专利名称：放大器的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及放大器，更具体涉及用于无线通信系统等的功率放大器。
背景技术：
对用于无线通信系统的功率放大器的要求包括线性、高效以及体积小。具体地，在最近的多级数字调制通信系统等中，经常遇到对在信号振幅平均值以及最大振幅中的宽范围内变化的信号进行处理的情况。在常规功率放大器中对这些信号进行放大的情况下，设置这种放大器的工作点，以便可以对高达最大振幅的信号进行放大而不引起信号失真。这意味着放大器很少工作在维持相对高效率的饱和输出处或工作在该饱和输出附近，从而通常导致差效率。
为了解决这些问题，已开发了多种技术来在维持线性的同时改善这种放大器的效率。这些技术的实例包括Doherty放大器以及通常被称为LINC(利用非线性部件的线性放大)放大器或者移相放大器(outphasing amplifier)(为简单起见下面称为LINC放大器)的等幅波组合放大器。对于本领域普通技术人员来说，基于诸如非专利公开物(Frederik H.Raab的“Efficiency of Outphasing RFPower Amplifier Systems”，1985 IEEE Trans.On Comm.，Vol.COM-33，No.10，pp1094-1099)等的公开物，LINC放大器的基本结构是众所周知的。因此，在此将不给出对工作原理的描述。
在图3中示出了常规LINC放大器的一个实例的结构。在图3中，输入信号由被配置在LINC放大器的输入侧的分配器1分成系统1与系统2中的等幅信号。其后，在被组合器2组合以提供来自LINC放大器的预期输出信号之前，在两个系统中分别用第一放大器3a和第二放大器3b对信号进行放大。按照惯例，作为LINC放大器中的关键部件的两个系统中的放大器3a、3b分别由封装10a、10b中单独封装的放大装置构成。
在由Bo Shi与Lars Sunderson共同写的“Investigation of a Highly EfficientLINC Amplifier Topology”(2001 IEEE Vehicular Technology Conference Fall 2001，Oct.2001，pp1215-1219)的公开物中的图2中示出这种放大器的一个实例。在这种常规的结构中，每一放大器3a、3b使用单独容纳在单独封装10a、10b中的晶体管，从而为两个封装中的这种晶体管占用了较大的安装面积。对于减小整个设备的尺寸来说这是不利的。由于使用了两个单独的放大器，因此其在成本上也是不利的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种等幅波组合放大器，其在尺寸上是小型的并且制造不太昂贵。
为了达到上述目的，依据本发明的一个方面，提供一种等幅波组合放大器，至少包括分配器，用于把单个输入信号分成两部分；第一放大器，用于对来自分配器的信号的一部分进行放大；第二放大器，用于对来自分配器的信号的另一部分进行放大；以及组合器，用于对来自两个系统中的第一和第二放大器的输出信号进行组合，其特征在于第一和第二放大器包括容纳在单个封装中的至少两个放大器元件。
以相互靠近的关系安装构成第一和第二放大器的放大元件。构成第一和第二放大器的放大元件是场效应晶体管。构成第一和第二放大器的放大元件是双极型晶体管。
依据本发明的另一方面，提供一种功率放大器，用于通过使用其输出信号被组合在一起的第一和第二放大器对共同的输入信号进行并行放大来提供预期的大功率输出，其特征在于第一和第二放大器采用为推挽式放大器应用所设计的容纳在单个封装中的至少两个基本相同的晶体管。
以并排关系把晶体管封装在基本为矩形的封装中。
在依据本发明的放大器中，因为构成等幅波组合型放大器的两个系统的第一和第二放大器包括容纳在单个封装中的至少两个放大器装置，因此其有助于使采用这种放大器的任何设备体积小且成本低。
在附图中，图1是依据本发明的放大器的一个实施例的框图；图2是场效应晶体管MRF5P 21180的外形；图3是常规的LINC放大器的一个实例的框图；以及图4是场效应晶体管MRF21090的外形。
具体实施例方式
现在，将参考附图对依据本发明的放大器的优选实施例进行详细描述。
图1示出了依据本发明的放大器的实施例的结构。如图1所示，类似于常规的放大器，依据本发明的实施例的LINC放大器包括，用于把输入信号分成两部分的分配器1、从分配器1接收所述信号的一部分的放大器3a、从分配器1接收所述信号的另一部分的放大器3b以及用于对来自放大器3a和3b的输出信号进行组合的组合器2。然而，应当注意，图1中的LINC放大器与图3中示出的常规放大器的区别在于，第一和第二放大器3a和3b被容纳在单个封装10中，从而构成包括至少2个放大器元件的单个装置。因此，同常规的放大器相比，这种放大器体积小且成本低。
尽管在图1中把LINC放大器中的放大器元件示为场效应晶体管，但是本发明不应当仅限于场效应晶体管，而可以是双极型晶体管或具有类似功能的任何其他的元件。还应当注意，可以用任何其他的已知替换电路来代替图1的实施例中的分配器1与组合器2。然而，因为这些替换电路对于本领域普通技术人员来说是公知的并且它们不直接涉及本发明，因此在此将不进行详细描述。
