专利名称：Rf功率放大器的制作方法
RF功率狄器
本申请要求于2006年6月19日M的日本申请JP2006468285、于2006
的^jy^,这些申絲内辆过参考结合林申请中。
^N5域
本义明涉及用于RF ^的RF功率^bt器，其可以包含^jfet信终端工具、 例如用于与差站通信的便携式电^f端中或vj5Ej^中使用。^fc，涉及一种 才^，有利于借助RF功率iUL器中的两个或多个^l功率;^^NML4^ 率效率。术儉'高频功率iUc器"^b^H"术译'RF功率;^L器"。
背景絲
当前在4^tfr^^范围内使用了名^t通信系统。这，些通信系统不一定相同，因 为新旧通信系g混合，并且国^间的频率和^^^foH:不同。因此，为
了在4HfrJH^^^携^f端，该终端就需要支持^t类型的系统，并要^其 中財支妝些系统的两个或多个高频功率^UL救。然而，这会导致便携式 终端尺寸和重量的增加。如果实现"^t支持两个或多^Ht信系统并J^:^^高 的高频;^器(多^Uc器)4^决这个问题，絲可能减小便携iC^端的尺 寸和重量。
为了实现以上所述目的，已经公开了^t方法。在专利文献1到4中说明 了这些方法的例子，这将拟肖后指明。^il些狄中，专利狄1到3中辆 述了"^t包^f吏用多赫蒂(Doherty);^:器的^^。关于这种技术，可以期望
在中到高输出的范围内得到较高的效率，即使当输出水平^时也能够实m
一点.另一方面，专利文献4描述了—减小在负栽变化时易于jS^的输出功 率的波动的技术。
通常，这种RF功率^^^求高功率附加效率和高输出功率，将^面
指明的非专利文献l包^~"^依##_称为威尔金森(Wffldnson)型结构的结 构的RF功率;^L器的描iL这是因为即使有;U^L教降，小M^ff也能够 提供高增益、低匹配Q因数(宽带)、缺的相M性，并且节省^。
这种结构，为这种小功率放大器的输入端^X输A^器，将输入功率分到输 入端。另外，为小功率狄器的输出端iM输出齡器，微出功^^成一 个渝出功率。输A^输出^^^-个都包含X/4波长线，其产生90度相位偏 移。由于混^^恭降两个功率;^bkL器4foHl分离，即使当一个放大器J^ti^ 时，另一个也能够工作。麵面#^兌明的非专利文献1中，说明了该RF功率 ;jUc器iE41供固定^r入P^，并允许消5H"次條:fc5L消除反向的互调失真。
另外，非专利狄2包含对HlF功率狄器的描述，该功率狄H^ 据DD"CIMA (分立W^总体f诚匹酉说大器，divided device and collectively impedanc^matehedamp腿er)结构，其包舍LC，电路，以代替在非专利文 献l中所述的V4波絲。矽卜，在该结构中，铜小狄糾来代替;Ubt器 件。
W卜，非专利狄1包^M RF狄器的描述，^H^t称为多赫蒂 型结构的结构，该RF功率iUc器包M置于B类的主功率iU^器和偏置于C 类的辅助功率^器的组合。^J^结构，当i^^v功^^氐时，只有主功率放 大器工作，辅助功率狄^W关闭。当输入振幅增;U忡等输入功率时，辅 助功率放大器^t活。波长pm变换器^fc^接在两个功率放大器的输出之 间，其通it^"入功^^低时利用大负栽、^^入功械高时利用小负栽的负 载调制来实现高功率附加效率.
jH-卜，非专利文献3包含以下描逸在多赫蒂型RF功率iU^器中，两个 相同的器件^作偏置于AB类的主功率iU^器和偏置于C类的辅助功率ibt
另外，在专利文献4中介绍了一种基于MEMS (#^电系统，Micro electromechanical System)的RF-MEMS开关。据^il该开关JJl出优异的高 频特性，并能够利用与VLSI ^Ma似的^^来设"H^^to
专利i^狀1 — 4和非专利文献1 — 4如下.
专利iL^l: USPNo.6374092。
专利文献2: JP-A-2004-173231。
专利文献3: USPNo.6204731。 专利文献4: USPNo.6954623,
非专利文献1: Frederic HJRaab等，"Power Amplifier and IVansmitter for RF and Mic層ave，，4EEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES，VOL50^NO3， MARCH 2002^PP,814"826。
非专利i^ 2: Isao Yoshida等，"A3.6V 4W 0.2cc Si Power-MOS"Amp腿er Module for GSM Handset Phones",1998 IEEE International Solid State Circuits Conference DIGEST OF TECHNICAL PAPERS，P,50"51 。
非专利文献3: Ingo Dettmann等，"Comparison of a Single~Ended Class AB^a Balance and a Doherty Power Amp腿er"j2005 IEEE Proceedings Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings,VOL.2, 4-7 December 2005， PP.1"4。
非专利ili献4: Elliot RJBrown，"RF-MEMS Switches for Reconfigurable Itegrated Circuite"JEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHMQUES，VOL46^N0.11， NOVEMBER 1998， PR1868^1亂
发明内容
^^在专利i^ 1中所述的M,高频功率i^器设备1400 M如图34 所示的结构。在该狄器设备中，对并贼接的狄器胁乂下手段， 以便使多赫蒂^L器产生线't^L器的^0 ;IU^兑，对栽》:fc^L器1410的偏 ^A固定的，而仅##输入信号功率在预定阈值切^#"值改大器(peaking amp腿er) 1411的偏置，由jM"线'li^行^i^
然而，即使具有如图34所示结构的高频功率狄^W如图35所示的、 相对于输入功率(Pj量的功率增錄功率附加效率(PAE)棒性。换句"^兌， 输入功率量的预定阈值^于切换模式，在阈值附ii^繁的功率变^ttS^导致功 M益(Gain)、功率附加效率(PAE) ^N^差的i5ii^。
如Ji^斤述，专利文献1中所述的^的特征是^t输入信号功率是否超 过^t定义的阈佳来切，置；使并^^接的两个功率^bt器中的一个的偏置 固定.因此，输入功率在^t^C的阈但附近的频繁变^^导IfeM賴偏置切 换，i!X会导致功率增益、电流、相位等的^1 ,结果，便携式终端的控制系^^/或^yh系^P^到絲的影响。另外，^￡#^1#-个问炮仅
借助于^一个^器的偏置，不能改善工作在中等或更低渝出水平的;^器 设备的效率，
jH外，对于在专利文献2和3中所述的^m^来说，采用了通过使用多赫蒂 狄器iMt善线性的叙。然而，该技^yLit样的问^:输入功率量在预定 阈值附近的频繁变^r^致功率增益、功率附加效率、相位差等的iSti4^化。
另一方面，絲如在专利文献4中所述的另"^^MMt为在专利文献l到 3中所iMl的絲的^R^。 #*^亥絲，减小了由负栽的变化而引起的输出
功率的变4匕，而无需^谦^隔离器之类的^M^K
然而，专利文献4中所述的:a^4^1样的问赴能够获得最佳输出f诚
值的范围 1制扭大器的线*1±^中。狄因为利用具有相位差分别^#在
+45和>45度的两个;^^，当狄器的负载变化时，输出功率中的变^^抑 制。
当与各自的调制模^目对应的多个败器电5^^动态地切换并^t的多模 便携式电话占据支配'14AMi时，产生另一个问赴这种多模便携式电话在性能 上被要絲电路切换时，##功率增益的魏'|^4目位的錄性，以减小由负 栽变化而引起的输出功率的变化。然而，专利文献l到4中所述的#^:有考
劍这一问l
^MC明之前，发明者已经>^究了 LDMOS (^扩散金属勤^^f^， Lateral Diffiised Metal Oxide Semiconductor)晶体管的^TA^功率^w^出功^L 间的关系以及输出功率和功率附加效^U'司的关系。在此情况下，LDMOS晶 体管是RF功率狄器的^^功率狄辦，
图15是示出输入功率Pjn (dBm)和输出功率P础(dBm)之间关系的曲 线图，由图15所示的关系可以理解，与将电源电压Vcci议为3.0伏的较4維 相t诚，当电源电压￥05"&^5.0伏的较綠时，树i^目同的输入功率Pfa (dBm),能够获得更高的输出功率P她(dBm )。
图16是示出输出功率P^ (dBm)与功率附加效率PAE ( % )之间关系的 曲线图。功率附加效率PAE ( % )通it^下给出
PAE^(P,Pto)/PDc4i4^ 1
4jtbPort是RF输出功率，Pfa是RF输入功率，并且Pdc^JL^^仏如图16
所示，当为电源电压Vdd辆3.5伏的4維时，相对于约36dBm的输出功率 P卵t (dBm)的低值，获得了约68。/。作为最大功率附加效率PAE ( % )。 ^卜， 当为电源电压Vdd釆用4伏的中间值时，相对于约37dBm的输出功率P t (dBm)的中间值，获得了约690/。作为最大功率附加效率PAE。 0卜，当为电 源电压Vdd釆用5伏的喬值时，相对于约39dBm的输出功率P。ut (dBm)的高 值，获得了约69%作为最大功率附加效率PAE。顺便提一下，M情况下的 LDMOS晶体管的滅级Wg是49mm。
图17是示出当LDMOS晶体管的^feltJL Wg改变为49、39和28mm时， 输出功率P。ut (dBm)与功率附加效率PAE ( % )之间关系的曲线图。对于这 个关系，可知以下内容。当X^^l狄WgiMl28mm的较小值时，对树于约 35.8 i36.6dBm的低渝出功率Pout (dBm)，获得了不低于80%的高值作为最 大功率附加效率PAE ( % )。当为,^JLWg M 39mm的中间值时，相对 于约36.1至36.5犯111的中等输出功率？喊(dBm)，获得了约80%的相对高值 作为最大功率附加效率PAE ( % )。当为Wl^L Wg ^ 49mm的^A值时， 相对于约36.8dBm的高输出功率(dBm)，获得了约75%的相对>[^4作为 最大功率附加效率PAE ( % )。 Lg都为0.22mn，其对于具有28mm
的较小#^^>1 Wg的小尺寸恭降、^ 39mm的中等^l^LWg的中等尺 寸恭降、以及M49mm的^^^^Wg的大尺寸ll^是共同的。
通itv:Ui^f究，在^MUill得了以下研究结果。 第一个研究结果
在RF功率^bt器的输出功率Po^较低的情况下，利用具有较小 ^ Wg的LDMOS晶体管;3Mti^率附加效率PAE。与jtbNl反，M出功率Pout 较高的情况下，利用具有^JcW^Jl Wg的LDMOS晶体管3Mt4^率附加 效率PAE.(见图17) 第^h研究结果
在RF功率iUL器的输出功率P^较高的情况下，利用较高的电源电压Vdd 来改4^率附加效率PAE。与W目反，在RF功率iUL器的输出功率P。ut较低 的情况下，利用较低的电源电压VddiMtl^率附加效率PAE。(见图16) 、明圣Ai^明^"MJu^站
做出的，
基于这些研究结果，发明者得到了械明的J^^M^恩想，包拾当RF 功率^:器的输出功率P她较低时，利用小尺寸^tm来,RF功率iU^; 当RF功率狄器的输出功率Pout较高时，利用;UC寸狄糾来她RF功率 M;以及才Mt两个i^^^的输入偏置电压差和从位于前级的RF驱动^t 大电路的输出戶/f^"入的RF输入信号振幅的变化，来旨小尺寸iUe^ff与大 尺寸iU^H^之间的、RF功率放大中的任^S&比(role sharing rate)的切换。 对于多赫蒂型RF功率iUL器来说，与^^，&中所述^^恩船目似的 思想是已知的。然而，多赫蒂型RF狄器包^P在非专利i^3中所述的两 个相同教降，M少^L明差^t^恩想的前半和中间^^。
妙卜，在用于改善功率附加效率的第二冷研究结果的^上，发明者得到
了更絲的^t^更趟。该思趟包拾当RF功率;^L器的输出功率P。ut低时，将 小尺寸狄m的输出电极的电源电錄制为较"f維；当RF功率狄器的输 出功率Pout高时，将;UC寸iU^糾的输出电极的电源电錄制为较i^iL。
因此，本发明的一个目的是提^""^高频功率狄器，不將工作在4输 出功率缺高输出功率，都能够昆高的功率附加效^#性，
本发明的另一个目的是提^""^有多模能力的RF功率M器，其中减小 了絲'l!i^中由于iU^器上负栽的变化而产生的输出功率的变化。
通it^:的说明和附图，本发明的上ii^^其它目的和新的特;(iM^变得明显。
以下将^E^与^L明的这些方面有关的M形式，
1I絲明-^形式的RF功率狄器&^第-^^UW (Ql)和笫^r^bt 辦(Q2)，作为并^^接^jfe^入端(RFJn)和输出端(RF_Out)之间的末 级功率iUL糾.在一个/>共的4^芯片(Chipl )上形絲一;^辦(Q1) 和笫《^^^# (Q2)。第一放大M (Ql)输入端的第-^置电压(Vgl) 被i议为高于第^^bt教降(Q2)输入端的第二偏置电压(Vg2),以使得第一 鈥醋(Ql)可工作于B类和AB R间的^-"工作类，并JL^^r^bUW (Q2)可工作于WT低于7t (180°)的导通角(conductionangle)的C类，其 中B类M7t (180°)的"fHt角，AB类^7t (18(F)到2tt (360°)的导通角。 第一狄器件(Ql)的第一有效^fr尺寸(Wgql)有意i议为小于超过特 体芯片的制造M范围的、第Ji^L象降(Q2)的第4效0^尺寸(Wgq2) (见图l)。
^^^L明形式的装置，通过以下#^能够实 ^5期的目的。在4^r
出功，间，输入端(RF—In)的RF输入功^Ht号的振幅水平处于低状态，因 jH^C提供了低的第二偏置电压(Vg2)的第1大恭降(Q2)仍然停用。与此 相反，被提供了高的第4置电压(Vgl)的第一iUc^ff (Ql) ^U^输入端 (RFJn)的RF输入功辨号。此时，由于第一狄糾(Ql)的第一有效 H^尺寸(Wgql)小，因此能够改善相对于低渝出功率P。ut (胆m)的功率附 加效率PAE ( % )。在高输出功賴间，由于输入端(RF_In)上的RF输入功 ^ft号的振幅水平上升，不^f^一iU:^ff (Ql),而JLf ^^M (Q2) ^UUJt自输入端(RFJn )的RF输入功#号。此时，由于笫>=*^^#( Q2) 的笫^"效^ff尺寸(W明2)大，因此能够改辆对于高输出功率(RFJ)ut) 的功率附加效率(PAE)(见图2 )。
^^发明特定形式的RF功率i^器中，通鄉一负栽器件(Lddl)向第 一;aUc糾(Ql)的输出电极提供第一电源电压(Vddl)，通鄉二负栽|1# (Ldd2)向第^大辦(Q2)的输出电极提供第二电源电压(Vdd2 )，并且 电源l^供电路(PW_Sply)工作，以4吏得第一电源电压(Vddl)的电平响应于 RF功率iU^器的输出功率(RF_Out)水平的减小而减小(见图1)。
^^本发明特定形式的M，当RF功率it^器的输出功率(RF一Out)的 水平较低时，提^^第一狄醋(Ql)的输出电极的第一电源电压(Vddl) 的电平斷氐。因此，如在第^m结果中所述，当RF功率;aUL器的输出功率 较低时，利用低电源电压(Vdd) iMt辆率附加效率PAE。
^C明特定形式的RF功率i^器中，通鄉一负载糾(Lddl)向第 一iU^糾(Ql)的输出电极提供第一电源电压(Vddl)，通it^二负栽辦 (Ldd2)向第^r^bt^ff (Q2)的输出电极提供第二电源电压(Vdd2)，电源 提供4i^(PW^Sply)工作，以使得响应于RF功率;^器的输出功率(RFLOut) 水平的上升，第二电源电压(Vdd2)的电平上升(见图1).
