具有多功率模式的高效功率放大裝置的製作方法
2023-10-22 18:38:02
專利名稱：具有多功率模式的高效功率放大裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種移動手持設備(mobile handset)中的功率放大器。更具體地說，本發明涉及一種具有高效率的多功率模式功率放大器，它適合於與多種輸出功率水平相對應來放大功率而不需使用旁路開關電路。
背景技術：
最近，隨著用於無線通信服務的移動手持設備越來越小和越來越輕，對延長使用小尺寸電池的移動手持設備的通話時間也進行了很多的研究。在常規的移動手持設備中，射頻(RF)功率放大器消耗了移動手持設備整體系統所消耗的電量的大部分。因此，RF功率放大器的低效率降低了整體系統的效率，從而減少了通話時間。
為此，本領域的大部分的研究集中於提高RF功率放大器的效率。多功率模式功率放大器是最近作為進行這種研究以提高RF功率放大器的效率的結果而引進的裝置中的一個。
多功率模式功率放大器被配置為可對應於所需情況來操作它自己的功率級，並且以對應於輸出功率水平的幾種操作模式進行操作。通常，旁路開關電路用於多功率模式功率放大器的這種操作。
如果需要低輸出功率，那麼將功率傳輸的路徑調整為繞過功率級。相反地，如果需要高輸出功率，那麼將功率傳輸的路徑調整為通過功率級以便提供高輸出功率。使用根據所需的輸出功率水平而選擇性地執行模式轉換的常規的多功率模式功率放大器，可降低在傳輸低輸出功率的信號時的DC(直流)功耗。
但是，為了運行多功率模式功率放大器，應對多個相互串聯的功率級中的超過一個的功率級進行切換，並且需要超過一個的旁路開關電路和用於控制旁路開關電路的複雜邏輯控制電路以用於切換操作。
由旁路開關電路的切換操作引起的功率損耗使得輸出功率降低，輸出功率的降低使得多功率模式功率放大器的效率降低。另外，存在另外的問題在於相鄰信道功率比(ACPR)變差。此外，由於旁路開關電路和用於控制旁路開關電路而額外增加的複雜邏輯控制電路，使得整個系統的尺寸變得較大。因此，考慮到小尺寸的移動手持設備的趨勢，現有技術的多功率模式功率放大器被認為是落後的，而且整個系統的擴大的尺寸在價格競爭中是不利的。
下面將參考附圖對現有技術的使用旁路開關電路的多功率模式功率放大器進行詳細說明。
圖1示出了現有技術的使用旁路開關電路的多功率模式功率放大器。如圖1所示的多功率模式功率放大器被配置為使用3個旁路開關電路。
如果功率放大器以高功率模式操作，那麼第一開關31和第二開關32都閉合而第三開關33斷開，這樣使得包括阻抗匹配單元的驅動器10的輸出被輸入到功率級22中。相反地，如果功率放大器以低功率模式操作，那麼第一開關31和第二開關32都斷開而第三開關閉合，從而使得包括阻抗匹配單元的驅動器10的輸出繞過功率級22。
因為如圖1所示的多功率模式功率放大器使用3個旁路開關電路，所以多功率模式功率放大器的結構中的自由程度增加。但是同時，其具有整個系統尺寸增加以及由於旁路開關電路的功率損耗而引起的整個系統的功率損耗增加的缺點。尤其是連接到功率級的輸出端的第二開關32的功率損耗嚴重影響了高功率模式下的操作效率和線性度，因此應該使用具有大功率容量和良好損耗特性的旁路開關電路，而使用旁路開關電路的必要性需要高成本。
圖2示出了現有技術的使用另外的旁路開關電路的多功率模式功率放大器。如圖2所示的多功率模式功率放大器被配置為不使用串聯開關而是使用分路開關(shunt switch)。
