本公开涉及一种具有偏置控制和谐波终止的集成功率放大器，描述了实现放大器模块的装置和系统。放大器模块可以包括衬底。驱动器放大器裸片、拆分器网络、输出放大器裸片、偏置控制器和组合器网络可以被耦合到衬底。驱动器放大器裸片可以被配置为接收输入射频(RF)信号。拆分器网络可以被配置为将从驱动器放大器裸片输出的中间RF信号拆分成第一RF信号和第二RF信号。输出放大器裸片可以被配置为接收第一RF信号和第二RF信号。偏置控制器可以被配置为对驱动器放大器裸片和输出放大器裸片进行偏置。组合器网络可以被配置为：将输出放大器裸片的第一输出和第二输出组合以生成输出RF信号，以及终止输出放大器裸片的输出阻抗的至少一个谐波。一个谐波。一个谐波。
【技术实现步骤摘要】
具有偏置控制和谐波终止的集成功率放大器
[0001]本公开总体涉及用于无线功率放大的装置和系统。具体地，本公开涉及集成有偏置控制和谐波终止的多芯片射频(RF)功率放大器模块。
技术介绍
[0002]无线通信系统可以采用功率放大器来增加射频(RF)信号的功率。在无线通信系统中，在传输信道的最终放大器级中的功率放大器可以促进将信号放大到天线以用于空中辐射。高增益、高线性度、稳定性和高功率附加效率水平是这种无线通信系统中理想放大器的特性。通常，当功率放大器接近饱和功率发射时，功率放大器可以以最大功率效率操作。然而，功率效率可能随着输出功率减小而降级。因此，对于当前和下一代无线系统来说，可能需要一种高效率的功率放大器架构。
[0003]然而，各种架构在半导体封装设计方面面临挑战。例如，一些放大器半导体封装设计可能需要不同的分立组件集合(诸如器件、导体和集成电路)来实现每个放大路径。这些不同的分立组件集合可以被维持在彼此分开的特定距离处，以限制由于不同放大路径之间的信号耦合而可能出现的潜在性能降级。因此，设计相对较小尺寸的功率放大器，同时维持不同放大路径之间的距离可以是一个挑战。
技术实现思路
[0004]在一个实施例中，总体描述了一种实现放大器模块的装置。装置可以包括被配置为接收输入射频(RF)信号的驱动器放大器级。装置还可以包括拆分器网络，拆分器网络被配置为将从驱动器放大器级输出的中间RF信号拆分成第一RF信号和第二RF信号。装置还可以包括输出放大器级，输出放大器级被配置为接收来自拆分器网络的第一RF信号和第二RF信号。装置还可以包括功率管理集成电路(PMIC)，功率管理集成电路(PMIC)被配置为向驱动器放大器级和输出放大器级提供偏置电压。装置还可以包括组合器网络，组合器网络被配置为将放大器级的第一输出和第二输出组合以生成输出RF信号。组合器网络还可以被配置为终止输出放大器级的输出阻抗的至少一个谐波。
[0005]在另一个实施例中，总体描述了放大器模块。放大器模块可以包括具有安装表面的衬底。放大器模块还可以包括被耦合到衬底的驱动器放大器裸片，驱动器放大器裸片被配置为接收输入射频(RF)信号。放大器模块还可以包括被耦合到衬底的拆分器网络，拆分器网络被配置为将从驱动器放大器级输出的中间RF信号拆分成第一RF信号和第二RF信号。放大器模块还可以包括被耦合到衬底的输出放大器裸片，输出放大器裸片被配置为接收来自拆分器网络的第一RF信号和第二RF信号。放大器模块还可以包括被耦合到衬底的功率管理集成电路(PMIC)，PMIC被配置为向驱动器放大器级和输出放大器级提供偏置电压。放大器模块还可以包括被耦合到衬底的组合器网络，组合器网络被配置为将放大器级的第一输出和第二输出组合以生成输出RF信号。组合器网络还可以被配置为终止输出放大器级的输出阻抗的至少一个谐波。
[0006]在另一个实施例中，总体描述了实现放大器模块的系统。系统可以包括天线以及被耦合到天线的发射器。发射器可以包括放大器模块。放大器模块可以包括被配置为接收输入射频(RF)信号的驱动器放大器级。放大器模块还可以包括拆分器网络，拆分器网络被配置为将从驱动器放大器级输出的中间RF信号拆分成第一RF信号和第二RF信号。放大器模块还可以包括输出放大器级，输出放大器级被配置为接收来自拆分器网络的第一RF信号和第二RF信号。放大器模块还可以包括偏置控制器，偏置控制器可以是功率管理集成电路(PMIC)，偏置控制器被配置为向驱动器放大器级和输出放大器级提供偏置电压。放大器模块还可以包括组合器网络，组合器网络被配置为将放大器级的第一输出和第二输出组合以生成输出RF信号。组合器网络还可以被配置为终止输出放大器级的输出阻抗的至少一个谐波。
[0007]前述概述仅是说明性的并且不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，另外的方面、实施例和特征将变得明显。在附图中，相同的附图标记指示相同或功能相似的元件。
附图说明
[0008]图1是示出了在一个实施例中的可以实现具有偏置控制和谐波终止的集成功率放大器的示例装置的图。
[0009]图2是示出了在一个实施例中的图1中所示的示例装置的附加细节的图。
[0010]图3是示出了在一个实施例中的图1中所示的示例装置的附加细节的图。
[0011]图4是示出了在一个实施例中的图1中所示的示例装置的实现的示例结果的图。
[0012]图5是示出了在一个实施例中的可以实现图1中所示的示例装置的封装设备的布局的图。
[0013]图6是示出了在一个实施例中的可以实现具有偏置控制和谐波终止的集成功率放大器的示例通信系统的图。
具体实施方式
[0014]在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如特定结构、组件、材料、尺寸、处理步骤和技术，以便提供对本申请的各种实施例的理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本申请的各种实施例。在其他情况下，没有详细描述众所周知的结构或处理步骤以避免混淆本申请。
