)施方式所涉及的發(fā)送器的框圖。圖10是表示第2實(shí)施方式所涉及的功率放大器的效率相對占空比的關(guān)系的圖。圖11是表示第3實(shí)施方式所涉及的發(fā)送器的框圖。圖12是表示第3實(shí)施方式所涉及的延遲電路的框圖。圖13是表示第4實(shí)施方式所涉及的功率放大器的電路圖。圖14是表示實(shí)施方式所涉及的輸出功率的溫度特性的圖。圖15是表示實(shí)施方式所涉及的效率的溫度特性的圖。
具體實(shí)施例方式以下對于進(jìn)一歩的多個(gè)實(shí)施例參照附圖進(jìn)行說明。在附圖中，相同的符號表示相同或者類似的部分。對于第I實(shí)施方式所涉及的發(fā)送器，參照附圖進(jìn)行說明。圖I是表示收發(fā)器的框圖。圖2是表緩沖器的電路圖。圖3是表功率放大器的電路圖。在本實(shí)施方式中，向E級放大器輸入占空比為25%的邏輯信號。如圖I所示，在收發(fā)器I中設(shè)置有功率放大器11、ニ輸入AND電路12、緩沖器13、緩沖器14、低噪聲放大器21、混頻器22、濾波器23、解調(diào)器24、電壓控制發(fā)送器31、PLL電路32和濾波器33。收發(fā)器I是RF收發(fā)機(jī)。在收發(fā)器I中，在接收系統(tǒng)中，在天線2接收到的信號經(jīng)由切換開關(guān)3作為輸入信號Sin輸入到低噪聲放大器21。收發(fā)器I將在解調(diào)器24中解調(diào)的作為基帶信號的信號S14輸出到基帶部4。收發(fā)器I將從基帶部4輸出的作為基帶信號的信號S22輸入到濾波器33。收發(fā)器I將在發(fā)送系統(tǒng)中從功率放大器11輸出的輸出信號Sout經(jīng)由切換開關(guān)3輸出到天線2。濾波器33被輸入信號S22，并將作為對信號S22進(jìn)行了頻帶限制的調(diào)制信號的信號S23輸出到電壓控制振蕩器31。PLL電路32向電壓控制振蕩器31輸出作為用于保持固定頻率的控制信號的信號S21。電壓控制振蕩器31被輸入信號S21和信號S23，井根據(jù)信號S21和信號S23,生成局部振蕩信號Slol和相位相對于局部振蕩信號Slol延遲了90° O/4)的局部振蕩信號Slo2。從電壓控制振蕩器31輸出的信號S24被反饋輸入到PLL電路32。局部振蕩信號Slol和局部振蕩信號Slo2被輸入到混頻器22。局部振蕩信號Slol被輸入到緩沖器31。局部振蕩信號Slo2被輸入到緩沖器14。低噪聲放大器21被輸入了輸入信號Sin,生成放大了輸入信號Sin的信號S11?；祛l器22被輸入信號S11、局部振蕩信號Slol和局部振蕩信號Slo2,并將受到圖像抑制的信號S12輸出到濾波器23。濾波器23被輸入信號S12，并將信號S12的只通過了預(yù)定頻帶區(qū)域的信號S13輸出到解調(diào)器24。緩沖器13設(shè)置在電壓控制振蕩器31與ニ輸入AND電路12之間。緩沖器13被輸入作為正弦波信號的局部振蕩信號Slol,將局部振蕩信號Slol變換成作為矩形波信號的信號SI，并輸出到ニ輸入AND電路12。緩沖器14設(shè)置在電壓控制振蕩器31與ニ輸入AND電路12之間。緩沖器14被輸入作為正弦波信號的局部振蕩信號Slo2,將局部振蕩信號Slo2變換成作為矩形波信號的信號S2，并輸出到ニ輸入AND電路12。
如圖2所示，在緩沖器13中設(shè)置有電容器Cla、阻抗Rla、P溝道型MOS晶體管PMTla、P溝道型MOS晶體管PMT2a、N溝道型MOS晶體管NMTla和N溝道型MOS晶體管NMT2a。在緩沖器14中設(shè)置有電容器Clb、阻抗Rlb、P溝道型MOS晶體管PMTlb、P溝道型MOS晶體管PMT2b、N溝道型MOS晶體管NMTlb和N溝道型MOS晶體管NMT2b。緩沖器13和緩沖器14由于具有相同的電路構(gòu)成，因此，對于構(gòu)成元件，以緩沖器13為代表進(jìn)行說明，省略緩沖器14的構(gòu)成元件的說明。