专利名称：杜赫功率放大器的制作方法
技术领域：
本发明关于一种功率放大器，尤指一种能够将其小型化而整合在一芯片上的杜赫功率放大器。
背景技术：
当努力延长行动手机的电池寿命以及当用于行动通信的中继器及基地台变得更为小型化及多功能之后，目前已经完成许多研究以改进占去大部份功率消耗的
RF功率放大器的效率。特别是对于用以增进功率放大器效率的典型案例之一的杜赫功率放大器的研究更为积极地进行。
如本技艺中所熟知，杜赫功率放大器首先是由W. H. Doherty先生于1936年设计出来，其使用四分之一波变压器，即入/4线，以并联一载波放大器及一波峰放大器。杜赫放大器由一种对称功率耦合方法所驱动，其根据一功率电平改变由峰值放大器供应到该负载的电流量来控制该载波放大器的负载线阻抗，藉此改善放大效率。
当设计用于行动通信的杜赫放大器时，其尺寸的限制变得更为重要，且趋势上为杜赫放大器变得更为小型化。但是，习用实施这种杜赫放大器的方法由于其芯片及封装的尺寸而造成较高生产成本而成为其缺点。更值得注意的是，用于控制载波放大器的负载线阻抗的四分之一波变压器及用于驱动输入功率的复合式3 dB90°分波器为用于行动通信的杜赫放大器生产成本增加的主要原因。
图1为一种习用的杜赫功率放大器，其中设置有一电感器(L)及两个电容器(C)的入/4 :i-网络50做为一四分之一波变压器。
如此处所示，输入匹配电路20及25分别连接到一载波放大器30及一峰值放大器35的输入端，而输出匹配电路40及45分别连接到其输出端。
在此种组态下，省略用于区分一输入功率的3 dB 90° 复合式分波器来减小杜赫功率放大器的尺寸。此处载波放大器30的输入端保持连接于峰值放大器35的输入端，第一延迟电路55加入在功率分波器10与峰值放大器35的输入端之间，
7藉以匹配峰值放大器35与载波放大器30之间的延迟，而做为四分之一波变压器的
入/M n-网络则做为第一延迟电路55。
再者， 一偏移线60连接到输出匹配电路45的输出端，以设定峰值放大器35的输出阻抗为无限大，藉以防止自载波放大器30泄漏功率到峰值放大器35,而不会以一低功率电平传递到该负载。如果偏移线60的相位为zep，第一延迟电路55于峰值放大器35的输入端即设定为A /4-Ze p n-网络。
但是，如上述的习用杜赫放大器由于其尺寸及电感器损失而很难整合在单一芯片上。因此在大多数的案例中，杜赫放大器由印刷电路板(PCB， "PrintedCircuitBoard")封装来实施。但是此方案仍有缺点，因为其封装大小与其中使用的被动组件的数目皆相当大，因此增加了其生产成本。
再者，已经有提出其它的方法在当使用一 3 dB 90°复合式分波器来区分一输入功率防止这些问题。例如， 一些方法经由使用一开关来修正杜赫放大器的结构成为一分流式结构，而其它方法则利用一主动相位分配器。但是，这些努力亦无法提供令人满意的解决方案来克服上述的问题。同时，对于用于基地台中的杜赫放大器的理想运作，即需要输入功率不是同等地区分给该载波与峰值放大器，其在较高的功率电平下为3dB的功率电平，而是区分成使得施加给该峰值放大器的功率略高于在较高功率电平之下的载波放大器。但是，上述的习用技术无法满足这些需求
发明内容
[技术课题]
因此本发明的目的为提供一种改良的杜赫功率放大器，其经由利用一种改良的输出及输入匹配方法而能够达到进一步的小型化与整合，并维持杜赫功率放大器的效率及线性度的优点。
本发明另 一 目的为提供一种改良的杜赫功率放大器，其经由套用 一种改良的输入功率区分方法而在运作上更为类似于杜赫功率放大器的理想运作。
