技术领域
以下描述涉及一种在移动装置中使用的双操作模式功率放大设备。
背景技术：
通常，根据无线通信技术的发展，已经使用第三代(3G)移动通信和诸如长期演进(LTE)等的第四代(4G)移动通信。根据4G移动通信网络的增加，数据使用已经增加，使得在诸如蜂窝电话的移动装置中消耗的电流的量已经增大。因此，已经逐渐地开展对减小所消耗的电流的方法的研究。
通常，诸如蜂窝电话的移动装置包括放大传输信号的功率的功率放大设备。
功率放大设备可通过包括多个单元放大器以及驱动单元放大器的高功率偏置电路和低功率偏置电路以在高功率操作模式或低功率操作模式下操作。
多个单元放大器通过一个段镇流电阻器(segment ballast resistor)从高功率偏置电路和低功率偏置电路中的每个接收偏置电流。
段镇流电阻器可对功率放大设备的相邻信道泄漏比(ACLR)性能具有影响并且可改善多个单元放大器之间的隔离度以减轻在多个单元放大器之间会产生的回路。
然而，由于现有的功率放大设备在高功率操作模式和低功率操作模式中的每个中通过一个段镇流电阻器操作，因此现有的功率放大设备不可以提供对高功率操作模式和低功率操作模式中的每个最优的状态。
也就是说，现有的功率放大设备包括共同连接到多个单元放大器的一个段镇流电阻器，导致多个单元放大器、高功率偏置电路和低功率偏置电路在高功率操作模式和低功率操作模式的每个中对彼此具有影响。因此，有必要改善隔离度。
作为示例，在现有的功率放大设备被设计为适合于高功率操作模式的情况下，当现有的功率放大设备在低功率操作模式下操作时，ACLR性能劣化。
因此，为了改善低功率操作模式下的ACLR性能，电流被进一步消耗。
技术实现要素：
提供本发明内容以按照简化的形式对所选择的构思进行介绍，并在以下具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面中，一种双操作模式功率放大设备包括：功率放大电路，被配置为包括放大输入信号的单元放大器；第一偏置电路，被配置为产生所述功率放大电路的第一偏置电流；第二偏置电路，被配置为产生所述功率放大电路的第二偏置电流，所述第二偏置电流为独立于所述第一偏置电流的信号；第一镇流电路，连接于所述第一偏置电路和所述功率放大电路之间，并且被配置为将所述第一偏置电流传输到所述功率放大电路；及第二镇流电路，连接于所述第二偏置电路和所述功率放大电路之间，并且被配置为将所述第二偏置电流传输到所述功率放大电路。
所述第一镇流电路可被配置为包括第一高功率镇流电阻器，所述第二镇流电路被配置为包括第一低功率镇流电阻器。
所述第一偏置电路可包括：彼此串联连接于第一操作电压端子和地之间的第一电流源、第一漏极电阻器、具有二极管接法的第一晶体管和第二晶体管以及第一接地电阻器；第三晶体管，按照电流镜像结构连接于所述第一晶体管；及第一电容器，连接于所述第三晶体管的栅极和地之间。
所述第二偏置电路包括：彼此串联连接于第二操作电压端子和地之间的第二电流源、第二漏极电阻器以及具有二极管接法的第四晶体管和第五晶体管；第六晶体管，按照电流镜像结构连接到所述第四晶体管；第二电容器，连接于所述第六晶体管的栅极和地之间。
所述第一镇流电路可具有第一电阻值，所述第一电阻值被设置为在所述双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间使所述第一偏置电路和所述第二偏置电路彼此隔离。
所述第二镇流电路可具有第二电阻值，所述第二电阻值被设置为在所述双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间使所述第一偏置电路和所述第二偏置电路彼此隔离。
所述第一镇流电路可具有第一电阻值，所述第一电阻值被配置为在所述双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间将所述功率放大电路的相邻信道泄漏比(ACLR)保持在特定水平。
所述第二镇流电路可具有第二电阻值，所述第二电阻值被配置为在所述双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间将所述功率放大电路的相邻信道泄漏比(ACLR)保持在特定水平。
所述第一镇流电路可在所述双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间调节所述第一偏置电路和所述功率放大电路之间的所述第一偏置电流的量，并且所述第二镇流电路可在所述双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间调节所述第二偏置电路和所述功率放大电路之间的所述第二偏置电流的量。
