揭示了用于处理适于ＲＦ放大的放大器－诸如调谐的ＤＥ类放大器－的示范性技术。所揭示的一个实施例中，用于放大ＲＦ信号的电路包括：推挽式放大器，其包括推式晶体管及挽式晶体管。第一驱动放大器以第一ＲＦ信号驱动所述推挽式放大器的所述推式晶体管。第二驱动放大器以与所述第一ＲＦ信号不同的第二ＲＦ信号驱动所述推挽式放大器的所述挽式晶体管。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及用以放大信号的方法及装置。在某些方面，其涉及在射 频(RF)或更高频工作的功率放大器及放大器系统。应用包括但不限于无线系 统、微波组件、功率放大器、CMOS放大器、驱动放大器、及便携式电子产品。
技术介绍
功率放大器(PA)设计中的共同问题在于对器件工艺(device technology) 的击穿电压限制进行处理。大多数功率放大的技术在装置的终端上产生的峰值 电压为供应电压的二至四倍。通常最好是调谐放大器以产生尽可能高的峰值电 压，以改善放大器的效率。不过，此峰值电压必须适当地保持在器件工艺的击 穿电压限制之下。这对于诸如击穿电压很低的CMOS之类的技术产生了一个问 题。例如，在无线手机中，供应电压名义上可为3.5V，且高效放大器的峰值电 压可为至少7.0V。 一0.5pmCMOS工艺通常仅具有5.0V的击穿电压，使得此技术不适于该应用。当功率放大器被用以驱动天线或其他不受控制的负载阻抗时发生第二个问题。在天线的情况中，PA可能经受变化的负载阻抗，其变化的系数多达IO。 这会导致PA偏离其操作的名义类别，并且产生明显高于根据计划的峰值电压。 因此，可能最好是使用一种器件工艺，其具有的击穿电压为大于供应电压的四 至五倍。在此产业中已经采用数种技术以避免这些问题。已采用多重串联级来减小 穿过任一晶体管的电压。放大器也可与供应电压串联，以把电压摆幅分配通过 两组或多组晶体管。这些技术的任一个可解决第一个问题，但会遭遇负载容限 的第二个问题。一DC — DC转换器也可被用以控制供应电压。不过，这将对系 统的成本有重大的影响，并且也会遭遇第二问题。推挽式D类放大器(push—pull class D amplifier)具有对于所有情况将电 压保持于供应电压或供应电压之下的优点。虽然这解决讨论的两个主要问题， 但它们在RF频率具有较差的DC对RF转换效率。这是因为每一次放大器切换状态时两个装置的输出电容必须被放电。导致的功率损失2，7T，F，C。ut， (Vsw) 2，其中，F为切换频率，C。ut为输出电容，且V^为在切换时通过开关的电压。此 功率损失与切换频率F成正比，且对于大多数商用的器件工艺来说在RF上这 样高的损失是不可接受。在产生高效率时，保持低峰值电压优点的这种技术的一种变形是DE类放 大器。这首先是Zhokov及Kozyrev在1975年提出。其最广泛的用途是作为 DC转换器的整流器。基本的概念是经由控制两器件的切换工况(switching duty) 以改善D类推挽式放大器的效率。 一般来说，在RF上推挽式放大器的功率损 失的最大来源，是在转变期间对装置的输出电容进行充电时消失的能量。图la 显示推挽式放大器，其带有被绘制成具有寄生输出电容的理想开关形式的装 置。当底部开关从断开状态转变至导通状态时，其必定会释放出出现在其漏极 的最大供应电压。因为这些损失在每个周期中都会发生，由底部开关导致的全 部的功率损失是0.5wCV (Vsup) 2 (其中，co = 2*7t*F， Cn是底部开关的寄生输 出电容，且Vsup是供应电压)。0.5*co*Cn* (Vsup) 2之类似的损失是发生在上部 开关的转变期间。从而，由两开关导致的全部的功率损失被表示为(o*(Cn+Cp) V2 = co*C。ut* (Vsup) 2。在RF频率，这可以是功率及效率方面的显著损失。DE 类放大器可经由以独立的信号来切换装置并且产生两晶体管同步关闭的一段 时间而克服此问题。调谐的输出网络可被用以提供在开关打开之前使输出电容 放电所需要的电流。可采用带有零斜率切换的零电压的E类条件以实现高效率。 在维持不大于供应电压的峰值电压时，可得到比得上或优于先前讨论的技术之 效率。再者，此电路可被设计成，即使在VSWR (电压驻波比)失配情况下， 峰值电压也不会高于供应电压。为达成此优点付出的代价包括较低的功率密度 (较低的峰值电压的副作用)及较复杂的输入驱动。在RF的大多数装置的低 增益及系统的复杂性使得在RF频率实现DE类放大器不切实际。
