功率放大器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及确保两个功率放大路径的隔离功能且降低电路损失的功率放大器。放大器(A1、A2)串联连接在输入端子(IN)和输出端子(OUT)之间。连接点(P1)存在于输入端子(IN)和放大器(A1、A2)的输入之间。连接点(P2)存在于输出端子(OUT)和放大器(A1、A2)的输出之间。在从输入端子(IN)经由放大器(A1、A2)到输出端子(OUT)的路径中，连接点(P2)是阻抗最低的点。放大器(A3)在连接点(P1)和连接点(P2)之间与放大器(A1、A2)并联连接。连接点(P3)存在于放大器(A3)的输出和连接点(P2)之间。电容器(C1)连接于连接点(P3)和接地之间。开关(SW)在连接点(P3)和接地之间与电容器(C1)串联连接。开关(SW)在放大器(A3)接通时断开，在放大器(A1、A2)接通时接通。
【专利说明】功率放大器【技术领域】
[0001]本发明涉及在便携终端等无线设备中使用的功率放大器。
【背景技术】
[0002]功率放大器为了在全部功率级提高功率负载效率而具有根据输出功率级来切换两个以上的功率放大路径的功能。并且，在各路径的连接部分插入串联(series)型高频开关，确保各路径的晶体管彼此的隔离，不对截止时的晶体管提供不需要的电压振幅。
[0003]此外，也有如下的功率放大器:在输出侧插入分流型高频开关,高频开关变成接通状态，从而实现理想的短路状态，对插入了高频开关的路径的阻抗进行控制(例如，参照专利文献I)。
[0004]现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-185270号公报。
[0005]在输出侧插入了串联型的闻频开关的功率放大器中，闻频开关本身的损失直接关系到功率负载效率的下降。因此，在闻频开关的损失大的Si等的器件中，插入串联型的闻频开关是困难的。此外，为了使高频开关的损失减小，需要将开关尺寸变大，小型化变得困难。
[0006]此外，在仅插入了分流型高频开关的功率放大器中，在高频开关接通时，需要切断流入高频开关的直流电流。并且，需要`构成功率放大器的发送频带的高频信号不向利用分流型高频开关而短路之处泄漏的匹配电路，所以，存在在插入了分流型高频开关电路的路径上的匹配电路出现制约的情况。
【发明内容】
[0007]本发明是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于得到一种能够确保两个功率放大路径的隔离功能并且能够降低电路损失的功率放大器。
[0008]本发明提供一种功率放大器，其特征在于，具备:输入端子；输出端子；第一放大器，连接在所述输入端子和所述输出端子之间；第一连接点，存在于所述输入端子和所述第一放大器的输入之间；第二连接点，存在于所述输出端子和所述第一放大器的输出之间；第二放大器，在所述第一连接点和所述第二连接点之间与所述第一放大器并联连接；第三连接点，存在于所述第二放大器的输出和所述第二连接点之间；第一电容器，连接在所述第三连接点和接地之间；开关，在所述第三连接点和接地之间与所述第一电容器串联连接，在从所述输入端子经由所述第一放大器到所述输出端子的路径中，所述第二连接点是阻抗最低的点，所述开关在所述第二放大器接通时断开，并且在所述第一放大器接通时接通。
[0009]根据本发明，能够确保两个功率放大路径的隔离功能并且能够降低电路损失。
【专利附图】
【附图说明】[0010]图1是示出本发明的实施方式I的功率放大器的图。
[0011]图2是示出本发明的实施方式2的功率放大器的图。
[0012]图3是示出本发明的实施方式3的功率放大器的图。
[0013]图4是示出本发明的实施方式4的功率放大器的图。
[0014]图5是示出本发明的实施方式5的功率放大器的图。
[0015]图6是示出本发明的实施方式6的功率放大器的图。
[0016]图7是示出本发明的实施方式7的功率放大器的图。
【具体实施方式】