電容器Cla的一端被輸入局部振蕩信號Slol。P溝道型MOS晶體管PMTla的源極與高電位側(cè)電源Vdd連接，柵極與電容器Cla的另一端連接。阻抗Rla的一端與電容器Cla的另一端連接，另一端與P溝道型MOS晶體管PMTla的漏極連接。N溝道型MOS晶體管匪Tla的漏極與P溝道型MOS晶體管PMTla的漏極連接，柵極與電容器Cla的另一端連接，源極與低電位側(cè)電源(接地電位)Vss連接。P溝道型MOS晶體管PMT2a的源極與高電位側(cè)電源Vdd連接，柵極與P溝道型MOS晶體管PMTla的漏極連接。N溝道型MOS晶體管NMT2a的漏極與P溝道型MOS晶體管PMT2a的漏極連接，柵極與P溝道型MOS晶體管PMTla的漏極連接，源極與低電位側(cè)電源(接地電位)Vss連接。從P溝道型MOS晶體管PMT2a的漏極一側(cè)輸出信號SI。ニ輸入AND電路12被設(shè)置在緩沖器13及緩沖器14與功率放大器11之間。ニ輸入AND電路12被輸入信號SI和信號S2，對信號SI和信號S2進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成作為占空比為25%的邏輯信號的信號S3，并將其輸出到功率放大器11。功率放大器11是在開關(guān)操作中使用晶體管的E級功率放大器。功率放大器11被設(shè)置在ニ輸入AND電路12與切換開關(guān)3之間。功率放大器11被輸入占空比為25%的信號S3，根據(jù)信號S3進(jìn)行放大操作，生成輸出信號Sout，并將其輸出到切換開關(guān)3。如圖3所示，在功率放大器11中設(shè)置有電壓偏置電路41、濾波器電路42、輸出調(diào)整電路43、N溝道型MOS晶體管NMPTl和N溝道型MOS晶體管NMPT2。功率放大器11是共射-共基(cascode)連接型功率放大器。N溝道型MOS晶體管NMPTl和N溝道型MOS晶體管NMPT2進(jìn)行共射-共基連接。N溝道型MOS晶體管NMPTl和N溝道型MOS晶體管NMPT2是增強(qiáng)型晶體管。輸出調(diào)整電路42設(shè)置有電感器LI、電感器L2、電容器Cll和電容器C12。電感器LI的一端與高電位側(cè)電源Vdd連接，另一端與節(jié)點(diǎn)NI連接。電壓偏置電路41向N溝道型MOS晶體管NMPTl的柵極提供預(yù)定電壓。電容器Cll的一端與節(jié)點(diǎn)NI連接，另一端與低電位側(cè)電源(接地電位)Vss連接。電感器L2的一端與節(jié)點(diǎn)NI連接。電容器C12的一端與電感器L2的另一端連接，另一端與節(jié)點(diǎn)N2連接。N溝道型MOS晶體管NMPTl的漏極與節(jié)點(diǎn)NI連接，對柵極施加從電壓偏置電路41輸出的電壓。N溝道型MOS晶體管NMPTl在被施加了從電壓偏置電路41輸出的電壓時(shí)導(dǎo)通，具有負(fù)載的功能。N溝道型MOS晶體管NMPT2的漏極與N溝道型MOS晶體管NMPTl的源極連接，將信號S3向柵極輸入，源極與低電位側(cè)電源(接地電位)Vss連接。N溝道型MOS晶體管NMPT2是根據(jù)信號S3進(jìn)行導(dǎo)通/截止操作的輸出段的晶體管。 N溝道型MOS晶體管NMPT2由于以高頻進(jìn)行放大操作，因此，柵極長度(Lg)尺寸被設(shè)定得比N溝道型MOS晶體管NMPTl窄。例如，在N溝道型MOS晶體管NMPT2的Lg為0. I ii m時(shí)，N溝道型MOS晶體管NMPTl的Lg被設(shè)定為0. 6 y m。
在濾波器電路42中設(shè)置有電感器L3、電容器C13和電容器C14。濾波器電路42使高頻分量衰減。電容器C13的一端與節(jié)點(diǎn)N2連接，另一端與低電位側(cè)電源(接地電位)Vss連接。電感L3的一端與節(jié)點(diǎn)N2連接，另一端與節(jié)點(diǎn)N3連接。電容器C14的一端與節(jié)點(diǎn)N3連接，另一端與低電位側(cè)電源(接地電位)Vss連接。從節(jié)點(diǎn)N3—側(cè)輸出輸出信號Sout。以下參照圖4至圖8說明E級功率放大器的特性及操作。圖4是說明功率放大器的操作的圖。如圖4所示，局部振蕩信號Slol從電壓控制振蕩器31中輸出，并被輸入到緩沖器