在高功率模式下，第二旁路開關電路49的分路開關接地，並且與作為阻抗匹配單元的第三阻抗變換器48一起操作。第一阻抗變換器47將包括第二旁路開關電路49和第三阻抗變換器48的輸出級的負載轉換為使得功率級45的輸出最大的最佳阻抗Zopt。第一旁路開關電路44的開關連接到功率級的輸入端43。
在低功率模式下，第二旁路開關電路49連接到第二阻抗變換器的輸出端，第一阻抗變換器47與第二阻抗變換器46和第三阻抗變換器48一起通過將關閉的功率級45的輸出阻抗轉換為j50歐姆的阻抗而形成阻抗匹配單元。第一旁路開關電路44的開關連接到第二阻抗變換器46的輸入端，以此形成旁路。第一旁路開關電路44可被配置為使用兩個二極體開關，而第二旁路開關電路49可被配置為使用一個分路二極體開關。
因為如圖2所示的功率放大器應該使用至少3個開關，所以由於開關自己的損耗而使得性能變差，並且由於功率放大器尺寸的增加而使得價格競爭變差。
圖3a示出了使用旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器，其開關電路連接到λ/4旁路傳輸線的輸出端。如圖3a所示的多功率模式功率放大器包括載波放大器51並且具有由通過使用λ/4旁路傳輸線52和分路開關53配置的旁路開關電路而實現的旁路。
在高功率模式下，旁路開關電路的分路開關53接地，而且包括分路開關53的旁路開關電路通過連接到λ/4旁路傳輸線52而作為開放分支線(open stub)操作。
在低功率模式下，旁路開關電路的分路開關53連接到載波放大器51的輸出端，且與λ/4旁路傳輸線52一起作為旁路操作。
圖3b示出了使用旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器，其開關電路連接到λ/4旁路傳輸線的輸入端。
圖3b中所示的多功率模式功率放大器和圖3a中所示的多功率模式功率放大器之間的差別僅在於λ/4旁路傳輸線和旁路開關電路的順序。
因為圖3a和3b中所示的多功率模式功率放大器只包括一個旁路開關電路，所以其優點在於整個系統的尺寸較小。但是同時，缺點在於由於使用λ/4旁路傳輸線而使帶寬受限。
圖4示出了使用另外的旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器。
Q3(65)是載波放大器，Q2(62)是運算放大器。串聯開關66包括兩個並聯的二極體，二極體的陽極連接到載波放大器的Vcc。
在高功率模式下，Q1(68)截止並且串聯開關66斷開。因此Q2(62)的輸出被輸入到Q3(65)中，並且第一阻抗匹配單元63是將輸入阻抗轉換為15歐姆阻抗的阻抗匹配單元。
在低功率模式下，Q3(65)的基極偏壓關閉並且Q1(68)導通，從而使得開關66閉合。第二阻抗匹配單元64是將負載阻抗轉換為25歐姆阻抗的阻抗匹配單元。第二阻抗匹配單元64在開關66閉合時具有比Q3(65)的輸入阻抗小的阻抗，而在開關66斷開時具有比Q3(65)的輸入阻抗大的阻抗。因此，第二阻抗匹配單元64作為旁路操作。
發明內容
本發明的一個目的在於至少解決使用旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器的上述問題，以及提供一種具有高效率的多功率模式功率放大器，通過使用於繞過功率級的通路和用於穿經功率級的通路在最佳點處接合併在用於繞過功率級的通路上實現最佳阻抗變換器，這種多功率模式功率放大器可無需使用旁路開關電路而放大多種水平的功率。
