可配置的射频功率放大器制造技术

射频功率放大器包含输入耦合器、堆叠放大器对及输出组合器。输入耦合器用以接收输入电压且分别依据第一偏压及第二偏压输出第一耦合电压及第二耦合电压。堆叠放大器对用以接收第一耦合电压及第二耦合电压且依据第一直流电压、第二直流电压及第三直流电压输出第一输出电压及第二输出电压。输出组合器用以依据第一输出电压及第二输出电压的组合建立一组合输出电压。堆叠放大器对包含第一放大器及一第二放大器。第一放大器操作于供应自第二直流电压至第一直流电压的一电力。第二放大器操作于供应自第三直流电压至第二直流电压的一电力。

【技术实现步骤摘要】
可配置的射频功率放大器
本公开中所述实施例内容涉及一种功率放大电路，且特别涉及具有低失真的射频功率放大器。
技术介绍
功率放大器被广泛地使用于许多应用中。一种现有的功率放大器利用NMOS(n-通道金属氧化物半导体)或PMOS(p-通道金属氧化物半导体)晶体管作为增益装置。增益装置作为共源极放大器。在一般的配置中，当NMOS(PMOS)晶体管作为共源极放大器时，NMOS(PMOS)晶体管的栅极端耦接至输入电压，NMOS(PMOS)晶体管的源极端连接至地(电源)节点，NMOS(PMOS)晶体管的漏极端通过电感器连接至电源(地)节点。共源极放大器的输出接至NMOS(PMOS)晶体管的漏极端。现有功率放大器的第一个问题是，将会在其输出中产生相当可观的二次失真。第二个问题是，在晶体管(NMOS或PMOS)的漏极-源极电压的平均值几乎等于电源供应电压(其为电源节点与地节点之间的电压差)，当功率放大器达到全输出能力时，漏极-源极电压的峰值可为两倍。高的漏极-源极电压在晶体管上造成高应力且可能损害晶体管。为了使晶体管维持其可靠度，需要迫切的限制电源供应电压。这不利地限制了现有功率放大器的全输出能力。如何提供一种可克服以上问题的一种方法以及装置以降低二次失真且亦缓解可靠度的问题，是当前存在的需求。
技术实现思路
在一实施例中，射频功率放大器包含：一输入耦合器，用以接收一输入电压且分别依据一第一偏压以及一第二偏压输出一第一耦合电压以及一第二耦合电压；一堆叠放大器对，用以接收第一耦合电压以及第二耦合电压且依据一第一直流电压、一第二直流电压以及一第三直流电压输出一第一输出电压以及一第二输出电压；以及一输出组合器，用以依据第一输出电压以及第二输出电压的一组合建立一组合输出电压，其中堆叠放大器对包含一第一放大器以及一第二放大器，第一放大器操作于供应自第二直流电压至第一直流电压的一电力。附图说明为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：图1是依照本公开一实施例所示出的一种功率放大器的功能方框图；图2示出一交流耦合网络的示意图；图3A示出第一形式的放大器的示意图；图3B示出第二形式的放大器的示意图；以及图4是依照本公开所示出的一种方法的流程图。符号说明100：功率放大器101：输入耦合器102：输出组合器110：第一放大器111：第一主动网络112：第一谐振槽120：第二放大器121：第二主动网络122：第二谐振槽130：堆叠放大器对131：耦合器VIN：输入电压VB1：第一偏压VB2：第二偏压VC1：第一耦合电压VC2：第二耦合电压VDC1：第一直流电压VDC2：第二直流电压VDC3：第三直流电压VCB1：第一叠接电压VCB2：第二叠接电压VO1：第一输出电压VO2：第二输出电压VOUT：组合输出电压200：交流耦合网络211：第一电容器212：第二电阻器221：第一电阻器222：第二电阻器310：第一形式311：主动网络312：谐振槽313：内部节点VGN：栅极电压VCN：叠接电压VNL：低侧直流电压VNH：高侧直流电压VLN：感应电压CN：旁路电容LN1：初级电感器LN2：次级电感器MCN：晶体管MN：晶体管320：第二形式321：主动网络322：谐振槽323：内部节点VGP：栅极电压VCP：叠接电压VPL：低侧直流电压VPH：高侧直流电压VLP：感应电压CP：旁路电容LP1：初级电感器LP2：次级电感器MCP：晶体管MP：晶体管400：运行方法410：步骤420：步骤430：步骤440：步骤具体实施方式本公开关于功率放大器。说明书描述了本公开的许多实施例，其考虑了实现本公开的各种合适的模式，应了解的是本公开可以许多方式实现且不被以下所描述的特定例子或方式所限制。在一些其它例子中，被熟知的细节未被显示或描述，以避免本公开内容难以被理解。本领域技术人员了解本公开内容中所使用的关于微电子的用词以及基本观念，例如：“电压”、“信号”、“单端”、“差分”、“放大器”、“偏压”、“增益”、“电容器”、“电感器”、“变压器”、“电阻器”、“晶体管”、“MOS(金属-氧化物-半导体)”、“PMOS(p-通道金属氧化物半导体)”、“NMOS(n-通道金属氧化物半导体)”、“AC(交流)”、“AC耦合”、“DC(直流)”、“DC耦合”、“源极”、“栅极”、“漏极”、“节点”、“共源极放大器”、“谐振槽”、“串联连接”以及“叠接”。本领域技术人员亦可很快地识别MOS晶体管的符号，以及其相关的“源极”、“栅极”以及“漏极”端。上述这些用词以及基本概念对于本领域技术人员为显而易见的，故于此将不再详细解释。在本公开内容中，“DC”代表直流，“AC”代表交流。直流节点是具有实质上固定电位能的节点。直流电压是位于直流节点的电压。偏压是直流电压。依照本公开一实施例的功率放大器100的功能方框图被示出于图1。功率放大器100包含：输入耦合器101，用以接收输入电压VIN且分别依据第一偏压VB1以及第二偏压VB2输出第一耦合电压VC1以及第二耦合电压VC2；堆叠放大器对130，用以接收第一耦合电压VC1以及第二耦合电压VC2且依据第一直流电压VDC1、第二直流电压VDC2以及第三直流电压VDC3输出第一输出电压VO1以及第二输出电压VO2；以及输出组合器102，用以依据第一输出电压VO1以及第二输出电压VO2的组合建立组合输出电压VOUT。在实际的应用中，负载电路(图未示但对本领域技术人员为显而易见的)用以接收组合输出电压VOUT。为简洁，此后的输入电压VIN简要地以VIN称之，第一(第二)偏压VB1(VB2)简要地以VB1(VB2)称之，第一(第二)耦合电压VC1(VC2)简要地以VC1(VC2)称之，第一(第二、第三)直流电压VDC1(VDC2、VDC3)简要地以VDC1(VDC2、VDC3)称之，第一(第二)输出电压VO1(VO2)简要地以VO1(VO2)称之，以及组合输出电压VOUT简要地以VOUT称之。功率放大器100可以以单端实施例或差分实施例实施。在差分的实施例中，信号、电压或电流被定义为第一成分信号与第二成分信号之间的差。举例而言，电压信号VX被定义为VX≡VX+-VX-。VX+是第一成分电压信号，VX-是第二成分电压信号。一个针对电压信号VX的差分实施例可利用两个单端实施例的组合建构出来，其中一个是针对第一成分电压信号VX+，另一个是针对第二成分电压信号VX-。由于如何利用两个单端实施例的组合建立一个差分实施例对于本领域技术人员为显而易见，为简洁，只有单端实施例在本公开内容中被明确显示。输入耦合器101用以实现交流(AC)耦合功能，其可以数学方式通过以下两个方程式描述：于此，<·>代表在时间轴上的平均，<VIN>是VIN在足够长的时间区间的平均，使得其值实质上为常数。适于实现图1的输入耦合器101的交流耦合网络200的示意图示出于图2。交流耦合网络200包含：第一电容器211，用以耦合VIN至VC1；第二电容器212，用以耦合VIN至VC2；第一电阻器221，用以耦合VB1至VC1；第二电阻器222，用以耦合VB2至VC2。VB1以及VB2两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频功率放大器，包含：一输入耦合器，用以接收一输入电压且分别依据一第一偏压以及一第二偏压输出一第一耦合电压以及一第二耦合电压；一堆叠放大器对，用以接收该第一耦合电压以及该第二耦合电压且依据一第一直流电压、一第二直流电压以及一第三直流电压输出一第一输出电压以及一第二输出电压；以及一输出组合器，用以依据该第一输出电压以及该第二输出电压的一组合建立一组合输出电压，其中该堆叠放大器对包含一第一放大器以及一第二放大器，该第一放大器操作于供应自该第二直流电压至该第一直流电压的一电力，该第二放大器操作于供应自该第三直流电压至该第二直流电压的一电力。

