功率放大芯片和功率放大电路的制作方法

本实用新型实施例涉及功率放大技术，尤其涉及一种功率放大芯片和功率放大电路。

背景技术：

随着无线通信技术的应用越来越广泛，功率放大技术作为无线通信技术中的重要一环，对功率放大技术的要求也越来越高。

功率放大主要利用功率放大芯片实现，现有的功率放大芯片通常将所有的相移单元均集成在芯片内部，一方面造成芯片面积过大，另一方面当相移单元损坏时，每一路的相移量无法调整，将会影响芯片的性能，使芯片无法正常使用。

技术实现要素：

本实用新型提供一种功率放大芯片及功率放大电路，功率放大芯片的相移不准确时能够很方便地进行维护。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种功率放大芯片，所述芯片包括第一级放大电路和至少一个第二级放大电路，所述第一级放大电路与所述第二级放大电路在所述芯片内部绝缘设置；所述第一级放大电路与所述第二级放大电路用于通过至少一个位于所述芯片外部的外部相移单元在合路点处合路，所述第一级放大电路包括第一放大级和第一相移单元，所述第二级放大电路包括第二放大级和第二相移单元，所述第一放大级与所述合路点之间相位延迟为第一相位延迟，所述第二放大级与所述合路点之间的相位延迟为第二相位延迟；所述第一相移单元的相移值小于所述第一相位延迟，和/或，所述第二相移单元的相移值小于所述第二相位延迟。

可选地，所述第一相移单元的相移值小于所述第一相位延迟，每个所述第二级放大电路用于在位于所述芯片外部的第二放大级合路点合路后，与所述第一级放大电路在所述合路点处合路；所述第二放大级与所述第二放大级合路点之间的相位延迟为第三相位延迟，所述第二相移单元的相移值小于所述第三相位延迟。

可选地，所述至少一个第二级放大电路包括第一第二级放大电路和第二第二级放大电路；述第一第二级放大电路包括第一个第二相移单元，所述第二第二级放大电路包括第二个第二相移单元；所述第一相移单元、所述第一个第二相移单元及所述第二个第二相移单元的相移值相等。

可选地，所述第一相移单元的相移值为45度。

可选地，所述第一相移单元为微带线，和/或，所述第二相移单元为微带线。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种功率放大电路，包括第一方面所述的功率放大芯片和外部相移电路；所述外部相移电路包括所述外部相移单元；所述外部相移电路的第一连接端与所述第一级放大电路电连接，所述外部相移电路的至少一个第二连接端与所述至少一个第二级放大电路一一对应电连接。

可选地，所述至少一个第二级放大电路包括第一第二级放大电路和第二第二级放大电路；所述第一第二级放大电路包括第一第二放大级第一个第二相移单元，所述第二第二级放大电路包括第二第二放大级和第二个第二相移单元；所述外部相移电路包括第一外部相移单元、第二外部相移单元、第三外部相移单元和第四外部相移单元；所述第一相移单元的第一端与所述第一放大级电连接，所述第一相移单元的第二端与所述第一外部相移单元的第一端电连接，所述第一外部相移单元的第二端与所述合路点电连接；所述第一个第二相移单元的第一端与所述第一第二放大级电连接，所述第一个第二相移单元的第二端与所述第二外部相移单元电连接，所述第二外部相移单元的第二端与所述第四外部相移单元的第一端电连接；所述第二个第二相移单元的第一端与所述第二第二放大级电连接，所述第二个第二相移单元的第二端与所述第三外部相移单元电连接，所述第三外部相移单元的第二端与所述第四外部相移单元的第一端电连接；所述第四外部相移单元的第二端与所述合路点电连接。

可选地，所述第一相移单元的相移值为45度，所述第一个第二相移单元的相移值为45度，所述第二个第二相移单元的相移值为45度，所述第一外部相移单元的相移值为45度，所述第二外部相移单元的相移值为45度，所述第三外部相移单元的相移值为135度，所述第四外部相移单元的相移值为90度。