在另一总体方面中，一种双操作模式功率放大设备包括：功率放大电路，被配置为包括单元放大器，所述单元放大器分别被配置为放大输入信号，其中，所述单元放大器中的每个彼此并联连接；第一偏置电路，被配置为产生所述功率放大电路的第一偏置电流；第二偏置电路，被配置为产生所述功率放大电路的第二偏置电流，所述第二偏置电流为独立于所述第一偏置电流的信号；第一镇流电路，包括高功率镇流电阻器，所述高功率镇流电阻器分别连接于所述第一偏置电路和所述单元放大器之间，并且所述第一镇流电路被配置为通过所述高功率镇流电阻器中的每个将所述第一偏置电流传输到所述单元放大器中的每个；及第二镇流电路，包括低功率镇流电阻器，所述低功率镇流电阻器分别连接于所述第二偏置电路和所述单元放大器之间，并且所述第二镇流电路被配置为通过所述低功率镇流电阻器中的每个将所述第二偏置电流传输到所述单元放大器中的每个。
所述第一偏置电路可包括：彼此串联连接于第一操作电压端子和地之间的第一电流源、第一漏极电阻器、具有二极管接法的第一晶体管和第二晶体管以及第一接地电阻器；第三晶体管，按照电流镜像结构连接于所述第一晶体管；及第一电容器，连接于所述第三晶体管的栅极和地之间。
所述第二偏置电路可包括：串联连接于第二操作电压端子和地之间的第二电流源、第二漏极晶体管、具有二极管接法的第四晶体管和第五晶体管；第六晶体管，按照电流镜像结构连接于所述第四晶体管；第二电容器，连接于所述第六晶体管的栅极和地之间。
所述第一镇流电路和所述第二镇流电路可具有相应的电阻值，所述相应的电阻值被设置为在所述双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间使所述单元放大器彼此隔离。
所述第一镇流电路和所述第二镇流电路可具有相应的电阻值，所述相应的电阻值被设置为在所述双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间使所述第一偏置电路和所述第二偏置电路彼此隔离。
所述第一镇流电路可具有第一电阻值，所述第一电阻值被配置为在所述双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间将所述功率放大电路的相邻信道泄漏比(ACLR)保持在特定水平。
所述第二镇流电路可具有第二电阻值，所述第二电阻值被配置为在所述双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间将所述功率放大电路的相邻信道泄漏比(ACLR)保持在特定水平。
所述第一镇流电路可在所述双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间调节所述第一偏置电路和所述功率放大电路之间的第一偏置电流的量，并且所述第二镇流电路可在所述双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间调节所述第二偏置电路和所述功率放大电路之间的第二偏置电流的量。
在另一总体方面中，一种双操作模式功率放大设备包括：功率放大器，被配置为放大输入信号；第一偏置电路，被配置为产生所述功率放大器的第一偏置电流；第二偏置电路，被配置为产生所述功率放大器的第二偏置电流，所述第二偏置电流为独立于所述第一偏置电流的信号；第一镇流电路，连接于所述第一偏置电路和所述功率放大器之间，并且被配置为在第一模式下将所述第一偏置电流传输到所述功率放大器；及第二镇流电路，连接于所述第二偏置电路和所述功率放大器之间，并且被配置为在第二模式下将所述第二偏置电流传输到所述功率放大器。
所述第一镇流电路和所述第二镇流电路包括电阻器。
通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是示出双操作模式功率放大设备的示例的框图。
图2是示出双操作模式功率放大设备的另一示例的框图。
图3是示出第一偏置电路和第二偏置电路的示例的电路图。
图4是示出在双操作模式功率放大设备的低功率操作模式下的相邻信道泄漏比(ACLR)的曲线图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作顺序仅仅是示例，其并不局限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，在理解本申请的公开内容后可做出将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。
这里所描述的特征可按照不同的形式实施，并且将不被解释为被这里所描述的示例所限制。更确切的说，提供这里所描述的示例仅仅为示出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的实施这里所描述的方法、设备和/或系统的很多可行的方式中的一些方式。