根据本发明一方面，提供一种功率放大器，其包括至少一载波放大器；至少一峰值放大器，其配置成与该载波放大器并联，其方式使得该载波放大器及该峰值放大器共同运作成一杜赫放大器；数个输入匹配电路，其中至少一电路分别连接到该载波放大器及该峰值放大器的输入端；至少一阻抗控制电路，其每一电路连接到每个载波放大器的输出端，用以控制每一个载波放大器的负载线阻抗；至少一输出
8匹配电路，其可直接或间接地连接到该阻抗控制电路及该峰值放大器的输出端；及至少一第一延迟电路，其每一电路连接到连接于该峰值放大器的输入端的输入匹配电路之一 的 一输入端，用以匹配该载波放大器与该峰值放大器之间的延迟。
根据本发明另一方面，其提供一种功率放大器，其中包括至少一载波放大器；
至少一峰值放大器，其配置成与该载波放大器并联，其方式使得该载波放大器及该
峰值放大器共同运作成一杜赫放大器；数个输出匹配电路，其中至少一电路分别连接到该载波放大器及该峰值放大器的输出端；至少一阻抗控制电路，其每一电路连接到连接于该栽波放大器的输出端的每个输出匹配电路的输出端，用以控制每一个栽波放大器的负载线阻抗；数个输入匹配电路，其中至少一电路分别连接到该载波放大器与该峰值放大器的输入端；至少一功率区分电路，其连接到连接于该峰值放大器的输入端的每一个输入匹配电路的输入端，用于当一输入功率变得较高时，供应比给该载波放大器为较高的功率到该峰值放大器；及至少一第二延迟电路，其连接到连接于该载波放大器的输入端的每一输入匹配电路，用于匹配该栽波放大器与该峰值放大器之间的延迟。
根据本发明又另一方面，提供一种功率放大器，其包括至少一栽波放大器；至少一峰值放大器，其配置成与该载波放大器并联，其方式使得该载波放大器及该峰值放大器共同运作成一杜赫放大器；数个输入匹配电路，其中至少一电路分别连接到该栽波放大器及该峰值放大器的输入端；至少一阻抗控制电路，其每一电路连接到每个载波放大器的输出端，用以控制每一个载波放大器的负载线阻抗；至少一输出匹配电路，其可直接或间接地连接到该阻抗控制电路及该峰值放大器的输出端；至少一功率区分电路，其连接到连接于该峰值放大器的输入端的每一个输入匹配电路的输入端，用于当一输入功率电平变得较高时，供应比给该载波放大器为较高的功率到该峰值放大器；及至少一第二延迟电路，其连接到连接于该载波放大器的输入端的每一个输入匹配电路的一输入端，用于匹配该栽波放大器与该峰值放大器之间的延迟。
如上所述，本发明的优点在于其可提供一种能够达到进一步小型化及整合的改良式杜赫功率放大器，而经由利用 一种改良的输出及输入匹配方法维持杜赫功率放大器的效率及线性度的优点，且经由施加一种改良的输入功率区分方法而使得其运作更类似于一杜赫功率放大器的理想性运作。
图1为一种习用杜赫功率放大器的电路图，其中使用一 JT-网络做为一四分之
一波变压器；
图2为根据本发明一第一具体实施例中利用一输出匹配方法的杜赫放大器的 电路图3为根据本发明一第二具体实施例中利用一输入匹配方法的杜赫放大器的 电路图4为根据本发明一第三具体实施例中利用一种改良的输入及输出匹配方法 的杜赫放大器的电路图5为根据本发明的杜赫放大器的功率区分示意图6为根据本发明的杜赫放大器中以输出功率为函数的效率图形，并与一类 别为AB的放大器进行比较；及
图7为解释用于在根据本发明的杜赫放大器中实施一种改良的功率区分方法 的 一 输入匹配电路的运作的 一 简化的电路图。
主要组件符号说明
IO功率分波器
20输入匹配电踏*
25输入匹配电路
30载波放大器
35峰值放大器
40输出匹配电3各
45输出匹配电路
50入/4丌-网全各
55第一延迟电路
60偏移线
110 载波放大器
115 峰值放大器
120 次级谐波短路
125 次级i皆波短3各
130 阻抗控制电路131 微带线
140 第二延迟电路
145 功率区分电路
150 输出匹配电路
160 偏移线
170 输入匹配电路