提供了一種高效率的多功率模式功率放大器，包括功率級，用於通過與用來放大輸入功率的驅動器串聯的第一阻抗匹配單元和與第一阻抗匹配單元串聯的第二阻抗匹配單元接收被驅動器放大的功率，再次放大該功率並且輸出再次放大的功率；外加電壓控制電路，其與功率級並聯，用於對應於第一功率模式和第二功率模式控制外加電壓；阻抗變換器，用於根據外加電壓控制電路的操作通過第一阻抗匹配單元接收被驅動器放大的功率；第三阻抗匹配單元，其與功率級串聯，用於根據外加電壓控制電路的操作接收被功率級放大的功率；以及第四阻抗匹配單元，其與第三阻抗匹配單元串聯並與阻抗變換器串聯，用於根據外加電壓控制電路的操作將從第三阻抗匹配單元或阻抗變換器傳送的功率傳送到輸出級。
優選地，在第二功率模式下，功率級與第二阻抗匹配單元串聯，功率級通過第二阻抗匹配單元接收被驅動器放大的功率並再次放大該功率。
優選地，外加電壓控制電路調整施加到功率級的電壓，以在第一功率模式下使功率級關閉而在第二功率模式下使功率級開啟。
優選地，阻抗變換器與第二阻抗匹配單元、功率級和第三阻抗匹配單元並聯，並且在第一功率模式下，阻抗變換器通過第一阻抗匹配單元接收被驅動器放大的功率並且將該功率輸出到第四阻抗匹配單元。另外，阻抗變換器具有帶通濾波器的結構。
優選地，第三阻抗匹配單元防止通過阻抗變換器傳送的功率洩漏到功率級。
優選地，第四阻抗匹配單元在第一功率模式下接收來自於阻抗變換器的功率，而第四阻抗匹配單元在第二功率模式下接收來自於第三阻抗匹配單元的功率。
優選地，功率經過第一阻抗匹配單元被傳送給第四阻抗匹配單元的通路是通過將從第一阻抗匹配單元朝向功率級觀察到的阻抗與從第一阻抗匹配單元朝向阻抗變換器觀察到的阻抗進行比較而確定的。
優選地，在第二功率模式下，從第一阻抗匹配單元朝向阻抗變換器觀察到的阻抗與第一阻抗匹配單元一起形成驅動器與功率級之間的級間匹配單元。
提供另一種高效率多功率模式功率放大器，包括驅動器，用於使用可變增益放大器來可變地放大輸入信號的增益；功率級，用於通過與驅動器串聯的第一阻抗匹配單元和與第一阻抗匹配單元串聯的第二阻抗匹配單元接收被驅動器放大的功率，再次放大功率並且輸出再次放大的功率；外加電壓控制單元，其與功率級並聯，用於控制對應於第一功率模式和第二功率模式的外加電壓；阻抗變換器，用於根據外加電壓控制電路的操作通過第一阻抗匹配單元接收被驅動器放大的功率；第三阻抗匹配單元，其與功率級串聯，用於根據外加功率控制電路的操作接收被功率級放大的功率；以及第四阻抗匹配單元，其與第三阻抗匹配單元串聯並且與阻抗變換器串聯，用於根據外加電壓控制電路的操作將從第三阻抗匹配單元或阻抗變換器傳送的功率傳送到輸出級。
優選地，在第二功率模式下，功率級與第二阻抗匹配單元串聯，功率級通過第二阻抗匹配單元接收被驅動器放大的功率並再次放大該功率。
優選地，外加電壓控制電路控制驅動器以便輸入到驅動器中的增益根據第一功率模式和第二功率模式被不同地放大。外加電壓控制電路調整施加到功率級的電壓，以便在第一功率模式下使功率級關閉而在第二功率模式下使功率級開啟。
優選地，阻抗變換器與第二阻抗匹配單元、功率級和第三阻抗匹配單元並聯，在第一功率模式下，阻抗變換器通過第一阻抗匹配單元接收被驅動器放大的功率並且將該功率輸出到第四阻抗匹配單元。阻抗變換器具有帶通濾波器的結構。
優選地，第三阻抗匹配單元防止通過阻抗變換器傳送的功率洩漏到功率級。
優選地，第四阻抗匹配單元在第一功率模式下接收來自於阻抗變換器的功率，而第四阻抗匹配單元接收來自於第三阻抗匹配單元的功率。
優選地，功率經過第一阻抗匹配單元的功率被傳送給第四阻抗匹配單元的通路是通過將從第一阻抗匹配單元朝向功率級觀察到的阻抗與從第一阻抗匹配單元朝向阻抗變換器觀察到的阻抗進行比較而確定的。
