具有集成的变压器线巴伦的宽带Doherty放大器电路制造技术

本公开的实施例涉及一种Doherty放大器电路，包括RF输入端子、RF输出端子、具有第一输入端子和第一输出驱动端子的主放大器、以及具有第二输入端子和第二输出驱动端子的峰值放大器。输出组合网络被配置成从第一和第二输出驱动端子向求和节点中馈送输出电流。输出组合网络包括：传输线变压器巴伦，具有第一和第二输入端口以及连接到求和节点的第一输出端口；在第一输出驱动端子与第一输入端口之间的第一电连接；以及在第二输出驱动端子与第二输入端口之间的第二电连接。第二电连接包括四分之一波阻抗变换器。求和节点与RF输出端子之间连接有第一输出阻抗匹配网络。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及Doherty放大器，特别地涉及具有在宽的带宽上向放大器电路呈现稳定的阻抗变换的求和网络的串联连接的Doherty放大器。
技术介绍
电信领域内的RF(射频)功率架构专注于在从Psat(当放大器被深度驱动到饱和状态时的平均输出功率)的明显功率回退的情况下实现高的DC到RF效率。这是由于所传输的数字信号(诸如W-CDMA(宽带码分多址)、LTE(长期演进)和WiMAX(全球微波接入互操作性))的高的峰值与平均值比(PAR)。当前所采用的最流行的功率放大器架构是Doherty放大器。Doherty放大器采用AB类主放大器和C类峰值放大器，并且通过从峰值放大器的主放大器的负载调节增强了效率。Doherty放大器电路通常仅以非常有限的带宽实现峰值效率。用于改进Doherty放大器的带宽限制的一个解决方案是针对不同的频带提供多个放大器。然而，这一解决方案增加了系统成本和复杂性。备选地，可以并行地组合多个小带宽和大带宽放大器以实现合适的带宽。这一方案引入了另外的组合器损失，需要另外的电路区域用于组合器，并且因此成本更高并且功率效率更低。
技术实现思路
公开了一种Doherty放大器电路。根据实施例，Doherty放大器电路包括：RF输入端子；RF输出端子；具有第一输入端子和第一输出驱动端子的主放大器，第一输入端子连接到RF输入端子；以及具有第二输入端子和第二输出驱动端子的峰值放大器，第二输入端子连接到RF输入端子。Doherty放大器电路还包括被配置成从第一和第二输出驱动端子向求和节点中馈送输出电流的输出组合网络。输出组合网络包括：具有第一和第二输入端口以及连接到所述求和节点的第一输出端口的传输线变压器巴伦(balun)；在第一输出驱动端子与第一输入端口之间的第一电连接；以及在第二输出驱动端子与第二输入端口之间的第二电连接。第二电连接包括四分之一波阻抗变换器。Doherty放大器电路还包括：连接在求和节点与RF输出端子之间的第一输出阻抗匹配网络。公开了一种封装的Doherty放大器。根据实施例，封装的Doherty放大器包括：导电的RF输入端子；导电的RF输出输入端子；包括第一输入端子和第一输出驱动端子的主放大器，第一输入端子连接到RF输入端子，并且第一输出驱动端子与衬底相对；以及包括第二输入端子和第二输出驱动端子的峰值放大器，第二输入端子连接到RF输入端子，并且第二输出驱动端子与衬底相对。封装的Doherty放大器还包括被配置成从第一和第二输出驱动端子向求和节点中馈送输出电流的输出组合网络。输出组合网络包括：安装在衬底上并且包括第一和第二输入端口以及连接到求和节点的第一输出端口的传输线变压器巴伦；在第一输出驱动端子与第一输入端口之间的第一电连接；以及在第二输出驱动端子与第二输入端口之间的第二电连接。第二电连接包括四分之一波阻抗变换器。封装的Doherty放大器还包括连接在求和节点与RF输出端子之间的第一输出阻抗匹配网络。公开了一种操作Doherty放大器电路的方法，Doherty放大器电路具有：RF输入端子；RF输出端子；具有第一输入端子和第一输出驱动端子的主放大器，第一输入端子连接到RF输入端子；以及包括第二输入端子和第二输出驱动端子的峰值放大器，第二输入端子连接到RF输入端子。