175 l命入匹配电路
具体实施例方式
以下将参照附图详细地说明本发明的较佳具体实施例。在说明本发明时，既 有的组件或熟知的功能的解释在当它们可能转移本发明的焦点时都将省略。
图2为根据本发明一第一具体实施例中利用一输出匹配方法的杜赫放大器的 电路图。在此处相同的组件符号皆代表与图1中相同的组件。
如果用于控制一杜赫放大器中一载波放大器的负载线阻抗的一四分之一波变 压器设置有由至少一电感器(L)及至少一电容器(C)组成的一 入/4jt-网络，如图1 所示，其缺点在于芯片的大小以及在被动组件中的功率损失。在此例中， 一个重要 的因素为其电感。在如图l所示的习用杜赫放大器中，配置在该载波放大器的输出 端处的四分之一波变压器的特性阻抗等于100欧姆。再者，其对应的电感由公式 L=Z0/"Q所得到。由其可看出，该四分之一波变压器可经由当该特性阻抗变得较 低时使用 一较小电感的电感器来实施。
因此，根据本具体实施例，该四分之一波变压器的特性阻抗被设定为所要的 值Ropt。为此目的，等于图1所示的习用案例的50欧姆的一负栽电阻即匹配于 Ropt/2。藉此，该载波放大器的四分之一波变压器的特性阻抗即由先前的100欧姆 降低到Ropt。虽然Ropt根据一输出功率的电平而变化，其通常小于10欧姆，并 当该输出功率电平增加时即成为较小。因此，根据本发明具体实施例的输出匹配方 法，该载波放大器的四分之一波变压器所需要的电感相较于习用的匹配方法可降低 至少十倍。再者，根据本发明具体实施例，不像是习用的匹配方法，其中两个输出 匹配单元分别配置给该载波及峰值放大器，其仅需要一单一输出匹配电路。此外， 根据本发明具体实施例，构成一 匹配电路的 一被动组件的 一 电感器可以设置一接合 电感器(类似于一接合线电感器)。因此，其有可能降低该载波与峰值放大器的输出 匹配电路所使用的被动组件的数目到一半以下，其代表该杜赫放大器的芯片大小及由被动组件造成的损失可以降低。
如图2所示，使用根据本发明的输出匹配方法的杜赫放大器可以显著地降低 用于在杜赫放大器中阻抗匹配的被动组件的数目，如上所述，藉此允许所有的被动
组件皆整合在一 丽IC(单石微波集成电路，"Monolithic Microwave Integrated Circuit")芯片中。
请参照图2,使用本发明的输出匹配方法的杜赫放大器包括输入匹配电路20 与25; —第一延迟电路55; —载波放大器110; —峰值放大器115;次级谐波短路 120及125; —阻抗控制电路130; —输出匹配电路150;及一偏移线160。更特定 而言，该载波及峰值放大器IIO及115并联配置，而输入匹配电路20及25分别连 接到载波放大器110与峰值放大器115的输入端。包括一 A /4 n-网络做为一四分 之一波变压器的阻抗控制电路130连接到载波放大器110的输出端，用于调整其负 载线阻抗。阻抗控制电路130接续输出匹配电路150，而峰值放大器115的输出端 通过偏移线160连接到输出匹配电路150。第一延迟电路55连接到输入匹配电路 25的输入端，其配置在峰值放大器115的输入端处，以匹配载波放大器110与峰 值放大器115之间的延迟，其中为了上述目的提供一 人/4n-网络。偏移线160用 于转换峰值放大器115的输出阻抗成为接近断路，藉以防止在低功率范围下载波放 大器110的输出功率的功率泄漏到峰值放大器115中。在此例中，如果偏移线160
为ze p，连接到峰值放大器115的输入端的第一延迟电路55设置有一 人/4-ze p
网络，类似于图1中所示的先前技艺。再者，次级谐波短路120及125用于增 进该放大器的线性度。
如图2所示，阻抗控制电路130使用一微带线131来设置，而取代一电感器 (L)。如此因为电感值相较于利用习用的匹配方法的案例可减少十倍以上。