優選地，在第二功率模式下，從第一阻抗匹配單元朝向阻抗變換器觀察到的阻抗與第一阻抗匹配單元一起形成驅動器和功率級之間的級間匹配單元。
附圖的簡要說明圖1示出了使用旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器；圖2示出了使用其它旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器；圖3a示出了使用旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器，其開關電路連接到λ/4旁路傳輸線的輸出端；圖3b示出了使用旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器，其開關電路連接到λ/4旁路傳輸線的輸入端；圖4表示使用另外的旁路開關電路的現有技術的多功率模式功率放大器；
圖5示出了按照本發明的一個優選實施方案所述的高效率多功率模式功率放大器，其採用了沒有旁路開關電路的功率模式轉換結構；圖6詳細示出了如圖5所示的高效率多功率模式功率放大器，用於解釋沒有旁路開關電路的功率模式轉換結構；圖7a的曲線圖示出了與按照本發明的一個優選實施方案所述的多功率模式功率放大器的高功率模式和低功率模式相對應的增益特性；圖7b的曲線圖示出了與按照本發明的一個優選實施方案所述的多功率模式功率放大器的高功率模式和低功率模式相對應的功率添加效率(PAE)特性；圖8示出了按照本發明的另一個優選實施方案所述的高效率多功率模式功率放大器，其採用了沒有旁路開關電路的功率模式轉換結構；實現本發明的最佳方式下面將給出參照附圖對按照本發明的優選實施方案所述的高效率多功率模式功率放大器的詳細說明。在下文中，第一功率模式被稱為低功率模式而第二功率模式被稱為高功率模式。
圖5示出了按照本發明的一個優選實施方案所述的採用了沒有旁路開關電路的功率模式轉換結構的高效率多功率模式功率放大器。
如圖5所示的高效率多功率模式功率放大器包括驅動器100，用於放大輸入功率；功率級120，用於通過與驅動器串聯的第一阻抗匹配單元130以及與第一阻抗匹配單元130串聯的第二阻抗匹配單元140接收被驅動器100放大的功率，並且再次放大功率及輸出被再次放大的功率；外加電壓控制電路90，其與功率級120並聯，用於與低功率模式和高功率模式相對應地控制外加電壓；阻抗變換器170，用於根據外加電壓控制電路90的操作通過第一阻抗匹配單元130接收被驅動器100放大的功率，並且將功率傳送到第四阻抗匹配單元160；第三阻抗匹配單元150，其與功率級120串聯，用於將被功率級120放大的功率傳送到第四功率匹配單元160；以及第四阻抗匹配單元160，其與第三阻抗匹配單元150串聯並且與阻抗變換器170串聯，用於根據外加電壓控制電路90的操作將從第三阻抗匹配單元150或者阻抗變換器170傳送的功率傳送到輸出級78。
外加電壓控制電路90利用與低功率模式和高功率模式相對應的外部控制信號輸入來調整施加到功率級120的電壓。在低功率模式下，由於輸出功率不是穿經功率級120而是經過最佳的第一阻抗匹配單元130和最佳的阻抗變換器170而得到的，所以外加電壓控制電路90調整施加到功率級120的電壓以便使功率級120的電晶體關閉。
相反地，因為輸出功率是經過第一阻抗匹配單元130、第二阻抗匹配單元140和功率級120獲得的，所以外加電壓控制電路90施加適合於功率級120的電晶體操作的電壓。
