推挽式功率放大器制造技术

本发明专利技术提供一种推挽式功率放大器PA，包括：一对P型晶体管，其中该对P型晶体管的源极端耦接第一参考电压；一对N型晶体管，其中该对N型晶体管的源极端耦接第二参考电压，所述第一参考电压高于所述第二参考电压，该对P型晶体管的漏极端和该对N型晶体管的漏极端耦接推挽式PA的输出端口；分离器，接收共模输入对，并提供两个差分输出对给该对P型晶体管和该对N型晶体管，其中所述两个差分输出对中一个差分输出对被提供给该对P型晶体管的栅极端，以及所述两个差分输出对中的另一个差分输出对被提供给该对N型晶体管的栅极端。提供给该对N型晶体管的栅极端。提供给该对N型晶体管的栅极端。

【技术实现步骤摘要】
推挽式功率放大器


[0001]本专利技术涉及电路
，特别涉及一种推挽式功率放大器(push
‑
pull power amplifier)。

技术介绍

[0002]对于先进的工艺技术，出于可靠性考虑，需要将电池提供的最大电源电压(例如3.6V)降低至1.8V。为了使功率损耗最小化，将使用DC到DC降压转换器(buck converter)而不是低压差(low dropout，LDO)稳压器将电源电压从3.6V降低至1.8V。对于漏极开路(open
‑
drain)功率放大器(power amplifier，PA)，需要高本地振荡器(local oscillator，LO)电流来解决牵引(pulling)问题，这会增加总功耗，并且还需要额外的带通滤波器(band pass filter，BPF)或陷波滤波器(notch filter)来去除0.5*LO的整数倍频率的毛刺(spur)或处理二次谐波失真(second harmonic distortion，HD2)，这将增加片外组件成本，其中“*”表示乘。此外，中心抽头(center tap)为漏极开路(open
‑
drain)PA供电的输出平衡
‑
不平衡转换器(balun)会因大DC电流流入平衡
‑
不平衡转换器而具有大的IR压降(IR drop)，这会影响PA效率。对于传统的推挽式PA(例如基于变压器(transformer
‑
based)的推挽式PA)，虽然漏极开路PA的上述缺点可以被克服，但是可能会出现一些额外的问题。例如，基于变压器的推挽式PA可能存在较大的DC
‑
DC降压纹波(buck ripple)问题。因此，迫切需要一种新型的推挽式PA来解决这些问题，而不会引入任何副作用或以不太可能引入副作用的方式。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于提供一种基于分离器(splitter
‑
based)的推挽式PA及其功率放大方法，以解决上述问题。
[0004]根据本专利技术的实施例，提供了一种推挽式PA。推挽PA可以包括一对P型晶体管、一对N型晶体管和分离器，其中该对P型晶体管的源极端耦接到第一参考电压，该对N型晶体管的源极端耦接第二参考电压，第一参考电压高于第二参考电压，且该对P型晶体管的漏极端与该对N型晶体管的漏极端耦接到推挽式PA的输出端口。分离器可以被布置成接收共模输入对，并且向P型晶体管对和N型晶体管对提供两个差分输出对，其中两个差分输出对中一个被提供给该对P型晶体管的栅极端，并且该两个差分输出对中的另一个被提供给该对N型晶体管的栅极端。
[0005]根据本专利技术的一个实施例，提供了一种功率放大方法，该方法的功率放大采用推挽式PA，推挽式PA包括一对P型晶体管、一对N型晶体管，以及分离器；该对P型晶体管的源极耦接电源电压。该对N型晶体管的源极耦接接地电压，该对P型晶体管的漏极和该对N型晶体管的漏极耦接推挽式PA的输出端。该方法包括：分离器接收共模输入对；以及通过分离器提供两个差分输出对至该对P型晶体管和该对N型晶体管，其中该两个差分输出对中一个差分输出对被提供至该对P型晶体管的栅极端，两个差分输出对中的另一个差分输出对被提供
给该对N型晶体管的栅极端。
[0006]本专利技术的好处之一在于，与漏极开路PA相比，本专利技术的基于分离器的推挽式PA需要较低的LO电流，可以改善功耗，并且不需要额外的BPF或陷波滤波器来去除0.5*LO的整数倍频率的毛刺或处理HD2，这可以节省片外组件成本。另外，由于没有DC电流流入推挽式PA的输出平衡
‑
不平衡转换器，因此基于分离器的推挽式PA不会具有IR压降，可以提高PA的效率。与基于变压器的推挽式PA相比，本专利技术的基于分离器的推挽式PA能够改善DC
‑
DC降压纹波问题。
[0007]本领域的普通技术人员在阅读了以下各图和附图中所示的优选实施例的详细描述后，本专利技术的这些和其他目的无疑将变得显而易见。
附图说明
[0008]图1是基于变压器的推挽式PA的示意图。
[0009]图2是说明根据本专利技术实施例的基于分离器的推挽式PA的示意图。
[0010]图3是示出根据本专利技术实施例的应用基于分离器的推挽式PA的功率放大方法的流程图。
具体实施方式