如上所述，根据本发明第一具体实施例，输出匹配电路150匹配于Ropt/2， 而阻抗控制电路130的特性阻抗的数值为Ropt，其中Ropt代表阻抗控制电路130 的一最佳来源阻抗。
虽然图2描述该杜赫放大器仅设置一对载波放大器110与峰值放大器115，且 其为并联配置，其亦可能经由套用与本发明相同的原理，经由并联配置两对以上的 载波与峰值放大器来实施一杜赫放大器(例如在基地台中所使用者)。例如，N个相 同的载波放大器与N个相同的峰值放大器可并联配置，且N个阻抗控制电路分别连 接到N个载波放大器的输出端，其中N为一正整数。在此组态中，N个阻抗控制电 路中每一个电路的特性阻抗在当该输出匹配电路匹配于Ropt/2N时即具有数值
12Ropt，其中Ropt代表这些阻抗控制电路的每一个电路的最佳来源阻抗。
以下将说明根据本发明的一输入匹配方法。根据本发明的输入匹配方法，其 有可能降低在该峰值放大器的输入端处的一第一延迟电路的四分之一波变压器的 特性阻抗以匹配该载波与峰值放大器之间的延迟。在过去该杜赫放大器的输入阻抗
基于增加该放大器的增益所需要的在一 RF输入端处的一辅助放大器(即一驱动放 大器)的增益而匹配成50欧姆，然后该辅助放大器与一主放大器(其利用一载波与
IOO欧姆来建立。但是，上述的习用方法的缺点在于配置在该峰值放大器的输入端 处的该四分之一波变压器U/4线)的特性阻抗即成为100欧姆，如上所述。在这 方面，根据本发明的输入匹配方法，在上述的原理的下，该辅助放大器的Ropt即 匹配于为所需要的特性阻抗Rin的一半数值。因此，在该辅助与该主放大器之间的 匹配经由匹配该载波与峰值放大器的输入阻抗到Rin来建立。藉此，配置在该峰值 放大器的输入端处的四分之一波变压器的特性阻抗即可由100欧姆降低到所需要 的Rin数值，藉以降低在该四分之一波变压器中一电感器的电感值。因此，对于该 杜赫放大器的输入匹配电路可以达到进一 步的小型化及整合。
图3提供本发明一第二具体实施例中利用该输入匹配方法的杜赫放大器的电 路图。在此处相同的组件符号皆代表与图2中相同的组件。
请参照图3 ，本发明具体实施例的杜赫放大器包括数个输出匹配电路4 0与4 5; 一入/4 网络50; —载波放大器110与一峰值放大器115; —第二延迟电路H0; 一功率区分电路145; —偏移线160;及数个输入匹配电路170与175。更特定而 言，载波与峰值放大器110与115并联配置，而输出匹配电路40与45分别连接到 载波与峰值放大器110与115的输出端。入/4 31-网络50做为一阻抗控制电路， 其连接到配置在栽波放大器110的输出端处的输出匹配电路40的输出端，用于调 整其负载线阻抗。输入匹配电路170与175分别连接到载波与峰值放大器110与 115的输入端。功率区分电路145连接到输入匹配电路175的输入端，然后连接到 峰值放大器115的输入端。在功率区分电路145中的入/2 网络在当一输入功 率电平为高时，供应比载波放大器110要高的功率到峰值放大器115。包括一 入/4 Ji-网络第二延迟电路140连接到放置在载波放大器110的输入端处的输入匹配电 路170的一输入端，藉以匹配载波放大器110与峰值放大器115之间的延迟。同时， 配置在输出匹配电路45的输出端处的为一偏移线160,其用于将峰值放大器115 的输出阻抗转换成接近断路，藉此防止在低功率范围中载波放大器110的输出功率
13的功率泄漏到峰值放大器中。在此例中，如果偏移线160为ze p，连接到峰值放
大器115的输入端的功率驱动电路145设置有一 入/2-Zep :n-网络。