低功率模式下的驅動器100放大輸入功率並通過最佳的第一阻抗匹配單元130將放大的功率傳送到阻抗變換器170。相反地，高功率模式下的驅動器100放大輸入功率並通過最佳的第一阻抗匹配單元130和最佳的第二阻抗匹配單元140將放大的功率傳送到功率級120。
低功率模式下的功率級120被外加電壓控制電路90關閉，而高功率模式下的功率級120放大被驅動器100放大並輸入到功率級120中的信號。
第一阻抗匹配單元130是用於對應於低功率模式和高功率模式的最佳操作的最佳的電路。第一阻抗匹配單元130對應於操作模式而選擇性地將被驅動器100放大的輸入功率傳送到阻抗變換器170或功率級120。
第二阻抗匹配單元140是用於對應於低功率模式和高功率模式的最佳操作的最佳的電路。第二阻抗匹配單元140將被驅動器100放大且通過第一阻抗匹配單元130傳送的功率在低功率模式下傳送到阻抗變換器170以及在高功率模式下傳送到功率級120。
阻抗變換器170是對應於低功率模式和高功率模式而適當變換阻抗的阻抗變換電路。在低功率模式下，阻抗變換器170形成繞過功率級120的通路，使得驅動器100的輸出傳送到功率放大器的輸出級78。
圖6詳細表示如圖5所示的高效率多功率模式功率放大器，用於說明沒有旁路開關電路的功率模式轉換結構。
驅動器100的輸出功率通過第一阻抗匹配單元130到達用來使對應於功率模式的通路分開的接合處72。
在低功率模式下，功率級120被由外加電壓控制電路90施加的電壓關閉，並且從第一阻抗匹配單元130的角度觀察到的功率級120的輸入阻抗ZINT-H比從第一阻抗匹配單元130的角度觀察到的繞過功率級120的通路的輸入阻抗ZINT-L大很多。因此，被驅動器100放大並傳送到接合處72的功率被優化，從而使得輸入到阻抗變換器170中的功率量比輸入到功率級120中的功率量要大很多。輸出功率被第三阻抗匹配單元150和第四阻抗匹配單元160以最小化的洩漏到功率級的功率而傳送給輸出級78。
在高功率模式下，功率級120被由外加電壓控制電路90施加的電壓開啟，並且從第一阻抗匹配單元130的角度觀察到的功率級120的輸入阻抗ZINT-H比從第一阻抗匹配單元130的角度觀察到的繞過功率級120的通路的輸入阻抗ZINT-L要小。因此，被驅動器100放大並傳送到接合處72的大部分功率被功率級120放大並由最佳的第三阻抗匹配單元150和最佳的第四阻抗匹配單元160以最小化的洩漏到阻抗變換器170的功率而傳送到功率放大器的輸出級78。
高功率模式下，從第一阻抗匹配單元130的角度觀察到的繞過功率級120的通路的輸入阻抗ZINT-L與第一阻抗匹配單元130一起在驅動器100和功率級120之間形成級間匹配單元，從而使得驅動器100的輸出功率良好地傳送到功率級120。
圖7a的曲線圖示出了與按照本發明的一個優選實施方案所述的多功率模式功率放大器的高功率模式和低功率模式相對應的增益特性。
在低功率模式下，功率級120被外加電壓控制電路90關閉，以使得驅動器100的輸出不被功率級120放大，並且使驅動器100的輸出通過阻抗變換器170傳送到輸出級78。因此，不可能得到被功率級120放大時的增益特性。但是，這樣可消除功率級120消耗的DC功率，從而使得PAE特性優秀。
相反地，在高功率模式下，驅動器100的輸出被功率級120放大併到達輸出級78，這樣使得被功率級120放大時的增益特性增加到通過低功率模式下的操作的增益特性，並且PAE特性取決於通常具有高輸出功率水平的功率級120。
因此，如圖7a所示，低功率模式下的增益特性相對較低而高功率模式下的增益特性相對較高。