根据该方法，使用主放大器和峰值放大器中的一者或者二者放大在RF输入端子与RF输出端子之间的RF信号。使用传输线变压器巴伦将在第一和第二输出驱动端子处生成的经放大的RF信号组合到求和节点中。使用四分之一波阻抗变换器对在第二输出驱动端子与传输线变压器巴伦之间的阻抗进行变换。本领域技术人员在阅读以下详细描述时以及在查看附图时应当认识到另外的特征和优点。附图说明附图的元素不一定彼此按比例。相似的附图标记表示对应的相似部分。所说明的各种实施例的特征可以组合，除非它们彼此排除。实施例在附图中描绘并且在以下描述中详述。图1图示根据实施例的具有连接到求和节点的传输线变压器巴伦和四分之一波阻抗变换器的串联连接的Doherty放大器电路；图2图示根据实施例的包括传输线变压器巴伦并且以全功率模式操作的串联连接的Doherty放大器电路的等效电路；图3图示根据实施例的包括传输线变压器巴伦并且以低功率模式操作的串联连接的Doherty放大器电路的等效电路；图4图示根据实施例的包括传输线变压器巴伦和四分之一波阻抗变换器并且以低功率模式操作的串联连接的Doherty放大器电路的等效电路；图5(包括图5A和5B)图示根据实施例的包括传输线变压器巴伦的并联连接的Doherty放大器电路和串联连接的Doherty放大器电路的高层示意图；图6(包括图6A和6B)图示根据实施例的包括传输线变压器巴伦的并联连接的Doherty放大器电路和串联连接的Doherty放大器电路的阻抗响应；图7(包括图7A和7B)根据实施例在两个不同的操作频率下将包括传输线变压器巴伦的并联连接的Doherty放大器电路和串联连接的Doherty放大器电路的阻抗响应相比较；以及图8描绘根据实施例的封装的Doherty放大器电路。具体实施方式图1图示Doherty放大器电路100。Doherty放大器电路100包括至少一个RF输入端子102和至少一个RF输出端子104。Doherty放大器电路100被配置成使用主放大器106和峰值放大器108放大在RF输入端子102与RF输出端子104之间的RF信号。主放大器106和峰值放大器108二者独立地连接到RF输入端子102。也就是，向RF输入端子102施加的信号被馈送到两个分立的路径中，每个路径分别馈送主放大器106的输入端子和峰值放大器108的输入端子。根据另一实施例，Doherty放大器电路100包括两个或多个RF输入端子102，RF输入端子102中的每个独立地馈送主放大器106的输入端子和峰值放大器108的输入端子。Doherty放大器电路100被配置成在低功率模式和高功率模式下操作。在低功率模式下，仅主放大器106工作。在功率水平增加时，主放大器106的效率增加。在功率水平继续上升时，主放大器106最终达到最大效率点。在这一功率水平，峰值放大器108打开。在高功率模式下，主放大器106和峰值放大器108二者均工作。图1的Doherty放大器电路100被配置为串联连接的Doherty放大器。在这样的配置中，由主放大器106和峰值放大器108递送的电流在求和节点110处被组合。Doherty放大器电路100可选地包括最终阻抗匹配网络112，最终阻抗匹配网络112与被Doherty放大器电路100驱动的外部负载串联连接。根据实施例，最终阻抗匹配网络112被配置为LC或RLC网络。最终阻抗匹配网络112的阻抗可以匹配标准外部负载阻抗(例如50Ω)以实现最佳效率。Doherty放大器电路100包括输出组合网络114，输出组合网络114被配置成从主放大器106的第一输出驱动端子116以及从峰值放大器108的第二输出驱动端子118向求和节点110中馈送输出电流。也就是，输出组合网络114在求和节点110处组合由主放大器106和峰值放大器108生成的功率。输出组合网络114包括传输线变压器巴伦120。