專利名稱：高低功率射頻放大器電路、芯片及工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種模擬電路，尤其是一種高低功率射頻放大器電路。本 發(fā)明還涉及一種電子器件，尤其是一種高低功率射頻放大器芯片。本發(fā)明 還涉及一種高低功率射頻放大器電路的工作方法。
背景技術：
在現代移動手持設備中，射頻功率放大器是消耗能量最多的關鍵部件， 效率低的射頻功率放大器會嚴重影響移動手持設備系統(tǒng)的效率。因此，大 量的研究集中在提高射頻功率放大器效率的方面。高低功率模式放大器是 提高射頻功率放大器效率的主要方法之一，高低功率模式放大器可以根據 實際情況(如基站信號的強弱)來設定其輸出功率模式，需要低輸出功率 時，開關切換到低功率放大器模式工作，需要高輸出功率時，開關切換到 高功率放大器模式工作，高低功率放大器切換的這種工作模式在傳輸低輸 出功率信號時可以有效的減小直流功率損耗。
傳統(tǒng)的高低功率模式放大器是通過射頻開關來控制射頻功率放大器的 工作狀態(tài)，如圖1所示，其中高功率放大器電路和低功率放大器電路完全 是獨立的，通過一個直流控制電路為它們提供直流電源，所述直流控制電
路分別通過電感RFC1 RFC5分別連接到功率放大器的各個放大級的集電極 上，所述高功率放大器電路和低功率放大器電路分別通過各自的輸出匹配 網絡提供輸出，它們的輸出通過一個射頻開關來切換選擇。如果射頻功率放大器在高功率模式下工作，模式開關切換到高功率放大器，射頻輸入信 號通過高功率放大器進行功率放大，同時低功率放大器處于關閉狀態(tài)以減 少損耗；如果射頻功率放大器在低功率模式下工作，模式開關切換到低功 率放大器，射頻輸入信號通過低功率放大器進行放大，同時高功率放大器 處于關閉狀態(tài)以減少損耗。
這種高低功率模式放大器雖然在一定程度上減少了直流功率損耗，但 是它也存在一些缺點，如射頻開關在增加功率放大器尺寸的同時也增加了 對射頻輸出功率的損耗。開關可以由有源或無源設備制造，普遍的有源設 備開關有PIN二極管，Schottky二極管和晶體管，"有源"意味著設備工作 需要直流供電和直流功率功率損耗。開關也可以由無源設備制造，對于無 源開關，工作時雖沒有直流功率損耗但仍需要DC供電。因此，采用含射頻 開關的高低功率模式放大器的方案不僅增加射頻功率損耗，而且增加整個 系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高低功率射頻放大器電路、一 種高低功率射頻放大器芯片以及高低功率射頻放大器電路的工作方法，使 得電路結構更加簡單，并且降低高低功率射頻放大器電路的損耗，提高效 率，并且降低成本，提高集成度。
為解決上述技術問題，本發(fā)明高低功率射頻放大器電路的技術方案是， 在信號輸入端和信號輸出端之間包括并聯連接的高功率放大器電路和低功 率放大器電路， 一個直流控制電路分別為所述高功率放大器電路和低功率放大器電路提供直流電源和偏置電壓，并且由所述直流控制電路對偏置電 壓的變化來控制高功率放大器電路和低功率放大器電路的開關。
本發(fā)明還提供了一種高低功率射頻放大器芯片，其技術方案是，所述 芯片包括上述高低功率射頻放大器電路。
本發(fā)明還提供了一種高低功率射頻放大器電路的工作方法，其技術方 案是，
當射頻功率放大器工作在高功率模式時，直流控制電路為所述高功率
放大器電路提供偏置電壓，并且將所述低功率放大器電路的偏置電壓置ov，
使得所述高功率放大器開啟，低功率放大器關閉，輸入的射頻信號通過高
功率放大器進行功率放大；
當射頻功率放大器工作在低功率模式時，直流控制電路為所述低功率 放大器電路提供偏置電壓，并且將所述高功率放大器電路的偏置電壓置0V， 使得所述低功率放大器開啟，高功率放大器關閉，輸入的射頻信號通過低 功率放大器進行功率放大。
本發(fā)明通過采用偏置電壓來對高低功率放大器電路進行選擇，簡化了 電路結構，降低了電路的損耗，提高了電路效率，并且降低了電路的成本， 提高了電路的集成度。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明 圖1為現有的高低功率射頻放大器電路的電路圖； 圖2為本發(fā)明高低功率射頻放大器電路的電路圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種高低功率射頻放大器電路，如圖2所示，在信號輸 入端和信號輸出端之間包括并聯連接的高功率放大器電路和低功率放大器 電路， 一個直流控制電路分別為所述高功率放大器電路和低功率放大器電 路提供直流電源和偏置電壓，并且由所述直流控制電路對偏置電壓的變化 來控制高功率放大器電路和低功率放大器電路的開關。
所述高功率放大器電路和低功率放大器電路是多級放大器電路，所述 直流控制電路為各級功率放大器提供直流電源和偏置電壓。
所述高功率放大器電路的級數大于所述低功率放大器電路。
所述低功率放大器電路的級間匹配網絡采用與高功率放大器電路的共 用的級間匹配網絡。
所述共用的級間匹配網絡之前一級的高功率放大器電路的放大級和低 功率放大器電路的放大級連接共同的直流電源，所述共用的級間匹配網絡 之后一級的高功率放大器電路的功率輸出級和低功率放大器電路的功率輸 出級也連接共同的直流電源。