在整个说明书，当诸如层、区域或晶圆(基板)的元件描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的其他元件。相比之下，当元件称为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可能不存在介于两者之间的其他元件或层。如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或更多个的任意组合和全部组合。
虽然可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，在不脱离示例的教导的情况下，以下示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分还可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了易于描述，可以使用诸如“在……上方”、“上”、“在……下方”以及“下”的空间相对术语，以描述附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这些空间相对术语意图包含除了附图中所描绘的方位以外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置翻转，则描述为相对于另一元件在“上方”或“上”的元件于是将相对于另一元件在“下方”或“下”。因而，术语“在……上方”根据装置的空间方位包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。装置还可以其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，并且对这里使用的空间相对术语做出相应解释。
这里使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，附图所示的形状会发生变型。因而，以下所描述的示例将不被解释为局限于附图中所示的区域的特定形状，而是包括在制造期间所发生的形状的改变。
图1是示出本公开中的双操作模式功率放大设备的示例的框图。
参照图1，本公开中的双操作模式功率放大设备包括功率放大电路100、第一偏置电路200、第二偏置电路300、第一镇流电路400和第二镇流电路500。
第一镇流电路400和第二镇流电路500为放置在第一偏置电路200和功率放大电路100之间或者第二偏置电路300和功率放大电路100之间的线中以限制流入功率放大电路100的电流的量的装置。第一镇流电路400和/或第二镇流电路500可以是固定电阻器、可变电阻器、电感器和电容器中的任意一种或者任意两种或更多种的任意组合。
功率放大电路100包括单元放大器100-1。单元放大器100-1放大通过输入端子IN输入的输入信号并且通过输出端子OUT输出放大的信号。
例如，单元放大器100-1包括诸如双极结晶体管(BJT)、异质结双极晶体管(HBT)和金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)的放大晶体管中的至少一种。
第一偏置电路200在高功率操作模式下产生将被提供到功率放大电路100的第一偏置电流Ibias-H。
第二偏置电路300在低功率操作模式下产生将被提供到功率放大电路100的第二偏置电流Ibias-L。这里，第二偏置电流Ibias-L(独立于第一偏置电流Ibias-H的信号)与第一偏置电流Ibias-H不同。
第一镇流电路400包括第一高功率镇流电阻器RH1。第一高功率镇流电阻器RH1连接于第一偏置电路200和功率放大电路100之间以向功率放大电路100传输第一偏置电流Ibias-H。
第二镇流电路500包括第一低功率镇流电阻器RL1。第一低功率镇流电阻器RL1连接于第二偏置电路300和功率放大电路100之间以向功率放大电路100传输第二偏置电流Ibias-L。
参照图1，第一镇流电路400的第一高功率镇流电阻器RH1被设置为具有第一电阻值，并且在双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间执行第一偏置电路200和第二偏置电路300之间的隔离功能。
另外，第一镇流电路400的第一高功率镇流电阻器RH1在双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间将功率放大电路100的相邻信道泄漏比(ACLR)保持在特定水平。
