功率放大器制造技术

本发明专利技术提供功率放大器。在多赫尔蒂放大器中，为了防止在将载波放大器（１２）和峰值放大器（１３）的大小比设为７倍～１０倍时，功率小的放大器即载波放大器（１２）在信号功率大的情况下破损，设置限幅电路（１４），该限幅电路（１４）在信号功率达到一定值以上时，将信号功率流入到地面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及功率放大器。
技术介绍
近年来，宽带无线系统正逐渐实用化，该调制解调系统采用利用多个载波的多载 波(包括OFDM等)方式，以实现频率利用率高的系统。该情况下，发送信号瞬间出现非常大的振幅，功率放大器为保持线性失真，一般使 其输出信号失真。为了将该失真保持在容许范围内，需要使用具有高峰值输出功率的功率 放大器。即，为了保持线性，必须取大的回退，这导致功率效率下降，尤其对于移动终端非常 不便(导致通话时间变得非常短)。因此，希望能够实现一种从峰值功率到低功率(宽动态 范围)，效率都不会下降的功率放大器。在使用半导体元件的功率放大器中，为了以高电源效率工作，比较有效的方法是 减少元件内部的损失。为此，一般需要以元件中产生内部损失的输出端子中的电流和电压 之积的时间积分减小的方式工作。为此，饱和工作比较有效，而且，众所周知有几种使始终 处于饱和工作的放大元件高效取出振幅被调制波的方法。饱和工作是指，使用放大器的整 个动态范围来放大信号的工作。由于使用整个动态范围，无疏漏地使用放大器的可工作范 围而进行放大，因此功率效率变好。下面示出代表性的电路。LINC(LinearAmplification Using NonlinearComponents)、多赫尔蒂(Doherty)放大器以及包络跟踪放大器、包络消除与恢 复(Envelope Elimination and Restoration, EER)放大器。各个放大器的概要如下。图IA 图IC是示出现有技术的代表性的功率放大器的结构的图。1. LINC(图1A)将2台放大器以恒定且较大的振幅进行驱动，使它们进行饱和工 作，将输出功率合成，并输出。改变各个输入的相位，从而改变输出振幅。2.多赫尔蒂放大器(图1B)具有由主放大器和辅放大器构成的两台放大器，将相 比于主放大器的输入延迟了 λ/4的信号输入到辅放大器，使主放大器的输出延迟λ/4，与 辅放大器的输出合成。通常，主放大器以A AB级工作，辅放大器以B级工作。若输入功 率升高，则主放大器先开始饱和工作，赋予高效率。3. ET、EER(图1C)一边使放大器进行饱和工作，一边使电源电压变动，输出得到 振幅调制信号。上述的各个现有技术存在如下问题。1. LINC 难以高效地将两台放大器的输出合成。2.多赫尔蒂放大器各放大器的输入/输出的功率匹配器、输出的功率合成器使 用损失较低的线性电路。尽管如此，各放大器的输入输出阻抗和从输入至输出的相位 振幅 传递特性因信号的大小而发生变化，尤其在为了提高小功率下的效率而减小偏置电流时， 该变化增大。对于在此产生的输入输出阻抗和从输入至输出的相位 振幅传递特性的变化， 线性的功率匹配器、输出的功率合成器无法进行追随，若信号功率改变，则效率下降。并且，还将小放大器和能够输出大功率的大放大器组合使用，该小放大器在宽功率范围内工作，因此在低输出功率时饱和，尽快获得高效率。此时，在大小放大器中使用的元件尺寸大不相 同的情况下，即使输入到大小放大器的功率相同，也很有可能会导致小放大器的元件破损。
技术实现思路