技术实现思路
揭示了用于处理适于RF放大的放大器，诸如调谐的DE类放大器，的示 范性技术。此种技术可以在保持DC对RF高功率转换效率时，克服许多器件 工艺(包括CMOS)中固有的电压限制。根据本专利技术的实施例，揭示了一种放大信号的电路。在某些实施例中，该 电路可具有分布式的架构，其包括一个或多个放大器级，各个放大器级可包括 一个或多个推挽式放大器。各个级可驱动一个后续级，并且最后的级可向放大器提供过滤的输出。脉宽调制电路或其他电路可以连接到该第一放大器级以产 生输入信号。该输入信号可以是被选定的输出脉冲形式，即选择为达成所述电 路所期望输出波型。在某些实施例中，这种电路可以简化实现DE类操作所需的电路系统。该 电路可以对电路的一个或多个级使用高效率的放大器，这些高效率的放大器被 设计成产生大量的功率。这些级的高效率可克服先前由在RF频率的功率晶体 管的低增益导致的限制。这些技术可提供具有高增益及高效率的多级DE类放大器。再者，被用以将输入波型提供给多级放大器的驱动电路系统可仅驱动低 功率水平，使得驱动电路系统可以用低功率电路技术被实现。一个实施例涉及用以放大RF信号的电路。该电路包括推挽式放大器，其包括推式晶体管及挽式晶体管。第一驱动放大器以第一 RF信号驱动所述推 挽式放大器的所述推式晶体管。第二驱动放大器以与所述第一 RF信号不同的 第二 RF信号驱动所述推挽式放大器的所述挽式晶体管。另一个实施例涉及用于驱动推挽式放大器以放大RF信号的驱动级。所述 推挽式放大器包括推式晶体管及挽式晶体管。所述驱动级包括第一驱动放大器 和第二驱动放大器。该第一驱动放大器以第一 RF信号驱动所述推挽式放大器 的所述挽式晶体管。第二驱动放大器以与所述第一 RF信号不同的第二 RF信号 驱动所述推挽式放大器的所述推式晶体管。再一个实施例涉及一种用以放大信号的电路。推挽式放大器包括推式晶体 管及挽式晶体管。第一 D类放大器以第一信号驱动所述推挽式放大器的所述推 式晶体管。第二D类放大器以与所述第一信号不同的第二信号驱动所述推挽式 放大器的所述挽式晶体管。另一个实施例涉及一种驱动推挽式放大器的方法。所述推挽式放大器包括 推式晶体管及挽式晶体管。以第一脉冲RF信号驱动所述推式晶体管。以不同 于所述第一脉冲RF信号的第二脉冲RF信号驱动所述挽式晶体管。附图说明在附图中，在不同图中被阐示之各相同或接近相同的组件是由同样的数字 表示。这些附图不需按比例绘制。为了清楚起见，并非每一组件在每一附图中 会被标示。在附图中图la显示具有切换功率损失的推挽式放大器功率级；图lb显示共同放大器级；图1C显示另一共同放大器级；图2显示用以驱动DE类放大器功率级的驱动信号；图3显示用以产生使用变压器的DE类放大器需要的驱动信号的技术；图4显示用以产生DE类放大器的驱动信号的另一个技术；图5显示根据本专利技术的一些实施例，适于在RF频率高效率操作的调谐放 大器；图6显示根据本专利技术的一些实施例，可传送具有锐转变、可变占空比及具 有高效率波型的脉冲放大器级；图7显示根据本专利技术的一实施例的二级放大器；图8显示根据本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用以放大ＲＦ信号的电路，所述电路包括： 推挽式放大器，其包括推式晶体管及挽式晶体管； 第一驱动放大器，其以第一ＲＦ信号驱动所述推挽式放大器的所述推式晶体管；以及 第二驱动放大器，其以与所述第一ＲＦ信号不同的第二ＲＦ信号 驱动所述推挽式放大器的所述挽式晶体管。
【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：罗伯特J麦克莫罗，
申请(专利权)人：恒星射频公司，
类型：发明
国别省市：US[]
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