可选地，所述至少一个第二级放大电路包括第一第二级放大电路和第二第二级放大电路；所述第一第二级放大电路包括第一第二放大级第一个第二相移单元，所述第二第二级放大电路包括第二第二放大级和第二个第二相移单元；所述外部相移电路包括第一外部相移单元、第二外部相移单元和第三外部相移单元；所述第一相移单元的第一端与所述第一放大级电连接，所述第一相移单元的第二端与所述第一外部相移单元的第一端电连接，所述第一外部相移单元的第二端与所述合路点电连接；所述第一个第二相移单元的第一端与所述第一第二放大级电连接，所述第一个第二相移单元的第二端与所述第二外部相移单元电连接，所述第二外部相移单元的第二端与所述合路点电连接；所述第二个第二相移单元的第一端与所述第二第二放大级电连接，所述第二个第二相移单元的第二端与所述第三外部相移单元电连接，所述第三外部相移单元的第二端与所述合路点电连接。

可选地，所述第一相移单元的相移值为45度，所述第一个第二相移单元的相移值为45度，所述第二个第二相移单元的相移值为45度，所述第一外部相移单元的相移值为45度，所述第二外部相移单元的相移值为135度，所述第三外部相移单元的相移值为45度。

本实用新型实施例的有益效果：功率放大芯片在使用时，至少需要一个外部相移单元，以控制第一放大级与合路点之间的相位延迟为第一相位延迟，第二放大级与合路点之间的相位延迟为第二相位延迟，当检测到功率放大芯片中第一放大级或第二放大级与合路点间的相位延迟不准确时，可通过调整外部相移单元，如更换外部相移单元，以调整功率放大芯片第一放大级或第二放大级与合路点之间的相位延迟。外部相移单元位于芯片的外部，相对于位于芯片内部的第一相移单元，将极大地降低维护难度以及维护成本。另外，由于有一部分相移单元位于芯片外部，也即芯片内部封装的相移单元较少，芯片内部的元器件较少，有利于芯片内部元器件的布局，降低非正常耦合的概率，提高芯片运行的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种功率放大芯片的电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种功率放大芯片与外部相移单元连接的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种功率放大芯片与外部相移单元连接的电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种功率放大芯片与外部相移单元连接的电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种功率放大电路的电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种功率放大芯片的电路结构示意图，参考图1，功率放大芯片10包括：第一级放大电路101和至少一个第二级放大电路102，第一级放大电路101与第二级放大电路102在芯片内部绝缘设置；第一级放大电路101与第二级放大电路102用于通过至少一个位于芯片10外部的外部相移单元在合路点处合路，第一级放大电路101包括第一放大级1011和第一相移单元1012，第二级放大电路102包括第二放大级和第二相移单元，第一放大级1011与合路点之间的相位延迟为第一相位延迟，第二放大级与合路点之间的相位延迟为第二相位延迟；第一相位延迟单元1012的相移值小于第一相位延迟，和/或，第二相移单元的相移值小于第二相位延迟。

具体地，功率放大芯片例如可以是doherty架构，第一级放大电路例如可以是主级放大电路，第二级放大电路例如可以是峰级放大电路，相应地第一放大级例如可以是主级，第二放大级例如可以是峰级；当功率放大芯片输入的信号功率较低时，只有第一放大级1011处于工作状态，而第二放大级不工作；当功率放大芯片输入的信号功率达到第二放大级工作门限时，第二放大级开始工作，并与第一放大级1011一起输出信号，本实施例的功率放大芯片架构可为doherty架构，其内部封装有所述的第一级放大电路101以及所述的至少一个第二级放大电路102，封装例如可以是塑料封装或陶瓷封装等，可采用dfn或者qfn等封装形式。第一放大级1011输出的信号与第二放大级输出的信号需要相移后在合路点合路，然后再输出；传统的功率放大芯片将第一放大级与合路点之间的所有相移单元，以及第二放大级与合路点之间的所有相移单元均封装在芯片内部，一方面使得芯片内部器件较多，会产生复杂的耦合现象，芯片内部布局设计较为困难，且内部损耗也较大，另一方面，当其中任意一个相移单元损坏时，均会导致功率放大芯片输出的信号失真，且封装在芯片内部的相移单元更换成本过高。