13。在緩沖器13中，局部振蕩信號Slol被變換成作為矩形波信號的信號SI。信號SI是高電平期間為50%、低電平期間為50%的信號。局部振蕩信號Slo2從局部振蕩信號Slol 延遲90° (入/4)相位，并從電壓控制振蕩器31中輸出，被輸入到緩沖器14。在緩沖器14中，局部振蕩信號Slo2被變換成作為矩形波信號的信號S2。信號S2是高電平期間為50%、低電平期間為50%的信號。信號SI及信號S2被輸入到ニ輸入AND電路12，在ニ輸入AND電路12中，對信號SI和信號S2進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成信號S3。信號S3是具有高電平期間為25%、低電平期間為75%的占空比為25%的邏輯信號。信號S3被輸入到E級功率放大器IUE級功率放大器11根據(jù)信號S3導(dǎo)通或截止電流，輸出放大后的輸出信號Sout。E級功率放大器11在信號S3的高電平期間工作，產(chǎn)生輸出電流lout,并產(chǎn)生輸出振幅是一定的輸出電壓Vout。圖5是說明在功率放大器中使用的MOS晶體管的特性的圖。如圖5所示，在功率放大器的輸出段晶體管中使用的MOS晶體管中，柵極長度(Lg)尺寸越窄，ft (截止頻率)越直線增加，當(dāng)柵極長度(Lg)尺寸變成小于等于50nm時(shí)，由于源極阻抗的影響，増加率減少。另ー方面，Vbkds(漏扱-源極間耐壓)和高電位側(cè)電源電壓Vdd在柵極長度(Lg)尺寸越窄時(shí)越直線減少。另外，Vbkds > Vdd0圖6是說明在功率放大器中使用的MOS晶體管的壽命的圖。構(gòu)成E級功率放大器11的N溝道型MOS晶體管NMPTl和N溝道型MOS晶體管NMPT2的壽命主要由漏極-源極間電壓的平均值和振幅及漏電流的占空比決定，輸出功率越大，此外，電流的占空比越大，則壽命越短。N溝道型MOS晶體管NMPT2與N溝道型MOS晶體管NMPTl相比，柵極長度尺寸(Lg)被設(shè)定得更短。但是，N溝道型MOS晶體管NMPT2由于將漏極-源極間電壓設(shè)定為比較小的值，因此，與N溝道型MOS晶體管NMPTl相比，壽命變長?？梢灾?，在一般使用的占空比小于等于50%的區(qū)域中，輸入到E級功率放大器11的作為邏輯信號的信號S3的占空比越小，則越能夠抑制構(gòu)成E級功率放大器11的晶體管特性的惡化，實(shí)現(xiàn)高可靠性。圖7是表示功率放大器的900MHz下的功率效率相對占空比的關(guān)系的圖。如圖7所示，在E級功率放大器11中，相對于作為邏輯信號的信號S3的占空比，功率效率變化。具體地,在占空比為0 大約20%的區(qū)域中，功率效率增加，在大約大于等于20%的區(qū)域中，功率效率逐漸減少。在本實(shí)施方式中，作為邏輯信號的信號S3的占空比被設(shè)定為25%，在900MHz中，E級功率放大器11在功率效率78%下工作。圖8是表不功率放大器的900MHz下的輸出功率相對占空比的關(guān)系的圖。如圖8所示，在E級功率放大器11中，相對于作為邏輯信號的信號S3的占空比，輸出功率變化。具體地，在占空比為O 大約55%的區(qū)域中，輸出功率逐漸增加，在大約大于等于55%的區(qū)域中，輸出功率減少。在本實(shí)施方式中，作為邏輯信號的信號S3的占空比被設(shè)定為25%，在900MHz中，E級功率放大器11在輸出功率11. 8dBm下工作。圖14是表示輸出功率的溫度特性的圖。如圖14所示，輸出功率因溫度引起的變化少。圖15是表示功率效率的溫度特性的圖。如圖15所示，功率效率因溫度引起的變化少。