传输线变压器巴伦120包括被配置成使用最小反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Doherty放大器电路，包括：RF输入端子；RF输出端子；主放大器，包括第一输入端子和第一输出驱动端子，所述第一输入端子连接到所述RF输入端子；峰值放大器，包括第二输入端子和第二输出驱动端子，所述第二输入端子连接到所述RF输入端子；以及输出组合网络，被配置成从所述第一输出驱动端子和所述第二输出驱动端子向求和节点中馈送输出电流，所述输出组合网络包括：传输线变压器巴伦，包括第一输入端口和第二输入端口以及连接到所述求和节点的第一输出端口；在所述第一输出驱动端子与所述第一输入端口之间的第一电连接；以及在所述第二输出驱动端子与所述第二输入端口之间的第二电连接，所述第二电连接包括四分之一波阻抗变换器。

【技术特征摘要】
2015.04.17 US 14/689,6621.一种Doherty放大器电路，包括：RF输入端子；RF输出端子；主放大器，包括第一输入端子和第一输出驱动端子，所述第一输入端子连接到所述RF输入端子；峰值放大器，包括第二输入端子和第二输出驱动端子，所述第二输入端子连接到所述RF输入端子；以及输出组合网络，被配置成从所述第一输出驱动端子和所述第二输出驱动端子向求和节点中馈送输出电流，所述输出组合网络包括：传输线变压器巴伦，包括第一输入端口和第二输入端口以及连接到所述求和节点的第一输出端口；在所述第一输出驱动端子与所述第一输入端口之间的第一电连接；以及在所述第二输出驱动端子与所述第二输入端口之间的第二电连接，所述第二电连接包括四分之一波阻抗变换器。2.根据权利要求1所述的Doherty放大器电路，还包括：连接到所述第一输出驱动端子和所述第一输入端口的第二输出阻抗匹配网络；连接到所述第二输出驱动端子和所述四分之一波阻抗变换器的第三输出阻抗匹配网络；在所述第二输出阻抗匹配网络与所述第二输入端口之间的直接电连接；以及连接在所述求和节点与所述RF输出端子之间的第一输出阻抗匹配网络。3.根据权利要求2所述的Doherty放大器电路，还包括：电连接到所述输入端子的九十度混合耦合器；连接在所述九十度混合耦合器的第一输出端子与所述主放大器的输入端子之间的第一输入阻抗匹配网络；以及连接在所述九十度混合耦合器的第二输出端子与所述峰值放大器的输入端子之间的第二输入阻抗匹配网络。4.根据权利要求1所述的Doherty放大器电路，其中所述主放大器和所述峰值放大器均被配置为具有栅极端子、源极端子和漏极端子的三端子功率晶体管，所述主放大器和所述峰值放大器的所述源极端子连接到公共接地节点，所述主放大器的所述漏极端子提供所述第一输出驱动端子，并且所述峰值放大器的所述漏极端子提供所述第二输出驱动端子。5.根据权利要求1所述的Doherty放大器电路，其中所述主放大器、所述峰值放大器和所述传输线变压器巴伦被集成到单个器件封装体中。6.根据权利要求1所述的Doherty放大器电路，其中所述传输线变压器巴伦被配置成向所述主放大器和所述峰值放大器呈现2:1的阻抗变换。7.一种封装的Doherty放大器，包括：导电的RF输入端子；导电的RF输出输入端子；平面衬底；主放大器，包括第一输入端子和第一输出驱动端子，所述第一输入端子连接到所述RF输入端子，并且所述第一输出驱动端子与所述衬底相对；峰值放大器，包括第二输入端子和第二输出驱动端子，所述第二输入端子连接到所述RF输入端子，并且所述第二输出驱动端子与所述衬底相对；以及输出组合网络，被配置成从所述第一输出驱动端子和所述第二输出驱动端子向求和节点中馈送输出电流，所述输出组合网络包括：传输线变压器巴伦，安装在所述衬底上并且包括第一输入端口和第二输入端口以及连接到所述求和节点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·坎宁，C·舒伯特，D·席巴赫，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE