專利名稱：集成射頻功率放大器的第一放大階段的功率電平控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率放大器電路的領(lǐng)域，尤其是控制放大階段以形成一個(gè)功率放大器以達(dá)到預(yù)定的輸出信號(hào)功率的范圍的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)許多應(yīng)用程序而言，射頻(RF)功率放大器(PAS)必須具備一個(gè)與PA電壓供應(yīng)和PA操作溫度獨(dú)立的輸出信號(hào)功率。
在先前發(fā)明中，PA電路通常具備一個(gè)被提供以傾斜電壓供應(yīng)的第一階段，并用來在可控制的范圍內(nèi)控制第一階段的輸出信號(hào)。不幸的是，舊技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)是，控制輸出信號(hào)的振幅的精密控制并不容易達(dá)到。第一階段RF晶體管或多數(shù)晶體管的一個(gè)集電極發(fā)射極的飽和電壓限制了第一階段的輸出信號(hào)。在飽和狀態(tài)，輸出信號(hào)的振幅是難以準(zhǔn)確預(yù)測。因此，這不能準(zhǔn)確地提供完整的PA輸出信號(hào)振幅。這形成了一個(gè)問題，當(dāng)電位中的電壓供應(yīng)非常低時(shí)，PA放大階段的飽和變化明顯地改變了功率輸出能力。因此，一個(gè)嚴(yán)密控制的PA輸出信號(hào)電平并不容易達(dá)到。傳統(tǒng)上，PA的最高輸出信號(hào)功率是與電壓供應(yīng)或所承受的明顯效率損失成比例。擁有這類因功率供應(yīng)變化而改變的輸出信號(hào)功率是不能被許多應(yīng)用程序接受。
在手機(jī)和其他無線應(yīng)用，基于電池功率是以特別寬的電壓供應(yīng)范圍被提供到電路，因此，當(dāng)手機(jī)電池是完全充電和明顯放電時(shí)，PA電壓供應(yīng)會(huì)有相當(dāng)大的差別。
因此，有必要提供一個(gè)操作時(shí)的電路以提供一個(gè)RF輸出信號(hào)，并能與實(shí)際電壓供應(yīng)電位獨(dú)立。因此，本發(fā)明的宗旨在于提供一個(gè)比先前發(fā)明更精確控制輸出信號(hào)功率的一個(gè)輸入階段予集成PA。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提供的一個(gè)功率放大器電路，包含了一個(gè)輸入端口以接收RF輸入信號(hào)；一個(gè)輸出端口以提供RF輸出信號(hào)；所述RF輸出信號(hào)是RF輸入信號(hào)的放大版本，一個(gè)電壓供應(yīng)輸入端口以接收電壓供應(yīng)；一個(gè)設(shè)有一個(gè)輸入端口以接收控制信號(hào)和一個(gè)輸出端口以提供可變性偏倚電流的可控制電流來源，所述可變性偏倚電流以控制信號(hào)為基礎(chǔ)；一個(gè)第一放大階段具備一個(gè)第一可變性放大率以接收RF輸入信號(hào)及提供一個(gè)第一已放大RF信號(hào)，所述第一放大階段連接到可控制電流來源以接收可變性偏倚電流及具有對(duì)可變性偏倚電流的比例而變化的第一可變性放大率；一個(gè)第二放大階段具有第二放大率及連接到第一放大階段以接收第一已放大RF信號(hào)及連接到所述輸出端口以提供輸出信號(hào)；以及一個(gè)控制電路以產(chǎn)生控制信號(hào)以提供到可控制電流來源，所述控制信號(hào)依據(jù)電壓供應(yīng)產(chǎn)生，當(dāng)電壓供應(yīng)擁有一個(gè)第一電位，提供至第一放大階段的所述可變性偏倚電流是小過擁有第二電位但低于第一電位的電壓供應(yīng)。
本發(fā)明提供了一個(gè)電路以偏倚一個(gè)功率放大器電路，包含了一個(gè)第一放大階段及第二放大階段，所述電路包含電流來源包括一個(gè)電流來源輸入端口以接收控制信號(hào)，一個(gè)輸出端口依據(jù)控制信號(hào)提供可變性偏倚電流，以及一個(gè)電流來源控制電路包含一個(gè)電壓供應(yīng)輸入端口以接收電壓供應(yīng)，一個(gè)控制信號(hào)輸出端口連接到電流來源輸入端口以提供控制信號(hào)至電流來源，以及電流控制電路以感應(yīng)在電壓供應(yīng)輸入端口的電壓供應(yīng)電位以產(chǎn)生控制信號(hào)，而控制信號(hào)是用以造成可變性偏倚電流的增加，與電壓供應(yīng)輸入端口感應(yīng)到的電壓供應(yīng)的降低，并造成第二放大階段從直線性運(yùn)作模式轉(zhuǎn)換成飽和運(yùn)作模式。
本發(fā)明提供了一種放大RF輸入信號(hào)以形成一個(gè)RF輸出信號(hào)的方法，包括感應(yīng)電壓供應(yīng)電位；判斷是否所感應(yīng)的電壓供應(yīng)電位是其中一個(gè)高于第一預(yù)定電位，介于第一及第二預(yù)定電位之間及低于第二預(yù)定電位；以擁有第一可變性放大率的第一放大階段放大RF輸入信號(hào)以形成第一已放大信號(hào)，第一可變性放大率依據(jù)所感應(yīng)到的電壓供應(yīng)電位，以擁有第二放大率的第二放大階段來放大第一已放大信號(hào)以形成RF輸出信號(hào)；調(diào)整提供到第一放大階段的偏倚電流以改變第一可變性放大率，以形成這樣的模式；在第一預(yù)定電位，較低偏倚電流被提供至第一放大階段，與其在第二預(yù)定電位被提供至第一放大階段，較低偏依電流以操作第二放大階段以直線性運(yùn)作模式操作以及較高偏倚電流至第二放大階段以飽和運(yùn)作模式操作。


本發(fā)明的具體實(shí)施例將由以下附圖加以說明，其中圖1a顯示按照本發(fā)明的第一具體實(shí)施例的一個(gè)功率放大器電路具有一個(gè)輸入放大階段和一個(gè)輸出放大階段；圖1b廣泛地顯示如圖1a顯示的放大器電路的操作步驟；圖2a顯示根據(jù)本發(fā)明的第二具體實(shí)施例的控制電路，以控制一個(gè)可控制電流來源以提供偏倚電流至第一放大階段；圖2b顯示根據(jù)本發(fā)明的第三具體實(shí)施例的控制電路，利用一個(gè)電荷泵，傾斜控制電路及第二增倍器電路以控制一個(gè)可控制電流來源以提供偏倚電流至第一放大階段；圖3a顯示電壓供應(yīng)電位(Vcc)，一種感應(yīng)信號(hào)(Isense)，從第一階段提供的輸出功率(Pout)，第二放大階段提供的輸出功率(Pout2)以及從如圖2a或圖2b顯示的控制電路所提供的控制信號(hào)(Icontrol)的關(guān)系；圖3b顯示如圖2b顯示的控制電路的啟動(dòng)信號(hào)應(yīng)用在啟動(dòng)端口的電波形式；圖3c顯示如圖2b顯示的控制電路提供的延遲啟動(dòng)及延遲關(guān)閉控制信號(hào)；圖3d顯示可編程控制信號(hào)以提供至可控制電流電源以控制第一放大階段的放大率；以及，圖4顯示本發(fā)明的第四具體實(shí)施例，一個(gè)功率放大器電路依照兩種RF傳輸標(biāo)準(zhǔn)操作。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的第一具體實(shí)施例的一個(gè)功率放大器電路100具有一個(gè)第一放大階段101及一個(gè)第二放大階段102。一個(gè)兩段之間的匹配電路103是安置在兩個(gè)階段101及102之間以匹配連接端口之間的全電阻抗。第二放大階段102的第一和第二輸出端口，100c及100d提供第一及第二RF輸出信號(hào)。所述第一放大階段101是以第一晶體管111及第二晶體管112組成，而第一晶體管111的基極引出端作為一個(gè)第一輸入端口100a及第二晶體管112的基極引出端作為一個(gè)第二輸入端口100b。每個(gè)晶體管111及112是安置在可控制電流來源104及相關(guān)電抗元素105a及105b之間，而第一及第二電抗元素，105a及105b，是連接到第一及第二晶體管111及112的集電極引線以及第一電壓供應(yīng)輸入端口100e之間?？煽刂齐娏鱽碓?04是安置在第二電壓供應(yīng)輸入端口100f及兩個(gè)晶體管111及112的發(fā)射極端子之間。一個(gè)控制端口104a被提供在可控制電流來源104以根據(jù)本發(fā)明的第二及第三具體實(shí)施例從控制電路200(圖2a及圖2b)的輸出端口200c以接收控制電流(Icontrol)。所述控制電路200是被安置在第一及第二電壓供應(yīng)輸入端口及是選擇性一個(gè)啟動(dòng)端口200e(圖2b)被提供以外來來源啟動(dòng)和停止(不顯示)。
本發(fā)明的重點(diǎn)是控制電路200(圖2a)及控制電路220(圖2b)及其使用在控制可控制電流來源104。圖2a顯示控制電路200按照本發(fā)明的第二具體實(shí)施例。所述控制電路200由以下電路塊組成，一個(gè)電壓供應(yīng)感應(yīng)電路201，一個(gè)增倍器電路202，一個(gè)帶隙參考電路203及一個(gè)電流總結(jié)電路204。
所述電壓供應(yīng)感應(yīng)電路201設(shè)有一個(gè)連接至第一電壓供應(yīng)輸入端口100e的一個(gè)第一輸入端口以感應(yīng)第一電壓供應(yīng)(Vcc)的電位，相關(guān)應(yīng)用至提供到第二輸入端口的從參考來源的參考電壓(未顯示)。一個(gè)電壓供應(yīng)感應(yīng)電路201的輸出端口是用來提供感應(yīng)信號(hào)(Isense)(302圖3a)至第一增倍器電路(M1)202的第一輸入端口。最好的是M1 202是Gilbert增倍電池形式。M1 202附加了一個(gè)第二輸入端口及一個(gè)輸出端口。所述第二輸入端口是用來接收第一參考電流If(0)及輸出端口以提供第一電流到電流總結(jié)電路204的第一輸入端口。在電流總結(jié)電路204內(nèi)第二參考電流是以第一參考電流的一部分總和以形成一個(gè)已總結(jié)電流并從一個(gè)輸出端口被提供。形成已總結(jié)電流的一部分第一參考電流依據(jù)感應(yīng)信號(hào)(Isense)302。在本發(fā)明的第二具體實(shí)施例，電流總結(jié)電路204的輸出端口是直接連接到控制電路的輸出端口200c。
所述帶隙電流參考電路203是被安置以提供第一參考電流(If(0))至一個(gè)增倍器電路202的第二輸入端口，并提供一個(gè)第二參考電流If(6)至電流總和電路204的第二輸入端口。第一和第二參考電流是從帶隙電流參考電路203提供并最好是以大約20％PTAT的溫度控制系數(shù)來控制溫度。
大概地，如圖1a顯示的放大器電路按照下列步驟操作，如同圖1b。第一步驟，181，感應(yīng)電路201進(jìn)行電壓供應(yīng)電位感應(yīng)。一項(xiàng)判斷被進(jìn)行，在182步驟，以判斷所感應(yīng)電壓供應(yīng)電位是較高于第一預(yù)定電位，介于第一和第二預(yù)定電位之間，和低于第二預(yù)定電位。依據(jù)此判斷，183步驟，RF輸入信號(hào)是使用設(shè)有第一可變性放大率的第一放大階段101放大，以形成第一已放大信號(hào)，而第一可變性放大率是依據(jù)所感應(yīng)的電壓供應(yīng)電位。這第一已放大信號(hào)是會(huì)再進(jìn)一步利用設(shè)有第二放大率的第二放大階段102放大以形成RF輸出信號(hào)，在184步驟。當(dāng)功率放大器電路100操作的電壓供應(yīng)改變時(shí)，偏倚電流提供至第一放大階段101以改變第一可變性放大率至這樣的模式，在第一預(yù)定電位，較低偏倚電流被提供至第一放大階段101與其在第二預(yù)定電位被提供至第一放大階段101，較低偏倚電流以直線性運(yùn)作模式操作第二放大階段102以及較高偏倚電流以飽和運(yùn)作模式操作第二放大階段102，如185步驟所述。
圖3a顯示一個(gè)電壓供應(yīng)(Vcc)電位301從最高電壓供應(yīng)電位301下降至最低電壓供應(yīng)電位301b，以及由此產(chǎn)生的信號(hào)功率電平和電流電平。電壓供應(yīng)電位下降可仿效電池電壓下降。電壓供應(yīng)(Vcc)下降301包括兩個(gè)中間體電壓供應(yīng)電位，Vcc1及Vcc2。Vcc1以上，例如一個(gè)電池，提供電壓供應(yīng)至PA100是完全充電，及擁有大約超過2.5V的電位。介于Vcc1和Vcc2之間，電壓供應(yīng)的電位下降至大約2V。Vcc2以下，電壓供應(yīng)電位下降到大約低于為2V。
至于電壓供應(yīng)電位高過在Vcc1的電位，提供至第一增倍器電路202的感應(yīng)信號(hào)(Isense)302是在最低的電平及造成最少部分的第一參考電流(If(0))和第二參考電流(If(0))在電流總結(jié)電路204內(nèi)被總和以形成總和電流。從第一放大階段101提供至第二放大階段102的輸出功率(Pout1)是在最低的電平及造成第二放大階段以第一模式操作，就是直線性運(yùn)作模式。從第二放大階段102的輸出功率是被顯示在圖3a為Pout2 303及是充分地固定直到功率供應(yīng)達(dá)到Vcc2電位。