圖7b的曲線圖示出了與按照本發明的一個優選實施方案所述的多功率模式功率放大器的高功率模式和低功率模式相對應的功率添加效率特性。
如圖7a所示，因為由功率級120消耗的DC功率可被消除，所以低功率模式下的PAE特性優秀。在高功率模式下，功率級120的輸出通過第三阻抗匹配單元150和第四阻抗匹配單元160傳送到輸出級78，並且第三阻抗匹配單元150、第四阻抗匹配單元160和阻抗變換器170不使用開關，因此使得功率級120的輸出沒有損耗地傳送到輸出級78，因而使高功率模式下的PAE特性優秀。
圖8示出了按照本發明的另一優選實施方案的採用沒有旁路開關電路的功率模式轉換結構的高效率多功率模式功率放大器。
按照本發明的另一優選實施方案的採用沒有旁路開關電路的功率模式轉換結構的高效率多功率模式功率放大器包括驅動器210，用於使用可變增益放大器來可變地放大輸入信號的增益；功率級220，用於通過與驅動器210串聯的第一阻抗匹配單元230和與第一阻抗匹配單元230串聯的第二阻抗匹配單元240接收被驅動器210放大的功率，再次放大功率並輸出再次放大的功率；外加電壓控制單元190，其與功率級220並聯，用於控制對應於低功率模式和高功率模式的外加電壓；阻抗變換器270，用於根據外加電壓控制電路190的操作通過第一阻抗匹配單元230接收被驅動器210放大的功率；第三阻抗匹配單元250，其與功率級220串聯，用於根據外加功率控制電路的操作接收被功率級220放大的功率；以及第四阻抗匹配單元260，其與第三阻抗匹配單元250串聯並且與阻抗變換器270串聯，用於根據外加電壓控制電路的操作將從第三阻抗匹配單元250或阻抗變換器270傳送的功率傳送到輸出級178。
外加電壓控制電路190控制驅動器以便輸入到驅動器中的信號增益根據低功率模式和高功率模式被不同地放大。外加電壓控制電路利用與低功率模式和高功率模式相對應的外部控制信號輸入來調整施加到功率級220的電壓。因為在低功率模式下輸出功率不是經過功率級220而是經過最佳的第一阻抗匹配單元230和最佳的阻抗變換器270而得到的，所以外加電壓控制電路調整施加到功率級220的電壓以使功率級220的電晶體關閉。
相反地，因為輸出功率是經過第一阻抗匹配單元230、第二阻抗匹配單元240和功率級220得到的，所以外加電壓控制電路190施加適合於功率級220的電晶體操作的電壓。
可變增益放大器根據外加電壓控制電路190的操作可變地放大通過功率放大器的輸入端180輸入的信號的增益，並且將放大的增益供應給第一阻抗匹配單元230、功率級220和阻抗變換器270。可變增益放大器不僅起到驅動器的功能而且也起到線性電路的功能，這樣就使得電路的效率和線性度得到優化。另外，可根據用途而對如圖7a所示的功率放大器的不連續的增益特性做出相應調整。
低功率模式下的功率級220被外加電壓控制電路190關閉，而高功率模式下的功率級220對被驅動器210放大並輸入到功率級220中的信號進行放大。
第一阻抗匹配單元230是用於對應於低功率模式和高功率模式的最佳操作的最佳的電路。第一阻抗匹配單元230對應於操作模式而選擇性地將被驅動器210放大的輸入功率傳送到阻抗變換器270或功率級220。
第二阻抗匹配單元240是用於對應於低功率模式和高功率模式的最佳的操作的最佳的電路。第二阻抗匹配單元240將被可變增益放大器放大且通過第一阻抗匹配單元230傳送的功率在低功率模式下傳送到阻抗變換器270而在高功率模式下傳送到功率級220。
阻抗變換器270是對應於低功率模式和高功率模式而適當變換阻抗的阻抗變換電路。在低功率模式下，阻抗變換器270形成繞過功率級220的通路，從而使得驅動器210的輸出傳送到功率放大器的輸出級178。