^!4^L明特定形式的纽，当RF功率;^L器的输出功率(RFJ)ut)的 水平较高时，提^^第^b^糾(Q2)的输出电极的第二电源电压(Vdd2) 的电平上升.因此，如在第J^^f究结果中所述，当RF功率;aUL器的输出功率 较高时，利用高电源电压(Vdd) iMti^率附加效率PAE。
4^发明特定形式的RF功率放大器中，1/4波储出线(OutjnjLn)连 接在输出端(RF_Out)与第一;^L教泮(Ql)的输出电极之间，1/4波"l^r入 线(In_lV_Ln)连接在第^bt糾(Q2)的输入电极与输入端(RFJn)之 间，从而笫^fp第J^L教降(Ql、 Q2)按照多赫蒂系统而工作(见图6)。
本发明特定形式的RF功率iUL器还&^ RF驱动;OUe级(lst_Amp、 2nd_Amp)，用于驱动^l功率放大糾(Ql、 Q2)。在该RF放大器中，将外 部电源电压(Vdd)提供给电源提供电路(DC-DC^Coiiv、 DBC1、 DBC2)，将 第一电源电压(Vddl)和第二电源电压(Vdd2)分别提^^第4第^bUI 件(Ql、 Q2)，其中笫一电源电压(Vddl)和第二电源电压(Vdd2)响应于 发射水平指定信号(Vramp)的电平而受到控制(见图8)。
^ife^发B月特定形式的RF功率狄器中，通鄉一负栽辦(Lddl)向第 一M辦(Ql)的输出电极提供第一电源电压(Vddl)，通it^二负载辦 (Ldd2)向第^r^bt辦(Q2)的输出电极提供第二电源电压(Vdd2)，电源 提供电路(DC-DC一Conv、 DBC1、 DBC2)工作，以使得第一电源电压(Vddl) 的电平响应于RF功率iU^器的输出功率(RF_Out)水平的减小而减小(见图 10)。
^^发明特定形式的RF功率狄器中，通鄉一负载糾(Lddl)向第 ""^L糾(Ql)的输出电极提供第一电源电压(Vddl),通it^二负栽糾 (Ldd2)向第^T^Uc^ff (Q2)的输出电极提供第二电源电压(Vdd2 )，电源 提供电路(DC-DCLConv、 DBC1、 DBC2)工作，以4吏得第二电源电压(Vdd2) 的电平响应于RF功率;^器的输出功率(RF一Out)水平的上升而上升(见图 10)。
^^发明特定形式的RF功率^e器中，电源提供电路(DC-DC一Conv、 DBC1、 DBC2) ^由开关M器(switchingregulator) M的DC-DC转换 器(DC-DC_Conv)(见图9 )。
本发明特定形式的RF功率;fcUI^:功率检测器(PW_Det)，用于检 测与来自输出端(RF一Out)的输出功率(RF_Out)有关的水平；^J^Ul器 (Err_Amp)，用于在被提供了发射水平指定信号(Vramp )和功率检测器 (PW_Det)的功率御'膽号(Vdet)时，产生自动功^制信号(Vapc);驱 动i^A^偏置电路(lstGBC、 2ndGBC )，用于响应于由^Ji^器(Err_Amp) 产生的自动功率控制信号(Vapc)，来控制RF驱动M大级(lst一Amp、 2nd_Amp)的驱动^A^偏置电压(lstVgb、 2ndVgb)的电平；；SUM^T入偏置 电路(GBC1、 GBC2)，用于响应于由^Jit大器(Err_Amp)产生的自动功 ##制信号(V叩c)， M制作为^l功率;^L^fr (Ql、 Q2)的第4第二 放大教ft (Ql、 Q2)的末M^T入偏置电压(3rd一lVgb、 3rd_2Vgb)的电平(见 8)。
4^L明特定形式的RF功率狄器中，第""^L糾(Ql)和第^r^: 糾(Q2) ^-个都是场秘晶体管(见图1 )。
44^发明特定形式的RF功率^Jl器中，场效应晶体管是LDMOS。
>^1明特定形式的RF功率iUc器中，第""^教降(Ql)和第^^L 糾(Q2) ^""个都是錄晶体管(见图7)。
W卜，^^发明特定形式的RF功率;aUc器中，雄晶体管是异质鄉。
4^L明特定形式的RF功率狄器中，笫一狄糾(Ql)的第一有效 ^fr尺寸(Wgql) i5^^Ui^ r^L^ft (Q2)的第4效^f^尺寸 (Wgq2)的一半(见图l)。
^4^发明特定形式的RF功率狄器中，在其上形絲第-^第^bt器 件(Ql、 Q2)的半导体芯片(GfflPJL)、功率检测器和误差放大器 (PW_Det&Err_Amp )、及DC-DC转换器(DC-DC_Conv)包含在RF功率 ^#装(package) (100)中(图14),
^L明特定形式的RF功率iU^器^:笫一;fct恭泮(QlA)、第^1大
糾(Q2)和笫a大餅(Q1B )，作为;M^功率狄辦并^^接^"入端
(RFJn)和输出端(RF_Out)之间。在/>共的^(^芯片(Chipl)上形成 第一至第^Ul^ (Q1A、 Q2、 Q1B)。第^L大^ff (Q1B)的输入电极 通过开关M (MEMS_SW)连接到第一^M (Q1A)的输入电l
当RF功轉出(Pout)处于4^K平时，树关糾(MEMS—SW)控制 在切断(OFF)状态，从而将第^b^糾(Q1B)控制在切断(OFF)状态， 当RF功率输出(P础)处于^K平时，将第一狄糾(Q1A)输M的 第1置电压(Vgl)该文为高于第^^bt教降(Q2)输入端的第二偏置电压 (Vg2 )，以使得第一iUUW (Q1A)可工作于B类和AB类之间的^-"工作 类，并JLf ^^辦(02)可工作于^T低于;r (180°)的"f4t角的C类，
其中B类財7e (180°)的导通角，AB类絲7t (180°)到2w (360°)的导通 角。
当RF功率输出(P。ut)处于高水平时，树关糾(MEMS_SW)控制 在导通(ON)状态。
当RF功率输出(Pout)处于高水平时，i5^—^bt教ff (Q1A)输入端 和第^E^教泮(Q1B )输入端的第"^置电压(Vgl )、以^^r^bt糾(Q2) 输入端的第二偏置电压(Vg2)，以使得第一和第三iUe糾(Q1A、 Q1B)可 工作于B类和AB类之间的P工作类，其中B类M 3t (180°)的导通角， AB类財jt (180。)到2tt (360°)的树角，并_^ =^辦(Q2)也可 工作于B类和AB ^J司的P工作类，其中B类W冗(180。)的导通角， AB类^7t (180°)到2tt (360。)的导通角，
第一放大^ff (Q1A)的第一有效M尺寸(WgqlA)和第^t大^ff (Q1B)的第^T效B^尺寸(WgqlB)被i5^J4^btW目同，M意地 小于超过^^芯片的制i^^范围的、第^T^糾(Q2)的第4效糾 尺寸(Wgq2)(见图12)。
翻械明特定形式的 ,当RF功率输出(Pout)处于高水平时，絲 入端由开关IW (MEMS_SW)连接在-"^的第一狄糾(Q1A)和第a 大糾(Q1B)工作于B类和AB类之间的^-"工作类，第^^Uc糾(Q2) 也工作于B类和AB类之间的^-工作类。结果，当RF功率放大器构成 DIK3MA型功率狄器时，能够获得高水平的RF功率输出(P础)。
M明特定形式的RF功率^器^: RF驱动;SJbt级(lst—Amp、 2nd_Amp)，用于驱动^Jl功率放大器件(Q1A、 Q1B、 Ql);及电源提供电路 (DC-DC_Conv、 DBC1、 DBC2)，被提供夕h"lp电源电压(Vdd)，向第4第 ^bUI件(Q1A、 Q1B)提，应于狄水平指定信号(Vramp)的电平而 受到控制的第一电源电压(Vddl)，并向第<=^教降(Q2)提^t控的第二 电源电压(Vdd2)(见图12)。
^L明特定形式的RF功率狄器中，通鄉一负栽辦(Lddl)向第 一狄辦(Q1A)的输出电妙第X^糾(Q1B)的输出电极提供第一 电源电压(Vddl )，通it^二负栽m (Ldd2)向第>^^糾(Q2)的输出 电极提供第二电源电压(Vdd2 )，电源提供电路(DC-DCLConv、 DBC1、 t)BC2)
工作，以使得第一电源电压(Vddl)的电平响应于RF功率;JUL器的输出功率 (RF—Out)水平的减小而减小(见困13),
4^L明特定形式的RF功率放大器中，通鄉一负栽骄(Lddl)向第 一放大蔣(Q1A)的输出电妙第^U^辦(Q1B)的输出电极提供第一 电源电压(Vddl )，通it^二负载教ff (Ldd2)向第^T^:糾(Q2)的输出 电极提供第二电源电压(Vdd2),电源提供电路(DC-DC一Conv、 DBC1、 DBC2 ) 工作，以使得第二电源电压(Vdd2)的电平响应于RF功率iU^器的输出功率 (RF_Out)的上升而上升(见图13)。
^ML明特定形式的RF功率;^器中，电源提供^吝(DC-DC_Conv、 DBC1 、 DBC2)包括由开关縱器组成的DC-DC转换器(DC-DC_Conv)(见 图9)。
本发明特定形式的RF功率iUc器还^t:功率检测器(PW一Det)，用于 检测与来自输出端(RF_Out)的输出功率(RF_Out)有关的水平；i^bt 器(Err_Amp)，用于^t提供了发射水平指定信号(Vramp)和功率检测器 (PW_Det)的功率^"观Ht号(Vdet)时，产生自动功^制信号(Vapc);驱 动输入偏置电路(lstGBC、 2ndGBC)，用于响应于由^Jit大器(Err_Amp) 产生的自动功^^制信号，控制RF驱动;S^bt级(lst_Amp、 2nd_Amp)的 驱动输入偏置电压(lstVgb、 2ndVgb)的电平；以;S^^"入偏置电路(GBC1、 GBC2)，用于响应于由误差放大器(Err_Amp)产生的自动功率控制信号 (Vapc)，控制作为末级功率狄教降(Q1、 Q2)的第一到第^Uc器件(QlA、 Q2、 Q1B)的末^A偏置电压(3rd_lVgb、 3rd一2Vgb)的电平(见图12)。
^ML明特定形式的RF功率iUc器中，开关器件(MEMS_SW)是形成 在4^ 芯片上的MEMS开关(见图12).