介于Vcc1和Vcc2之間，第一參考電流(If(H))的可控制部分是先透過第一增倍器電路202傳播以及和第二參考電流(If(0))總和。由于電壓供應(yīng)電位301從Vcc1下降至Vcc2，感應(yīng)信號(hào)(Isense)302以幅度增加和第一參考電流，(If(6))的數(shù)量，以和增加的第二參考電流(If(0))總和。結(jié)果，從第一放大階段101的輸出信號(hào)功率(Pout1)因感應(yīng)信號(hào)(Isense)302的增加而提高。在這Pout1 304的增加彌補(bǔ)了電壓供應(yīng)(Vcc)301的下降以維持第二階段輸出功率(Pout2)在充分地固定功率電平。由于Vcc1與Vcc2之間的電壓供應(yīng)下降，第二放大階段102順利地從第一運(yùn)作模式轉(zhuǎn)換成第二運(yùn)作模式，而在Vcc2，第二放大階段102只以第二運(yùn)作模式操作。第二放大階段102的第二運(yùn)作模式是飽和式，由處于最高電平的Pout1 304造成。至于電位持續(xù)下降，第二放大階段102繼續(xù)以飽和運(yùn)作模式操作，雖然如此，從第二放大階段102提供的輸出功率(Pout2)303的強(qiáng)度下降基于電壓供應(yīng)電位(Vcc)301下降低于Vcc2的電位。在電壓供應(yīng)電位(Vcc)301低于Vcc2的范圍，輸入和輸出放大階段，101及102，操作至電壓供應(yīng)電位(Vcc)301是在功率放大器電路100不再運(yùn)作的電平。
在PA100的操作，第二放大階段102通常不會(huì)操作在完全A級(jí)′的適應(yīng)性，但它操作至提供了一個(gè)接近固定功率(Pout2)303當(dāng)從它的電流來源(不顯示)偏倚時(shí)，并最好是提供偏倚電流至與完全溫度(PTAT)成比例。以提供感應(yīng)信號(hào)(Isense)302至可控制電流來源104，一個(gè)相關(guān)偏倚電流是被提供至晶體管，Q1 111及Q2 112。這有利地允許一個(gè)接近固定輸出功率(Pout2)303將從PA 100超越溫度，過程及電壓供應(yīng)(Vcc)變化被提供。超越提供至第一及第二輸入端口，100a及100b，第一及第二輸入信號(hào)的輸入電壓的范圍，第一和第二晶體管，Q1 111及Q2 112是完全地被輸入信號(hào)啟動(dòng)。結(jié)果，第一及第二輸出信號(hào)從第一放大階段101傳播并是與第一和第二輸入信號(hào)電平獨(dú)立。
圖2b顯示控制電路220按照本發(fā)明的第三具體實(shí)施例。所述控制電路220包括控制電路200的電路，還包括一個(gè)第二倍增器電路205，一個(gè)充電泵及傾斜控制電路206和一個(gè)集成電容器207。第二增倍器電路205設(shè)有一個(gè)第一輸入端口，一個(gè)第二輸入端口及一個(gè)輸出端口。最好的是第二倍增器電路205是一個(gè)模擬增倍器電路，最好是Gilbert放大電池形式?？偤碗娏魇菑碾娏骺偤碗娐?04的輸出端口提供至第二增倍器電路205的第一輸入端口。M2的輸出端口是直接連接到控制電路的輸出端口200c。一個(gè)輸出信號(hào)從第二倍增器電路205作為控制信號(hào)(Icontrol)是被提供至可控制電流來源104的控制端口104a以用來偏倚晶體管Q1 111和Q2 112(圖1)。提供至可控制電流來源的控制信號(hào)(Icontrol)是直接與從電壓供應(yīng)感應(yīng)電路201提供至M1 202的第一輸入端口的感應(yīng)信號(hào)(Isense)成比例。充電泵及傾斜控制電路206通過啟動(dòng)端口200e從一外來來源(不顯示)接收到啟動(dòng)信號(hào)及從連接到M2 205的第二輸入端口的輸出端口產(chǎn)生一個(gè)傾斜信號(hào)。集成電容器207的電容量決定了傾斜信號(hào)的特性?？刂齐娐?20是選擇性地用來代替在PA100里的控制電路200(圖1)。
所述控制電路220提供了一個(gè)延遲啟動(dòng)及延遲關(guān)閉控制信號(hào)，如圖3c顯示，在對(duì)啟動(dòng)信號(hào)的反應(yīng)，如圖3b所示，應(yīng)用在啟動(dòng)端口200e。在t1時(shí)間，啟動(dòng)信號(hào)經(jīng)歷從LO邏輯轉(zhuǎn)換成HI邏輯的第一轉(zhuǎn)換。這第一轉(zhuǎn)換造成在控制信號(hào)(Icontrol)經(jīng)歷一段延遲從第一信號(hào)電平上升至第二信號(hào)電平，而第二信號(hào)電平達(dá)到了一個(gè)t1+A的上升時(shí)間。一旦啟動(dòng)信號(hào)在t2時(shí)間經(jīng)歷從HI邏輯第二次轉(zhuǎn)換至LO邏輯，控制信號(hào)經(jīng)歷一段延遲下降從第二信號(hào)電平至第一信號(hào)電平，擁有一個(gè)介于t2及t2+A時(shí)間的下降時(shí)間。兩個(gè)上升間和下降時(shí)間的傾斜時(shí)間(A)，是取決于集成電容器207。選擇性地，刻意對(duì)調(diào)組成第二增倍器電路205的晶體管特性，一種普通的直線形關(guān)系被扭曲，以至開始了啟動(dòng)傾斜301及結(jié)束關(guān)閉傾斜302會(huì)較為緩慢。
