高频功率放大器制造技术

本发明专利技术涉及利用开关驱动晶体管的高频功率放大器。高频功率放大器设置有多个并联连接的放大器，该放大器包含开关驱动ＦＥＴ。在一个放大器上施加固定漏电压和在另一个放大器通过包含根据控制信号的控制值变换电压的ＤＣ－ＤＣ变换器等的一个部分施加可变漏电压。各功率放大器的接通和关断的工作是由控制信号进行控制的。另外，匹配电路的电路常数是可变的。在高输出功率范围功率放大器被接通，和在低输出功率范围被关断。因此，由于ＤＣ－ＤＣ变换器使功率放大器效率的降低可以被减到最小。当放大器被接通或关断时调整放大器的匹配，以便改善效率。因此，可能连续控制放大器的输出。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用开关驱动晶体管的高频功率放大器，更具体地讲，涉及允许连续地控制功率输出并且使放大效率得到改善的高频功率放大器。
技术介绍
高频功率放大器通常用作通信装置等类似装置的天线输出级的放大器。存在着许多具有各种特性的放大器，并且在这些放大器中，具有高效率的放大器特别适合用在使用数字蜂窝电话或类似系统的数字移动通信的通信装置终端的发射部分。低功耗的特点，即延长便携装置电池的使用时间、减小电池的尺寸、降低产生热量等是对便携装置非常有意义的特点。作为具有高效率的高频功率放大器，工作在饱和模式下的诸如场效应晶体管(FET)之类的饱和型放大器是公知的。饱和型放大器分为几类，其中B类放大器具有高于A类放大器的效率，并且具有理论效率接近100％的C类放大器具有比B类放大器还高的效率。但是，由于饱和型放大器工作在FET的饱和状态，不可能像线性放大器那样通过改变其输入控制放大器的输出。因此，采用通过FET的漏电压改变饱和型放大器输出的方法。在这种漏电压控制方法中，通过漏极施加的电压控制放大器的输出，该漏极施加的电压是根据DC-DC交换器的控制量通过变换电压获得的。结果，当采用漏电压控制方法，整个放大器的效率直接受DC-DC变换器效率的影响。换言之，放大器的FET是工作在其饱和状态或模式的。这是由于DC-DC变换器的效率至多约80％，所以即使FET是工作在其饱和状态的接近100％的效率，而由于DC-DC变换器的效率使整个放大器的效率降低到80％。
技术实现思路
本专利技术是考虑到现有技术中的上述问题而设计出来的。最好是按照本专利技术提供一种较常规放大器具有进一步改善的效率并且具有使其输出可以通过开关驱动晶体管的漏电压的变化来连续控制的结构的高频功率放大器。本专利技术的第一优选实施例提供一种高频功率放大器，该放大器利用多个开关驱动晶体管，该放大器包括多个彼此并联连接的开关驱动晶体管；用于施加固定漏电压到多个晶体管的一部分的装置或单元；用于根据控制值施加可变漏电压到多个晶体管的另外一部分的装置或单元；用于接通或关断具有施加在其上的固定漏电压的多个晶体管的一部分的工作的装置或单元；和控制放大器的输出的装置或单元，通过控制多个晶体管的另外一部分的漏电压使放大器的输出可变，以及在高输出功率范围接通多个晶体管的一部分的工作，和在低输出功率范围关断已被接通的多个晶体管的一部分的工作。按照本专利技术的第一优选实施例，高频功率放大器提供有用于控制放大器的输出的装置或单元。该装置控制用于接通或关断多个晶体管的一部分的工作的装置，这些晶体管是并联连接的并且是开关驱动的，在高输出功率范围接通多个晶体管的一部分的工作和在低输出功率范围关断多个晶体管的一部分的工作。因此，根据控制值具有可变漏电压的多个晶体管的该另外一部分一侧效率的降低可以被抑制到最小。从而，使得在保持相对高效率的情况下有可能控制放大器的输出功率。本专利技术的第二优选实施例还包括配置在多个晶体管的输出一侧的具有可变电路常数的匹配电路，和用于根据放大器的输出优化匹配电路的电路常数的装置或单元。本专利技术的第三优选实施例还包括优化电路常数的装置，该装置包括根据所述多个晶体管的每个部分的接通或关断工作，转换电路常数的装置或单元。按照本专利技术的第二和第三优选实施例，由于放大器提供有根据放大器的输出优化匹配电路的电路常数的设置的装置，因此除了第一实施例的优点以外，还可能获得放大器稳定性的改善以及效率的改善。另外，按照第三优选实施例的放大器根据多个放大器的一部分的接通或关断工作，转换电路常数，并且因此利用公共控制器可以容易实现放大器的工作。本专利技术的第四优选实施例提供按照第一优选实施例的高频功率放大器，具有用于施加可变漏电压到所述多个晶体管的另外一部分的装置，包括用于能够连续控制所施加的漏电压的装置。