^^发明特定形式的RF功率;fct器中，第一狄器件(Q1A)、笫^UL H# (Q2)和第^H^辦(Q1B) #-"个都是场雌晶体管(见图12),
"发明特定形式的RF功率^器中，场敢应晶体管是LDMOS。
^M^发明特定形式的RF功率iU^器中，笫一;^H^ (Q1A )、笫^n^bt W (Q2)和第^E^W (Q1B)斜个都是錄晶体管，
財卜，^jM^L明特定形式的RF功率狄器中，雄晶体管;UI"质鄉，
4^发明特定形式的RF功率;^器中，将第-"^lB^ (QIA)的第一
有效ll^尺寸(WgqlA )和第^Sj^L將(Q1B)的第4效##尺寸(WgqlB ) i5Jt^i^上賴^^bt辦(Q2)的第4效H^尺寸(Wgq2)的一半(见 困12)。
^^发明特定形式的RF功率狄器中，其上形絲笫一到第^b^m (Q1A、 Q2、 Q1B)的半导体芯片(CHIPJL)、功率检测器械差放大器 (PW_Det&Err_Amp )、及DC-DC转换器(DC-DC_Conv)包含在RF功率 ^#装(100)中(见图14)。
2本发明—形式的支持多模式的高频功率^c器包括并^B殳置的两 个功率狄器；以及偏置控制电路，用于依糊制输入信号的方法，个别驗 制功率狄器的偏置，例如，当使高频功率放大器工作在线'li^L模式时(例 :Aa^照CDMA、 WCDMA ^制的信号)，i5^^这两^Nf^B^i:的功率;^器 的偏置，使鄉勤目等，且功率狄器可工作于A到B类中的^T一个(这两 个功率狄器在^t'l^目同，但因为实际Ji^U^^间存在柃ltJi的轻微 差别，有时偏置tob不"^t)。
4^入信号(例如GSM调制信号)使高频功率iUe器工作在非线'l!i^ ;^式的情况下，为了总体上增加包括两个功率iUc器在内的高频功率放大器的 效率，^^^BM的两个功率i^^^一的偏置^JB^^可工作于B到C 类。结果，可以实现即使输出功率处于或低于中间水平的情况下效^^可增加 的高频功率狄器。在除了^ji^述的调制方法^卜的其它调制方法中，通过 为4^HU^H供对于这些调制方法最佳的偏置^h也能^t高频功率iUe 器劍，可以4M三个或更多^Nf^BUr的^:器，
另外，当控制偏置控制电*以使偏置iML平均输入功率魏鼓时，不 会M功率增益、电^^化等的腿妙，不用扭"会在实质上影^T^t携狄 微制系^p卦系统.因此，可以实现即使输出功率处于或低于中间水平的 情况下"^f^t^Jf加的高频功率^器.
图1 ;l示出^明实^fe例的RF功率it^器的电路图，该RF功率i4A器 包含在可进"f^以与I^通信的便携式电话中；
图2是示出图1所示的RF功率ifct器的第4第^bt教降Ql和Q2
的RF输出功率一树功率附加效率的曲线的曲线闺；
图3是示出在与图1所示的RF功率;^bUI的特^ii行》嫩时作为参考的 RF功率;^器的电路闺；
图4是示出图1所示的;ML明实施例的RF功率;^e器和图3所示的参考 RF功率狄器的、RF输出功率相对功率附加效率的曲线的曲线图5是示出图1所示的4^L明实^fe例的RF功率iUL器和图3所示的## RF功率iUL器的、RF输出功率相对功率附加效率的曲线的曲线图6是示出本发明另一实施例的RF功率iUL器的电路图，该RF功率放 大器用于絲中，衡出大功率的RF输出信号；
图7是示出本发明另一实施例的RF功率iUL器的电路图，该RF功率放 大器包含在"^M更携式电话之类的通信设^f端中。
图8是示出M明另一实施例的RF功率^bt器的^i咯图，该RF功率放 大器包含在"^W更携式电话之类的通信设^f端中，
图9是示出M4^耗的特性并用于图8所示的RF功率iU^器中的开关 m^器型DC-DC转换器DC-DC一Conv的电5^构的电路图10是示出相对于图8所示本发明实施例的RF功率^Ue器的APC控制 电H^W:电压，Hf控制第一旨第^4区动;^L器的输入偏置电压的电平、 ^MUt级中的第"-^第二;^M^L器的输入偏置电压的电平、以^S^iUc 级中的第-"^第二^W^器的电源电压的电平的曲线图11是示出当HBT的itWl指lfc fc变为30、 45和60时，输出功率与功 率附加效麥t间关系的曲线图12是示出本发明另一实施例的RF功率iU^器的^图，该RF功率放 大器包含在"it^f更携式电话之类的通信设"^f端中；
图13是示出相对于图12所示的RF功率^器中的APC控制电/M^C
电压，如何控制以下三个电平的曲线图(i)第一鄉第^a区动狄器的输入
偏置电压的电平；(2) ^^b^l中的第""^第二^^器的输入偏置^^的
电平；；sp) ^Mt^级中的第4第二^tU^器的电源电压的电平；
图14是^^械明实施例的RF功率狄器微的设备的#^图； 图15是示出在做出械明之前^ft;的RF功率iU^器的输入功率与输出功 R间关系的曲线每；
图16是示出在做出^L明之前研究的RF功率^器的输出功率与功率附
加效^a司关系的曲线闺；
困17是示出^Jl明之前^f究的RF功率M器的LDMOS晶体管的栅
极^t^为49、39和28mm时，输出功率与功率附加效^U'司关系的曲线图； 图18是示出本发明实施例A的高频功率^器的框图； 图19是示出>|^^明实施例A的高频功率iUc器的偏置控制电路中的调
制的偏置条ff的4;
图20是示出本发明实施例A的高频功率;^器的输入功率相对功^t益
的曲线、输入功率相对功率附加效率的曲线的曲线图21《L示出械明实施例B的高频功率iUc器的框图22是示出錄明实施例C的高频功率iUc器的框图23《_示出#明实施例D的高频功率;^器的框图24濕_示出本发明实施例E的高频功率iUe器的框图25是示出4^L明实施例F的高频功率iU^器的框图26是示出本发明实施例G的高频功率iUc器的框图27是示出本发明实施例H的高频功率M器的框图28是示出;^L明实施例I的高频功率^bt器的框图29是示出本发明实施例J的高频功率狄器以及^其的^§*—揪
机的框图30是示出本发明实施例K的高频功率iUc器的框图； 图31是示出本发明实施例K的高频功率M器的偏置控制电路中的调制 的偏置糾的表
图32《_示出4^明实施例L的高频功率;^器的框图33是示出本发明实施例L的高频功率^器的偏置控制电路中的调制
的偏置糾的4;
图34是示出常规高频功率狄器的框图；以及
图35是示出常规高频功率^器的输入功率相对功^Nt益的曲钱和输入 功率相对功率附加效率的曲线的曲线图.
絲实财式 RF功率M器的结构i
國1是示出本发明实施例的RF功率^bt器的电路图，该RF功率i^L器
包含在可进^Mt以便与l^通信的便携式电话中。
如图所示，RF功率^bt器翻己置为包含在"H^装中的RF功率模块。 由RF驱动;SJUL级(未示出);^Mt自RF ^器^^^信号处理^电
路(在下文中缩写为RFIC)的RFi^J"信号，其中RF鍵器^^以信号处理集
成电路包含在^H^携式电^f^t类的通信终端工具中。从RF驱动;5L^
电容Cin2提^^第一;^糾Ql的^feL输入端和第^bUW Q2的# 入端。通过电感Lgl将第"^T入偏置电压Vgl提^^笫一iUcH^ Ql的* 输入端，用以提供第^T入偏置电压。通过电感Lg2将第^"入偏置MVg2 提^^第^T^bt^ Q2的^U^入端，用以^^^第j1^A^偏置电压。将笫一 输入偏置电压Vgl 高于第《=^入偏置电压Vg2，以使得第^大^ff Ql
工作在A类和AB类中的任意一个，并J^^^L^ffQ2工作在C类。第一 狄糾Ql和第J^bt^ff Q2是N-沟道LDMOS晶体管，同时形^E/^共 ^H^芯片Chipl上。第一狄糾Ql和第^^bt辦Q2可以是GaAs絲 SiGe基的异质结双极型晶体管，同时形^/iS^N^芯片上。jH外，也可以 在形j^一iU^^ff Ql和第^bU^fQ2的同一^W芯片上形成第"^"入 电容Cinl和第j12^入电容Cin2，以及用以提供第-H^入偏置核的电感Lgl 和用以提供第《=#入偏置电压的电感Lg2。
;(^斤周知，^!供了正弦波形输入信号的糾下，作为功率狄糾，具 有满足^27t(360。)的"fH逸角y的功率^^fc^类为a工作类的功率^bt器； ^满足4180°)</<271(360°)的"^角y的功率^器^fc^类为AB工作类的功 率iU^器；^T满足y^l柳。)的"fH逸角Y的功率^I^Sfc^类为B工作类的功 率iUc器；^满足7<71(180°)的"|41角Y的功率;^^fc^类为C工作类的功 率狄器，
例如，第一输入偏置电压Vgl被i议为1.18伏，第二输入偏置电压Vg2 被i5^ 0.5伏。第-"^第^Uc^ft Ql和Q2的^l阈值电压VthN都是0.8 伏，因此,第一狄糾Ql工作在AB类，并赠>=^^# Q2工作在C类， 第一狄糾Ql絲^l^T出端，通it^一负栽电感Lddl对^4^供来自电源
提供电路PW一Sply的第一电源电压Vddl。笫^r^bt辦Q2絲^l输出端， 通it^二负载电感Ldd2对^^*自电源提供电路PW_Sply的第二电源电压 Vdd2。电源提供电路PW—Sply响应于RF功率;^L器的输出功率RF_Out水 平的降低，降低笫一电源电压Vddl的电平，并响应于输出功率RF一Out水平 的提高而提高第一电源电压Vddl的电平。例如，当RF功率iU^器的输出功率 RF—Out处于4^MF"时，第一电源电压￥3(11祐^|氐到3.5伏，而当RF功率放 大器的输出功率RF_Out处于高水平时，笫一电源电压Vddl被提高到4.5伏。 与jtbNl反，即使当RF功率放大器的输出功率RF一Out AM^K平^到高水平 时，第二电源电压Vdd2的电平^kJ4^M^在45伏的恒定电压。然而，响应于 输出功率RF一Out水平的提高，可以提高第二电源电压Vdd2的电平。
同时，通^目同的制itX艺^jfc^^N^芯片上形錄一iUL辦Ql和 第^U^教泮Q2。作为第一有效^fr尺寸Wgql的第^bt教降Ql的 宽 度被i5X^ 14mm;作为第4效H^尺寸Wgq2的第^^bt^ff Q2的, ￡>1被35^ 28mm。第一iUcl^f Ql的第一有效^fr尺寸Wgql !^J^I: 第《=^!1# Q2的第^T效^ff尺寸Wgq2 —半，其4^i5^为小的^^过 半导体芯片的制造误差范围。然而，除了第4第4效器件尺寸Wgql和 Wgq2"卜，对于第4第^bkL教降Ql和Q2，其它参数;tpi5^A共同的。 换句^i兑，^B^^^度Tox、 ^fel狄Lg和沟道杂质密度Nd方面，第 -"^第《=^糾01和02 ^^_1^目同，^il些錄中，*8*1狄"是 0.22mn。
歸在图1中没有示出输A^出微带线，分支型输入微带m^在RF 输入端RFJn与笫^T入电容Cinl的一^U、司，以M RF输A^ RFJn与 第^^入电容Cin2的一^间；组合型输出微带m^在第"^出电容Coutl 的另 一端与RF输出信号端RF_Out 4U'司，以^第讚出电容Cout2的另一 端与RF输出信号端RF_Out之间。输A^r出微带线財给定的特性lfi^， 以使得其^^i毫if^狄
如Ji^斤述，由于第一狄器件Ql的笫一有效H^尺寸W糾l被i议为基 本J^^UL^ft Q2的第^T效^ff尺寸Wgq2的一半，因此能够获得最 大功率附加效率PAE的RF输出功率Pm在第-"^第《=^器件Ql和Q2 iU'司 变化。 困2是示出图1所示的RF功率M器的第4第^b^教降Ql和Q2 的RF输出功率Pout(dBm0目对于功率附加效4(。/。)曲线的曲线闺。
如图2所示，在RF输出功率Pout(dBm)低于线Lb的^^出状态下，第 一M器件Ql显示出更高的最大功率附加效率PAE，其第一有效H^尺寸 Wgql 14mm。在^^出状态下，来自RF驱动;ML^级(图1中未示出)