例如，對(duì)于高于Vcc1的電壓供應(yīng)電位，大約40mA是從可控制電流來源104被提供至晶管體Q1 111及Q2 112的發(fā)射極端子。在較低電壓供應(yīng)電位，Vcc2，大約80mA的電流是從可控制電流來源104被提供到至晶管體Q1 111及Q2 112的發(fā)射極端子。
至于提供至電壓供應(yīng)輸入端口的固定電壓供應(yīng)，晶體管Q1及Q2的少量及正溫度系數(shù)最好是20％PTAT。在這種情況下。第一放大階段101的輸出功率(Pout1)大約超越溫度的固定。第一放大階段101的溫度系數(shù)以溫度彌補(bǔ)了第二放大階段102的表現(xiàn)差異。
第一放大階段的電流控制是用來準(zhǔn)確控制從第一放大階段101提供至第二放大階段102超越輸出信號(hào)功率(Pout2)范圍的輸出功率(Pout1)。另外，以預(yù)先決定第二放大階段102的特性，第一命令更正是可執(zhí)行在第一放大階段101以糾正在第二放大階段102對(duì)電壓供應(yīng)和溫度變化的改變。這種控制程度是不可能以第一放大階段101的有限電壓以及允許PA100非常接近操作至例常最高輸出信號(hào)功率，從而提高了PA的傳輸范圍當(dāng)使用在無線電轉(zhuǎn)播器等符合DECT或2.4GHz DSSS。
圖4顯示了本發(fā)明的第四具體實(shí)施例，PA400以兩種不同RF轉(zhuǎn)播標(biāo)準(zhǔn)操作。以號(hào)碼指定的電路組合如同圖1包括類似電路及進(jìn)行類似功能。除了圖1的電路之外，圖4包含一個(gè)開關(guān)電路401，一個(gè)第二兩段之間匹配電路403及第三放大階段402。從第一放大階段101提供的第一和第二輸出信號(hào)是以開關(guān)電路401接收。依據(jù)PA 400的一個(gè)操作標(biāo)準(zhǔn)，第二放大階段101或者第三放大階段是可切換式連接到第一放大階段以從一對(duì)晶管體Q1 111及Q2 112接收輸出信號(hào)。舉例說明，第二放大階段102是以GSM標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性操作以及第三放大階段是適應(yīng)性以CDMA標(biāo)準(zhǔn)操作。依據(jù)PA400將使用的標(biāo)準(zhǔn)，開關(guān)電路可切換式選擇適當(dāng)放大階段。第二兩段之間的匹配電路403推動(dòng)第三放大階段的輸入和輸出端口至第一放大階段101的匹配信號(hào)。否則，本發(fā)明的第四具體實(shí)施例的控制電路200的操作是類似本發(fā)明第一具體實(shí)施例的控制電路的操作。
提供一個(gè)集成PA100輸入放大階段101的一個(gè)可控制輸出信號(hào)功率達(dá)到控制從PA輸出端口100c及100d發(fā)射的輸出信號(hào)。選擇性的，所述控制電路220提供一個(gè)可編程控制信號(hào)(Icontrol)(圖3d)至可控制電流來源104。可控制電流來源104的可編程控制有利的提供Pout1的傾斜性在可控制的形式以產(chǎn)生低頻率。更有利的，第二放大階段102對(duì)電壓供應(yīng)和溫度起伏現(xiàn)象的變化也降低。這改善PA的豁免對(duì)電壓供應(yīng)和溫度起伏現(xiàn)象達(dá)到當(dāng)電壓供應(yīng)電位低及第二放大階段102以飽和運(yùn)作模式操作。此外，無視RF輸入信號(hào)功率的PA輸出信號(hào)功率設(shè)定也是利用此可編程能力達(dá)成。選擇性的，一個(gè)檢查表(LUT)是安置在控制電路220內(nèi)以提供可編程式控制信號(hào)。
有利的，本發(fā)明的內(nèi)容體現(xiàn)了按照嚴(yán)格的規(guī)定設(shè)計(jì)PA，同時(shí)還允許PA到達(dá)飽和式操作。PA效率也有利地維持在低電壓供應(yīng)電位。