现在，将借助实例对图1所示的LINC放大器的实施例的结构进行详细描述。
考虑在2GHz频带的饱和输出具有180瓦的典型LINC放大器的实例。在常规的设计中，通常使用具有相等输出的元件作为两个系统中的放大器3a和3b。换句话说，每一放大器3a、3b具有90瓦的输出，从而提供总计180瓦作为LINC放大器。
在这种情况下，对于提供90瓦输出的晶体管的优先选择是可从FreescaleSemiconductor Inc.获得的场效应晶体管模型“MRF21090”，其中每一装置被容纳在单个封装中。本发明人认为“MRF21090”是具有预期输出的晶体管中最小型的产品之一。
图4示出了“MRF21090”场效应晶体管的外形。如图4所示，“MRF21090”场效应晶体管被构造在封装(或法兰盘(flange))14中并具有单个栅电极15和单个漏电极16。除电极部分以外的“MRF21090”场效应晶体管的外部尺寸为每一装置大约34mm×13.8mm(或者大约1.34英寸×0.54英寸)。这意味着需要至少大约9.4cm2(或大约1.46方英寸)的大面积来安装构成LINC放大器的2个这样的晶体管。
另一方面，在本发明中，通过依据本发明在单个封装中使用场效应晶体管来设计180瓦的LINC放大器。所述晶体管的其中一个可能的候选物是也可从Freescale Semiconductor Inc.获得的在单个封装中包括2个晶体管以提供180瓦输出作为推挽式应用的“MRF 5P 21180”。图2示出了“MRF 5P 21180”场效应晶体管的外形。如图2所示，“MRF 5P 21180”场效应晶体管被设计在单个封装(或法兰盘)11中，具有一对栅电极12a、12b以及一对漏电极13a、13b。
在这种情况下，如图2所示的“MRF 5P 21180”场效应晶体管除了电极部分以外的外部尺寸为大约41mm×10mm(或者大约1.61英寸×0.39英寸)，从而需要大约4.1cm2(或者大约0.64方英寸)的安装面积用于LINC放大器的晶体管部分。这意味着用于图2中的LINC放大器的晶体管部分的安装面积仅为与图4的情况相比的大约43％，从而能够构造具有显著减小的尺寸的LINC放大器。即使考虑外围电路等，与常规的结构相比，依据本发明的LINC放大器也可以体积更小且成本更低。
从上面的描述中应当理解，可以减小用于构成LINC放大器的电路部分的安装面积，从而能够使得使用这种LINC放大器的设备体积小且成本低。
另外，在本发明中，可以相互靠近地设置容纳在单个封装中的用于放大器3a和3b的放大器元件，从而对它们进行热耦合以便稳定地工作在共同的温度条件下。
常规上，提供包括诸如晶体管等的一对放大器元件的装置用于推挽式放大器或平衡放大器应用。然而，在本发明中，容纳在单个封装中的多个放大器元件中的一个被用作一个系统的放大器，同时另一放大器元件被用作另一系统的放大器，从而能够把体积小且成本低的LINC放大器构造为使用单个封装结构的整体。
在上文中已对本发明的优选实施例进行了描述。然而，应当注意，该实施例只不过是示范本发明的实例而不是对其进行限制。可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下，由本领域普通技术人员对本发明进行多种修改和变型。
权利要求
1.一种等幅波组合放大器，至少包括分配器，用于把单个输入信号分成两个部分；第一放大器，用于对来自分配器的信号的一部分进行放大；第二放大器，用于对来自分配器的信号的另一部分进行放大；以及组合器，用于对来自两个系统中的第一和第二放大器的输出信号进行组合，其特征在于第一和第二放大器包括容纳在单个封装中的至少两个放大器元件。
2.如权利要求1所述的放大器，其中以相互靠近的关系安装构成第一和第二放大器的放大元件。
3.如权利要求1所述的放大器，其中构成第一和第二放大器的放大元件是场效应晶体管。
4.如权利要求1所述的放大器，其中构成第一和第二放大器的放大元件是双极型晶体管。
5.一种功率放大器，用于通过使用其输出信号被组合在一起的第一和第二放大器对公共输入信号进行并行放大来提供预期的大功率输出，其特征在于第一和第二放大器采用为推挽式放大器应用所设计的容纳在单个封装中的至少两个基本相同的晶体管。
6.如权利要求5所述的功率放大器，其中以并排关系把所述晶体管封装在基本为矩形的封装中。
全文摘要
在等幅波组合型放大器中，用分配器1把单个输入信号分成两部分，用第一和第二放大器3a、3b对分离的信号部分进行放大，然后对由此放大的输出信号进行组合，放大器3a、3b包括容纳在单个封装中的至少两个放大器元件。并且，以相互靠近的关系对构成第一和第二放大器3a、3b的放大器元件进行封装。此外，构成第一和第二放大器3a、3b的放大器元件可以是场效应晶体管或双极型晶体管。
文档编号H03F1/32GK101064495SQ200710105370
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月26日
发明者椎熊一实 申请人:日本电气株式会社