的输出端的RF输入信号RF一In的振幅水平相)M^低。因此，只有AB工作类 的笫一^象ft Ql工作，而C工作类的第Ji^UL教降Q2差本JJt于;L^关 闭的状态。这样，在低渝出状态下，只有第一;fct恭降Ql起作用，其被i议 为^T较小的第一有效^ff尺寸Wgql，并在^^出状态下显现出较高的功率 附加效率PAE。然而，在RF输出功率Pout(dBm)高于线Lb的高输出状态下， 第《=^教降Q2显示出更高的功率附加效率PAE，其第^T效^ft尺寸Wgq2 iit^ 28mm的^A值。在高输出状态下，来自RF驱动^Obt级(图1中未 示出)的输出端的RF输入信号RFJn的振幅水平相^高。结果，除了 AB 工作类的第一i^^ff Ql工作^卜，C工作类的第^btlW Q2也^H^^ "^#怍。这样，在高输出状态下，笫二JJU^器件Q2扭^ft^l^作，其被i议 为^T^的第4效II^尺寸Wgq2，并在高输出状态下显现出较高的功率 附加效率PAE. #情况下，提供到被《 ^*#较小第一有效^#尺寸Wgql 的笫^L^糾Ql的漏极的第一电源电压Vddl从4.0伏提高到4.5伏。结果， 第一M辦Q1在高输出状态下能够皿出冲树高的最大功率附加效率PAE。
图3是示出""^t在与图1所示的RF功率;^L器的特'l^i行J^^时作为参 考的RF功率iUc器的电路图。
图中所示的电路连躲在图1中所示的相同。然而，在图3所示的情况下， 第一i^教阵Ql的第一有效^ft尺寸Wgql和第二iUL教降Q2的第4效器 件尺寸Wgq2被f5Jt^ 28mm的共同她^JL因此，即使当RF输出功率 Pout(dBm)^^^r出状态^为高输出状态时，第"-^第^r:^r入偏置电压Vgl 和Vg2也^#为1.18伏的共同值，^第二电源电压Vddl和Vdd2 为5.0伏的共同值.因此，即使当RF输出功率PU犯mMM^T出状态^为 高输出状态时，第一^第^bt辦Ql和Q2 ^fe^p工作在AB类.因此，可以 说图3所示的RF ^器是DD"CEMA型RF功率^bt器，
图4是示出图1所示的^JL明实;^例的RF功率iUc器和困3所示的参考
RF功率iUc器的、RF输出功率Pout(dBm)^树功率附加效,。/o)的曲线的曲 线闺。
在图中，曲线L3示出图3所示的参考RF功率M器的RF输出功率 Pout(dBm)^目对功率附加效^r/。)的曲线，曲线Ll和L2分别示出图1所示的 RF功率放大器在低斷出状态和高输出状态下的特性。由图可以衝阵，用曲线 Ll表示的、图1所示RF功率狄器徊输出状态下的功率附加效率PAE(%) 大大高于用曲线L3表示的、图3所示RF功率^L器在^输出状态下的功率附 加效率pae(0/0)。 jHW卜，可以看出，用曲线L2表示的、图1所示的rf功率放 大器在高输出状态下的功率附加效率PAE(y。)高于用曲线L3表示的、图3所示 RF功率M器在高输出状态下的功率附加效率PAE(%)。
曲线Ll是在第""^笫二电源电压Vddl和Vdd2分别为3.5和4.5伏的条 件下，RF输入功率Pin从0到23dBm扫描的结果。曲线L2显示了在RF输入 功率Pta为23dBm的^ff下，当第4第二电源电压Vddl和Vdd2按输出功 率P础的递升M变化时的特性；该^^"^件(Vddl^伏，且VddK5 伏)，第二条件(Vddl^4,5伏，且Vdd2^,5伏)，以^三条件(Vddl^伏， 且Vdd23伏).
如同图4，图5是示出图1所示的械明实^fe例的RF功率;^器和图3 所示的参考RF功率放大器的、RF输出功率PUdBm)相对功率附加效率 PAE(c/o)的曲线的曲线图。图5所示情况与图4所示情况的不同^t^于从 15dBm的低RF输出功率Port开始进^^量。如同图4的情况，在图5的情况 下，曲线Ll ^第4第二电源电压Vddl和Vdd2分别为3 5和45伏的条 件下，RF输入功率Pfa从0到23dBm扫描的结艮曲线L2显示了在RF输入 功率Pjn为23dBm的M下，当第4第二电源电压Vddl和Vdd2按渝出功 率Pout的递升狄变化时的特性；该狄絲^HHVddl—伏，且Vdd2^4.5 伏)，笫二条件(￥3(11=4.5伏，且Vdd2—,5伏)，^三条件(Vddl=5伏，且 Vdd23伏)。
在图5所示的测量中已^ii实，当图1所示的RF功率;^器输出15dBm 的RF输出功率时，第^^Ul糾Q2的 1驱动输入仏的雜小于0.8 伏，il i^r^bt糾Q2的WL^值电压VthN.这个事实:teM"当图1所示 的RF功率iUe器输出15dBm的郎输出功率时，只有AB工作类的第一
Qi工作，而c工作类的笫^^^ft Q2 ;^t^r c类的*。
jH^卜，在图5所示情况的测量中也已经证实，当闺1所示的rf功率;^器输 出22dBm的RF输出功率P。ut时，第《=*^糾Q2的^fel驱动输入电压的峰 值B^^过0,8伏，i^l^Ji^L辦Q2的^feL阈值电压VthN。这个事实意 絲当图1所示的RF功率狄器输出22dBm的RF输出功率P。^时，称AB 工作类的第一i^教降Ql工作，而且C工作类的第^b^L恭降Q2也开始C 类的操怍。 其它实施例
图6是示出^L明另一实施例的RF功率iUc器的电路图，该RF功率放 大器用于絲中，雜出絲大功率的RF输出信号。除了将l/4波储出线 Out_TV_Ln连接在銜出端RF_Out与第一iUc教降Ql的漏极输出电极之间、 并将1/4波微A^ In一TV一Ln连接在第Ji^bUW Q2的滅输入电极与输入 端RF一In之间O卜，图6所示的RF功率iUL器与图1所示的相同。因此，第 ^第^b^教降Ql和Q2按照多赫蒂系^X作。下面祸Fi兌明多赫蒂型RF 功率狄器的鰣。
在由第一;^II^Q1构成的第一^M^器Ampl的输出电流I、和由第 J^^H^Q2构成的第二;MUU^器Amp2的输出电流12^^负载1^的情况 下，当从1/4波储出线Out一iy一Ln的输出絲负载Rl时负载Ril的有效jfm ZV以及当^二^UUc器Amp2的输出絲负栽RL时负栽RL的负载lfi^ Zz由以下给出
Z，产WI，产RL肌+l2)/I，一RL(l+a)
Z2=Vo/I2=RL(a2+I，i)/l2)=RL(l+l/a)
， 1/4波"J^T出线OutJiy一Ln的lfi^由Zr表示，负载RL的电压由Vo表示， 当从1/4波微出线Out一lYLLn的输AJ^负栽RL时负栽RL的有效PE^ &与当从1/4波储出线OutJiy_Ln的输出絲负栽RL时负栽RL的有效lfi^ Z、的4M 、等于l/4波储出线Out—TV—Ln的P诚Zr的平方。因此，以下^Ji
Z产Zp2/Z，产Z^/R^l+Ii/Ti" Zr2/RL(l+a)
a-l2/T产ZVZ2 i^iiiC5
当RF输入信号RF—In的信号振幅处于^7K平时偏^4 C类的笫二^Ut 大器Amp2处于关闭状态的情况下，即of=0时，有效|!&^ Z、及负载lfi^ 和Zt由以下给出
Z，1(0Hf=RL， Z2^oHf^， Zly0HpZT2/RL^JiiC6
当RF输入信号RF一In的信号振幅处于高水平时偏l在C类的笫二^m 大器Amp2完狄于开启状态的情况下,即炉l时，有效Ha^Z、及负载f诚Zz 和&由以下给出
ZV产2RL， Z^产2RL， Z一产Z^/2RL4^7
由4iiiC 6和7可见，第一;K^^器Ampl的负载p雄&和第二^L^: 大器Amp2的负载p脉Z2被调制。如果Zj^2Rl，则当0F0时，第一^j^bt 器Ampl的负栽Fm&为4Rl，且当of1时，第一^iaUe器Ampl的负载阻 抗Zi和第二^Mbt器Amp2的负栽P^Z2为2Rl,
这样，使用图6所示的多赫蒂型RF功率iU^器,通it^RF输入信号RF—in 的信号振幅处于4^MHM^^t中，仅由激活絲4RL的高PMi的负栽阻 抗&的、低偏置的第一^UUL器Ampl产生功率来实现高效率。在RF输入 信号RF一In的信号振幅处于高水平的高功^t中，高偏置的第""^笫二錄 ^Uc器Ampl和Amp2 4^大功率效率处# ^，并^f^^W 2Rl的中间Iffl^ 的负栽lfi^Zi，由此产生全功率。
图6所示的用于基站中的高功率RF功率i^器需要大约4到8cm M的 1/4波微出线OutJIV—Ln和1/4波"J^A^ InJIV_Ln。因此，图5所示的RF 功率^器不适于用作包含在要求部件小型化的便携式电话之类的通信设^f 端中的RF功率狄器。然而，图6所示的RF功率狄器能够用作在允许某种 狄的大型化的絲中朋的高功率RF功率狄器。
图7是示出^明另一实施例的RF功率ifc^器的电路图，该RF功率放 大器^"在iH^t携式电话之类的通信设^f端中。除了用HBT (异质结* 型晶体管)代替了用作第-^第^bk^^ Ql和Q2的LDMOS晶体管^卜， 图7所示的RF功率^器与图1所示的相同.因此，第""^t教降Ql的笫一 有效^ft尺寸和第^^^Q2的第4效^fr夂寸是每个HBT的J^L面
积A^fel指数(finger加mber), HBT的^#^1区域絲《=#、 #^一， 并J^M^形状的^t，为指。 一个^t^l指的面积是iN^N^面积AE，因此 ^H l指数为N (N>2)的HBT的总J y^面积由NAe給出。例如，在图7 中，第一^恭降Ql ^t^fel指数为30的HBT，第J^^IW Q2 指lt^ 60的HBT'
图11是示出当朋T的jfel^l指lt^为30、 45和60时，输出功率 P"dBm)与功率附加效率PAE(。/o)4u'司关系的曲线图，在此，在3.5伏下的操 作^J'司进行tb^。于是如图ll所示，^^4Ut^l指lt^30的小,HBT,在 大约33.4dBm的低输出功率P。ut (dBm)的情况下，获得了约77.5%的高功率 附加效率PAE(。/o);对于J^N L指数为45的中等,HBT，在大约33.6dBm 的中等输出功率Pout (dBm)的情况下，获得了约74.5%的高功率附加效率 PAE(°/0);对于;^fel指lt^60的;^^朋T，在大约34dBm的高输出功率 P卵t (dBm)的情况下，获得了约73。/。的相对低的功率附加效率PAE(0/0),
图8是示出本发明另一实施例的RF功率it^器的电路图，该RF功率放 大器包含在iHH^携式电话之类的通信设4^端中。图8所示的RF功率;^ 器在以下;LA与图1所示的RF功率狄器不同。第一点区别是，本实施例的 RF功率放大器包括第一级驱动放大器lst_AMP和第二级驱动放大器 2nd_AMP，其通it^"入匹配电路In—MN来启动向图1所示的位于^iUc级 的笫 第二^l^器Ampl和Amp2的输入笫一M^区动^bt器lst_AMP 将来自RF输入信号端RF—In的RF输入信号iU^ RF ^bt信号。第J^US 动iU^器2nd_AMP将来自笫一^U区动iib^器lst_AMP的RF ;aUe信号iU^ RF^bt信号，jH^卜，来自笫^m^区动;^器2nd—AMP的RFiUL信"!it位于 ^Jbt级的第""^第二;M^b^器Ampl和Amp2^b^来自^M^L级中 的第-"^第二^1^器Ampl和Amp2的RF ^bMI"号RF一Out通过銜出匹 配4i^Out—MN提^^用于iUH"的^M (未示出)。
图8所示的RF功率^bt器与图1所示的RF功率iUc器的第二点区别是 增加了如下的功能响应于来自输出匹配电路Out一MN的RF iU^输出信号 PF一Out的电平，控制提^^^L或集电极的电源电压的电平'如在笫^N^ 结果中所述，当RF功率^bt器的输出功率P础高时，，较高的电源电压Vdd 能够改辆竿附加效竿PAE,与湖目反，当RF功率狄器的输出功率P她低