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可設(shè)想許多其他實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一個(gè)功率放大器電路包含一個(gè)輸入端口以接收RF輸入信號(hào)；一個(gè)輸出端口以提供RF輸出信號(hào)，所述RF輸出信號(hào)是RF輸入信號(hào)的放大版本；一個(gè)電壓供應(yīng)輸入端口以接收電壓供應(yīng)；一個(gè)可控制性電流來源，并設(shè)有一個(gè)輸入端口以接收控制信號(hào)及輸出端口以提供一個(gè)可變性偏倚電流，所述可變性偏倚電流以控制信號(hào)為基礎(chǔ)；一個(gè)擁有第一可變性放大率的第一放大階段以接收RF輸入信號(hào)和提供一個(gè)第一已放大RF信號(hào)，所述第一放大階段連接到可控制性電流來源以接收可變性偏倚電流及以擁有第一可變性放大率以可變性偏倚電源的比例而改變；一個(gè)擁有第二放大率的第二放大階段及連接到第一放大階段以接收第一已放大RF信號(hào)及連接到輸出端口以提供輸出信號(hào)；一個(gè)控制電路以產(chǎn)生控制信號(hào)提供至可控制電流來源，所述控制信號(hào)依據(jù)電壓供應(yīng)產(chǎn)生，而對(duì)于擁有第一電位的電壓供應(yīng)，提供至第一放大階段的可變性偏倚電流是小于擁有較低于第一電位的第二電位的電壓供應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器電路，其特征是在第一電位，第二放大階段是以一個(gè)大約直線性運(yùn)作模式操作以及在第二電位，第二放大階段是以大約飽和運(yùn)作模式操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器電路，其特征是控制電路包括一個(gè)電壓供應(yīng)感應(yīng)電路，并具有一個(gè)第一輸入端口以感應(yīng)電壓供應(yīng)的電位，一個(gè)第二輸入端口以接收參考電壓，并具有一個(gè)輸出端口以提供一個(gè)感應(yīng)信號(hào)，而其中可變性偏倚電流是以感應(yīng)信號(hào)的比例而改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率放大器電路，其特征是包含一個(gè)第一增倍器電路，并包含至少一個(gè)第一輸入端口連接到電壓供應(yīng)感應(yīng)電路以接收感應(yīng)信號(hào)，一個(gè)第二輸入端口以接收第一參考電流及擁有一個(gè)輸出端口以提供第一電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率放大器電路，其特征是包含了一個(gè)帶隙電流參考電路，并擁有一個(gè)第一輸出端口連接到第一增倍器電路以提供第一參考電流及第二輸出端口以提供一個(gè)第二參考電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率放大器電路，其特征是包含電流總結(jié)電路，并具有第一輸入端口連接到第一增倍器電路以接收第一增倍器電路輸出電流，一個(gè)第二輸入端口連接到帶隙電流參考電路以接收第二參考電流及一個(gè)輸出端口以提供一個(gè)總和電流，所述總和電流具有一部分的第一電流，并與感應(yīng)信號(hào)成比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器電路，其特征是包含了一個(gè)第一兩段之間的匹配電路，所述第一兩段之間匹配電路安置在第一放大階段及第二放大階段以提供阻抗匹配。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器電路，包括一個(gè)第一兩段之間匹配電路具有輸出端口連接到第二放大階段輸入端口；以及，一個(gè)開關(guān)電路具有輸入端口連接到第一放大階段的輸出端口和第一套輸出端口連接到第一兩段之間匹配電路的輸入端口，其中第一兩段之間匹配電路是為了提供阻抗匹配在第一放大階段，開關(guān)電路及第二放大階段之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率放大器電路，包括一個(gè)第三放大階段具有輸入端口及輸出端口以提供一個(gè)已放大的RF輸入信號(hào)；以及一個(gè)第二兩段之間匹配電路具有輸出端口連接到第三放大階段輸入端口及具有輸入端口連接到一個(gè)第二套開關(guān)電路的輸出端口，而第二兩段之間匹配電路提供阻抗匹配至第一放大階段，開關(guān)電路及第三放大階段之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率放大器電路，其特征是開關(guān)電路是可控制交替開關(guān)以提供第一已放大RF信號(hào)至其中一個(gè)第二放大階段和第三放大階段。