一种功率放大器电路（２００）包括将输入信号（２０２）分离成多个分量输入信号（２１８ａ～ｄ）的功率分离器（２１２、２１４、２１６）。至少两组晶体管放大器（２２０、２３０）均被并联地耦合到功率分离器（２１２、２１４、２１６）以接收并放大分量输入信号（２１８ａ～ｄ）中的不同的一些信号以生成已放大分量输出信号。每组晶体管放大器（２２０、２３０）中的两个晶体管放大器被配置为在相互之间不同的输入信号功率水平下开启。组合器（２４０）被配置为从所述至少两组晶体管放大器（２２０、２３０）接收已放大分量输出信号并将其组合成输出信号（２０４）。集成电路封装（２１０）包围功率分离器（２１２、２１４、２１６）、所述至少两组晶体管放大器（２２０、２３０）和组合器（２４０）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及电子电路，更具体地说，涉及RF功率放大器电路。
技术介绍
功率放大器，诸如在蜂窝式通信系统的基站中使用的功率放大器，常常在比峰值功率低得多的输出功率水平下操作。遗憾的是回退功率水平降低发送机中的功率放大器的效率。在常规放大器中，在效率与输入驱动水平之间存在直接关系。因此，在RF输入功率水平变得高到足以将放大器驱动至压缩或饱和之前常常未获得高效率(DC至RF转换效率)。 在其中期望放大器尽可能地保持线性的多载波通信系统中，不能使用高效率的此区域。在回退功率水平下提供改善的效率的功率放大器电路设计是多尔蒂(Doherty) 放大器电路，其将来自主或载波放大器和来自辅助或峰值放大器的功率组合。参见W. H. Doherty 在 1936 年 Proc. IRE 第 24 卷 No. 9 第 1163 1182 页的“A New High-Efficiency Power Amplifier for Modulated Waves”。在图IA中示出常规多尔蒂电路20。如其中所示，施加于输入端子21的输入信号被分离器22分离。从分离器22接收输入信号的主或载波放大器23和峰值放大器26被设计为以增加的效率向负载R递送最大功率。载波放大器 23直接从分离器22接收输入信号，而峰值放大器26通过四分之一波长(90 ° )变压器25来接收输入信号。载波放大器23的输出通过另一四分之一波长(90° )变压器24，并在组合节点27处被与峰值放大器26的输出组合。因此，载波放大器23和峰值放大器26的输出未被相互隔离。因此，当峰值放大器26开启时，呈现于载波放大器23的视在负载(apparent load)改变。载波放大器23被作为正常B类放大器偏置，而峰值放大器26被设计为仅将超过某个最小阈值的信号放大。对于LDMOS功率晶体管而言，这可以通过将晶体管DC偏置至其夹断电压以下来实现，以用于类似于C类的操作。两个放大器的输出被特定阻抗R的四分之一波长传输线24连接，并且最佳负载R的一半的负载被附着于峰值放大器26的输出端。 RF输入功率在到峰值放大器26的输入端处被与四分之一波长延迟25平分，由此保证负载 R/2 28处的两个放大器的输出功率将是同相的。多尔蒂放大器电路在通过操作B类载波放大器23来压缩至比其最佳负载大两倍的视在负载阻抗之前实现高效率。(在峰值放大器26变得有效之前，呈现于载波放大器23 的视在负载阻抗由于四分之一波长变压器24的存在而是2R。)因此，载波放大器23压缩并达到处于其最大功率的一半的峰值效率。第二或峰值放大器仅在输入信号的峰值期间变得有效。当峰值放大器是有效的时，出现在载波放大器23的输出端处的负载阻抗被减小。当峰值放大器26输出其全功率时，能够再次实现高效率。因此，对于输出功率的6dB范围而言，载波放大器23被保持在饱和的边缘，并且可以保持近峰值效率。当到多尔蒂放大器电路中的输入RF功率不足以开启峰值放大器26时，由载波放大器23来供应基本上所有输出功率。当峰值放大器26关断时，其输出阻抗是非常高的，并且载波放大器23的输出功率基本上全部被递送至负载R/2。如上文所讨论的，实际上跨越四分之一波长变压器M呈现于载波放大器的负载是2R。因此，设备电流是在电压饱和时在最大功率下所递送的电流的一半。这导致设备递送其最大输出功率的一半。由于电流的 RF和DC分量都是其峰值的一半，所以效率将处于其最大值，载波放大器的最大输出功率的一半被以最大线性效率供应给负载。当提供了足够的输入RF功率以允许峰值放大器沈变得饱和时，两个并联放大器均勻地向负载R/2递送最大输出功率。