如上所述，根据本发明第二具体实施例，配置在该RF输入端的辅助放大器的 输入阻抗即匹配到Rin/2,载波及峰值放大器110与115的输入阻抗即匹配到Rin, 其中Rin代表设置有载波与峰值放大器110与115的杜赫主放大器的最佳输入阻 抗。依此方式，其有可能建立该主放大器及该辅助放大器之间的阻抗匹配。
虽然图3描述该杜赫放大器仅设置一对载波放大器110与峰值放大器115,且 其为并联配置，其亦可能经由套用与本发明相同的原理，经由并联配置两对以上的 栽波与峰值放大器来实施一杜赫放大器(例如，在基地台中所使用者)。例如，N个 相同的载波放大器与N个相同的峰值放大器可并联配置，且2N个输入匹配电路分 别连接到该载波及峰值放大器的输入端，其中N为一正整数。在此组态中，配置在 该RF输入端处的辅助放大器的输入阻抗即匹配到Rin/2N,而该载波与峰值放大器 的输入阻抗即匹配到Rin,其中Rin代表设置有栽波与峰值放大器的杜赫主放大器 的最佳输入阻抗。因此，即可建立在该主放大器与辅助放大器之间的阻抗匹配。
图4为根据本发明一第三具体实施例的杜赫放大器的电路图，其同时套用了 本发明的输入及输出匹配方法。在此处相同的组件符号皆代表与图2及图3中相同 的组件。
请参照图4，根据本发明的第三具体实施例的杜赫放大器包括一载波放大器 110; —峰值放大器115; —阻抗控制电路130; —第二延迟电路140、 一功率区分 电路145; —输出匹配电路150;即数个输入匹配电路170及175。载波放大器110 及峰值放大器115并联配置，而输入匹配电路170及175分别连接到载波放大器 IIO及峰值放大器115的输入端。阻抗控制电路130连接到载波放大器110的输出 端，用于调整其负载线阻抗。阻抗控制电路130接续输出匹配电路150，峰值放大 器115的输出端经由偏移线60连接到输出匹配电路150。功率区分电路145连接 到输入匹配电路175的输入端，用于当一输入功率电平变得较高时供应比载波放大 器110更高的功率给峰值放大器115。第二延迟电路140连接到输入匹配电路170 的输入端，以匹配栽波放大器110与峰值放大器115之间的延迟。如上述配置的本 发明第三具体实施例同时利用第 一具体实施例的输出匹配方法与第二具体实施例 的输入匹配方法。因为该输出匹配方法与输入匹配方法在第一及第二具体实施例中 详细说明，其细节为了简化起见将被省略。
在一习用的杜赫功率放大器中，该载波放大器被偏压成一类别AB,且该峰值
14放大器被偏压成一类别B或更低。此为了经由在一低功率范围内仅激活该栽波放大 器而提升该功率放大器的效率。但是，在这种功率区分方法中，不像是该栽波放大 器，该峰值放大器不能够达到在一最大功率电平下一最大的电流电平。因此，在该 习用的杜赫放大器中，因为该载波放大器在该最大功率电平下达到一饱和状态，整 体放大器即达到一饱和状态。在这种状况下，该峰值放大器不能够产生一最大功率， 因此整个装置即不能够产生其最大功率。此缺点可经由使用根据本发明的功率区分
方案来克服，其参照图5到图7来说明。图5为根据本发明的杜赫放大器的功率区
分示意图。为了达到高增益及效率与线性度改善，该功率区分设计成使得在一低功 率电平下，供应一较高的功率到该载波放大器，其扮演了整体功率放大器中主要的 角色，而在一高功率电平下，提供一较高的功率到该峰值放大器，并在相当晚的时
候才开启，藉以同时允许该载波与峰值放大器产生一大致相同的功率。图6所示为 根据本发明的杜赫放大器以输出功率为函数的效率，其相较于一类别AB的放大器。 另外，图7为解释用于在根据本发明的杜赫放大器中实施该功率区分方法的一输入 匹配电路的运作的一简化电路图。如上所述，为了根据本发明的杜赫放大器中输入 匹配的小型化及整合，四分之一波变压器即分别加入到该峰值放大器与该载波放大 器的输入端处。根据本发明的功率区分方法，做为一 入/2变压器的两个人/4变压 器即配置在一峰值放大器的输入端处。换言之，根据本发明，另一个四分之一波变 压器被加入到习用的杜赫放大器中，其具有配置在该峰值放大器的输入端处的一单 一四分之一波变压器，如图1所示。