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器電路，其特征是控制電路包含一個(gè)傾斜電路，所述傾斜電路產(chǎn)生傾斜信號(hào)依據(jù)被產(chǎn)生的控制信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率放大器電路，其特征是控制電路包含一個(gè)集成電容器，所述集成電容器是與傾斜電路一起操作以判斷傾斜信號(hào)的坡度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率放大器電路，其特征是控制電路包含一個(gè)啟動(dòng)端口，所述啟動(dòng)端口以接收一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)以發(fā)動(dòng)傾斜電路以產(chǎn)生傾斜信號(hào)，當(dāng)接收到了啟動(dòng)信號(hào)的第一個(gè)轉(zhuǎn)變，所述傾斜信號(hào)在上升時(shí)間從第一電壓電平上升至第二電壓電平。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率放大器電路，其特征是控制電路包含一個(gè)啟動(dòng)端口，此啟動(dòng)端口以接收一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)以發(fā)動(dòng)傾斜電路以產(chǎn)生傾斜信號(hào)，當(dāng)接收到了啟動(dòng)信號(hào)的第二個(gè)轉(zhuǎn)變，所述傾斜信號(hào)在下降時(shí)間從第二電壓電平下降至第一電壓電平。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器電路，其特征是功率放大器電路包含一個(gè)溫度感應(yīng)電路，當(dāng)功率增倍電路被形成時(shí)以感應(yīng)晶體粒的溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器電路，其特征是功率放大器電路是用于無線通訊應(yīng)用。
17.一個(gè)電路以偏倚一個(gè)功率放大器電路包含了第一放大階段及第二放大階段，所述電路包括一個(gè)電流來源包括一個(gè)電流來源輸入端口以接收控制信號(hào)，以及一個(gè)輸出端口以提供可變性偏倚電流依據(jù)信號(hào)控制；一個(gè)電流來源控制電路包括一個(gè)電壓供應(yīng)輸入端口以接收電壓供應(yīng)，一個(gè)控制信號(hào)輸出端口連接到電流來源輸入端口以提供控制信號(hào)至電流來源，以及電流控制電路以感應(yīng)在電壓供應(yīng)輸入端口的電壓供應(yīng)電位及以產(chǎn)生控制信號(hào)，當(dāng)控制信號(hào)是形成由可變性偏倚電流的增加與在電壓供應(yīng)輸入端口感應(yīng)到的電壓供應(yīng)的下降造成第二放大階段從直線性運(yùn)作模式轉(zhuǎn)換成飽和運(yùn)作模式操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電流來源控制電路，其特征是具有一個(gè)電壓來源感應(yīng)電路具有一個(gè)第一輸入端口以感應(yīng)電壓供應(yīng)的電位，一個(gè)第二輸入端口以接收參考電壓和具有一個(gè)輸出端口以提供一個(gè)感應(yīng)信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電流來源控制電路，其特征是包含一個(gè)第一增倍器電路具有至少一個(gè)輸入端口連接到電壓供應(yīng)感應(yīng)電路以接收感應(yīng)信號(hào)，一個(gè)第二輸入端口以接收第一參考電流及具有一個(gè)輸出端口以提供第一電流。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電流來源控制電路，其特征是第一增倍器電路包含Gilbert電池增倍器電路。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電流來源控制電路，其特征是包含一個(gè)帶隙電流參考電路具有一個(gè)第一輸出端口連接到第一增倍器電路以提供第一參考電流及第二輸出端口以提供第二參考電流。