[0015]为了设计具有较小尺寸的功率放大器，考虑了氮化镓(GaN)设备。GaN设备可以提供优于其他材料的设备的各种优势，诸如提供紧凑尺寸、更高功率密度、更高效率、更低开关损耗和更好的热管理。GaN设备属于被称为宽带隙半导体的半导体家族。宽带隙半导体可以被称为带隙明显大于常用材料(例如，诸如硅(Si)或砷化镓(GaAs))的带隙的材料。宽带隙通常是指带隙大于例如1电子伏特(eV)或2电子伏特(eV)的材料，并且GaN具有3.2电子伏特(eV)(几乎是硅的带隙的3倍)的带隙。较宽的带隙允许GaN设备需要更多的能量来将价电子激发到半导体的导带中，这提供了在较高温度下允许更大击穿电压和更大热稳定性的优势。此外，GaN的较高击穿电压允许GaN设备支持高电压和高功率应用而不会被损坏，这允许GaN设备被用在功率应用中，同时维持相对较小的占地面积。因此，基于GaN设备的功率放大
器可以具有更靠近的放大路径，从而产生更小的功率放大器。对于射频应用，GaN具有可以明显高于例如硅的电子迁移率。因此，电子在GaN晶体中可以比在硅中移动快30％以上。因此，GaN的电子迁移率允许GaN在特定应用(诸如RF应用)中处理更高的切换频率。
[0016]图1是示出在一个实施例中的可以实现具有偏置控制和谐波终止的集成功率放大器的示例装置100的图。装置100可以是具有集成在一个半导体封装中的多个组件(例如，芯片、裸片、电路元件等)的功率放大器模块。装置100可以包括偏置控制器102、驱动器放大器级110、拆分器网络104、输出放大器级120和组合器网络130。偏置控制器102可以是功率管理集成电路(PMIC)。在一个实施例中，驱动器放大器级110和输出放大器级120可以是2路多尔蒂(Doherty)放大器。在一个或多个实施例中，输出放大器级120可以是N路Doherty放大器。装置100可以被配置为：接收输入RF信号RF_in，并且放大RF_i本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种装置，包括：驱动器放大器级，被配置为接收输入射频(RF)信号；拆分器网络，被配置为将从所述驱动器放大器级输出的中间RF信号拆分成第一RF信号和第二RF信号；输出放大器级，被配置为接收来自所述拆分器网络的所述第一RF信号和所述第二RF信号；偏置控制器，被配置为向所述驱动器放大器级和所述输出放大器级提供偏置电压；以及组合器网络，被配置为：将所述输出放大器级的第一输出和第二输出组合，以生成输出RF信号；以及终止所述输出放大器级的输出阻抗的至少一个谐波。2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述驱动器放大器级包括一对具有相同尺寸的晶体管；并且所述输出放大器级包括一对具有不同尺寸的晶体管。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述驱动器放大器级和所述输出放大器级包括氮化镓(GaN)晶体管。4.根据权利要求1所述的装置，其中：所述输出放大器级包括载波放大器和峰化放大器；并且所述组合器网络包括连接在所述载波放大器的输出与所述输出放大器级的所述输出之间的阻抗逆变器，所述阻抗逆变器被配置为执行阻抗逆变以终止所述输出放大器级的输出阻抗的所述至少一个谐波。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个谐波包括二次谐波和三次谐波。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述驱动器放大器级包括载波放大器、峰化放大器以及连接在所述载波放大器的输出与所述驱动器级的所述输出之间的阻抗逆变器，所述阻抗逆变器被配置为执行阻抗逆变以使所述驱动器放大器级的输出阻抗与所述输出放大器级的输入阻抗相匹配。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述驱动器放大器级和所述输出放大器级是多尔蒂Doherty放大器。8.一种放大器模块，包括：具有安装表面的衬底；驱动器放大器裸片，被耦合到所述衬底，所述驱动器放大器裸片被配置为接收输入射频(RF)信号；拆分器网络，被耦合到所述衬底，所述拆分器网络被配置为将从所述驱动器放大器裸片输出的中间RF信号拆分成第一RF信号和第二RF信号；输出放大器裸片，被耦合到所述衬底，所述输出放大器裸片被配置为接收来自所述拆分器网络的所述第一RF信号和所述第二RF信号；偏置控制器，被耦合到所述衬底，所述偏置控制器被配置为向所述驱动器放大器裸片和所述输出放大器裸片提供偏置电压；以及组合器网络，被耦合到所述衬底，所述组合器网络被配置为：
将所述输出放大器裸片的第一输出和第二输出组合，以生成输出RF信号；以及终止所述输出放大器裸片的输出阻抗的至少一个谐波。9.根据权利要求8所述的放大器模块，其中：所述驱动器放大器裸片包括一对具有相同尺寸的晶体管；并且所述输出放大器裸片包括一对具有不同尺寸的晶体管。10.根据权利要求8所...
【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：瑞萨电子美国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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