本专利技术的第五优选实施例具有按照第四优选实施例的高频功率放大器，包括用于能够连续控制漏电压的装置，该装置包括DC-DC变换器。按照本专利技术的第四和第五优选实施例，由于放大器提供有用于能够连续控制施加到晶体管的漏电压的装置或单元(例如，DC-DC变换器)，因此除了上述第一到第三优选实施例的优点外，还可能以最适合防止电功率浪费以及执行更适当的工作的方式调节放大器的输出功率。附图说明对于本专业的技术人员而言从下面结合附图的本专利技术的优选实施例的描述中，本专利技术的上述和其它目的、特点和优点将变得更清楚，其中图1是表示根据本专利技术的优选实施例用于在天线输出级中连续控制高频功率放大器输出功率的系统的示意图； 图2(A)、2(B)和2(C)是表示按照本专利技术的优选实施例的高频功率放大器的电路图；图3是表示使用在根据本专利技术的优选实施例的图2所示的高频功率放大器的功率放大器PA(1)和PA(2)的内部配置的电路图；图4是表示作为根据本专利技术的优选实施例的图2所示的高频功率放大器的特性的输出功率相对于漏极偏置控制电压的关系的图。具体实施例方式结合附图对根据本专利技术的高频功率放大器的描述如下。本专利技术有关高频功率放大器，通过开关驱动晶体管的漏电压的变化可以连续地控制该高频功率放大器的输出功率。针对与使用相似方法的常规放大器比较，更好地改善放大器效率的本专利技术业已被设计出来。可以考虑到高频功率放大器输出需要连续控制的各种情况。下面，连续控制被应用到数字移动通信的通信装置(诸如蜂窝电话或类似装置)的天线输出级的高频功率放大器上的情况作为一个适合的例子被显示。这里，举出的示例以及其细节描述如下。在这种情况中，在天线输出级的高频功率放大器的输出功率被连续地控制，以便实现以无多余功率的适合功率的方式，输出到诸如基站等之类的传输目的地。这样的连续控制是通过在图1的框图所举例说明的系统来执行的。当参照图1时，RF功率放大器1的输出功率控制是通过PA_CONT信号(直流(DC)信号)的预定步骤控制功率放大器来执行的。PA_CONT信号从作为微处理器的控制器(未示出)输出到RF功率放大器1，使得由输出功率检测器3(在这种情况下检测器3通过匹配电路2检测来自RF功率放大器1的功率输出)检测的值是作为目标值，从基站(未示出)发送的指令值。然后，该指令功率从匹配电路2输出。在本专利技术的优选实施例中，多个开关驱动晶体管被并联连接，以便改善高频功率放大器的效率，如图1所示，其输出功率可以进行连续地控制。一个固定的漏电压被施加到并联连接的多个晶体管的一部分，并且根据控制值可变漏电压被施加到多个晶体管的其它部分。另外，具有固定漏电压的各晶体管的接通和关断是可控的。这种配置能够执行如下工作。即，在高输出功率范围，具有固定漏电压的多个晶体管的工作被接通。并且，在低功率范围，在高输出功率范围已经被接通的具有固定漏电压的多个晶体管的工作被关断。因此，在具有固定漏电压的晶体管的工作被接通时，可以改善在高输出功率范围的效率。另外，可以实现在整个范围内的输出功率连续控制。图2(A)、2(B)和2(C)是使用改善本专利技术的高频功率放大器效率的上述配置及其漏电压控制装置的一个实施例的电路图。另外，图2(A)表示该电路的示意图，和图2(B)与图2(C)分别表示作为该放大器的电路单元的漏电压控制装置的具体例子。如图2(A)-2(C)所示，根据代表本专利技术实施例的高频功率放大器提供有由多个彼此并联连接的开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用多个开关驱动晶体管的高频功率放大器，所述放大器包括：多个开关驱动晶体管，所述晶体管彼此并联连接；用于施加固定漏电压到所述多个晶体管的一部分的装置；用于根据控制值施加可变漏电压到所述多个晶体管的另外一部分的装置；用于接 通或关断具有固定漏电压的所述多个晶体管的一部分的工作的装置；和用于控制所述放大器的输出的装置，通过控制所述多个晶体管的所述另外一部分的漏电压使所述放大器的输出可变，以及在高输出功率范围接通所述多个晶体管的一部分的工作，和在低输出功率范围 关断已经被接通的所述多个晶体管的一部分的工作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：晴山信夫，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]