时，朋较低的电源电压Vdd能够改善功率附加效率PAE。从闺16可以3W 这一点。因此，为了实mJl种控制功能，被提供了械电压Vramp和参考电压 Vref的控制狄器Cntl一Amp的输出信号Vcnt翻于控制DC-DC转换器 DC-DCj:onv的DC输出电压。，电压Vramp A^功科旨定信号，用于 指^UEI1^ RF功率放大器的功率，该功率与絲^f更携式电"^f端工犹间 的距离成比例，并M过RFICM^带LSI等基带信号处理单iUI^^RF功 率;^器。DC-DC转换器DC-DC_Conv从作为DC输入电压的夕h^电源电压 Vdd产生DC输出电压。当^_电压Vramp上升时，来自DC-DC转换器 DC-DC_Conv的DC输出电>^^1控制;^^^器Cntl_Amp的输出信号Vent 受到控制的同时增加，相反，当鄉皮电压Vramp斷氐时，来自DC-DC转换器 DC-DC一Conv的DC输出电;^E^^控制;^器Cntl_Amp的输出信号Vent 受到控制的同时减小。通it^"^p第二电源电/S^供电路DBC1和DBC2将 DC输出电^^^^j^Ue级中的第4笫二^^Uc器Ampl和Amp2的 漏M集电极，作为提^^Ml或集电极的电源电压。第^第二电源电B^ 供电路DBC1和DBC2分别产生第4第二电源电压Vddl和Vdd2。
图8所示的RF功率iUc器与图1所示的RF功率M器的第三点区别是 增加了如下的APC控制功能微出匹配电路Out一MN的RF iU^输出信号 PF_Out的电平控制在^电压Vramp的电平(APC:自动功#制)，由此， 为了实现这种控制功能，检测RFiUe输出信号PF一Out的电平，并^jfe^测结果 的J^LMM^制RF功率^bt器的总4益，
通蹄出匹配电路Out—MN得到的^^bt级的第-^第二;^^器 Ampl和Amp2的RF功率ifc^信号PF_Out通过功^^器PCPL部^^供 给功率检测器PW一Det的输入端，用于功率水平检测。将来自功率检测器 PW—Det的输出的功率水平检测输出信号Vdet提#^1^器Err_Amp的 ^目输入端(-)。另一方面，4Wfc电压Vramp提^^Uc器Err一Amp 的非幼输入端(+)。因此，当械电压Vramp上升时，^一鄉笫^n^区 动输入偏置电路lstGBC和2ndGBC提供给笫一级和笫二级驱动放大器 ls^AMP和2nd—AMP的^fei^l的输入偏置电压的电平增大。结果，笫一 鄉第^r^U区动狄器lst一AMP和2nd'AMP的iUe增iUi升，从而提^#^_ ^U^级中的第一^第二^UUe器Ampl和Amp2的输A^的RF输入信号
的电平增大。同样，当械电压Vramp上升时，通鄉"-^第二;^^入偏置 电路GBC1和GBC2提^i^Ue级中的第4第二^J^Ue器Ampl和 Amp2中的^-"个的栅^J^l的输入偏置电压的电平也同样上升。而且，当 員电压Vramp上升时,DODC转换器DC-DC一Conv的DC输出电压^lfeji升' 将DC输出电;Siiit^-"^笫二电源电压提供电路DBCl和DBC2提^^ 放大级中的第4第二;^bUlAmpl和Amp2的^l或集电极，作为提供 给漏M集电极的电源电压。
与W目反，当与所提供的鄉皮电压Vramp的电平相比，RF功率iU^信号 PF一Out的电平过高时，通过APC控制使RF功率iUL器的总增益l^f氐。当RF 功率iU^信号PF—Out的电平过高时，提高功率检测器PE—Det的输出电平，而 ^f氐"i^b^器Err一AMP的输出电平。结果，4一鄉第^rW动输入偏 置电路lstGBC和2ndGBC提^^笫一^p第^^UI区动;^器1st—AMP和 2nd—AMP的^ili^l的输入偏置电压的电平^^^L同样，通it^4第二 ^ir入偏置电路GBCl和GBC2提^^^bt级中的第-^第二;^^ 器Ampl和Amp2的Wli J^l的输入偏置电压的电平同样W"f氐。以这种方 式，通过APC控制4U^f氐RF功率狄器的总增益，
理想的是，图8所示的RF功率^的、用于^h"lp^供的夕Mp电源电压 Vdd产生电平受控DC输出电压的DC-DC转换器DC-DC一Conv是功^f^l: 型l。
图9是示出具有这样的低功耗特性的开关稳压器型DC-DC转换器 DC-DC一Conv的电5^结构的电路图。
如图所示，^用作高端开关的功率MOS晶体管M1的导通(ON)期间 和用作^^开关的功率MOS晶体管M2的导通(ON)期间的占空比^制电 平受控DC输出电压Vout的电平。被由线團Lfl和电容Cfl M的^t滤波器 平滑后的DC输出电压Vout通过负反馈分压电阻Rfl和Rf2提^^I^电 路ERA的J^目输A^ (-)。由DC^L器DC—Amp对来自图8所示的控制放 大器Cntl—AMP的输出的控制电压Vcnt进行DC iU^。将来自DC iU^器 DC—Amp的DC输出电SH^^JiUL电路ERA的非^i目输入端(+ )。将 来自^^A^ERA的DC输出电>￡||#^电压1^^器CMP的非iUl输入 端(+),将由三角波信号发生器li二Wv产生的、用于PWM (^Ofl^L调制)
控制的参考三角波信号提,电压tb^器CMP的^目输入端(-)。
当由^ 波器进行平滑后的DC输出电压Vou*的电平减小时，"^tit^ 电路ERA的DC输出电压的电平上升。于是，来自电压》嫩器CMP的PWM 输出的低电平脉沖的宽度，短。jHW卜，用作高端开关的功率MOS晶体管Ml 的导通(ON溯间^4长，而用作^^开关的功率MOS晶体管M2的导通(ON) 期间鄉短。结果，胁负反Wt制，以便提高DC输出电压Vout的电平。
另一方面，当控制电压Vcnt的电平上升时，"^^电路ERA的DC输 出电压的电平增大。于是，来自电压t嫩器CMP的PWM输出的低电平JJ^ 的t^l鄉短。结果，用作高端开关的功率MOS晶体管M1的导通(ON)期 间朝UE^长，而用作4緣开关的功率MOS晶体管M2的导通(ON )期间，短， 结果，提高了 DC输出电压Vout的电平。
图10是示出相对于图8所示的RF功率^Ul器中的APC控制电压Vapc 和械仏Vramp，如何綠制以下三个电平的曲线图(1)第一鄉第^1 驱动iU^器lst一AMP和2iuLAMP的输入偏置电压的电平；(2)最^t^l级中 的第4第二;W^器Ampl和Amp2的输入偏置电压的电平；^(3) ^ iU^级中的第-^第二^i!L^器Ampl和Amp2的电源电压的电平。
如已经说明的那样，根据APC控制电压Vapc的电平iM^制RF功率^ 器的第一一第J^U区动ibt器lst_AMP和2nd—AMP的输入偏置电压的电 平、以及^Mt^级中的第""^第二^M^bUI Ampl和Amp2的输入偏置电 压的电平，#^^电压Vramp的电平iMt制^Mbt级中的笫4第二^ ;fct器Ampl和Amp2的电源电压的电平.
在图中，笫一鄉区动;^器lst_AMP的输入偏置电压lstVgb、第二^U区 动M器2nd—AMP的输入偏置电压2ndVgb、以及Jj^Uc级中的第一^J^t 大器Ampl的AB类的第一;^^ff Ql的输入偏置电压3rd_llVgb从"《^ 就高于N沟道MOS晶体管的#^1阈值电压VfliN (0.8伏)，并与APC控制电 压Vapc的增加成比例AkJi升，另一方面，虽然^MUd^中的第二;K^^器 Amp2的C类第^^b^M Q2的输入偏置电压3rd—2Vgb与APC控制M Vapc的增加成比例iikJi升，^fl^其i5^低于N沟道MOS晶体管的^fel阈值 电压VthN (0.8伏)。
当APC控制电压Vapc处于低电平时，提^^Mb^级中的第一^Ut
大器Ampl的AB类第一;^恭降Q1的漏极的第一电源电压VddlnL^控制在 低电平。结果，当具有小^fr尺寸的AB类第一狄m Ql产生^^出功率 Pout时，能够改辆率附加效率PAE。另外，当做电压Vramp处于高电平时， 提^^JW^级中的第二^UUC器Amp2的C类笫^T^LlW Q2的漏极 的第二电源电压Vdd2"lk被控制在高电平。结果，当財大l^ff尺寸的C类第 ^T^bUI^Q2产生高输出功率P。M时，能够改辆率附加效率PAE。与W目 反，当做电压Vramp处于低电平时，提^^iUL级中的第一;MUUL器 Ampl的AB类第一^大教降Q1的g的第一电源电压Vddl论^C控制在低电 平。结果，当財小^ff尺寸的AB类第一狄糾Ql产生4输出功率P。ut 时，能够改4^率附加效率PAE。
图12是示出4^L明另一实施例的RF功率iUc器的电路图，该RF功率放 大器包含在i^W更携式电话之类的通信设4^端中。图12所示的RF功率狄 器与图8所示的RF功率狄器的区别在于以下;U氛。第一点区别是，^Mt 大级中的第一^^器Ampl ^^与第一狄辦QlA的输A^T出并m 接的第^Ul^^Q1B。第一;^L^ffQlA、第^iUL^ff Q1B和第Ji^Uc 教fr Q2《一通i^目同的制造工艺在/^^fW芯片Chipl上形成的相同的N沟 道LDMOS。将第^U^糾Q1A的舰^1 WgqlA和第XiUL辦Q1B 的 1^>1 WgqlB i5^14J^1^Jl^bt^ Q2的#^1^>1 Wgq2的一 半。
图12所示的RF功率^bt器与图8所示的RF功率;^t器的第二点区别是， MEMS开关MEMS_SW ^^接在第一^Ul紮降Q1A的输入端与笫^iUe器 件Q1B的输入端之间，##由开关驱动电路SW一Drv提供的开关驱动信号 SW一Cnt M制MEMS开关MEMS一SW的通断操怍。可以在形^f"^U^器 件Q1A、第^bt糾Q1B和第^r^^ff Q2的4^^芯片上制成MEMS 开关MEMS_SW，其中用于制成MEMS开关的制造工艺可以与非专利文献4 中所述的用于形成笫一到笫三故大恭降的制造工艺相同。将来自^改大器 Err一Amp的APC控制电压Vapc提"^^p关驱动电路SW一Drv。
当RF功率iUc器的RF功率输出Pout处于4线中等水平时，来自i^t 大器Err—Amp的APC控制电压Vapc ^于低电平，#^来自开关驅动电路 SW_Drv的低电平开关驱^Ht号SW_Cnt，将MEMS开关MEMS一SW控制在切断状态，且将第^H^辦Q1B控制在切断状态。
当RF功率狄器的RF功稀出P。ut处于^f线中等水平时，如同图8所 示的RF功率放大器的情况，第一放大器件Q1A的输入端的第""^置电压 3rd一lVgb (Vgl)被iH为高于第二放大器件Q2的输入端的第二偏置电压 3rd_2Vgb (Vg2 )。因此，将第一放大辦Q1A i5^^使其工作扭B类到AB 类的任意一个工作类，其中B类M ;t (180°)的导通角，AB类具有7t (1柳°) 到2tt (360°)的导通角，并且将第《=^辦Q2 i^U吏其工作在絲低于jt (180。)导通角的C类。
结果，当RF功率狄器的RF功率输出P础处于4咏中等水平之间的水 平时，相对于图8所示RF功率狄器的情况下的、在4咏中等水平f司水平 的RF功率输出P。ut，能够在图12所示的RF功率^bt器中实现高功率附加效 率PAE。
当RF功率iUL器的RF功率输出P。rt处于高水平时，来自i^bt器 Err一Amp的APC控制电压Vapc处于高电平，，来自开关驱动电路SW_Drv 的高电平开关驱动信号SW_Cnt，将MEMS开关MEMS一SW控制在导通状态， 并且将第^bt辦Q1B控制在扭状态。
当RF功率iUc器的RF功率输出P。ut处于高水平时，"&^"^第^t 大糾QlA和QlB输入端的第"^置电压3rdjVgb (Vgl)以A^n^bt器 件Q2输入端的第二偏置电压3rd_2Vgb (Vg2)，以使得第-"^第^HAt^ff Q1A和Q1B中的4""个树工作于B类和AB杖间的絲一个工作类，第 ^r^bt器件Q2也可工作于B类和AB R间的任意一个工作类，其中B类具 有tt (180。)的扭角，AB类具有7T (180°)到2;r (360。)的导通角。
结果，当RF功率狄器的RF功轉出Po^处于高水平时，图12所示的 RF功率iUe器构成DD-CIMA型功率;^器.因此，当RF功牟渝出P^处于 高水平时，能够实现高功率附加效率PAE.
