双运行模式功率放大器制造技术

本发明专利技术揭露一种双模式功率放大器。本发明专利技术一实施例的功率放大器能够转换偏压电路部，而降低电力消耗。与以往的发明专利技术不同地，本发明专利技术的实施例中的功率放大器，在信号路径没有开关，因此在高电力模式下不发生性能低下，无需附加另外的电感器或变压器等占用面积大的无源组件(Passive Component)。并且，阻抗可调的(Tunable)匹配电路提供分别与差动放大器及单端放大器相符的匹配阻抗，而能够提高功率放大器的性能。

【技术实现步骤摘要】
双运行模式功率放大器
本专利技术实施例是关于以双模式运作的功率放大器(PowerAmplifier)，涉及一种如果是高电力模式时，通过具有两个差动输入(DifferentialInput)及两个差动输出(DifferentialOutput)的全差动放大器(FullyDifferentialAmplifier)运行。相反，如果是低电力模式，通过偏压电路部在两个差动输入及两个差动输出中只选择一个，通过单端(Single-ended)放大器运行的电路。
技术介绍
以下叙述的内容只是为了提供与本专利技术的实施例的有关的背景信息，而非构成以往技术。相同于在基站使用的功率放大器，蜂窝手机(CellularHandset)或无线网络(WiFi)等无线通信装置使用的功率放大器也要依据系统的通信标准和系统的目的提供适当的输出电力。目前，为了在系统需要相比功率放大器的最大输出电力低的水平的输出功率、低电力模式时，最小化电流损失，而进行各种技术研发。现有的技术为阶段旁路法(StageBypassMethod)、为低电力模式的附加路径法(AdditionalPathMethod)等，但，上述的方法降低最大输出电力即高电力模式的性能，或需要附加性的组件(电感器(Inductor)或变压器(Transformer))，因此，非理想。因此，需要开发在低电力模式下能够降低电流损失又节省费用的功率放大器。
技术实现思路
本实施例的目的为功率放大器以低电力模式运作时，为了最小化电流损失，使得电路从全差动放大器(FullyDifferentialAmplifier)变更为单端放大器(Single-endedAmplifier)而运行。为了上述的动作，各阶段的偏压电路部需能够在全差动放大器的两个输入及两个输出中分别选择性地转换。全体系统的增益和线性关系依据所有端的输入输出部匹配(Matching)电路的绝缘(Isolation)性能和阻抗匹配(ImpedanceMatching)水平决定。从而，提供在以单端放大器运行时能够变更阻抗的(Tunable)匹配电路。依据本专利技术的实施例的的一侧面，作为选择性地运行高电力模式(HighPowerMode)及低电力模式(LowPowerMode)中的某一个模式的功率放大器(PowerAmplifier)，其特征在于，包括：主功率放大器，具有两个差动输入(DifferentialInput)及两个差动输出(DifferentialOutput)；输入匹配电路(MatchingCircuit)，从输入信号部接收输入信号，与所述主功率放大器的输入端连接，使得所述输入信号部和所述主功率放大器的输入端的阻抗相互匹配；输出匹配电路，在所述功率放大器的输出端与负载(Load)之间，使得所述负载的阻抗与所述主功率放大器的输出端的阻抗相互匹配；及偏压电路部(BiasCircuit)，依据输入的模式控制(ModeControl)信号，发生使得所述主功率放大器转换为差动放大器(DifferentialAmplifier)或单端放大器(Single-endedAmplifier)的转换信号。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器在所述高电力模式下以所述差动放大器运行，在所述低电力模式下以所述单端放大器运行。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器在所述低电力模式下，所述偏压电路部只选择性地运行所述两个差动输入及所述两个差动输出中的一个。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，如果是所述低电力模式，所述偏压电路部只选择性地向所述两个差动输入中的一个提供偏压电源。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器包括主(Main)晶体管的电流引流端和层迭式(Stacked)晶体管的电流引出端相互连接的共源共栅(Cascode)结构部二对，所述两个差动输入分别连接于所述二对共源共栅结构部的主晶体管的控制端，如果是所述低电力模式，所述偏压电路部只选择性地向所述两个差动输入中的一个供应偏压电源。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器在所述低电力模式下以所述单端放大器(Single-endedAmplifier)运行时，所述输入匹配电路及所述输出匹配电路中的至少一个是阻抗可调(Tunable)的。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述输入匹配电路及所述输出匹配电路中的至少一个包括变压器(Transformer)，与所述变压器的一次线圈及二次线圈串联的两个电容并联，在所述两个电容相互连接的中间节点，开关与接地端连接，并通过所述开关的开(On)/关(Off)，调整阻抗。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述输入匹配电路及所述输出匹配电路中至少一个包括变压器(Transformer)，与所述变压器的一次线圈及二次线圈串联的两个电感器并联，在所述两个电感器相互连接的中间节点，开关与接地端连接，并通过所述开关的开(On)/关(Off)，调整阻抗。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器在信号路径不包括开关，因此，在所述高电力模式下不发生性能低下。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器不附加另外的电感器或变压器等占用面积大的无源组件(PassiveComponent)。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器，包括：第一功率放大器，连接于所述输入匹配电路与中间匹配电路之间，放大所述输入信号；中间匹配电路，连接于所述第一功率放大器的输出端与第二功率放大器的输入端之间，使得所述第一功率放大器的输出端的阻抗与所述第二功率放大器输入端的阻抗(Impedance)相互匹配；及第二功率放大器，连接于所述中间匹配电路与输出匹配电路之间，放大所述第一功率放大器的输出信号。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述第一功率放大器及所述第二功率放大器，如果是所述高电力模式，以所述差动放大器运行，如果是所述低电力模式，通过偏压电路部在两个输入及输出中选择一个，以所述单端放大器运行。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述第一功率放大器及所述第二功率放大器，具有两个差动输入(DifferentialInput)及两个差动输出(DifferentialOutput)，如果是所述低电力模式，所述偏压电路部在所述两个差动输入及所述两个差动输出中只选择性地运行一个。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，如果是所述低电力模式，所述偏压电路部在所述两个差动输入中只选择性地运行一个。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述第一功率放大器及所述第二功率放大器包括主(Main)晶体管的电流引流端和层迭式(Stacked)晶体管的电流引出端相互连接的共源共栅(Cascode)结构部二对，所述两个差动输入分别连接于所述二对共源共栅结构部的主晶体管的控制端，如果是所述低电力模式，所述偏压电路部只选择性地向所述两个差动输入中的一个供应偏压电源。优选实施例提供一种功率放大器，其特征在于，所述第一功率放大器及所述第二功率放大器以所述单端放大器(Single-endedAmplifier)运行时，所述输入匹配电路、所述中间匹配电路及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率放大器，作为选择性地运行高电力模式(High PowerMode)及低电力模式(Low Power Mode)中的某一个模式的功率放大器(Power Amplifier)，其特征在于，包括：主功率放大器，具有两个差动输入(Differential Input)及两个差动输出(Differential Output)；输入匹配电路(Matching Circuit)，从输入信号部接收输入信号，与所述主功率放大器的输入端连接，使得所述输入信号部和所述主功率放大器的输入端的阻抗相互匹配；输出匹配电路，在所述功率放大器的输出端与负载(Load)之间，使得所述负载的阻抗与所述主功率放大器的输出端的阻抗相互匹配；以及偏压电路部(Bias Circuit)，依据输入的模式控制(Mode Control)信号，发生使得所述主功率放大器转换为差动放大器(DifferentialAmplifier)或单端放大器(Single‑ended Amplifier)的转换信号。