[0017]参照附图对本发明的实施方式的功率放大器进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的附图标记，有时省略重复的说明。
[0018]实施方式I
图1是示出本发明的实施方式I的功率放大器的图。放大器A1、A2串联连接在输入端子IN和输出端子OUT之间。连接点Pl存在于输入端子IN和放大器Al的输入之间。连接点P2存在于输出端子OUT和放大器A2的输出之间。在从输入端子IN经由放大器Al、A2到输出端子OUT的路径中，连接点P2是阻抗最低的点(例如，放大器A2的集电极端或漏极端)。
[0019]放大器A3在连接点Pl和连接点P2之间与放大器A1、A2并联连接。放大器A3的输出功率比放大器Al、A2的输出功率小。连接点P3存在于放大器A3的输出和连接点P2之间。电容器Cl连接于连接点P3和接地之间。开关SW在连接点P3和接地之间与电容器Cl串联连接。
[0020]电容器Cl和开关SW构成分流型高频开关电路。开关SW在放大器A3接通时断开，并且在放大器A1、A2接通时接通。这样，开关SW根据输出功率级来切换放大器A1、A2的路径和放大器A3的路径。
[0021]电容器Cl的电容值以如下方式设定:相对发送频带充分大，并且，开关SW接通时的阻抗作为史密斯图(Smith chart)上的反射系数为-90度到90度之间。由此，在开关SW接通时，能够将分流型高频开关电路之前的电路看为开放(open)。
[0022]通过以分流型插入高频开关SW，从而与以串联型插入的情况相比，能够降低电路损失。进而，在放大器A1、A2的路径中阻抗最低的位置插入放大器A3的路径，由此，在高频开关接通时即便看得见电容器Cl而成为低阻抗，功率放大器的发送频带的高频信号也难以向分流型高频开关电路泄漏，电路整体的损失下降。能够利用电容器Cl切断流向接地的直流电流。通过使电容器Cl的电容值相对发送频带充分大，从而既使在分流高频开关电路中也能够确保与串联型高频开关相同程度的隔离。
[0023]实施方式2
图2是示出本发明的实施方式2的功率放大器的图。电感器L连接于放大器A3的输出和放大器A1、A2的路径(连接点P2)之间。利用该串联电感器L，能够使从放大器A1、A2的路径观察时的分流型高频开关电路的电容器Cl的电容值看起来更大，能够提高分流型高频开关电路的Q值。由此，能够降低实际使用的电容器Cl的电容值，能够实现布局的小型化。此外，通过提高Q值，从而能够将分流型高频开关电路之前的电路看为更开放，能够提高各路径的隔离度。
[0024]实施方式3
图3是示出本发明的实施方式3的功率放大器的图。连接点P4存在于放大器A3的输出和连接点P2之间。电容器C2连接在连接点P4和接地之间。其他的结构与实施方式2相同。在放大器Al、A2和放大器A3中，由于最佳阻抗不同，所以，在连接这些路径时，需要阻抗变换。因此，通过在两路径之间插入由串联电感器L和分流电容器C2构成的LC电路，从而能够变换阻抗。这样，通过进行多次阻抗变换，从而能够降低阻抗变换损失，所以能够进一步降低电路损失。
[0025]实施方式4
图4是示出本发明的实施方式4的功率放大器的图。在放大器A3的输出和分流型高频开关电路之间插入串联电感器L和分流电容器C2。由于在该LC电路中也能够变换阻抗，所以能够得到与实施方式3相同的效果。
[0026]实施方式5
图5是示出本发明的实施方式5的功率放大器的图。代替实施方式I的电容器Cl，将相互并联连接的多个电容器Cla?Cld配置在放大器A3的周围。由此，能够抑制放大器Al、A2放大的高频信号向放大器A3泄漏，并且能够抑制放大器A3放大的高频信号向放大器A1、A2的路径泄漏。其结果是，能够提高放大器A1、A2的路径和放大器A3的路径的隔离度。
[0027]实施方式6
图6是示出本发明的实施方式6的功率放大器的图。高频信号的接地由于少许的电感成分而不是理想的接地，存在高频信号经由接地绕到非本意传播的路径的危险。因此，在本实施方式中，使实施方式5的分流型高频开关电路的电容器Cla?Cld的接地和放大器A3的接地为共用。由此，能够抑制高频信号经由接地绕到其他的路径。其结果是，能够提高放大器A1、A2的路径和放大器A3的路径的隔离度。