此外，第一镇流电路400的第一高功率镇流电阻器RH1在双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间调节第一偏置电路200和功率放大电路100之间的第一偏置电流Ibias-H的量。
第二镇流电路500的第一低功率镇流电阻器RL1被设置为具有与第一电阻值不同的第二电阻值，并且在双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间执行第一偏置电路200和第二偏置电路300之间的隔离功能。
另外，第二镇流电路500的第一低功率镇流电阻器RL1在双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间将功率放大电路100的ACLR保持在特定水平。
此外，第二镇流电路500的第一低功率镇流电阻器RL1在双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间调节第二偏置电路300和功率放大电路100之间的第二偏置电流Ibias-L的量。
在上述示例中，第一镇流电路400的第一电阻值是与对高功率操作模式最优的状态相对应的值，第二镇流电路500的第二电阻值是与对低功率操作模式最优的状态相对应的值，并且第一电阻值和第二电阻值彼此不同。
在本公开的相应的附图中，将省略由相同的标号表示并且具有相同的功能的组件的不必要的重复描述，并且将在相应的附图中描述彼此不同的内容。
图2是示出本公开中的双操作模式功率放大设备的另一示例的框图。
参照图2，本公开中的双操作模式功率放大设备包括功率放大电路100、第一偏置电路200、第二偏置电路300、第一镇流电路400和第二镇流电路500。
当一个单元放大器不能满足所需功率时，功率放大电路100包括彼此并联连接的多个第一单元放大器100-1至第n单元放大器100-n(n为至少为2的自然数)。
在这种情况下，第一单元放大器100-1和第n单元放大器100-n中的每个放大通过输入端子IN输入的输入信号并且通过输出端子OUT输出放大的信号。
第一偏置电路200在高功率操作模式下产生待提供到功率放大电路100的第一偏置电流Ibias-H并且通过第一连接节点N1将第一偏置电流Ibias-H提供到第一镇流电路400。
第二偏置电路300在低功率操作模式下产生待提供到功率放大电路100的第二偏置电流Ibias-L并且通过第二连接节点N2将第二偏置电流Ibias-L提供到第二镇流电路500。这里，第二偏置电流Ibias-L(独立于第一偏置电流Ibias-H的信号)与第一偏置电流Ibias-H不同。
第一镇流电路400包括第一高功率镇流电阻器RH1至第n高功率镇流电阻器RHn。
第一高功率镇流电阻器RH1至第n高功率镇流电阻器RHn分别连接于第一偏置电路200和第一单元放大器100-1至第n单元放大器100-n之间，并且将第一偏置电流Ibias-H分别传输到第一单元放大器100-1至第n单元放大器100-n。
第二镇流电路500包括第一低功率镇流电阻器RL1至第n低功率镇流电阻器RLn。
第一低功率镇流电阻器RL1至第n低功率镇流电阻器RLn分别连接于第二偏置电路300和第一单元放大器100-1至第n单元放大器100-n之间，并且将第二偏置电流Ibias-L分别传输到第一单元放大器100-1至第n单元放大器100-n。
第一镇流电路400的第一高功率镇流电阻器RH1至第n高功率镇流电阻器RHn中的每个被设置为具有第一电阻值，并且在双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间执行第一偏置电路200和第二偏置电路300之间的隔离功能，并且执行第一单元放大器100-1至第n单元放大器100-n之间的隔离功能。
另外，第一镇流电路400的第一高功率镇流电阻器RH1至第n高功率镇流电阻器RHn中的每个在双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间将功率放大电路100的ACLR保持在特定水平。
此外，第一镇流电路400的第一高功率镇流电阻器RH1至第n高功率镇流电阻器RHn中的每个在双操作模式功率放大设备的高功率操作模式期间调节第一偏置电路200和功率放大电路100之间的第一偏置电流Ibias-H的量。
第二镇流电路500的第一低功率镇流电阻器RL1至第n低功率镇流电阻器RLn中的每个被设置为具有第二电阻值，并且在双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间执行第一偏置电路200和第二偏置电路300之间的隔离功能，并且执行第一单元放大器100-1至第n单元放大器100-n之间的隔离功能。