在一杜赫放大器中，该载波放大器的输入阻抗Zin_p无法根据输入功率电平 而有很大的变化。另一方面，该峰值放大器的输入阻抗Zin-p在当该输入功率电平 由于自我偏压效应而变为较高时即变得较小。该自我偏压效应在当 一电流电平于一 功率电平增加超过某个电平而足以开启该峰值放大器而增加时，即发生自我偏压成 一类别C的峰值放大器中。根据本发明的输入功率区分方法可视为基于上述的现 象。在一习用的杜赫放大器中，因为一四分之一波变压器配置在该峰值放大器的输 入端处，在进行该功率区分的节点处该峰值放大器的输入阻抗即随着该功率电平增 加而变得较高。因此，当该功率电平增加时，对该峰值放大器的输入功率即变成低 于对该载波放大器的输入功率。此相反于前述的理想性杜赫放大器的功率区分。因 此，经由加入另一个四分之一波变压器到该峰值放大器的输入端，该峰值放大器的 输入阻抗的行为即以相反的方式改变。此外，为了匹配该栽波与峰值放大器之间的 延迟，另加入一额外的四分之一波变压器到该载波放大器的输入端。根据本发明所制造的针对一 5 GHz WLAN应用而完全整合成一单一芯片的杜赫 放大器的整个固IC芯片的相片可见于2006年5月发行的IEEE Radio Frequency Integrated Circuits (RFIC) Symp. , San Francisco, CA (USA), 177—180页的i仑 文，其名为r 5 GHz无线局域网络的完全整合杜赫功率放大器J "Fully Integrated Doherty Power Amplifiers for 5 GHz Wireless-LANs",如其中179页的图4所 示。
虽然本发明已配合本发明的特定具体实施例来做说明，本技艺专业人士将可 了解到其可进行多种修正与变化，而皆不悖离于下附权利要求书所定义的本发明的 精神与范畴。
权利要求
1. 一种功率放大器，包含至少一载波放大器；至少一峰值放大器，其与该载波放大器并联配置，其方式为该载波放大器与该峰值放大器共同运作成为一杜赫放大器“Doherty amplifier”；数个输入匹配电路，其中至少一电路分别连接到该载波放大器与该峰值放大器的输入端；至少一阻抗控制电路，其中每一电路连接到每一载波放大器的一输出端，用于控制该每一载波放大器的一负载线阻抗；至少一输出匹配电路，其直接或间接地连接到该阻抗控制电路与该峰值放大器的输出端；及至少一第一延迟电路，其每一电路连接到连接该峰值放大器的该输入端的这些输入匹配电路中一电路的一输入端，用于匹配该载波放大器与该峰值放大器之间的延迟。
2. 如权利要求1所述的功率放大器，其中该阻抗控制电路与该第一延迟电路的每一电路为一 人/4变压器。
3. 如权利要求2所述的功率放大器，其中该阻抗控制电路的入/4变压器为一Ji-网络，其包括至少一电感器与至少一电容器，该电感器为一微带线"microstrip
4.如权利要求1所述的功率放大器，另包含至少一Z9 p的偏离线，其每一线连接在每一峰值放大器与该输出匹配电路之间，用于转换该每一峰值放大器的一输出阻抗成为接近断路，其中该阻抗控制电路为一 入/4变压器，而该第一延迟电路为一 入/4-Z9p
5.如权利要求1所述的功率放大器，其中该输出匹配电路匹配到Ropt/2,而的延迟。该阻抗控制电路的一特性阻抗等于Ropt，该Ropt为该阻抗控制电路的一最佳来源阻抗。
