用于偏置功率放大器的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及电子系统，并且更具体地涉及射频(RF)电子设备。
【背景技术】
[0002]RF功率放大器可被用于增大具有相对低的功率的RF信号的功率。之后，增大的RF信号可被用于各种目的，包括驱动发送器的天线。
[0003]功率放大器可以被包括在移动电话中以放大用于发送的RF信号。例如，在使用蜂窝标准、无线局域网(WLAN)标准和/或任何其它合适的通信标准通信的移动电话中，功率放大器可被用于放大RF信号。管理RF信号的放大可以是重要的，因为将RF信号放大到不正确的功率电平或引入原始RF信号的显著的失真可能使得无线设备带外发送或违反与接受的标准的符合性。功率放大器装置的偏置是管理该放大的重要的部分，因为其可以确定功率放大器中的放大装置的电压和/或电流操作点。
[0004]存在对改进的功率放大器系统的需求。此外，存在对改善功率放大器偏置的需求。
【发明内容】
[0005]在某些实施例中，本公开涉及功率放大器系统。功率放大器系统包括被配置为接收射频(RF)输入信号，并且放大所述RF输入信号以产生RF输出信号的功率放大器。功率放大器被进一步配置为接收偏置功率放大器的偏置电压。功率放大器系统进一步包括被配置为产生偏置电压的偏置电路。偏置电路包括偏置电路放大器、被配置为产生参考电流的电流源和参考晶体管，所述参考晶体管具有通过它的与偏置电压相关地改变的电流。偏置电路放大器被配置为基于对应于参考电流和通过参考晶体管的电流之间的差的误差电流控制偏置电压。
[0006]在一些实施例中，偏置电路放大器包括跨阻抗放大器。
[0007]在各种实施例中，偏置电路被配置为接收使能信号，并且所述偏置电路被配置为基于使能信号的状态选择性地接通或关断功率放大器。在多个实施例中，所述偏置电路放大器或所述电流源的至少一个基于所述使能信号的状态接通或关断。
[0008]根据某些实施例，所述功率放大器包含双极型功率放大器晶体管，所述双极型功率放大器晶体管包含接收所述偏置电压的基极。在一些实施例中，所述功率放大器系统还包含晶体管元件的阵列，并且所述双极型功率放大器晶体管由所述阵列的多个晶体管元件实现，并且所述参考晶体管由所述阵列的一个或多个晶体管元件实现。根据各种实施例，所述双极型功率放大器晶体管和所述参考晶体管分开小于大约9μπι的距离以提供热耦合。根据多个实施例，所述功率放大器系统还包含电连接在所述双极型功率放大器晶体管的基极和所述偏置电路放大器的输出之间的隔离电路。
[0009]在一些实施例中，所述功率放大器包含以级联布置的多个功率放大器级。
[0010]根据一些实施例，所述电流源是可变电流源。在各种实施例中，所述功率放大器系统还包含被配置为控制由所述可变电流源产生的参考电流以补偿温度变化的控制电路。
[0011]在某些实施例中，本公开涉及一种用于偏置功率放大器的方法。所述方法包含使用电流源产生参考电流，基于偏置电压控制通过参考晶体管的电流，基于所述参考电流和通过所述参考晶体管的电流之间的差产生误差电流，基于使用偏置电路放大器放大所述误差电流控制所述偏置电压的电压电平，以及使用所述偏置电压偏置功率放大器。
[0012]在各种实施例中，控制所述偏置电压的电压电平包含通过使用跨阻抗放大器放大所述误差电流产生所述偏置电压。
[0013]根据一些实施例，控制所述偏置电压的电压电平包含使用负反馈来控制通过所述参考晶体管的电流基本上等于所述参考电流。
[0014]在一些实施例中，所述方法包含通过使用使能信号选择性地激活所述电流源或所述偏置电路放大器的至少一个来使所述功率放大器的输出脉动。
[0015]在某些实施例中，本公开涉及一种用于偏置功率放大器的功率放大器偏置电路。所述功率放大器偏置电路包含偏置电路放大器、被配置为产生参考电流的电流源、以及参考晶体管，所述参考晶体管具有通过其中的与偏置电压相关地改变的电流。所述偏置电路放大器被配置为基于对应于所述参考电流和通过所述参考晶体管的电流之间的差的误差电流控制所述偏置电压。
[0016]根据一些实施例，所述偏置电路放大器包含跨阻抗放大器。
[0017]在各种实施例中，所述电流源是可变电流源。在一些实施例中，所述偏置电路放大器还包含被配置为控制由所述可变电流源产生的参考电流以补偿温度变化的控制电路。