所述高功率放大器電路和低功率放大器電路通過共用的輸出匹配網絡 連接到輸出端，如圖2中電感L1、 L2和電容C1、 C2組成的電路。
在圖2所示的實施例中，所述高功率放大器電路采用了三級放大器的 結構，低功率放大器電路采用了兩級放大器的結構，在高功率放大器電路 的第二級、第三級之間和低功率放大器電路的兩級之間采用共用的級間匹 配網絡，該級間匹配網絡由電容C3和C4組成。所述直流控制電路為高功率放大器電路和低功率放大器電路中的各級放大器提供直流電源，如圖2 所示，所述直流控制電路可通過電感RFC1 RFC3連接功率放大器的各放大 級的放大器，并且其中高功率放大器電路的第二級放大器和低功率放大器 電路的第一級放大器使用共同的直流電源，高功率放大器電路的第三級和 低功率放大器電路的第二級使用共同的直流電源。直流控制電路將偏置電 壓Bias—H提供給高功率放大器電路中的各級放大器，將偏置電壓Bias—L 提供給低功率放大器電路中的各級放大器。
本發(fā)明還提供了一種高低功率射頻放大器芯片，所述芯片包括上述高 低功率射頻放大器電路。本發(fā)明高低功率射頻放大器芯片所集成的電路與 現有技術相比，省去了一個射頻開關，并且部分匹配網絡電路也是共用的， 同時還集成了高功率放大器電路和低功率放大器電路，因此集成度更高， 還節(jié)約的芯片面積。
本發(fā)明還提供了一種上述高低功率射頻放大器電路的工作方法，
當射頻功率放大器工作在高功率模式時，直流控制電路為所述高功率 放大器電路提供偏置電壓Bias—H，并且將所述低功率放大器電路的偏置電 壓Bias—L置0V，使得所述高功率放大器開啟，低功率放大器關閉，輸入的 射頻信號通過高功率放大器進行功率放大；
當射頻功率放大器工作在低功率模式時，直流控制電路為所述低功率 放大器電路提供偏置電壓Bias_L，并且將所述高功率放大器電路的偏置電 壓Bias一H置OV，使得所述低功率放大器開啟，高功率放大器關閉，輸入的 射頻信號通過低功率放大器進行功率放大。這樣，由于沒有了射頻開關工作，本發(fā)明減少了高低功率模式放大器 由于射頻開關產生的功率損耗，降低了系統(tǒng)的成本，提高集成度。
權利要求
1.一種高低功率射頻放大器電路，其特征在于，在信號輸入端和信號輸出端之間包括并聯連接的高功率放大器電路和低功率放大器電路，一個直流控制電路分別為所述高功率放大器電路和低功率放大器電路提供直流電源和偏置電壓，并且由所述直流控制電路對偏置電壓的變化來控制高功率放大器電路和低功率放大器電路的開關。
2. 根據權利要求1所述的高低功率射頻放大器電路，其特征在于，所 述高功率放大器電路和低功率放大器電路是多級放大器電路，所述直流控 制電路為各級放大器提供直流電源和偏置電壓。
3. 根據權利要求2所述的高低功率射頻放大器電路，其特征在于，所 述高功率放大器電路的級數大于所述低功率放大器電路。
4. 根據權利要求2所述的高低功率射頻放大器電路，其特征在于，所 述低功率放大器電路的級間匹配網絡采用與高功率放大器電路的共用的級 間匹配網絡。
5. 根據權利要求4所述的高低功率射頻放大器電路，其特征在于，所 述共用的級間匹配網絡之前一級的高功率放大器電路的放大級和低功率放 大器電路的放大級連接共同的直流電源，所述共用的級間匹配網絡之后一 級的高功率放大器電路的功率輸出級和低功率放大器電路的功率輸出級也 連接共同的直流電源。
6. 根據權利要求1所述的高低功率射頻放大器電路，其特征在于，所 述高功率放大器電路和低功率放大器電路通過共用的輸出匹配網絡連接到 輸出端。
7. —種高低功率射頻放大器芯片，其特征在于，所述芯片包括如權利 要求1 6中任意一項所述的高低功率射頻放大器電路。
8. —種如權利要求1 6中任意一項所述的高低功率射頻放大器電路 的工作方法，其特征在于，當射頻功率放大器工作在高功率模式時，直流控制電路為所述高功率 放大器電路提供偏置電壓，并且將所述低功率放大器電路的偏置電壓置0V， 使得所述高功率放大器開啟，低功率放大器關閉，輸入的射頻信號通過高 功率放大器進行功率放大；當射頻功率放大器工作在低功率模式時，直流控制電路為所述低功率 放大器電路提供偏置電壓，并且將所述高功率放大器電路的偏置電壓置0V， 使得所述低功率放大器開啟，高功率放大器關閉，輸入的射頻信號通過低 功率放大器進行功率放大。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高低功率射頻放大器電路，一個直流控制電路分別為并聯連接的高、低功率放大器電路提供直流電源和偏置電壓，并且由所述直流控制電路對偏置電壓的變化來控制高功率放大器電路和低功率放大器電路的開關。本發(fā)明還提供了一種包括上述電路的芯片。本發(fā)明還提供一種上述電路的工作方法，通過功率放大器偏置電壓來控制高、低功率放大器電路的開啟和關閉。本發(fā)明簡化了電路結構，降低了電路的損耗，提高了電路效率，并且降低了電路的成本，提高了電路的集成度。
文檔編號H03F3/20GK101656517SQ200910057908
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權日2009年9月17日
發(fā)明者袁志鵬, 俊 陳 申請人:銳迪科微電子(上海)有限公司