图2为本实用新型实施例提供的一种功率放大芯片与外部相移单元连接的电路结构示意图，参考图2，本实施例中，第一相移单元的相移值小于第一相位延迟，和/或，第二相移单元的相移值小于第二相位延迟，芯片10内部的相移单元仅包括第一相移单元1012和第二相移单元，如当第一相移单元的相移值小于第一相位延迟时，功率放大芯片在使用时，可通过外部相移单元20与第一相移单元1012的共同作用，使得第一放大级1011与合路点p_com之间的相移值等于第一相位延迟，从而保证合路点p_com处合路信号无失真。当检测到功率放大芯片的第一放大级与合路点之间的相位延迟不等于第一相位延迟时(如由于芯片老化等原因)，可通过调整外部相移单元，如更换外部相移单元，以控制第一放大级与合路点之间的相位延迟等于第一相位延迟。外部相移单元位于芯片的外部，相对于位于芯片内部的第一相移单元，将极大地降低维护难度以及维护成本。另外，由于有一部分相移单元位于芯片外部，也即芯片内部封装的相移单元较少，芯片内部的元器件较少，有利于芯片内部元器件的布局，降低非正常耦合的概率，提高芯片运行的稳定性。需要说明的是，在本实施例中，对外部相移单元、第一相移单元及第二相移单元的相位值不做具体限定，可根据需要进行自由分配。

本实施例的技术方案，采用的功率放大芯片包括第一级放大电路和至少一个第二级放大电路，第一级放大电路与第二级放大电路在芯片内部绝缘设置；第一级放大电路与第二级放大电路用于通过至少一个位于芯片外部的外部相移单元在合路点处合路，第一级放大电路包括第一放大级和第一相移单元，第二级放大电路包括第二放大级和第二相移单元，第一放大级与所述合路点之间相位延迟为第一相位延迟，第二放大级与合路点之间的相位延迟为第二相位延迟；第一相移单元的相移值小于第一相位延迟，和/或，第二相移单元的相移值小于第二相位延迟。功率放大芯片在使用时，至少需要一个外部相移单元，以控制第一放大级与合路点之间的相位延迟为第一相位延迟，第二放大级与合路点之间的相位延迟为第二相位延迟，当检测到功率放大芯片中第一放大级或第二放大级与合路点间的相位延迟不准确时，可通过调整外部相移单元，如更换外部相移单元，以调整功率放大芯片第一放大级或第二放大级与合路点之间的相位延迟。外部相移单元位于芯片的外部，相对于位于芯片内部的第一相移单元，将极大地降低维护难度以及维护成本。另外，由于有一部分相移单元位于芯片外部，也即芯片内部封装的相移单元较少，芯片内部的元器件较少，有利于芯片内部元器件的布局，降低非正常耦合的概率，提高芯片运行的稳定性。

可选地，图3为本实用新型实施例提供的又一种功率放大芯片与外部相移单元连接的电路结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的又一种功率放大芯片与外部相移单元连接的电路结构示意图，参考图3和图4，第一相移单元1012的相移值小于第一相位延迟，每个第二级放大电路102用于在位于芯片外部的第二放大级合路点p_com1合路后，与第一级放大电路101在合路点p_com处合路；第二放大级与第二放大级合路点之间的相位延迟为第三相位延迟，第二相移单元的相移值小于第三相位延迟。

具体地，doherty具有多种合路方式，图3和图4示例性的示出了两种，在图3中，第二级放大电路102经过第二放大级合路点p_com1后不经过相移单元而直接将信号传输至合路点p_com，即不存在共用的相移单元；在图4中，第二级放大电路102经过第二放大级合路点p_com1后将信号经过相移单元相移后传输至合路点p_com，即存在共用的相移单元；由于第一相移单元1012的相移值小于第一相位延迟，第二相移单元的相移值小于第三相位延迟，功率放大芯片在使用时，第一放大级放大支路与合路点直接需要连接一个外部相移单元20，每个第二放大级放大支路与第二放大级合路点p_com1之间均需要连接一个外部相移单元20，在电路设计时将会预留出多个外部相移单元20的位置，当某一路的相移不准确时，可通过更换对应的外部相移单元20来调整该路的相移，防止仅存在共用的外部相移单元时，由于调整共用的外部相移单元使得相移正常的第二级放大电路受到影响。

可选地，继续参考图1，至少一个第二级放大电路102包括第一第二级放大电路112和第二第二级放大电路122；第一第二级放大电路112包括第一个第二相移单元1122，第二第二级放大电路122包括第二个第二相移单元1222；第一相移单元1012、第一个第二相移单元1122及第二个第二相移单元1222的相移值相等。

具体地，本实施例的功率放大芯片可理解为三路doherty架构，第一放大级1011和第二放大级均可包括mos管，第一相移单元、第一个第二相移单元以及第二个第二相移单元的相移值均相等，在设计时难度较低，相移单元的元器件参数(如微带线或键合线的长度、电阻的阻抗值、电感的感抗值以及电容的容抗值等)可相同，从而便于元器件的选型。示例性地，第一相移单元的相移值为45度，此时第一个第二相移单元与第二个第二相移单元的相移值也为45度。第一放大级与合路点之间的相移45度的n倍，n为整数，第二放大级与第二放大级合路点之间的相移也是45度的n倍，在设计相移单元时，更加方便设计，如第一放大级与合路点之间相移为90度时，第一相移单元和外部相移单元均可采用相移值为45度的微带线，即两个微带线可完全相同，从而进一步简化了设计难度。

可选地，第一相移单元1012为微带线，和/或，第二相移单元为微带线。微带线具有成本低廉，根据相移值可很方便计算出微带线的相关参数(如长度)等优点，且微带线相对于电容和电感等元器件体积较小，有利于减小芯片尺寸。可以理解的是，在其他一些实施方式中，第一相移单元和第二相移单元也可采用电感及电容组成的相移网络。

图5为本实用新型实施例提供的一种功率放大电路的电路结构示意图，参考图5，功率放大电路包括本实用新型任意实施例提供的功率放大芯片和外部相移电路30，外部相移电路30包括所述外部移相单元20；外部相移电路30的第一连接端与第一级放大电路101电连接，外部相移电路30的至少一个第二连接端与至少一个第二级放大电路102一一对应电连接。

具体地，功率放大电路可设置于pcb上，外部相移电路30与功率放大芯片集成于所述的pcb上，功率放大芯片10可设置有多个与第一级放大电路101以及第二级放大电路102对应的焊盘，从而方便与外部相移电路30的电连接，合路点p_com既可以包含在外部相移电路30中，也可以包含在功率放大芯片10中，如当第一相移单元1012的相移值等于第一相位延迟时，合路点p_com即可包含在功率放大芯片10中。功率放大电路的具体工作过程可参考本实用新型实施例关于功率放大芯片部分的描述，因其包括本实用新型任意实施例提供的功率放大芯片，因此也具有相同的有益效果，在此不再赘述。

可选地，图6为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图，参考图6，至少一个第二级放大电路102包括第一第二级放大电路112和第二第二级放大电路122，第一第二级放大电路112包括第一第二放大级1121和第一个第二相移单元1122，第二第二级放大电路122包括第二第二放大级1221和第二个第二相移单元1222；外部相移电路30包括第一外部相移单元201，第二外部相移单元202，第三外部移相单元203和第四外部相移单元204；第一相移单元1012的第一端与第一放大级1011电连接，第一相移单元1012的第二端与第一外部相移单元201的第一端电连接，第一外部相移单元201的第二端与合路点p_com电连接；第一个第二相移单元1122的第一端与第一第二放大级1121电连接，第一个第二相移单元1122的第二端与第二外部相移单元202电连接，第二外部相移单元202的第二端与第四外部相移单元204的第一端电连接；第二个第二相移单元1222的第一端与第二第二放大级1221电连接，第二个第二相移单元1222的第二端与第三外部相移单元203电连接，第三外部相移单元203的第二端与第四外部相移单元204的第一端电连接；第四外部相移单元204的第二端与合路点p_com电连接。