[0018]在一些实施例中，所述偏置电路放大器或所述电流源的至少一个使用使能信号被接通或关断。
[0019]在某些实施例中，本公开涉及一种功率放大器系统。所述功率放大器系统包含双极型功率放大器晶体管，该双极型功率放大器晶体管具有被配置为接收RF信号的基极以及被配置为产生放大的RF信号的集电极。所述双极型功率放大器晶体管的基极还被配置为接收偏置电压。所述功率放大器系统还包含偏置电路，该偏置电路被配置为产生所述偏置电压。所述偏置电路包含偏置电路放大器、被配置为产生参考电流的电流源、以及双极型参考晶体管，该双极型参考晶体管具有被配置为接收偏置电压的基极以及被配置为产生集电极电流的集电极。所述偏置电路放大器被配置为基于所述参考电流和所述集电极电流之间的差控制所述偏置电压。
【附图说明】
[0020]图1是用于放大射频(RF)信号的功率放大器模块的示意图。
[0021]图2是可以包含图1的功率放大器模块的一个或多个的示例无线装置的示意框图。
[0022]图3是功率放大器系统的一个示例的示意框图。
[0023]图4是功率放大器增益相对于时间的一个示例的曲线图。
[0024]图5A-5B是功率放大器增益相对于时间的两个示例的曲线图。
[0025]图6是功率放大器系统的另一个示例的示意框图。
[0026]图7是功率放大器系统的一个实施例的电路图。
[0027]图8是功率放大器系统的另一实施例的电路图。
[0028]图9A是根据一个实施例的多级功率放大器的电路图。
[0029]图9B是根据另一实施例的多级功率放大器的电路图。
[0030]图1OA是封装的功率放大器模块的一个实施例的示意图。
[0031]图1OB是图1OA的封装的功率放大器模块沿线1B— 1B截取的横截面的示意图。
【具体实施方式】
[0032]此处提供的标题，如果有，仅是为了方便并且不必然影响所要求保护的发明的范围或含义。
[0033]在这里公开了用于偏置功率放大器的设备和方法。在某些实现方式中，提供了包含功率放大器和偏置电路的功率放大器系统。功率放大器可被用于放大用于发送的射频(RF)信号，并且偏置电路可被用于产生用于偏置功率放大器的偏置电压。功率放大器偏置电路可以接收可被用于使能或禁用功率放大器以便使功率放大器的输出脉动的使能信号。
[0034]在某些实现方式中，偏置电路包括放大器、用于产生参考电流的电流源和参考晶体管，所述参考晶体管具有通过其中的与偏置电压相关地改变的电流。放大器可以基于对应于参考电流和通过参考晶体管的电流之间的差的误差电流控制偏置电压。例如，放大器可被用于控制偏置电压使得参考电流和通过参考晶体管的电流基本上相等。
[0035]通过以此方式配置偏置电路，偏置电路可以产生随着时间动态地改变的偏置电压以控制通过参考晶体管的电流与参考电流基本上相等。功率放大器可以基于偏置电压而被偏置使得功率放大器具有基本上平坦的相对于时间的增益响应。校正功率放大器中的增益变化可以改善功率放大器的性能，例如包括，功率放大器的动态误差向量幅度(DEVM) ο在某些配置中，偏置电路还可以被用于补偿其它功率放大器参数中的变化，例如包括在温度上的功率放大器的相位的变化。
[0036]功率放大器系统的示例的概述
[0037]图1是用于放大射频(RF)信号的功率放大器模块10的示意图。所示的功率放大器模块(PAM) 10可以被配置为放大RF信号RF_IN以产生放大的RF信号RF_0UT。如这里所述，功率放大器模块10可以包括一个或多个功率放大器，例如包括多级功率放大器。
[0038]图2是可以包括图1的功率放大器模块中的一个或多个的示例无线或移动装置11的示意框图。无线装置11可以包括实现本公开的一个或多个特征的功率放大器偏置电路。
[0039]在图2描述的示例无线装置11可以表示诸如多频带/多模式的移动电话的多频带和/或多模式的装置。在示出的配置中，无线装置11包括开关12、收发器13、天线14、功率放大器17、控制组件18、计算机可读介质19、处理器20和电池21。
[0040]收发器13可以产生用于通过天线14发送的RF信号。此外，收发器13可以从天线14接收进入的RF信号。
[0041]应理解的是，与RF信号的发送和接收相关联的各种功能可以通过在图2被共同表示为收发器13的一个或多个组