呈现于每个放大器的负载则是最佳负载R，并且四分之一波长变压器M的两端处的负载仍保持在R。峰值放大器26被设计为在载波放大器23 刚刚开始饱和时开始操作，这可以提供最高线性效率。随着输入RF驱动进一步增加，峰值放大器开始开启并向负载递送输出功率。由峰值放大器26供应的附加电路具有增加四分之一波长变压器M的输出端处的负载阻抗的效果。变压器M的载波放大器末端处的有效变化将是视在负载阻抗的减小并使得载波放大器23能够在其电压保持饱和时递送更多的功率。极限之间的效率将仅略微从最大值下降，因为峰值放大器的占空因数是相对低的。已经进行了某些努力以扩展能够保持多尔蒂放大器的输出功率和近峰值效率的范围。例如，题为"N-way RF Power Amplifier Circuit With Increased Back-Off Capability And Power Added Efficiency Using Selected Phase Lengths And Output Impedances"的美国专利No. 6，791，417公开了一种具有多个峰值放大器的多尔蒂放大器。在图IB中示出四向多尔蒂放大器电路30。如其中所示，提供了载波放大器33和三个峰值放大器36A C，峰值放大器36A C通过90°变压器35A C连接到输出负载38。 单个90°变压器34将四向分离器32连接到载波放大器34。通过将每个峰值放大器36A C上的DC偏压设置为适当的值，添加的峰值放大器允许扩展多尔蒂作用。载波放大器33和峰值放大器36A C的输出在组合节点37处被组合。对于在第一个上添加的每个峰值放大器而言，将存在将保持峰值效率的功率范围方面的6dB的相应增加。由于N向分离器中的有限损耗，将导致效率方面的某些限制。四向放大器将高效功率的范围扩展至18dB的理论值。与双向多尔蒂放大器电路相比，该四向结构能够提供3 (ffim的总功率增加。因此，可以由四向多尔蒂布置来提供120瓦峰值放大器，该四向多尔蒂布置具有利用30瓦晶体管的每个路径(载波和三个峰值放大器)。虽然多尔蒂放大器中的单独载波和峰值放大器的使用能够提供增加的效率，但其对于某些应用而言可能具有不足的功率范围。此外，包括分离器、四分之一波长变压器和组合器的电路部件可能在功率水平和/或工作频率的期望范围内限制放大器的净带宽、效率、和/或增益平坦度。
技术实现思路
根据一些实施例的功率放大器电路包括将输入信号分离成多个分量输入信号的功率分离器。至少两组晶体管放大器均被并联地耦合到功率分离器以接收并放大分量输入信号中的不同的一些信号以生成已放大分量输出信号。每组晶体管放大器中的晶体管放大器被配置为在相互之间不同的输入信号功率水平下开启。组合器被配置为从所述至少两组晶体管放大器接收已放大分量输出信号并将其组合成输出信号。集成电路封装将功率分离器、所述至少两组晶体管放大器和组合器组合。由于在公共集成电路封装内制造晶体管放大器，所以可以将其形成为相互非常接近，这能够允许在相对小的集成电路封装中形成多组晶体管放大器以增加来自其的最大输出功率。此外，可以在制造期间保持对其相关放大路径特性的严格控制，从而使其之间的任何输出相位差最小化和/或提供在功率水平和/或工作频率的期望的范围内增加的增益平坦度。集成电路封装可以包围多个衬底管芯和安装衬底。每个晶体管放大器可以在不同的一个衬底管芯上。安装衬底可以具有被安装到功率分离器、每个衬底管芯和组合器的主表面。该组合器可以包括多个螺旋传输线。每个螺旋传输本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种功率放大器电路，包括：功率分离器，其被配置为将输入信号分离成多个分量输入信号；至少两组晶体管放大器，其均被并联地耦合至功率分离器以接收并放大分量输入信号中的不同的一些信号以生成已放大分量输出信号，其中，每组晶体管放大器的晶体管放大器被配置为在相互之间不同的输入信号功率水平下开启；组合器，其被配置为从所述至少两组晶体管放大器接收已放大分量输出信号并将其组合成输出信号；以及集成电路封装，其将功率分离器、所述至少两组晶体管放大器和组合器组合。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·彭格利，
申请(专利权)人：克里公司，
类型：发明
国别省市：US
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