在本實(shí)施方式中，由于獲得因溫度引起的變化非常少的固定占空比的信號S3，因此，如圖14和圖15所示，輸出功率及功率效率的溫度依賴性小，具有良好的值。這樣，由于能夠省略現(xiàn)有技術(shù)中必需的溫度補(bǔ)償電路等，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)電路規(guī)模的縮小和電路可靠性的提聞。如上所述，在本實(shí)施方式的發(fā)送器中，向接收系統(tǒng)的混頻器22提供的局部振蕩信號Slol和相位比局部振蕩信號Slol延遲了 90° (入/4)的局部振蕩信號Slo2還提供給發(fā)送系統(tǒng)。緩沖器13將局部振蕩信號Slol變換成作為矩形波信號的信號SI。緩沖器14將局部振蕩信號Slo2變換成作為矩形波信號的信號S2。ニ輸入AND電路12對信號SI和信 號S2進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成作為占空比為25%的邏輯信號的信號S3。功率放大器11根據(jù)信號S3，進(jìn)行E級放大操作，生成輸出信號Sout。因此，能夠提供高效率、高可靠性的具有功率放大器的發(fā)送器。另外，在本實(shí)施方式中，雖然將包括功率放大器11、ニ輸入AND電路12、緩沖器13和緩沖器14的發(fā)送器適用于RF收發(fā)機(jī)，但并不必須限于此。例如，也可以適用于便攜基站用發(fā)送器、衛(wèi)星通信終端用發(fā)送器、音頻HiFi系統(tǒng)用發(fā)送器等。參照附圖對本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的發(fā)送器進(jìn)行說明。圖9是表示發(fā)送器的框圖。在本實(shí)施方式中，可以改變向功率放大器輸入的邏輯信號的占空比。以下，對于與第I實(shí)施方式相同的構(gòu)成部分，付與相同的符號并省略該部分的說明，只說明不同的部分。如圖9所示，在發(fā)送器90中設(shè)置有功率放大器11、ニ輸入AND電路12、緩沖器13、緩沖器14以及延遲電路51。發(fā)送器90適用于RF收發(fā)機(jī)、便攜基站用發(fā)送器、衛(wèi)星通信終端用發(fā)送器或音頻HiFi系統(tǒng)用發(fā)送器等。延遲電路51被輸入例如在電壓控制振蕩器中生成的局部振蕩信號Slol，生成相位比局部振蕩信號Slol延遲入/n(n>0)的延遲信號Slola，并輸出到緩沖器14。延遲電路51例如由RC延遲電路構(gòu)成，根據(jù)未圖示的控制信號的指示，從多個(gè)延遲值中選擇預(yù)定的延遲值。緩沖器13被輸入作為正弦波信號的局部振蕩信號Slol,將局部振蕩信號Slol變換成作為矩形波信號的信號SI，并輸出到ニ輸入AND電路12。緩沖器14被輸入作為正弦波信號的延遲信號Slola,將延遲信號Slola變換成作為矩形波信號的信號S2a,并輸出到ニ輸入AND電路12。ニ輸入AND電路12被輸入信號SI及信號S2a，對信號SI及信號S2a進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成作為預(yù)定占空比的邏輯信號的信號S3a，并輸出到功率放大器11。信號S3a根據(jù)在延遲電路51中選擇的延遲值，其占空比可變。E級功率放大器11被輸入信號S3a,根據(jù)信號S3a進(jìn)行放大操作,并輸出輸出信號Sout0 E級功率放大器11成為根據(jù)占空比值，功率效率及輸出功率可變的構(gòu)造。
以下，參照圖10說明E級放大器的特性及操作。圖10是表示功率放大器的900MHz下的功率效率相對占空比的關(guān)系的圖。