6. 如权利要求1所述的功率放大器，其中N个相同的峰值放大器与N个相同的栽波放大器并联配置，其方式为每一对的载波放大器与峰值放大器共同运作成为一杜赫放大器，而N个阻抗控制电路分别连接到该N个载波放大器的这些输出端的每一者，该N为一正整数；及其中该输出匹配电路匹配到Ropt/2N，且该N个阻抗控制电路中每一者的一特性阻抗等于Ropt，该Ropt为这些阻抗控制电路中每一电路的一最佳来源阻抗。
7. 如权利要求1所述的功率放大器，其中该输出匹配电路利用用于连接一模块到其中嵌入这些功率放大器的一醒IC芯片的一接合电感器，以作为一被动组件。
8. —种功率放大器，包含至少一载波放大器；至少一峰值放大器，其与该载波放大器并联配置，其方式为该载波放大器与该峰值放大器共同运作成为一杜赫放大器；数个输出匹配电路，其中至少一电路分别连接到该载波放大器与该峰值放大器的该输出端；至少一阻抗控制电路，其中每一电路连接到连接该载波放大器的该输出端的这些输出匹配电路的每一电路的一输出端，用于控制该每一载波放大器的一负栽线阻抗；数个输入匹配电路，其中至少一电路分别连接到该载波放大器与该峰值放大器的这些输入端；至少一功率区分电路，其连接到连接该峰值放大器的该输入端的这些输入匹配电路的每一电路的一输入端，用于在当一输入功率电平变为较高时，供应比给该载波放大器更高的功率给该峰值放大器；及至少一第二延迟电路，其连接到连接该载波放大器的该输入端的这些输入匹配电路中每一电路的一输入端，用于匹配该载波放大器与该峰值放大器之间的延迟。
9. 如权利要求8所述的功率放大器，其中该阻抗控制电路与该第二延迟电路 中每一电路为一 A /4变压器，而该功率驱动电路为一 A /2变压器。
10. 如权利要求9所述的功率放大器，其中该入/2变压器与该入/4变压器的 每一变压器为一 n-网络，其包括至少一电感器与至少一电容器，该电感器为一微 带线。
11. 如权利要求8所述的功率放大器，另包含至少一ze p的偏离线，其每一线连接到连接于该峰值放大器的输出端的这些 输出匹配电路的每一电路的输出端，用于转换该每一峰值放大器的一输出阻抗成为 接近断路，其中该阻抗控制电路与该第二延迟电路的每一电路为一 A/4变压器，且该功率区分电路为一 入/2-ze p变压器。
12. 如权利要求8所述的功率放大器，其中一 RF输入端的辅助放大器匹配到 Rin/2,而该载波放大器与该峰值放大器的输入阻抗则匹配到Rin，以建立主放大 器与该辅助放大器之间的一阻抗匹配；及其中该主放大器使用该载波放大器与该峰值放大器设置，以做为一杜赫放大 器，且该Rin为该主放大器的一最佳输入阻抗。
13. 如权利要求8所述的功率放大器，其中N个相同的峰值放大器与N个相同 的载波放大器并联配置，其方式为每一对的载波放大器与峰值放大器共同运作成为 一杜赫放大器，而2N个输入匹配电路的每一电路分别连接到这些栽波放大器与这 些峰值放大器的每一输入端，该N为一正整数；及其中一 RF输入端的一辅助放大器匹配到Rin/2N,而该载波放大器与该峰值放 大器的输入阻抗则匹配到Rin，以建立一主放大器与该辅助放大器之间的阻抗匹 配，该主放大器使用该载波放大器与该峰值放大器设置，以做为一杜赫放大器，且 该Rin为该主放大器的一最佳输入阻抗。
14. 一种功率放大器，包含 至少一载波放大器；至少一峰值放大器，其与该载波放大器并联配置，其方式为该栽波放大器与该峰值放大器共同运作成为一杜赫放大器；数个输入匹配电路，其中至少 一 电路分别连接到该栽波放大器与该峰值放大 器的一输入端；至少一阻抗控制电路，其中每一电路连接到每一载波放大器的一输出端，用 于控制该每一栽波放大器的一负栽线阻抗；至少一输出匹配电路，其直接或间接地连接到该阻抗控制电路与该峰值放大 器的输出端；至少一功率区分电路，其连接到连接于该峰值放大器的输入端的这些输入匹 配电路的每一电路的一输入端，用于当一输入功率电平变为较高时，即供应给比该 载波放大器要高的功率到该峰值放大器；及至少一第二延迟电路，其连接到连接于该载波放大器的输入端的这些输入匹 配电路中每一电路的一输入端，用于匹配该载波放大器与该峰值放大器之间的延 迟。