具体地，本实施例中，两个第二级放大电路102在第二放大级合路点p_com1合路后，经过第四外部相移单元204后，在合路点p_com与第一放大级放大支路的信号合路，以完成合路功能，第二级放大电路102共用了第四外部相移单元204，从而有利于减少元器件的使用，从而减小功率放大电路的面积，降低成本。当某一个放大电路相移值不准确时，可通过更换相应的外部移相单元来调整相移值。

示例性地，第一相移单元的相移值为45度，第一个第二相移单元的相移值为45度，第二个第二相移单元的相移值为45度，第一外部相移单元的相移值为45度，所述第二外部相移单元的相移值为45度，所述第三外部相移单元的相移值为135度，所述第四外部相移单元的相移值为90度。第一放大级与合路点之间的相移45度的n倍，n为整数，第二放大级与第二放大级合路点之间的相移也是45度的n倍，采用本实施例的参数设置，更加方便设计，如第一相移单元和外部相移单元均可采用相移值为45度的微带线，即两个微带线可完全相同，从而简化了设计难度。需要说明的是，在其他一些实施方式中，相移单元的相移值也可根据需要做适应性的设置，只要保证第一放大级1011与合路点之间的相位延迟为(n1*90)度，n1＝1,3,5……，第一第二放大级1121与合路点之间的相位延迟为(n2*180)度，n2＝0,1,2,3……，第二第二放大级1221与合路点之间的相位延迟为(n3*180)度，n3＝1,3,5……即可。

可选地，图7为本实用新型实施例提供的又一种功率放大电路的电路结构示意图，参考图7，至少一个第二级放大电路102包括第一第二级放大电路112和第二第二级放大电路122，第一第二级放大电路112包括第一第二放大级1121和第一个第二相移单元1122，第二第二级放大电路122包括第二第二放大级1221和第二个第二相移单元1222；外部相移电路30包括第一外部相移单元201，第二外部相移单元202和第三外部移相单元203；第一相移单元1012的第一端与第一放大级1011电连接，第一相移单元1012的第二端与第一外部相移单元201的第一端电连接，第一外部相移单元201的第二端与合路点p_com电连接；第一个第二相移单元1122的第一端与第一第二放大级1121电连接，第一个第二相移单元1122的第二端与第二外部相移单元202电连接，第二外部相移单元202的第二端与合路点p_com电连接；第二个第二相移单元1222的第一端与第二第二放大级1221电连接，第二个第二相移单元1222的第二端与第三外部相移单元203电连接，第三外部相移单元203的第二端与合路点p_com电连接。

与图6中所示的结构不同的是，本实施例中的第二级放大电路102没有共用的相移单元，避免共用相移单元时老化较快的问题，当某一路放大电路相移值不准确时，可通过调整相应的外部移相单元(如更换)调整该路放大电路的相移值。示例性地，第一相移单元的相移值为45度，第一个第二相移单元的相移值为45度，第二个第二相移单元的相移值为45度，第一外部相移单元的相移值为45度，第二外部相移单元的相移值为135度，第三外部相移单元的相移值为45度。第一放大级与合路点之间的相移45度的n倍，n为整数，第二放大级与第二放大级合路点之间的相移也是45度的n倍，采用本实施例的参数设置，更加方便设计，如第一相移单元和外部相移单元均可采用相移值为45度的微带线，即两个微带线可完全相同，从而简化了设计难度。示例性地，第一外部相移单元201、第二外部相移单元202、第三外部相移单元203和第四外部相移单元204均可采用微带线。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。