在E級功率放大器11中，要求高的功率效率和高可靠性。例如，考慮作為能夠?qū)⒐β市试O(shè)為大于等于60%的邏輯信號的信號S3a的占空比區(qū)域。如圖10所示，在E級功率放大器11中，已知在信號S3a的占空比為6 38%的區(qū)域中，功率效率大于等于60%。為了將信號S3a的占空比設(shè)置成6%，只要在延遲電路51中將局部振蕩信號Slol延遲\ II. 25相位即可。為了將信號S3a的占空比設(shè)置成38%，只要在延遲電路51中將局部振蕩信號Slol延遲X/10相位即可。即，將入/n下的n的值設(shè)定在大于等于2. 25且小于等于10的范圍。為了將E級功率放大器11的功率效率設(shè)成大于等于60 %，并且與第I實(shí)施方式相比，將E級功率放大器11設(shè)為高可靠性，優(yōu)選地，將信號S3a的占空比的值設(shè)定在大于等于6%且小于25%的范圍。將入/n下的n的值設(shè)定在大于等于2. 25且小于4的范圍。另外，信號S3a的占空比的值是6%時(shí)的輸出功率在900MHz中是8. 2dBm,信號S3a的占空比的值是38%時(shí)的輸出功率在900MHz中是13dBm。如上所述，在本實(shí)施方式的發(fā)送器中，延遲電路51生成相位比局部振蕩信號Slol延遲了 X/n(n>0)的延遲信號Slola，并輸出到緩沖器14。緩沖器13將局部振蕩信號Slol變換成作為矩形波信號的信號SI。緩沖器14將延遲信號Slola變換成作為矩形波信號的信號S2a。ニ輸入AND電路12對信號SI及信號S2a進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成作為預(yù)定占空比值的邏輯信號的信號S3a。預(yù)定占空比值通過延遲電路51可變。功率放大器11根據(jù)信號S3a，進(jìn)行E級放大操作，生成輸出信號Sout。因此，能夠提供高效率、高可靠性的具有功率放大器11的發(fā)送器90。此外，通過選擇延遲電路51的延遲值，與第I實(shí)施方式相比，還能夠使功率放大器11高可靠性化。參照

本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的發(fā)送器。圖11是表示發(fā)送器的框圖。圖12是表示延遲電路的框圖。在本實(shí)施方式中，能夠改變輸入到功率放大器的邏輯信號的占空比。以下，對于與第I實(shí)施方式相同的構(gòu)成部分，付與相同的符號并省略該部分的說明，只說明不同的部分。如圖11所示，在發(fā)送器91中設(shè)置有功率放大器11、ニ輸入AND電路12及延遲電路52。發(fā)送器91適用于RF收發(fā)機(jī)、便攜基站用發(fā)送器、衛(wèi)星通信終端用發(fā)送器或音頻HiFi系統(tǒng)用發(fā)送器等。延遲電路52被輸入作為高電平為50%、低電平為50%的矩形波信號的信號Sck,生成相位比信號Sck延遲了入/n(n>0)的延遲信號Scka，并輸出到ニ輸入AND電路12。延遲電路52，如圖12所示，設(shè)置有串聯(lián)連接的n個(gè)觸發(fā)器(觸發(fā)器FF1、觸發(fā)器FF2、觸發(fā)器FF3、觸發(fā)器FF4.....觸發(fā)器FFn)和選擇器SELl。觸發(fā)器FFl將信號Sck輸入到D端ロ，在時(shí)鐘信號Sclk的上升沿鎖存信號Sck，并將鎖存的信號從Q端ロ向觸發(fā)器FF2及選擇器SELl輸出。觸發(fā)器FF2將從觸發(fā)器FFl輸出的信號輸入到D端ロ，在時(shí)鐘信號Sclk的上升沿鎖存該信號，并將鎖存的信號從Q端ロ輸出到觸發(fā)器FF3及選擇器SELl。觸發(fā)器FF3將從觸發(fā)器FF2輸出的信號輸入到D端ロ，在時(shí)鐘信號Sclk的上升沿鎖存該信號，并將該鎖存的信號從Q端ロ輸出到觸發(fā)器FF4及選擇器SELl。觸發(fā)器FF4將從觸發(fā)器FF3輸出的信號輸入到D端ロ，在時(shí)鐘脈沖信號Sclk的上升沿鎖存該信號，并將鎖存的信號從Q端ロ輸出到觸發(fā)器FF5 (未圖示)及選擇器SELl。觸發(fā)器FFn將從未圖示的觸發(fā)器FF (n-1)輸出的信號輸入到D端ロ，在時(shí)鐘信號Sclk的上升沿鎖存該信號，并將鎖存的信號從Q端ロ輸出到選擇器SEL1。選擇器SELl輸入從觸發(fā)器FF1、觸發(fā)器FF2、觸發(fā)器FF3、觸發(fā)器FF4.....觸發(fā)器