可以与图8所示的RF功率;^^f^fc对图12所示的RF功率ifc^器进 ^tSi置，例如，图12所示RF功率ifc^器的DC-DC转换器DC-DC—Conv可以 由图9所示的开关縱器减。另外，笫一狄糾Q1A、笫^E^糾Q1B 和第^U^辦Q2可以是通i^目同的制itX艺^f目同妁^^芯片Chipl上 形成的LDMOS或HBT, 闺13是示出相对于图12所示的RF功率M器中的APC控制电压Vape ^MW电压Vramp， fc^r控制以下三个电平的曲线闺(1)第一M^第^MJI区 动^器lsLAMP和2nd一AMP的输入偏置屯医的电平；(2)最^L^L级中的 第"-^第二;^Uc器Ampl和Amp2的输入偏置电压的电平；；SL(3)第"^第 二^JliUc器Ampl和Amp2的电源电压的电平。
如图所示，当RF功率iUL器的RF功率输出Pout变为高水平时，来自误 ^b^器Err一Amp的APC控制电压Vapc也变为高电平，并且将MEMS开关 MEMS—SW控制在"f4t状态。于是，第^U^^ffQlB开始在AB类中的操 作，由此与第4第X^L教降Q1A和Q1B并行地^ AB g怍，几乎与 此同时，第^T^U^糾Q2的第二偏置电压3rd_2Vgb (Vg2)从低于敝阈值 电压VthN的状态^到高于 1阈值电压的状态，随后第^T^bUW Q2所执 糊鰣从C ##^妙到AB ^#ft。 作为RF功率^bt器;^:的应用的设备的條现图
图14是^^械明实施例的RF功率i^器揪的设备的舰图。如图所 示，将用于约800到约900MHz之间的低RF波段的RF功率i^器i^i在包 括RF功率放大器模块100的设备的上半部分，将用于接近约1600到约 1800MHz范围的高RF波段的RF功率iU^器i5X^该设备的下，分。RF 功率^bt器^: 100的多层布^！ 103 M四边形的夕h^。沿着四，的^""
4Hi形成多个夕h^连接端，^-个^W半圆形的夕h^。半圆形夕NP连接端 借助于^与便携式电话^^动通信终端设备的i^上的多段布^目连，多个 夕I^P连接端不限于半圃形，也可以iMl直线形式。
#(氐RF输入信号RF_In_L和高RF输入信号RF_In—H提^"沿着四边 形左侧的夕NP^^端，将第"H氐RF功率iUc器芯片CHIP—L的夕Nl5电源电压 Vdd和第二高RF功率;fc^器芯片CfflP_H的夕Mp电源电压Vdd分别提^^^沿 着四^上下边的夕MP连接端。第"^氐RF功率iUL器芯片CfflF^L和笫二高 RF功率ifc^器芯片CHIP一H的^-"个都^图8或图12中示出的第一一第 >=^4区动^器lst_AMP和2nd_AMP以^—^第二^L^Jl器Ampl和 Amp2。输入到沿着四边形左侧的端子的低和高RF输入信号RF一In一L和 RF_In_H通过布线分别提#^笫"^氐RF功率iUL器芯片CHIPJL和第；高 RF功率^器芯片CHIP—H的第一^J5区动:^器1st—AMP的第一M^Uc晶体
管Q1L和Q1H的14l输入。第"H氐RF功率狄器芯片CfflPJL和第二高RF 功率^器芯片CHIP一H的;K^^输出信号的^-"个^^于増加电流容 量的四条布^i^接到输出焊盘Vout_L和Vout_H上。焊盘Vout—L和Voirt一H 连接到第4第4出匹配电路的带城SL_L和SL_H的一端。带城SL_L 和SL_H的另一端分别连接到第—第4出匹配电路的电容C1L和C1H，并 分别连接到第一和第二高通滤波器的电容C2L和C2H的一端。第4第二高 通滤波器的电容C2L和C2H的另一端分别连接到第4第二高通滤波器的电 感L4L和L4H。笫一和第二高通滤波器的电容C2L和C2H的另一端还分别连 接到沿着四it^右侧的两个RF输出信号端RF_Out_L和RF—Out_H。砂卜， 通过沿着四边形右侧的端子，将低4W电压Vramp—L和高M电压Vramp—H 提^H氐RF功率^"测^Ji^器电^^芯片PW—Det&Err—Amp—L以及高RF 功率^i^测^N^UL器^^芯片PW_Det&Err—Amp—H。在笫"H氐RF功率放 大器芯片CHIP一L和笫二高RF功率i^器芯片CHIP一H之间的lJ^上中间的 ^^上设置了由图9所示的DC-DC皿器DC-DCj:onv、线團Lfl和电M 芯片Cfl M的^N^芯片，线團Lfl和电 芯片Cfl构成^ii滤波器； DC-DC转换器和^it滤波器由RF功率iUc器芯片共用。
接下来，^i兌明作为械明其它实施例的实施例A到L。 实施例A
图18是示出与4^L明相关的实施例A的高频功率;^器的框图，实施例 A的高频功率;^器100 ^fe并^B更置的多个功率iUc器(AMP1) 110和 (AMP2) 1U (M用两个功率iUc条昨为例子)；以^^^单片电^Ji的 多伟置控制电路(Bias_contl) 112和(Bias—cont2) 113， ^4""个^W^输 入信号的调制方法，将多个功率i^器110和111中的对应的一个控制于偏置 中。功率M器110和111 ^rH^t通过信号^g己部连接到高频信号输入
端ioi的输A^、以;Sii过信号合成部连接到高频信号输出端102的输出端. 端、以;sj^接到功率;^器no和m中的对应的一个的^制端的输出端，
在该高频功率iUL器110中，^t过高频信号输A^ 101输入的高频信号
在信号俩&部中进行^fi&， ^A^功率狄器uo和m。已经由^h功率放 大器no和in iU^的高频信号在信号合成部中^f， ^ii过高频信号输出端
102输出，在该辦J旅中，用于功率^bUlllO的偏置控制电路112和用于功 率;^bUI 111的偏置控制电路113 4~-个都通过调制信号信息褕入端105 调制信号信息，即与调制输入信号的方法有关的信息，由此將相关的功率放大 器的偏置i5^与调制波信号对应的值，其中假i5Jt种信息包^ft调制波和 调制波信号的功率，并JA^v^带部、RFIC部等提供的，
例如，基于与来自调制信号信息褕A^105的调制信号有关的信息，在图
a^供了^^示输/v信号已经^fe照CDMA、 WCDMA ^ii行了调制的信息的情况 下，将并^^X以使得功率狄器100作为幾H^器工作的功率;^器110 和111的偏J3^;对功率^L器;i共同的，并4吏4^功率;aUe器可以工作于A 到B类中的一个(线'1^^L模式)。W卜，^if过调制信号信息褕入端105提供 了表示输入信号已经按照GSM等进行了调制的信息的情况下，功率iU^器100 无需作为线'14^器工作，因M并^B更置的两个功率i^器110和111中的 一个的偏置进行^^"i^，以使得这一个功率^bt器可工作于B到C类中的
一个，以增加IH^放大器的效率(非线'脉大模式)。顺便说一句，其偏置狄
变的这一个功率;^器是图19中的功率放大器lll。
因此，才^i亥实施例，由于如J^斤述使高频功率狄器itAM'It^^模式 或非线'1^U^模式，因此能^f吏功率狄器的特性具有錄性。向将射始使 用的线'M^模式或非线'l^bt模式的切换^^导致^于如图20所示的输入 功率(Pin)量的、线'脉非线'1^^MU、司的特性的切换。因此，可以提#-"# 高频功率;^e器，可以抑制功率增益(Gain)、功率附加效率(PAE)、相位差 等的急剧JN&^^化。
该实施例的高频功率iibt器100例如可以包拾i5X^信号^S&部中的功 ^配电路，其用于在功率iUe器的输入侧向并^B史置的两个功率;^器110 和111提#%入信号；以及i5X^信号合成部中的功^"成^吝，用于在功率 ;fcUI的输出侧合^C功率it^器110和111 iUc之后的高频信号。这同样适 用于以下所述的实施例，
才^il样的iU,通过高频信号输入端101输入的高频信^C功^S&电 5^1S ^A^功率iUc器110和111.被功率;^器110和111 ifc^产生 的高频信^C功^^成电^^成，并从高频信号输出端102输出 利用这样的
+ 能够^#相同的 ,
实施例B
图21是示出^JL明实施例B的高频功率iU^器的框图。该实施例的高频 功率;^器200包括功率iUc器(AMP1) 210和(AMP2) 211;偏置控制 电路(Bias_contl) 212和(Bias_cont2) 213;高频信号输入端201;以及高频 信号输出端202, jH^卜，该高频功率^器还^RFJC部(MOD RF_IC) 214,其^fTf^制部和^Jf^与其连接的信号源(Signal) 215。
在该实施例的高频功率;^器200中，^ft号调制部的RF_IC部214 提供调制信号信息.J^rAJlJ高频功率iUL器200的高频信号输入端201的高 频信号^Wt号源215通过RFJC部214发i^'J输A^,其它*与实施例 A的高频功率^bt器相同。
因此，利用该实施例，通it^RF一IC部214^^制信号信息，能够获得 与实;^例A相同的M。 实施例C
图22是示出^明实施例C的高频功率^bt器的框图。该实施例的高频 功率^L器300包掩功率i^器(AMP1) 310和(AMP2) 311;偏置控制 电路(Bias_contl) 312和(Bias_cont2) 313;分布^lfcM^ (TRL—IN1) 303、 (TRL-OUT1)304和(TRLJ)UT2 ) 305;高频信号输入端301;以及高频信 号输出端302。 jH-卜，该高频功率iUc器还MRFJC部(MODRF—ic)314， 其^fTf^制部和^NP与其连接的信号源(Signal) 315,
对 实施例的高频功率^器300，如同图21所示的实施例B的情况， ^^A^高频信号输入端301的高频信号^WT号源315通过^"ft号调制 部的RFJC部314发ilU，J输入端。因此，功率^器从RFJC部314获^ 制信号信息.另外，将由分布^WS"303城的i^^^用于^r入信号线 路的分支点下游的功率ifc^器311的输入部，jH^卜，将由分布^4ffc^304组 成的5^^^用于功率^器310的输出部。将可以进#^怍以将1^^#^ 期望PJL^的分布^M^ 305 i5X^分布^4S^ 304和功率^bt器311的输 出部的连接点的下游。其它辦与实施例B的高频功率;^L器相同'
因此，该实施例能够提供与由实施例A所获得的^ N同的咏0卜， 在该实^fe例中，#^布#"|^洛303、 304和305用于功率;^器310和311的
输A^输出部，从而可以提供对负载变4t^絲汰的高频功率iUe器，
如同该实施例中的情况，在将^^^用于功率;^L器311和310的输入 和输出部的情况下，可以使用臬惑#*:11#来代替"^^分布#^珞。在此情 况下也能够^f相同的M。 实施例D
图23是示出a明实施例D的高频功率^UL器的框图。该实施例的高频 功率;^L器400包拾功率;^器(AMP1) 410和(AMP2) 411;偏置控制 W (Bias一contl) 412和(Bias一cont2) 413;分布^lfc^ (TRL一IN1) 403、 (TRL—OUT1)404和(TRLJ)UT2 ) 405;高频信号输入端401;以及高频信 号输出端402。 jt^卜，该高频功率放大器还財RF_IC部(MOD RF_IC) 414， 其包^t賴制部和^h^与其连接的信号源(Signal) 415。
该实施例的高频功率^bt器400与图22所示实施例C的高频功率^Uc器 的区别在于，形成高频功率;^器的输入部的、由分布^lfc^ 403组成的延 ^m^于功率^L器410的输入部，形成高频功率iUc器的输出部的、由 分布^lfcm404城的5^lS^^在功率;aUc器411的下游。其它辦与 实施例C的高频功率^器相同。
因此，^在该实施例中，分布^t^403、 404和405的位置不同，但 能够获得与实施例C所实现的^N同的^。 实施例E
图24是示出a明实施例E的高频功率iUc器的框图.该实施例的高频 功率^Uc器500包拾功率;^器(AMP1) 510和(AMP2 ) 511;偏置控制 电路(Bias_contl) 512和(Bias_cont2) 513; ^"入匹配电路(MN_EV1) 503 和(MNJN2 ) 504;输出匹配电路(MN—OUT1) 505、 (MN一OUT2) 506和 (mn_out3 ) 507;高频信号输入端501;以及高频信号输出端502， jH^卜， 该高频功率^器还^t RFJC部(MOD RF_IC) 514，其^fTf^制部和 ^MP与其i^接的信号源(Signal) 515,
在该实施例的高频功率;^器500中，为功率^器510设置了输入匹配 电路503和输出匹配电路505;将^T入匹配电路504和渝出匹配电路506用于功 率放大器511。另外，将用于执行与期望阻抗的匹配的输出匹配电路 (MNJKJT3 ) 507 i5X^T出匹配电路邻5和506的输出部的i^^点的下游，
Jl^卜，对于高频功率i^L器500，在用于功率M器510和5U的输入匹 配电路503和504以及输出匹配电路505和506中引起的相位变化不一^^ 入匹配电路503和504之间以及输出匹配电路505和506之间相-"^L只要相 位变化的总量在第一路线与第二路银之间不变，这种相位变4t^fc不会有问题， 其中第一路^A^"入匹配电路503通过功率i^器510延伸到输出匹配电路
505, 第^^^J^入匹配4^ 504通过功率狄器511延伸到输出匹配电路
506。 例如，^ir入匹配电路503中的相位为-90°、输入匹配电路504中为0。的 情况下，当输出匹配电路505中的相位为0。、输出匹配电路506中为-90。时， 第4第^TJ^线能够拟lKiJ^j^目同.