15. 如权利要求14所述的功率放大器，其中该阻抗控制电路与该第二延迟电 路中每一电路为一 人/4变压器，而该功率驱动电路为一 人/2变压器。
16. 如权利要求14所述的功率放大器，另包含至少一ze p的偏离线，其每一线连接在每个峰值放大器与该输出匹配电路之 间，用于转换该每一个峰值放大器的一输出阻抗成为接近断路，其中该阻抗控制电路与该第二延迟电路的每一电路为一 入M变压器，且该功率区分电路为一 a /2-ze p变压器。
17. 如权利要求15或16所述的功率放大器，其中该A /4变压器、该人/2变 压器与该入/2-Ze p变压器的每一变压器为一 n-网络，其包括至少一电感器与 至少一电容器，该电感器为一微带线。
18. 如权利要求14所述的功率放大器，其中该输出匹配电路匹配到Ropt/2, 而该阻抗控制电路的一特性阻抗等于Ropt,该Ropt为该阻抗控制电路的一最佳来 源阻抗；及其中一 RF输入端的一辅助放大器匹配到Rin/2，而该载波放大器与该峰值放 大器的输入阻抗则匹配到Rin，以建立一主放大器与该辅助放大器之间的阻抗匹 配，该主放大器使用该载波放大器与该峰值放大器设置，以做为一杜赫放大器，且 该Rin为该主放大器的一最佳输入阻抗。
19. 如权利要求14所述的功率放大器，其中N个相同的峰值放大器与N个相 同的载波放大器并联配置，其方式为每一对的载波放大器与峰值放大器共同运作成 为一杜赫放大器；N个阻抗控制电路分别连接到该N个载波放大器的每一输出端； 及2N个输入匹配电路的每一电路分别连接到该载波放大器与该峰值放大器的这些 输入端的每一输入端，该N为一正整数；其中该输出匹配电路匹配到Ropt/2N，且这些阻抗控制电路中每一者的一特性 阻抗等于Ropt，该Ropt为这些阻抗控制电路中每一电路的一最佳来源阻抗；及其中一 RF输入端的一辅助放大器匹配到Rin/2N，而该载波放大器与该峰值放 大器的一输入阻抗则匹配到Rin，以建立一主放大器与该辅助放大器之间的阻抗匹 配，该主放大器使用该载波放大器与该峰值放大器设置，以做为一杜赫放大器，且 该Rin为该主放大器的一最佳输入阻抗。
20. 如权利要求14所述的功率放大器，其中该输出匹配电路利用用于连接一 模块到其中嵌入这些功率放大器的一固IC芯片的一接合电感器，做为一被动组件。
全文摘要
本发明关于一种功率放大器，尤指一种杜赫功率放大器。该功率放大器包括至少一载波放大器；至少一峰值放大器，其配置成与该载波放大器并联，其方式使得该载波放大器及该峰值放大器共同运作成一杜赫放大器；数个输入匹配电路，其中至少一电路分别连接到该载波放大器及该峰值放大器的输入端；至少一阻抗控制电路，其每一电路连接到每个载波放大器的输出端，用以控制每一个载波放大器的负载线阻抗；至少一输出匹配电路，其可直接或间接地连接到该阻抗控制电路及该峰值放大器的输出端；及至少一第一延迟电路，用以匹配该载波放大器与该峰值放大器之间的延迟。本发明提供一种能够达到进一步小型化及整合的改良式杜赫功率放大器，而经由利用一种改良的输出及输入匹配方法维持杜赫功率放大器的效率及线性度的优点，且经由施加一种改良的输入功率区分方法而使得其运作更类似一杜赫功率放大器的理想性运作。
文档编号H03F1/07GK101467346SQ200780021129
公开日2009年6月24日 申请日期2007年5月18日 优先权日2006年6月7日
发明者俞大奎 申请人:韩商·维潘股份有限公司