[0011]在以下描述和权利要求中使用某些术语指代特定组件。本领域技术人员将会理解，电子设备制造商可以用不同的名称来指代组件。本申请无意区分名称不同但功能相同的组件。在以下描述和权利要求中，术语“包括”和“包括”以开放式方式使用，因此应被解释为表示“包括但不限于
……”
。
[0012]图1是示出基于变压器的推挽式功率放大器(PA)100的示意图。如图1所示，基于变压器的推挽式PA 100可以包括一对P型晶体管102和104、一对N型晶体管106和108、变压器(transformer)110、同相正交调制器(in
‑
phase quadrature modulator，IQM)112和二极管(例如二极管连接的晶体管)，其中P型晶体管102和104的源极端耦接到第一参考电压(例如电源电压VDD)，以及N型晶体管106和108的源极端耦接到第二参考电压(例如地电压GND)。二极管可以包括P型晶体管111，其中P型晶体管111具有耦接到P型晶体管111的漏极端的栅极端和耦接到电源电压VDD的源极端。基于变压器的推挽式功率放大器(PA)100可以利用变压器110将IQM 112输出的信号传输到P型晶体管102和104(为了简洁，仅变压器110和P型晶体管之间的传输路径在图1中示出)。
[0013]需要说明的是，对于基于变压器的推挽式PA 100，在变压器110和P型晶体管111之间会存在偏置电阻(biasing resistor)113。P型晶体管102，104和111的源极端可能受到来自电源电压VDD的电压纹波VR的扰动(perturb)，其中电压纹波VR也可以通过偏置电阻113从P型晶体管111传输到P型晶体管102和104的栅极端。然而，由于变压器110和P型晶体管111之间存在偏置电阻113，P型晶体管102和104的栅极端处的电压纹波VR'可能不会完全跟随电压纹波VR(例如，电压纹波VR'小于电压纹波VR(VR'<VR))。
[0014]即，P型晶体管102和104的栅极端的电压纹波VR'可能不完全跟随P型晶体管102和104的源极端处的电压纹波VR。因此，P型晶体管102和104的栅极端和源极端之间的电压差可能不等于0(即VGS≠0)，并且P型晶体管102和104的栅极端和源极端之间的电压纹波可以
被P型晶体管102和104放大，这可能会在基于变压器的推挽式PA 100的输出处产生大的毛刺。此外，对于基于变压器的推挽式PA 100中，通过耦合电容114将AC电流传输到P型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种推挽式功率放大器PA，包括：一对P型晶体管，其中该对P型晶体管的源极端耦接第一参考电压；一对N型晶体管，其中该对N型晶体管的源极端耦接第二参考电压，所述第一参考电压高于所述第二参考电压，该对P型晶体管的漏极端和该对N型晶体管的漏极端耦接推挽式PA的输出端口；分离器，接收共模输入对，并提供两个差分输出对给该对P型晶体管和该对N型晶体管，其中所述两个差分输出对中一个差分输出对被提供给该对P型晶体管的栅极端，以及所述两个差分输出对中的另一个差分输出对被提供给该对N型晶体管的栅极端。2.如权利要求1所述的推挽式PA，其特征在于，所述共模输入对包括第一共模输入电压和第二共模输入电压，所述第一共模输入电压被提供给所述分离器并通过所述分离器的一组输出端提供该对P型晶体管的偏置电压，并且所述第二共模输入电压被提供给所述分离器并通过所述分离器的另一组输出端提供该对N型晶体管的偏置电压。3.如权利要求2所述的推挽式PA，其特征在于，所述第一共模输入电压的电压纹波等于所述第一参考电压的电压纹波。4.如权利要求2所述的推挽式PA，其特征在于，所述推挽式PA的输出端口耦接负载，所述推挽式PA还包括：共模反馈CMFB电路，耦接在所述负载和所述分离器之间，用于产生所述第二共模输入电压。5.如权利要求2所述的推挽式PA，其特征在于，所述推挽式PA还包括：二极管，耦接于所述第一参考电压与所述分离器之间，用于产生所述第一共模输入电压。6.如权利要求5所述的推挽式PA，其中，所述二极管包括：P型晶体管，所述P型晶体管的栅极端耦接所述P型晶体管的漏极端，所述P型晶体管的源极端耦接所述第一参考电压。7.如权利要求6所述的推挽式PA，其特征在于，所述第一共模输入电压从所述P型晶体管的栅极端输出。8.如权利要求1所述的推挽式PA，其特征在于，该对P型晶体管的各个栅极端的电压纹波等于所述第一参考电压的电压纹波。9.如权利要求1所述的推挽式PA，其特征在于，该对P型晶体管的各个栅极端的电压纹波不传输至该对N型晶体管的对应的栅极端。10.如权利要求1所述的推挽式PA，其特征在于，该对N型晶体管的各个栅极端的电压纹波为0。11.一种应用推挽式功率放大器PA的功率放大方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋德成，邱郁斯，王智利，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：