另外，第二镇流电路500的第一低功率镇流电阻器RL1至第n低功率镇流电阻器RLn中的每个在双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间将功率放大电路100的ACLR保持在特定水平。
此外，第二镇流电路500的第一低功率镇流电阻器RL1至第n低功率镇流电阻器RLn中的每个在双操作模式功率放大设备的低功率操作模式期间调节第二偏置电路300和功率放大电路100之间的第二偏置电流Ibias-L的量。
图3是示出本公开中的第一偏置电路和第二偏置电路的示例的电路图。
参照图3，第一偏置电路200包括第一电流源IS1、第一漏极电阻器R11、具有二极管接法的第一晶体管M11和第二晶体管M12、第一接地电阻器R12、第三晶体管M13和第一电容器C11。
作为示例，第一电流源IS1、第一漏极电阻器R11、具有二极管接法的第一晶体管M11和第二晶体管M12以及第一接地电阻器R12彼此串联连接于第一操作电压Vcc1端子和地之间。
在这种情况下，第一电流源IS1产生预设的第一电流，并且使得第一电流流经第一漏极电阻器R11、具有二极管接法的第一晶体管M11和第二晶体管M12以及第一接地电阻器R12。
第三晶体管M13按照电流镜像结构连接到第一晶体管M11。因此，第三晶体管M13根据第三晶体管M13和第一晶体管M11之间的尺寸比将第一电流镜像为第一偏置电流，并且向第一镇流电路400提供第一偏置电流。
这里，第三晶体管M13可以为MOSFET，包括连接到第一晶体管M11的栅极的栅极、连接到电池电压端子Vbat的漏极和连接到第一连接节点N1的源极，第一电容器C11连接于第三晶体管M13的栅极和地之间以稳定第三晶体管M13的栅极电压。
接下来，第二偏置电路300包括第二电流源IS2、第二漏极电阻器R21、具有二极管接法的第四晶体管M21和第五晶体管M22、第六晶体管M23和第二电容器C21。
第二电流源IS2、第二漏极电阻器R21以及具有二极管接法的第四晶体管M21和第五晶体管M22彼此串联连接于第二操作电压Vcc2端子和地之间。
在这种情况下，第二电流源IS2产生预设的第二电流。第二电流源IS2使得第二电流流经第二漏极电阻器R21、具有二极管接法的第四晶体管M21和第五晶体管M22。
第六晶体管M23按照电流镜像结构连接于第四晶体管M21。因此，第六晶体管M23根据第六晶体管M23和第四晶体管M21之间的尺寸比将第二电流镜像为第二偏置电流，并且将第二偏置电流提供到第二镇流电路500。
这里，第六晶体管M23可以为MOSFET，包括连接到第四晶体管M21的栅极的栅极、连接到电池电压端子Vbat的漏极和连接到第二连接节点N2的源极，第二电容器C21连接于第六晶体管M23的栅极和地之间以稳定第六晶体管M23的栅极电压。
图4是示出本公开中的双操作模式功率放大设备的低功率操作模式下的ACLR的曲线图。
在图4中，G1是示出在根据现有技术的功率放大设备在低功率操作模式下的ACLR的曲线，G2是示出根据本公开的示例的双操作模式功率放大设备在低功率操作模式下的ACLR的曲线。
当在G1和G2的大约20[dBm]的输出功率下对根据现有技术的功率放大设备和根据本公开的示例的双操作模式功率放大设备在低功率操作模式下的ACLR进行彼此比较时，与现有技术中的功率放大设备在低功率操作模式下的ACLR特性相比，确定本公开中的双操作模式功率放大设备在低功率操作模式下的ACLR特性得以改善。
如以上所阐述的，根据本公开中的示例，具有对双操作模式中的每个操作模式最优的不同值的段镇流电阻器连接到单元放大器，使得高功率偏置电路和低功率偏置电路可通过具有不同值的电阻器连接到单元放大器，结果改善了偏置电路之间以及单元放大器之间的隔离度并且将ACLR保持在预定水平。
虽然本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神及范围的情况下，可对这些示例做出形式和细节上的各种改变。这里所描述的示例将仅被理解为描述性意义，而非出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被理解为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的形式组合和/或通过其他组件或它们的等同物替换或增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围并不通过具体实施方式限定而是通过权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围之内的全部变型将被理解为包括在本公开中。