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電流來源控制電路，其特征是包含一個(gè)電流總和電路具有一個(gè)第一輸入端口連接到第一增倍器電路以接收第一增倍器電路輸出電流，一個(gè)第二輸入端口連接到帶隙電流參考電路以接收第二參考電流以及一個(gè)輸出端口以提供一個(gè)已總和電流，所述總和電流具有一部分的第一電流，依據(jù)感應(yīng)信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電流來源控制電路，包含一個(gè)第二增倍器電路，并包含了一個(gè)第一輸入端口連接到電流總和電路的輸出端口以接收已總和電流，一個(gè)第二輸入端口以接收傾斜信號(hào)及一個(gè)輸出端口連接到控制信號(hào)輸出端口以提供控制信號(hào)至電流來源。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電流來源控制電路，包含一個(gè)集成電容器；以及一個(gè)充電泵和傾斜控制電路包含一個(gè)啟動(dòng)端口以接收一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，一個(gè)第一輸入端口以連接到所述集成電容器及一個(gè)輸出端口以提供傾斜信號(hào)至第二增倍器電路。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電流來源控制電路，其特征是傾斜信號(hào)包含了一個(gè)上升時(shí)間和一個(gè)下降時(shí)間，而兩個(gè)上升時(shí)間及下降時(shí)間是依據(jù)所述集成電容器的電容量。
26.一個(gè)放大RF輸入信號(hào)以形成RF輸出信號(hào)的方法包括感應(yīng)電壓供應(yīng)電位；判斷是否所感應(yīng)電壓供應(yīng)電位是高于第一預(yù)定電位，在第一和第二預(yù)定電位之間以及低于第二預(yù)定電位；以具有第一可變性放大率的第一放大階段來放大RF輸入信號(hào)以形成第一放大信號(hào)，所述第一可變性放大率依據(jù)所感應(yīng)電壓供應(yīng)電位；以具有第二放大率的第二放大階段放大第一以放大信號(hào)以形成RF輸出信號(hào)；調(diào)整提供至第一放大階段的偏倚電流以改變第一可變性放大率至這樣的模式，在第一預(yù)定電位，較低偏倚電流被提供至第一放大階段好過被提供至第一放大階段在第二預(yù)定電位，較低偏倚電流予第二放大階段以直線性運(yùn)作模式操作和較高偏倚電流予第二放大階段以飽和運(yùn)作模式操作。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征是介于第一和第二電位，提供至第一放大階段的偏倚電流因電壓供應(yīng)電位的下降而上升。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征是包含依據(jù)電壓供應(yīng)的變化以調(diào)整提供至第一放大階段的偏倚電流以彌補(bǔ)第二放大階段的第二放大率的變化。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征是彌補(bǔ)溫度變化是通過偏倚電流對(duì)于溫度變化的自然變動(dòng)達(dá)成。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征是提供至第一放大階段的偏倚電流又與絕對(duì)溫度(PTAT)成比例。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征是提供至第一放大階段的偏倚電流的增加介于第一預(yù)定電位及第二預(yù)設(shè)電位，偏倚電流的增加造成第二放大階段的操作模式順利地從直線性運(yùn)作模式轉(zhuǎn)換成飽和式運(yùn)作模式。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征是當(dāng)偏倚電流增加時(shí)，第二放大階段的第二放大率是充分地被固定。
全文摘要
一個(gè)功率放大器電路被說明，并包含了一個(gè)第一放大階段及第二放大階段。所述第一放大階段是利用一個(gè)提供可變性偏倚電流的可控制電流來源而被偏倚。一個(gè)控制電路被提供以控制可變性偏倚電流，依據(jù)電壓供應(yīng)和功率放大器電路的溫度。所述控制信號(hào)依據(jù)介于第一和第二電位的電壓供應(yīng)變化而改變可變性偏倚電流，而每一個(gè)電位供應(yīng)足夠的電位以操作功率放大器電路。
文檔編號(hào)H03F3/00GK1875541SQ200480032407
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者愛德華·J·W·維特克, 克里斯多佛·A·澤立 申請(qǐng)人:加拿大硅鍺半導(dǎo)體公司