[0028]实施方式7
图7是示出本发明的实施方式7的功率放大器的图。开关电路的结构与实施方式I不同。电容器Cl、C2串联连接在放大器A3的输出和连接点P2之间。连接点P3存在于电容器Cl和电容器C2之间。电感器L连接在连接点P3和接地之间。在连接点P3和接地之间，开关SW与电感器L串联连接。
[0029]在实施方式I中，在分流型高频开关电路中使用电容器Cl，但是，在本实施方式中使用电感器L，在各路径的连接部分设置串联电容器Cl、C2。由此，能够得到与实施方式I相同的效果。但是，需要以如下方式设定电感器L和串联电容器C1、C2的值:分流型高频开关电路接通时的阻抗作为史密斯图上的反射系数为-90度到90度之间。
[0030]此外，能够使用FET/HEMT、MEMS、二极管等作为高频开关SW。此外，对功率放大路径为两个路径的情况进行了说明，但是，在三个路径以上的方式中也能够同样地应用本发明。此外，作为路径分离的目的，由于以分流型插入高频开关，所以，作为直流电流的路径不被分离，即使在晶体管等有源元件和电源之间不设置串联电容器的情况下，不将电源供给路径分离也可以。
[0031]附图标记说明:A1、A2、A3放大器
Cl、C2、Cla?Cld 电容器
IN输入端子
L电感器
OUT输出端子
P1、P2、P3、P4 连接点
Sff开关。
【权利要求】
1.一种功率放大器，其特征在于，具备: 输入端子； 输出端子； 第一放大器，连接在所述输入端子和所述输出端子之间； 第一连接点，存在于所述输入端子和所述第一放大器的输入之间； 第二连接点，存在于所述输出端子和所述第一放大器的输出之间； 第二放大器，在所述第一连接点和所述第二连接点之间与所述第一放大器并联连接； 第三连接点，存在于所述第二放大器的输出和所述第二连接点之间； 第一电容器，连接在所述第三连接点和接地之间；以及 开关，在所述第三连接点和接地之间与所述第一电容器串联连接， 在从所述输入端子经由所述第一放大器到所述输出端子的路径中，所述第二连接点是阻抗最低的点， 所述开关在所述第二放大器接通时断开，并且在所述第一放大器接通时接通。
2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于， 还具备:电感器，连接于所述第二放大器的输出和所述第二连接点之间。
3.如权利要求1或2所述的功率放大器，其特征在于，还具备: 第四连接点，存在于所述第二放大器的输出和所述第二连接点之间；以及 第二电容器，连接于所述第四连接点和接地之间。
4.如权利要求1或2所述的功率放大器，其特征在于， 所述第一电容器具有彼此并联连接的多个电容器， 所述多个电容器配置在所述第二放大器的周围。
5.如权利要求1或2所述的功率放大器，其特征在于， 使所述第一电容器的接地和所述第二放大器的接地为共用。
6.—种功率放大器,其特征在于,具备: 输入端子； 输出端子； 第一放大器，连接在所述输入端子和所述输出端子之间； 第一连接点，存在于所述输入端子和所述第一放大器的输入之间； 第二连接点，存在于所述输出端子和所述第一放大器的输出之间； 第二放大器，连接于所述第一连接点和所述第二连接点之间； 第一以及第二电容器；串联连接在所述第二放大器的输出和所述第二连接点之间； 第三连接点，存在于所述第一电容器和所述第二电容器之间； 电感器，连接于所述第三连接点和接地之间；以及 开关，在所述第三连接点和接地之间与所述电感器串联连接， 在从所述输入端子经由所述第一放大器到所述输出端子的路径中，所述第二连接点是阻抗最低的点， 所述开关在所述第二放大器接通时断开，并且在所述第一放大器接通时接通。
【文档编号】H03F3/20GK103888089SQ201310696260
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】春名贵雄, 佐佐木善伸 申请人:三菱电机株式会社