FFn的Q端ロ分別輸出的信號，井根據(jù)選擇信號Scml，選擇輸出使信號Sck只延遲預(yù)定相位量的延遲信號Scka。ニ輸入AND電路12被輸入信號Sck及延遲信號Scka,對信號Sck及延遲信號Scka 進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成作為預(yù)定占空比的邏輯信號的信號S3a，并輸出到功率放大器11。信號S3a根據(jù)在延遲電路52中選擇的延遲值，其占空比可變。E級功率放大器11被輸入信號S3a,根據(jù)信號S3a進(jìn)行放大操作,并輸出輸出信號Sout0 E級功率放大器11成為根據(jù)占空比值，功率效率及輸出功率可變的構(gòu)造。如上所述，在本實(shí)施方式的發(fā)送器中，延遲電路52生成相位比矩形波Sck延遲了入/n(n > 0)的延遲信號Scka，并輸出到ニ輸入AND電路12。ニ輸入AND電路12對信號Sck及延遲信號Scka進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成作為預(yù)定占空比值的邏輯信號的信號S3a。預(yù)定占空比值通過延遲電路52可變。功率放大器11根據(jù)信號S3a進(jìn)行E級放大操作，并生成輸出信號Sout。因此，能夠提供高效率、高可靠性的具有功率放大器11的發(fā)送器91。此外，通過選擇延遲電路52的延遲值，與第I實(shí)施方式相比，還能夠使功率放大器11高效率化。參照

本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的發(fā)送器。圖13是表示功率放大器的電路圖。在本實(shí)施方式中，改變功率放大器的構(gòu)成。以下，對于與第I實(shí)施方式相同的構(gòu)成部分，付與相同的符號并省略該部分的說明，只說明不同的部分。如圖13所示，在功率放大器Ila中設(shè)置有濾波器電路42、輸出調(diào)整電路43a及N溝道型MOS晶體管NMPT2a。功率放大器Ila是E級功率放大器。功率放大器Ila適用于RF收發(fā)機(jī)、便攜基站用發(fā)送器、衛(wèi)星通信終端用發(fā)送器或音頻HiFi系統(tǒng)用發(fā)送器等功率放大器。在輸出調(diào)整電路43a中設(shè)置有電容器C12、電感器LI。電容器C12的一端與節(jié)點(diǎn)NI連接，另一端與節(jié)點(diǎn)N2連接。N溝道型MOS晶體管NMPT2a的漏極與節(jié)點(diǎn)NI連接，向柵極輸入信號S3，源極與低電位側(cè)電源(接地電位)Vss連接。N溝道型MOS晶體管NMPT2a是根據(jù)信號S3進(jìn)行導(dǎo)通/截止操作的輸出段的晶體管。如上所述，在本實(shí)施方式的發(fā)送器中，在功率放大器Ila中設(shè)置有濾波器電路42、輸出調(diào)整電路43a及N溝道型MOS晶體管NMPT2a。向作為輸出段的晶體管的N溝道型MOS晶體管NMPT2a的柵極輸入作為占空比為25%的邏輯信號的信號S3。功率放大器Ila進(jìn)行E級放大作。因此，能夠提供高效率、高可靠性的具有功率放大器Ila的發(fā)送器。本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式，在不脫離發(fā)明的主g的范圍下可以進(jìn)行各種改變。
在實(shí)施方式中，雖然使用ニ輸入AND電路生成具有預(yù)定占空比的邏輯信號，但并不必須限于此。也可以代替使用ニ輸入AND電路以外的邏輯門和/或邏輯電路等。此外，雖然采用N溝道型MOS晶體管構(gòu)成功率放大器，但并不必須限于此。也可以代替使用N溝道型MIS晶體管、MESFET、HFET等。此外，在第3實(shí)施方式中，雖然在延遲電路52中使用觸發(fā)器，但并不必須限于此。例如，也可以代替使用鎖存電路。雖然說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子給出的，并不用于限定本發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式可以采用其它各種方式實(shí)施，并在不脫離發(fā)明 的主g的范圍下，可以進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍和主g中，同時(shí)也包含在權(quán)利要求書的范圍所記載的發(fā)明及其等同的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)送器，其特征在于，具備 第i緩沖器，其被輸入第I正弦波信號，并將上述第I正弦波信號變換成第I矩形波信號; 第2緩沖器，其被輸入相位比上述第I正弦波信號延遲的第2正弦波信號，并將上述第2正弦波信號變換成第2矩形波信號； 邏輯電路，其被輸入上述第I矩形波信號和上述第2矩形波信號，對上述第I矩形波信號和上述第2矩形波信號進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成具有預(yù)定占空比的邏輯信號；以及E級功率放大器，其被輸入上述邏輯信號，并根據(jù)上述邏輯信號進(jìn)行放大操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)送器，其特征在于，上述預(yù)定占空比被設(shè)定在大于等于6%且小于等于38%的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)送器，其特征在于，上述邏輯電路包括ニ輸入AND電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)送器，其特征在于，上述E級功率放大器具有電壓偏置電路、濾波器電路、第I晶體管和第2晶體管；上述第I晶體管和上述第2晶體管進(jìn)行共射-共基連接；上述第I晶體管將從上述電壓偏置電路輸出的電壓輸入到柵極，上述第2晶體管設(shè)置在上述第I晶體管與低電位側(cè)電源之間，將上述邏輯信號輸入到柵極，并輸出放大后的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送器，其特征在于，上述第2晶體管的柵極長度比上述第I晶體管短。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送器，其特征在于，上述第I晶體管和上述第2晶體管是N溝道型MOS晶體管、N溝道型MIS晶體管、N溝道型MESFET或者N溝道型HFET。
7.—種發(fā)送器，其特征在于，具備 延遲電路，其被輸入第I矩形波信號，并生成相位比上述第I矩形波信號延遲的第2矩形波信號； 邏輯電路，其被輸入上述第I矩形波信號和上述第2矩形波信號，對上述第I矩形波信號和上述第2矩形波信號進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成具有預(yù)定占空比的邏輯信號；以及E級功率放大器，其被輸入上述邏輯信號，并根據(jù)上述邏輯信號進(jìn)行放大操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其特征在干，在上述延遲電路中進(jìn)行的相位延遲使用觸發(fā)器或者鎖存電路進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其特征在干，上述預(yù)定占空比被設(shè)定在大于等于6%且小于等于38%的范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