因此，该实施例能够提供与实施例A所获得的^f目同的絲。射卜，在 该实施例中，#^入匹配电路503和504以及输出匹配电路505、 506和507用 于功率^bt器510和5U的^A^输出部，从而可以提供晰目位变4t^^性 的高频功率i^器。 实施例F
图25是示出本发明实施例F的高频功率iUc器的框图。该实施例的高频 功率iUe器600功率iU^器(AMP1) 610和(AMP2) 611;偏置控制 ^i洛(Bias_contl) 612和(Bias_cont2) 613;高频信号输入端601a和601b; 以及高频信号输出端602。 jtUt，该高频功率iUc器还財RF—IC部(MOD RF_IC) 614，其^ft号调制部和W卜部与其连接的信号源(Signal) 615'
对于该实施例的高频功率iibt器600，与图21所示实施例B有关的电路的 输入端^故高频信号输入端601a和601b的组合所代替。因此，高频功率放 大器通过端子601a和601b工作于差动输入。然而，其它操怍与实施例B的高 频功率狄器相同。
因此，该实施例能够提供与实施例B所获得的^f目同的狀矽卜，在 该实施例中，使用了高频信号输入端601a和601b，来代替图21所示的高频功 率iUc器的输入端部分，从而可以提供it^于差动输入的高频功率;^L器。 实施例G
图26是示出^L明实施例G的高频功率;^t器的框图。该实施例的高频 功率^器700 ^fe功率iUi器(AMP1) 710和(AMP2) 711;偏置控制 电路(Bias一contl) 712和(Bias一cont2) 713;分布^lfc^ (TRL一腿)703、 (TRLJN2 ) 704、 (TRL_OUTl) 705和(TRL—OUT2 ) 706;高频信号输入 端701a和701b;以及高频信号输出端702' jH^卜，该高频功率;^器还絲 RFJC部(MODRF_IC) 714，其^fTfi^制部和^卜部与其连接的信号源
(Signal) 715。
在该实施例的高频功率;^器700中，图22所示实施例C的电路的输入 端部械高频信号输入端701a和701b的组合所代替。因此，高频功率狄器 通过端子701a和701b工作于差动输入。将由分布^lfc^703组成的1^^ 路和由分布^lfc^ 704 M的^^^别用于功率;^器710和功率iUe 器711的输^V部'jHW卜，将由分布^K^705m的^^^用于功率i^ 器710的输出部。可进^Mt以将P"W^yb期望lfi^的分布^4fW^ 706被 i5X^分布l^i^ 705和功率狄器711的输出部的连接点的下游。其它操 作与实施例C的高频功率iUc器相同。
因此，该实施例能够提供与实施例C所获得的^^目同的錄。W卜，在 该实施例中，使用了高频信号输入端701a和701b，来代替图22所示的高频功 率;^器的输入端部分，从而可以提供iW于差动输入的高频功率iUc器。 实施例H
图27是示出械明实施例H的高频功率iUc器的框图。该实施例的高频 功率iU^器800包^fe功率it^器(AMP1) 810和(AMP2) 811;偏置控制 电路(Bias_contl) 812和(Bias_cont2) 813;分布^lfcM^ (TRL_IN1) 803、
(TRLJN2 ) 804、 (TRL一OUTl) 805和(TRL_OUT2 ) 806;高频信号输入 端柳la和801b;以及高频信号输出端802。 jH^卜，该高频功率^器还^ RFJC部(MODRF_IC) 814，其^fT号调制部和W卜部与其连接的信号源
(Signal) 815,
与图26所示实施例G的高频功率狄器不同，在高频功率狄器800中， 分布^lfc^洛(TRLJ)UT1) 805用于功率;^器811的输出部.^怍与实 施例G的高频功率^bt器相同，
因此，该实施例能够提供与实施例G所获得的^t^目同的絲。 实施例I
图28是示出械明实施例I的高频功率iU^器的框图。该实施例的高频功 率ifcUI 900功率;^C器(AMP1) 910和(AMP2) 911;偏置控制电
路(Bias_coirtl) 912和(Bias_cont2) 913;输入匹配电路(MN_IN1) 903和 (MN—IN2 ) 904;输出匹配电路(MN_OUTl) 905、 (MN_OUT2) 906和 (MN_OUT3)907;高频信号输入端901a和卯lb;以及高频信号输出端卯2。
jtb^卜，该高频功率iU^器还^RFJK:部(MODRFJC)914，其包^ft"f^
制部和W卜部与其连接的信号源(Signal) 915。
在该实施例的高频功率^器900中，图24所示实施例E的电路的输入
端*故高频信号输入端901a和901b的组合所代替。因此，高频功率^bUI
通过端子901a和901b工作于差动输人其它操怍与实施例E的高频功率;^
器相同。
因此，该实施例能够提供与实施例E所获得的顿目同的絲，并能够提 供it^于差动输入的高频功率狄器， 实施例J
图29是示出械明实施例J的高频功率狄器的框图。该实施例的高频功 率;^L器1000 功率iUc器(AMP1) 1010和(AMP2) 1011;偏置控制 电路(Bias contl) 1012和(Bias cont2) 1013;开关控制电路(SW con) 1004; 以及高频信号输>^端1001。"卜，该高频功率iUc器还具有RF—IC部(MOD RF_IC) 1014，其^ft賴制部和^Mj5连接vj^^入侧的信号源(Signal) 1015。另夕卜，在絲出俩j^接了錢开关(ANT_SW2) 1016和(ANT_SW1) 1017、双工器1018和A^ 1002。图29示出了ilhW更携式电^f^4L类的^ 器，^TiM^电路的高频功率狄器l,， fe^关和紅器的前端部分 以及^bW^1019。
在该实施例的高频功率狄器1000中，4^v^Wi从功率狄器1010 和1011发送出的高频信号输出通it^开关1016和)5Ul器1018,到ii^M 1002。在^bW!8！1，通it^ 1002 ^t的信号经it^X器1018和A^开关1017， 到达^^电路1019。在该#中，^fit过高频信号W^用iH^^Ji的 IMt的DC偏置提"^^A^开关1016和1017的IMt. *^fc，开关控制电路
制^开关1016和1017的启用^f用，其它^ft与实施例B的高频功率^bt 器相同，
因此，该实施例能够提供与实施例B所获得的^f目同的絲.0卜，在
该实施例中，iM了发J^电路^l^电路，从而可以提供包含高频功率放
大器的败器。
实施例K
图30是示出本发明实施例K的高频功率;^器的框图。该实施例的高频 功率放大器1100包括功率放大器(AMPla) 1110a、 (AMPlb) U10b、 (AMP2a) lllla和(AMP2b) llllb;偏置控制电路(Bias一contla) U12a、 (Bias_contlb) U12b、 ( Bias一cont2a) U13a和(Bias一cont2b) U13b;高频信 号^T/v端1101;高频信号输出端1102;及调制信号信息^"入端1105.
该实施例的高频功率iU^器1100 iMl多^式，通过用第一M^第^^&功 率狄器l論和l論的组合、以^一鄉第^l功率狄器lllla和llllb 的^a^^别^f戈替图18所示实施例A的电路的功率放大器(AMP1) 110和 (AMP2)lll来iM其电路。在该实施例中，^功率狄器的偏置^fti议 为如图31所示。*#^， ^/l!iiUL模式的情况下，将功率^bt器U10a和U10b 及功率狄器lllla和llllb的偏置i5^对功率狄器是共同的，^H吏絲率 M器可工作在A到B类中的一个。在非线'l^Uc模式的情况下，将功率iUc 器U10a和U10b的组合与功率iU^器lllla和llllb的组合中的一个(^bl 功率^器mia和llllb的组合)的偏置进行^^i议，以使得功率ibUI 的这一^E合可工作在B到C类中的一个。
歸^M^了两M^器的例子，但^ikii^于功率狄器由两絲更多 ^成的情况。jH^卜，Jj^Mt与实施例a中的IMt相同。
因此，该实施例能够提供与实施例A所获得的^t目同的絲。矽卜，在 该实施例中，例Mit^—个功食tf元^X第一M^第J^l功率^器U10a 和U10b的组合，为另一个功食t^元设置笫一Mjfu第^^l功率;^器lllla和 llllb的组合，^-个功率^器都^多^^器。这使得可以提供能够以多 W式制造的高频功率狄器。 实施例L
图32濕_示出^1明实施例L的高频功率^bt器的框图，该实施例的高频 功率;^器1200包4t:功率^器(AMP0)1209、 (AMP1 )1210和(AMP2) 1211;偏置控制械(Bias一卿tO) 1214、 (Bias一contl) 1212和(B一一cont2) 1213;高频信号输A^1201;高频信号输出端1202;以及调制信号信息^T入端
簡。
该实施例的高频功率iUe器1200 M与图30所示实施例K的电翻瞎似的 多M^bt器结构。在高频功率iU^器1200中，通往第一级功率;^C器1209的
电路^l^被共用，^ai^， ^fc^为通往第^^功率iUe器1210的^H^用
于功率iUc器12U的4。 vH"在该实施例中，偏置控制电路1214独立于第 j中的功率;^器1210和1211的偏置ijt^制第一级功率;^器1209的偏置，
控制第一级功率iU^器1209的偏置.在该实施例中，如图33所示:M""^h功 率;^器的偏置^Ni^&^。 ^/1^t^模式的情况下，功率;^
器1209、 1210和12U的偏置i^;对功率iU^器是共同的，齐使得功率;^ 器可工作在A到B类中的一个。W卜，在非幾tiiU^模式的情况下，对功率放 大器1211的偏置进^t^^i议，以使得功率^L器1211可工作在B到C类 中的一个。
注意，第一级的功率^器1209以^^l的功率iUc器1210和1211可
以^^Uc器，^""个都由两M^更多^aA,
因此，该实施例能够提供与实施例K所获得的^f目同的絲。
M^Ji面基于实施例^^说明了由发明者所做出的^C明，^a^发明并 不P艮于此。毫狄问，可以做出树变^N务改，而不会脱离械明的范围，
例如，^^图8所示的RF功率狄器，除了用于检顶，波射输出功率水平、 御、〗RF功率iUL器的J^功率的功^^器PCPL ^卜，还可以釆用电流传 ^m器。当^^电'^^M^测器时，检测器;sJWc器糾与RF功率^L器
比例的小;^测DC/AC工作电流^ii^测器^SJb^器^ff。
笫-^p第^U^教降Ql和Q2"^-个都可以用MESFET的N沟ii^^L 晶体管或由妙GaAs和InP之类的4^^f^城的孤MT来代替，
权利要求
1、一种RF功率放大器，包括第一放大器件；及第二放大器件，其中在公共的半导体芯片上形成第一和第二放大器件，作为并联连接在输入端和输出端之间的末级功率放大器件，第一放大器件的输入端的第一偏置电压被设定为高于第二放大器件的输入端的第二偏置电压，以使得第一放大器件可工作于具有π(180°)的导通角的B类和具有π(180°)到2π(360°)的导通角的AB类之间的任一工作类，并且第二放大器件可工作于具有低于π(180°)的导通角的C类，并且将第一放大器件的第一有效器件尺寸有意地设定为小于第二放大器件的第二有效器件尺寸，小的程度超过半导体芯片的制造误差范围。
2、 W，溪求1的RF功率狄器，其中通鄉一负载糾向第一狄IW的输出电极IC供第一电源电压，通itf 二负载辦向第J^bt糾的输出电极提供第二电源电压，并且电源4^供电5^工作，使得第一电源电压的电平响应于RF功率iU^器的输 出功率水平的减小而减小。