【技术特征摘要】
2017.06.07 US 15/615,8991.一种射频功率放大器，包含：一输入耦合器，用以接收一输入电压且分别依据一第一偏压以及一第二偏压输出一第一耦合电压以及一第二耦合电压；一堆叠放大器对，用以接收该第一耦合电压以及该第二耦合电压且依据一第一直流电压、一第二直流电压以及一第三直流电压输出一第一输出电压以及一第二输出电压；以及一输出组合器，用以依据该第一输出电压以及该第二输出电压的一组合建立一组合输出电压，其中该堆叠放大器对包含一第一放大器以及一第二放大器，该第一放大器操作于供应自该第二直流电压至该第一直流电压的一电力，该第二放大器操作于供应自该第三直流电压至该第二直流电压的一电力。2.如权利要求1所述的射频功率放大器，其中该输入耦合器实施一交流耦合功能，使得当该第一耦合电压的一直流值等于该第一偏压时，该第一耦合电压的一交流值等于该输入电压的一交流值，且当该第二耦合电压的一直流值等于该第二偏压时，该第二耦合电压的一交流值等于该输入电压的一交流值。3.如权利要求1所述的射频功率放大器，其中该第一放大器包含一第一主动网络以及一第一谐振槽，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宝文，林嘉亮，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71