【技术特征摘要】
2015.10.30 KR 10201501526601.一种功率放大器，作为选择性地运行高电力模式(HighPowerMode)及低电力模式(LowPowerMode)中的某一个模式的功率放大器(PowerAmplifier)，其特征在于，包括：主功率放大器，具有两个差动输入(DifferentialInput)及两个差动输出(DifferentialOutput)；输入匹配电路(MatchingCircuit)，从输入信号部接收输入信号，与所述主功率放大器的输入端连接，使得所述输入信号部和所述主功率放大器的输入端的阻抗相互匹配；输出匹配电路，在所述功率放大器的输出端与负载(Load)之间，使得所述负载的阻抗与所述主功率放大器的输出端的阻抗相互匹配；以及偏压电路部(BiasCircuit)，依据输入的模式控制(ModeControl)信号，发生使得所述主功率放大器转换为差动放大器(DifferentialAmplifier)或单端放大器(Single-endedAmplifier)的转换信号。2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器在所述高电力模式下以所述差动放大器运行，在所述低电力模式下以所述单端放大器运行。3.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器在所述低电力模式下，所述偏压电路部只选择性地运行所述两个差动输入及所述两个差动输出中的一个。4.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，如果是所述低电力模式，所述偏压电路部只选择性地向所述两个差动输入中的一个提供偏压电源。5.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器包括主(Main)晶体管的电流引流端和层迭式(Stacked)晶体管的电流引出端相互连接的共源共栅(Cascode)结构部二对，所述两个差动输入分别连接于所述二对共源共栅结构部的主晶体管的控制端，如果是所述低电力模式，所述偏压电路部只选择性地向所述两个差动输入中的一个供应偏压电源。6.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器在所述低电力模式下以所述单端放大器(Single-endedAmplifier)运行时，所述输入匹配电路及所述输出匹配电路中的至少一个是阻抗可调(Tunable)的。7.如权利要求6所述的功率放大器，其特征在于，所述输入匹配电路及所述输出匹配电路中的至少一个包括变压器(Transformer)，与所述变压器的一次线圈及二次线圈串联的两个电容并联，在所述两个电容相互连接的中间节点，开关与接地端连接，并通过所述开关的开(On)/关(Off)，调整阻抗。8.如权利要求6所述的功率放大器，其特征在于，所述输入匹配电路及所述输出匹配电路中至少一个包括变压器(Transformer)，与所述变压器的一次线圈及二次线圈串联的两个电感器并联，在所述两个电感器相互连接的中间节点，开关与接地端连接，并通过所述开关的开(On)/关(Off)，调整阻抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜旼澈，黄明运，
申请(专利权)人：芯光飞株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR