用于偏置功率放大器的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及電子系統(tǒng)，并且更具體地涉及射頻(RF)電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]RF功率放大器可被用于增大具有相對(duì)低的功率的RF信號(hào)的功率。之后，增大的RF信號(hào)可被用于各種目的，包括驅(qū)動(dòng)發(fā)送器的天線。
[0003]功率放大器可以被包括在移動(dòng)電話中以放大用于發(fā)送的RF信號(hào)。例如，在使用蜂窩標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)標(biāo)準(zhǔn)和/或任何其它合適的通信標(biāo)準(zhǔn)通信的移動(dòng)電話中，功率放大器可被用于放大RF信號(hào)。管理RF信號(hào)的放大可以是重要的，因?yàn)閷F信號(hào)放大到不正確的功率電平或引入原始RF信號(hào)的顯著的失真可能使得無(wú)線設(shè)備帶外發(fā)送或違反與接受的標(biāo)準(zhǔn)的符合性。功率放大器裝置的偏置是管理該放大的重要的部分，因?yàn)槠淇梢源_定功率放大器中的放大裝置的電壓和/或電流操作點(diǎn)。
[0004]存在對(duì)改進(jìn)的功率放大器系統(tǒng)的需求。此外，存在對(duì)改善功率放大器偏置的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在某些實(shí)施例中，本公開涉及功率放大器系統(tǒng)。功率放大器系統(tǒng)包括被配置為接收射頻(RF)輸入信號(hào)，并且放大所述RF輸入信號(hào)以產(chǎn)生RF輸出信號(hào)的功率放大器。功率放大器被進(jìn)一步配置為接收偏置功率放大器的偏置電壓。功率放大器系統(tǒng)進(jìn)一步包括被配置為產(chǎn)生偏置電壓的偏置電路。偏置電路包括偏置電路放大器、被配置為產(chǎn)生參考電流的電流源和參考晶體管，所述參考晶體管具有通過它的與偏置電壓相關(guān)地改變的電流。偏置電路放大器被配置為基于對(duì)應(yīng)于參考電流和通過參考晶體管的電流之間的差的誤差電流控制偏置電壓。
[0006]在一些實(shí)施例中，偏置電路放大器包括跨阻抗放大器。
[0007]在各種實(shí)施例中，偏置電路被配置為接收使能信號(hào)，并且所述偏置電路被配置為基于使能信號(hào)的狀態(tài)選擇性地接通或關(guān)斷功率放大器。在多個(gè)實(shí)施例中，所述偏置電路放大器或所述電流源的至少一個(gè)基于所述使能信號(hào)的狀態(tài)接通或關(guān)斷。
[0008]根據(jù)某些實(shí)施例，所述功率放大器包含雙極型功率放大器晶體管，所述雙極型功率放大器晶體管包含接收所述偏置電壓的基極。在一些實(shí)施例中，所述功率放大器系統(tǒng)還包含晶體管元件的陣列，并且所述雙極型功率放大器晶體管由所述陣列的多個(gè)晶體管元件實(shí)現(xiàn)，并且所述參考晶體管由所述陣列的一個(gè)或多個(gè)晶體管元件實(shí)現(xiàn)。根據(jù)各種實(shí)施例，所述雙極型功率放大器晶體管和所述參考晶體管分開小于大約9μπι的距離以提供熱耦合。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，所述功率放大器系統(tǒng)還包含電連接在所述雙極型功率放大器晶體管的基極和所述偏置電路放大器的輸出之間的隔離電路。
[0009]在一些實(shí)施例中，所述功率放大器包含以級(jí)聯(lián)布置的多個(gè)功率放大器級(jí)。
[0010]根據(jù)一些實(shí)施例，所述電流源是可變電流源。在各種實(shí)施例中，所述功率放大器系統(tǒng)還包含被配置為控制由所述可變電流源產(chǎn)生的參考電流以補(bǔ)償溫度變化的控制電路。
[0011]在某些實(shí)施例中，本公開涉及一種用于偏置功率放大器的方法。所述方法包含使用電流源產(chǎn)生參考電流，基于偏置電壓控制通過參考晶體管的電流，基于所述參考電流和通過所述參考晶體管的電流之間的差產(chǎn)生誤差電流，基于使用偏置電路放大器放大所述誤差電流控制所述偏置電壓的電壓電平，以及使用所述偏置電壓偏置功率放大器。
[0012]在各種實(shí)施例中，控制所述偏置電壓的電壓電平包含通過使用跨阻抗放大器放大所述誤差電流產(chǎn)生所述偏置電壓。
[0013]根據(jù)一些實(shí)施例，控制所述偏置電壓的電壓電平包含使用負(fù)反饋來(lái)控制通過所述參考晶體管的電流基本上等于所述參考電流。
[0014]在一些實(shí)施例中，所述方法包含通過使用使能信號(hào)選擇性地激活所述電流源或所述偏置電路放大器的至少一個(gè)來(lái)使所述功率放大器的輸出脈動(dòng)。
[0015]在某些實(shí)施例中，本公開涉及一種用于偏置功率放大器的功率放大器偏置電路。所述功率放大器偏置電路包含偏置電路放大器、被配置為產(chǎn)生參考電流的電流源、以及參考晶體管，所述參考晶體管具有通過其中的與偏置電壓相關(guān)地改變的電流。所述偏置電路放大器被配置為基于對(duì)應(yīng)于所述參考電流和通過所述參考晶體管的電流之間的差的誤差電流控制所述偏置電壓。
[0016]根據(jù)一些實(shí)施例，所述偏置電路放大器包含跨阻抗放大器。
[0017]在各種實(shí)施例中，所述電流源是可變電流源。在一些實(shí)施例中，所述偏置電路放大器還包含被配置為控制由所述可變電流源產(chǎn)生的參考電流以補(bǔ)償溫度變化的控制電路。
[0018]在一些實(shí)施例中，所述偏置電路放大器或所述電流源的至少一個(gè)使用使能信號(hào)被接通或關(guān)斷。
[0019]在某些實(shí)施例中，本公開涉及一種功率放大器系統(tǒng)。所述功率放大器系統(tǒng)包含雙極型功率放大器晶體管，該雙極型功率放大器晶體管具有被配置為接收RF信號(hào)的基極以及被配置為產(chǎn)生放大的RF信號(hào)的集電極。所述雙極型功率放大器晶體管的基極還被配置為接收偏置電壓。所述功率放大器系統(tǒng)還包含偏置電路，該偏置電路被配置為產(chǎn)生所述偏置電壓。所述偏置電路包含偏置電路放大器、被配置為產(chǎn)生參考電流的電流源、以及雙極型參考晶體管，該雙極型參考晶體管具有被配置為接收偏置電壓的基極以及被配置為產(chǎn)生集電極電流的集電極。所述偏置電路放大器被配置為基于所述參考電流和所述集電極電流之間的差控制所述偏置電壓。
【附圖說明】
[0020]圖1是用于放大射頻(RF)信號(hào)的功率放大器模塊的示意圖。
[0021]圖2是可以包含圖1的功率放大器模塊的一個(gè)或多個(gè)的示例無(wú)線裝置的示意框圖。
[0022]圖3是功率放大器系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意框圖。
[0023]圖4是功率放大器增益相對(duì)于時(shí)間的一個(gè)示例的曲線圖。
[0024]圖5A-5B是功率放大器增益相對(duì)于時(shí)間的兩個(gè)示例的曲線圖。
[0025]圖6是功率放大器系統(tǒng)的另一個(gè)示例的示意框圖。
[0026]圖7是功率放大器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
[0027]圖8是功率放大器系統(tǒng)的另一實(shí)施例的電路圖。
[0028]圖9A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)功率放大器的電路圖。
[0029]圖9B是根據(jù)另一實(shí)施例的多級(jí)功率放大器的電路圖。
[0030]圖1OA是封裝的功率放大器模塊的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0031]圖1OB是圖1OA的封裝的功率放大器模塊沿線1B— 1B截取的橫截面的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]此處提供的標(biāo)題，如果有，僅是為了方便并且不必然影響所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍或含義。
[0033]在這里公開了用于偏置功率放大器的設(shè)備和方法。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，提供了包含功率放大器和偏置電路的功率放大器系統(tǒng)。功率放大器可被用于放大用于發(fā)送的射頻(RF)信號(hào)，并且偏置電路可被用于產(chǎn)生用于偏置功率放大器的偏置電壓。功率放大器偏置電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輸出脈動(dòng)的使能信號(hào)。
[0034]在某些實(shí)現(xiàn)方式中，偏置電路包括放大器、用于產(chǎn)生參考電流的電流源和參考晶體管，所述參考晶體管具有通過其中的與偏置電壓相關(guān)地改變的電流。放大器可以基于對(duì)應(yīng)于參考電流和通過參考晶體管的電流之間的差的誤差電流控制偏置電壓。例如，放大器可被用于控制偏置電壓使得參考電流和通過參考晶體管的電流基本上相等。
[0035]通過以此方式配置偏置電路，偏置電路可以產(chǎn)生隨著時(shí)間動(dòng)態(tài)地改變的偏置電壓以控制通過參考晶體管的電流與參考電流基本上相等。功率放大器可以基于偏置電壓而被偏置使得功率放大器具有基本上平坦的相對(duì)于時(shí)間的增益響應(yīng)。校正功率放大器中的增益變化可以改善功率放大器的性能，例如包括，功率放大器的動(dòng)態(tài)誤差向量幅度(DEVM) ο在某些配置中，偏置電路還可以被用于補(bǔ)償其它功率放大器參數(shù)中的變化，例如包括在溫度上的功率放大器的相位的變化。
[0036]功率放大器系統(tǒng)的示例的概述
[0037]圖1是用于放大射頻(RF)信號(hào)的功率放大器模塊10的示意圖。所示的功率放大器模塊(PAM) 10可以被配置為放大RF信號(hào)RF_IN以產(chǎn)生放大的RF信號(hào)RF_0UT。如這里所述，功率放大器模塊10可以包括一個(gè)或多個(gè)功率放大器，例如包括多級(jí)功率放大器。
[0038]圖2是可以包括圖1的功率放大器模塊中的一個(gè)或多個(gè)的示例無(wú)線或移動(dòng)裝置11的示意框圖。無(wú)線裝置11可以包括實(shí)現(xiàn)本公開的一個(gè)或多個(gè)特征的功率放大器偏置電路。
[0039]在圖2描述的示例無(wú)線裝置11可以表示諸如多頻帶/多模式的移動(dòng)電話的多頻帶和/或多模式的裝置。在示出的配置中，無(wú)線裝置11包括開關(guān)12、收發(fā)器13、天線14、功率放大器17、控制組件18、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)19、處理器20和電池21。
[0040]收發(fā)器13可以產(chǎn)生用于通過天線14發(fā)送的RF信號(hào)。此外，收發(fā)器13可以從天線14接收進(jìn)入的RF信號(hào)。
[0041]應(yīng)理解的是，與RF信號(hào)的發(fā)送和接收相關(guān)聯(lián)的各種功能可以通過在圖2被共同表示為收發(fā)器13的一個(gè)或多個(gè)組