本专利技术的课题在于，提供一种功率放大器，该功率放大器是多赫尔蒂放大器，具有 防止小侧放大器破损的结构。本专利技术的第一方面的功率放大器，其是多赫尔蒂型功率放大器，所述功率放大器 包括第一放大器；第二放大器，其与该第一放大器并联连接，输出功率比该第一放大器 小；以及限幅单元，其设置于该第二放大器的输入侧，在向该第二放大器输入的输入信号的 振幅为预定值以上的情况下，进行限幅。本专利技术的第二方面的功率放大器，其是多赫尔蒂型功率放大器，所述功率放大器 包括第一放大器，其在信号振幅小时，输入阻抗与信号源的阻抗相同，随着信号振幅增大， 输入阻抗逐渐增大；以及第二放大器，其与该第一放大器并联连接，且输入阻抗与信号源的 阻抗相同。附图说明图IA是示出现有技术的代表性的功率放大器的结构的图(之一)。图IB是示出现有技术的代表性的功率放大器的结构的图(之二)。图IC是示出现有技术的代表性的功率放大器的结构的图(之三)。图2是示出本专利技术的实施方式的基本结构的图。图3是使用了平衡器(Balim)的合成电路。图4示出其他实施方式。图5A是示出其他实施方式的图(之一)。图5B是示出其他实施方式的图(之二)。图6是示出其他实施方式的图(之三)。图7是示出其他实施方式的图(之四)。图8是示出其他实施方式的图(之五)。图9是说明图8的结构的工作的图(之一)。图IOA是说明图8的结构的工作的图(之二)。图IOB是说明图8的结构的工作的图(之三)。图IOC是说明图8的结构的工作的图(之四)。 图11是说明图8的结构的工作的图(之五)。图12是说明图8的结构的工作的图(之六)。具体实施例方式图2是示出本专利技术的实施方式的基本结构的图。在多赫尔蒂型放大器中，若载波(主)放大器、峰值(辅)放大器的输出功率的大 小比取几倍以上(7 10倍)，则可以扩大高效率功率范围，但是，当载波放大器侧的小晶体管处于过输入时，很有可能发生破损。在本实施方式中，对载波放大器输入进行限幅，从而 保护放大器不因过输入而破损。即，设置载波放大器和峰值放大器，当输入较小时，载波放 大器工作，当输入增大时，峰值放大器工作，若载波放大器与峰值放大器的输出功率的大小 比增大，则由载波放大器负责的输入功率的大小和峰值放大器负责的输入功率的大小结合 而得的宽度扩大，所以动态范围扩大。载波放大器12是输出功率较小的小型放大器，峰值放大器13是输出功率较大的 大型放大器。它们并联连接，峰值放大器13的输入侧设置有λ/4延迟线10，载波放大器 12的输出上设置有λ /4延迟线11。载波放大器12的输入侧设置有限幅电路14。限幅电 路14由二极管构成，施加预定电压以上的电压时，有电流流过，降低施加到载波放大器12 的输入侧的电压。方向不同的二极管并联连接，在信号振幅为大正值的情况下和为大负值 的情况下，进行限幅。限幅使用以二极管的符号表示的元件，但也可以使用很多其他的非线 性元件。图3示出使用了平衡器的合成电路。由载波放大器12和峰值放大器13构成的多赫尔蒂电路，通常在装配基板上设置 有由传送线路构成的阻抗转换器(λ/4延迟线10、11)，专有由该基板形状(厚度、设计方 法(coplaner/microstrip-line等))、物理性质(介电常数)决定的一定面积，所以产生阻 抗，尤其在用于移动设备时构成问题。在此，也可以使用平衡器对载波放大器12和峰值放 大器13的输出进行功率合成。图3中示出作为功率合成器的平衡器、载波放大器12、峰值 放大器13。对载波放大器12的输入1和对峰值放大器13的输入2是由图2中同一信号分 支而得的，但也可以是分别生成且同步的相同信号。图4 图8示出其他实施方式。图4示出为防止在进行了强力限幅的情况下产生的反射波返回到输入端子而使 用了隔离器(Isolator) 15的例子。隔离器15设置在限幅电路14的输入侧。限幅电路14 进行强力限幅时，限幅电路14本身就等同于电容，所以产生反射波。反射波通过隔离器15 流入到地面。由此，反射波相对于输入保持相位差进行传递，从而能够避免给整个电路带来 坏影响。图5A中示出的例子是，替代隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多赫尔蒂型功率放大器，其特征在于包括：第一放大器；第二放大器，其与该第一放大器并联连接，输出功率比该第一放大器小；以及限幅单元，其设置于该第二放大器的输入侧，在向该第二放大器输入的输入信号的振幅为预定值以上的情况下，进行限幅。

【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：宫下工，高野健，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]