其特征在于，上述邏輯電路包括ニ輸入AND電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其特征在于，上述E級功率放大器具有電壓偏置電路、濾波器電路、第I晶體管和第2晶體管；上述第I晶體管和上述第2晶體管進(jìn)行共射-共基連接；上述第I晶體管將從上述電壓偏置電路輸出的電壓輸入到柵極；上述第2晶體管設(shè)置在上述第I晶體管與低電位側(cè)電源之間，將上述邏輯信號輸入到柵極，并輸出放大后的信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)送器，其特征在于，上述第2晶體管的柵極長度比上述第I晶體管短。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)送器，其特征在于，上述第I晶體管和上述第2晶體管是N溝道型MOS晶體管、N溝道型MIS晶體管、N溝道型MESFET或者N溝道型HFET。
14.一種發(fā)送器，其特征在于，具備 第I緩沖器，其被輸入第I局部振蕩信號，并將上述第I局部振蕩信號變換成第I矩形波信號； 第2緩沖器，其被輸入相位比上述第I局部振蕩信號延遲了入/4即90°的第2局部振蕩信號，并將上述第2局部振蕩信號變換成第2矩形波信號； ニ輸入AND電路，其被輸入上述第I矩形波信號和上述第2矩形波信號，對上述第I矩形波信號和上述第2矩形波信號進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成具有25%占空比的邏輯信號；以及 E級功率放大器，其被輸入上述邏輯信號，并根據(jù)上述邏輯信號進(jìn)行放大操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)送器，其特征在干，上述第I局部振蕩信號和上述第2局部振蕩信號由電壓控制振蕩器生成，并提供給混頻器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)送器，其特征在干， 上述E級功率放大器具有電壓偏置電路、濾波器電路、第I晶體管和第2晶體管；上述第I晶體管和上述第2晶體管進(jìn)行共射-共基連接；上述第I晶體管將從上述電壓偏置電路輸出的電壓輸入到柵極；上述第2晶體管設(shè)置在上述第I晶體管與低電位側(cè)電源之間，將上述邏輯信號輸入到柵極，并輸出放大后的信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)送器，其特征在于，上述第2晶體管的柵極長度比上述第I晶體管短。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)送器，其特征在干，上述第I晶體管和上述第2晶體管是N溝道型MOS晶體管、N溝道型MIS晶體管、N溝道型MESFET或者N溝道型HFET。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)送器，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)送器設(shè)置有第1緩沖器、第2緩沖器、邏輯電路和E級功率放大器。第1緩沖器被輸入第1正弦波信號，并將第1正弦波信號變換成第1矩形波信號。第2緩沖器被輸入相位比第1正弦波信號延遲的第2正弦波信號，并將第2正弦波信號變換成第2矩形波信號。邏輯電路被輸入第1和第2矩形波信號，對第1和第2矩形波信號進(jìn)行邏輯計(jì)算，生成具有預(yù)定占空比的邏輯信號。E級功率放大器被輸入邏輯信號，并根據(jù)邏輯信號進(jìn)行放大操作。
文檔編號H04B1/04GK102647160SQ20111025425
公開日2012年8月22日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者清水優(yōu) 申請人:株式會社東芝