3、 W漆求1的RF功率狄器，其中通鄉一负载糾向第""^m 的输出电;^提供第一电源电压，通鄉二负载||#向笫《^^^#的输出电极提供第二电源电压，并且电源提供电路工作，使得第二电源电压的电平响应于RF功率iUL器的输 出功率水平的上升而上升。
4、 ；M'溪求1的RF功率iUL器，其中1/4波长渝出线连接在渝出端与笫 一iUL辦的输出电极^f司，并且1/4波储Am^在第^bUI^的输入电极与输A^间，从而第-"^ 第^^^^ff按照多赫蒂系^X作。
5、 ^ij^求2的RF功率狄器，还^RF驱动;S^L级，用于驱动末 级功率狄W，其中柳卜部电源电压提 电源提供电路，并将响应于J^水平措定信号 的电平而受到控制的第4第二电源电压分别提#^第""^笫《^^:教降。
6、 W，漆求5的RF功率狄器，其中通鄉一负载m向第一狄m 的输出电;felll;^第一电源电压，通鄉二负栽糾向第《=*^糾的输出电极提供第二电源电压，并且 电源提供电路工作，使得第一电源电压的电平响应于RF功率iUc器的输 出功率水平的减小而减小。
7、 ^fi漆求5的RF功率狄器，其中通鄉一负载糾向第一狄IW 的输出电^UI;^第一电源电压，通过笫二负载教fr向第Jl^教降的输出电极提供第二电源电压，并且 电源提供电路工作，使得第二电源电压的电平响应于RF功率;^器的输 出功率水平的上升而上升。
8、 ^U'漆求5的RF功率iUc器，其中电源提供电路包括由开关^a器组 成的DC-DC转换器。
9、 ^U'jJ^求5的RF功率狄器，还^ 功率检测器，用于检测与来自输出端的输出功率有关的水平； ^tiUc器，用于^C提供了发射水平指定信"f"^功率检测器的功率检测信号时，产生自动功^制信号；马区动^"7^偏置电路，用于响应于由i^bt器产生的自动功^t制信号来 控制RF驱动;SJbt级的驱动输入偏置电压的电平；以及^^A^偏置电路，用于响应于由^1^:器产生的自动功^^制信号， ^制作为;^1功率^11#的第4第《=*^象降的^^入偏置电压的电 平。
10、 W漆求1的RF功率iUc器，其中第-"^第《=^象降中的#"~个 都是场雌晶体管'
11、 W'J^求10的RF功率iUL器，其中场敢应晶体管是LDMOS。
12、 ；^'决求1的RF功率狄器，其中第""^第^r^辦中的^-"个 都是錄晶体管，
13、 ^5U'溪求12的RF功率^器，其中#晶体管是异质结型'
14、 W'溪求1的RF功率狄器，其中将第-^L辦的笫一有效糾 尺寸i5^^i4U^^bt^ff的第4效^ft尺寸的一半。
15、 ；M'J^求9的RF功率M器，其中在其上形成有笫《""^笫《=*^器 件的4^芯片、功率检测器、^t^L器以及DC-DC转换器都包含在RF功率^#装中。
16、 一种RF功率狄器，包拾 第一狄靴 第^bk:^ff;以及其中在公共的^H^芯片上形^一至第^^器件，作为并^^接# 入端^"出^间的^1功率;^^HS第XiU^^fr的输入电;fct过开关^连接到第一;^^ft的输入电极， 当RF功率输出处于^^平时，树关^ff控制在切断状态，由赠第三 狄W控制在切断状态，当RF功率输出处于4^K平时，将第一狄H^的输入端的第4置电压 i^^高于第J^L大糾的输入端的第二偏置电压，以使得第一放大糾可工 作于具有7t (180。)的导通角的B类和具有;r (180。)到2tt (360°)的导通角的 AB类之间的^r-"工作类，并JL^^r^辦可工作于財低于;t (180°)的导 通角的C类，并且当RF功率输出处于高7JC平时，絲关^^控制在"^t状态，当RF功率输出处于高水平时，对(l)第一狄m的输入端和第^UL器件的输入端的第-"^置^、 (2)第^r^bt教降的输入端的笫二偏置电压进^m更定，使得第^^第^btm可工作于W 7t ( 180。)的M角的B类和M 7t(180°)到(360°)的"fH逸角的AB类之间的^""工作类，并JL^^t^L器 件也可工作于Mtt (180°)的^it角的B类和具有7r (180。)到2ti (360°)的 导通角的AB R间的^""工作类，将第一i^^ff的第一有效ll^尺寸和第^EiU^^的第Xt效^^尺寸 i5X^^Ui^^目同，^T意地小于第^r^L象降的第j^效^ff尺寸，小 的^^过^f^芯片的制it^差范围.
17、 ^，J^求16的RF功率iU^器，还^: RF驱动;S^b^级，用于驱动^l功率iUL糾；以及 电源4^供电路，被提參卜部电源电压，向第-"^第^bt^NI;^应于 狄7jC平指定信号而受到控制的第一电源电艮并向第《=^^#提#^控的 第二电源电压。
18、 ^U'漆求17的RF功率;^器，其中通it^一负载^ff向第一放大器 件的输出电^第^bt^的输出电极提供第一电源电压，通鄉二负载糾向笫^T^L糾的输出电极提供第二电源电压，并且电源提供电路工作，使得第一电源电压的电平响应于RF功率^k:器的输 出功率水平的减小而减小。
19、 ^U'溪求17的RF功率iU^器，其中通it^一负栽!W向第一;^器 件的输出电W^第^^L辦的输出电极提供第一电源电压，通鄉二负载糾向第^b^辦的输出电极提供第二电源电压，并且 电源4^供电5^工作，使得第二电源电压的电平响应于RF功率;^器的输 出功率的上升而上升.
20、 ^U'JJMU7的RF功率;^器，其中电源提供电路&^由开关稳压器 纟試的DC-DC转换器.
21、 ；M'J^求18的RF功率;^L器，还包^: 功率检测器，用iM^测与来自输出端的输出功率有关的7K平； ^Ji^器，用于^L提供了;^Mc平指定信号和功率检测器的功率检测信号时，产生自动功雜制信号；驱动输入偏置电路，用于响应于由"^1^器产生的自动功^制信号， 4Mi制RF驱动;SUUL级的驱动输入偏置电压的电平；以及;K^^^偏置电路，用于响应于由^J^器产生的自动功^t制信号， ^制作为^l功率it^象降的第一到第X^L教降的^^入偏置电压的电 平。
22、 W'溪求16的RF功率iUc器，其中开关器件是形^^^W芯片上 的MEMS开关.
23、 W'溪求16的RF功率狄器，其中笫一到第^Uc糾中的^-"个 都是场雌晶体管。
24、 ^U'J^求23的RF功率;^L器，其中场^晶体管是LDMOS。
25、 W'决求16的RF功率iUL器，其中笫一到第^S^U辦中的^-"个 都是錄晶体管，5
26、 ^'虔求25的RF功率;^t器，其中*晶体管是异质结型。
27、 ；M'漆求16的RF功率;^L器，其中将第一M教ff的第一有效m 尺寸和笫^i^L^ft的第^效ll^尺寸i^7l^上^^^^ft的第二 有效^f^尺寸的一半。
28、 ^'漆求21的RF功率;^L器，其中在其上形成有笫一到笫X^L器 件的J^f^芯片、功率检测器、iOiUc器以及DC-DC转换器都包含在RF功
29、 ^t高频功率;aUc器，^fe: 并^BM的多个功率iU^器；以及偏置控制电路，依^制输入信号的方法来确定工作模式，^i据所确定的工作模式个别^制功率^器的偏置，其中工作模式包括用于^t^');i^L的线'l!i^c模式以;W于^ft非线性iU^的非幾l^bt模式，当工作模iU^'I^Uc;^式时，偏置控制电i^f吏得功率^器的偏X^相等，当工作模iU:非幾l^t^模式时，使得功率狄器的偏置舰不同。
30、 W'决求29的高频功率狄器，其中当输入信号要絲'lii^时，偏 置控制电路i^L功率^bUI的偏置，使得功率;^器可工作于A类和B类之间 的—工作类，当输入信号要求非线'I^L时，偏置控制电路i^^少一个功率^Ue器的 偏置，使得所赶少一个功率狄器可工作于A类和B ^、司的^工作类， :!Hit^^^的功率^bt器的偏置，仗^得所i^^^的功率^器可工作于B类和 C W曰W—工作类，
31、 挺'溪求29的高频功率;aUc器，其中用于输入信号的线路it^于差动 输入。
32、 ^U，虔求29的高频功率;fc^器，其中将用于控制^开关的启用^Hf 用以切断通往天线的线路的信息叠加到功率iU^器的输出信号上，
33、 ；M'J^求29的高频功率^b^器，还^t: 信号射己部，用于#^入信号提^^功率狄器；以及 信号合成部，用于合^t功率^器^C的高频信号，
34、 拟'J^求33的高频功率;aUc器，其中信号^S己部^^第一树，该第 一电路使由于信号射&部的^ga;斤产生的信号之间的相位差为90度，信号合成部包括第二电路，该第二电^f吏得由功率M器;^的信号之间 的相位差为0度。
35、 ；bU，澳求34的高频功率iUL器，其中第一^第二电i2^"个都由分布
36、 ^'溪求34的高频功率;^器，其中第"^第二电^"~个都由集总 械糾城。
37、 ^，决求29的高频功率;^:器，其中高频功率;^器;l^^bUI， 该多M^L器^t多个狄器级，^""转由并^BitX的"^且功率狄器城, 并且所述多个狄器级串喊接。
38、 W'澳求29的高频功率iUc器，还^t: 前^bt器，絲连接到功率;aU^器的输入的输出端，并且 其中前^b^器由一个独立功率^器和串联连接的-"M独立功率;^器中的一^NE^，并^B殳置的功率iUc器与前^bt器-^^构成多^t大器，并怍为多g 大器的錄而沐
39、 ^，溪求37的高频功率;^L器，其中偏置控制电路只将多M^:器的 ^M^制于偏置下，
40、 W，溪求37的高频功率iUc器，其中偏置控制电i^多M^器的第 一歸j狄的所有^UN^制于偏置下。
41、 ^Ui溪求29的高频功率;^L器，其中功率iU^器和偏置控制电路形成 在单片电^feJi。
42、 "^t支持多模式的高频功率狄器，^^并^^接的多个功率狄器， 其中依据调制输入信号的方法，将功率;^UI^别控制于偏置下， 基于与调制方法有关的信息，将功率iUc器切换到将^^使用的线'1^大模錄非幾l^bt模式，并且4W^制操怍，以使得功^Nt益、功率附加效率^N位差的特性曲m续， 而无需^^t输入功率量^^'ti^bt模式与非线'^bt模i^间进m9换，
43、 W，溪求42的支持多模式的高频功率iUL器，其中当调制方法要絲 ，脉大模式时，使得功率iU^器的偏^^目等，并且当调制方法^"求非线'^b^^式时，《吏得功率i^:器的偏置不同，
44、 一跌器，包拾接赇电路； A^开关；及 戏，其中iC^电路^高频功率;^器， 该高频功率^bt器包拾 并^BU的多个功率iUc器；以及偏置控制电路，用于依据调制输入信号的方法，个别控制功率放大器的偏置。
45、 W'决求44的^器，其中将用于控制^开关的启用和停用以切断 通往^的^5^的信息叠加到高频功率i^器的输出信号上。
全文摘要
一种RF功率放大器，包括作为并联连接在输入端(RF_In)与输出端(RF_Out)之间的末级功率放大器件的第一和第二放大器(Q1)和(Q2)。在一个半导体芯片上形成放大器(Q1)和(Q2)。将放大器(Q1)的第一偏置电压(Vg1)设定为高于放大器(Q2)的第二偏置电压(Vg2)，以使得放大器(Q1)可工作于B类和AB类之间，(Q2)可工作于C类。放大器(Q1)的第一有效器件尺寸(Wgq1)有意地设定为小于超过半导体芯片的制造误差范围的、放大器(Q2)的第二有效器件尺寸(Wgq2)。能够实现一种RF功率放大器，不管输出功率是高还是低，都呈现出高功率附加效率特性。
文档编号H03F3/24GK101098127SQ20071013881
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月19日 优先权日2006年6月19日
发明者大西正己, 松本秀俊, 清水敏彦, 田中聪, 藤岡彻 申请人:株式会社瑞萨科技