按照本發明的多功率模式功率放大器不局限於這些優選實施方案，而是可由本領域技術人員在不脫離由所附的權利要求所公開的本發明的範圍和精神通過多種修改來實現。
工業應用性按照本發明的多功率模式功率放大器在不使用旁路開關電路的情況下即可放大多種水平的功率，從而使得現有技術中的多功率模式功率放大器中因使用旁路開關電路而引起的損耗、功率放大器尺寸的增加、價格競爭變差等問題可得到解決。另外，按照本發明的多功率模式功率放大器降低了在低功率模式下實際地影響電池壽命的DC功率消耗，從而使得功率放大器的PAE性能可提高，並且使配備有按照本發明的多功率模式功率放大器的移動手持設備的通話時間可延長。
另外，採用可變增益放大器作為驅動器的本發明將現有技術的多功率模式功率放大器在高功率模式下的損耗降到最低，這樣使得高功率模式下的PAE特性可提高，並且可以解決高功率模式下的壞的線性度問題。另外，可實現配備有按照本發明的多功率模式功率放大器的移動手持設備的通話質量的提高以及配備有按照本發明的多功率模式功率放大器的手持設備的尺寸的減小。
權利要求
1.一種高效率多功率模式功率放大器，包括功率級，其被配置為通過與用來放大輸入功率的驅動器串聯的第一阻抗匹配單元和與所述第一阻抗匹配單元串聯的第二阻抗匹配單元接收被所述驅動器放大的功率，再次放大所述功率並且輸出所述再次放大的功率；外加電壓控制電路，其與所述功率級並聯，並且被配置為對應於第一功率模式和第二功率模式控制外加電壓；阻抗變換器，其被配置為根據所述外加電壓控制電路的操作通過所述第一阻抗匹配單元接收被所述驅動器放大的功率；第三阻抗匹配單元，其與所述功率級串聯，並被配置為根據所述外加電壓控制電路的操作接收被所述功率級放大的功率；以及第四阻抗匹配單元，其與所述第三阻抗匹配單元串聯並與所述阻抗變換器串聯，並且被配置為根據所述外加電壓控制電路的操作將從所述第三阻抗匹配單元或所述阻抗變換器傳送的功率傳送到輸出級。
2.如權利要求1所述的多功率模式功率放大器，其中，在所述第二功率模式下，所述功率級與所述第二阻抗匹配單元串聯，所述功率級通過所述第二阻抗匹配單元接收被所述驅動器放大的功率並再次放大所述功率。
3.如權利要求1所述的多功率模式功率放大器，其中，所述外加電壓控制電路調整施加到所述功率級的電壓，以在所述第一功率模式下使所述功率級關閉而在所述第二功率模式下使所述功率級開啟。
4.如權利要求1所述的多功率模式功率放大器，其中，所述阻抗變換器與所述第二阻抗匹配單元、所述功率級和所述第三阻抗匹配單元並聯，並且在第一功率模式下，所述阻抗變換器通過所述第一阻抗匹配單元接收被所述驅動器放大的所述功率並且將所述功率輸出到所述第四阻抗匹配單元。
5.如權利要求1所述的多功率模式功率放大器，其中，所述第三阻抗匹配單元防止通過所述阻抗變換器傳送的功率洩漏到所述功率級。
6.如權利要求1所述的多功率模式功率放大器，其中，所述第四阻抗匹配單元在所述第一功率模式下接收來自於所述阻抗變換器的功率，在所述第二功率模式下接收來自於所述第三阻抗匹配單元的功率。
7.如權利要求1所述的多功率模式功率放大器，其中，功率經過所述第一阻抗匹配單元被傳送給所述第四阻抗匹配單元的通路是通過將從所述第一阻抗匹配單元朝向所述功率級觀察到的阻抗與從所述第一阻抗匹配單元朝向所述阻抗變換器觀察到的阻抗進行比較而確定的。
8.如權利要求7所述的多功率模式功率放大器，其中，在所述第二功率模式下，從所述第一阻抗匹配單元朝向所述阻抗變換器觀察到的阻抗與所述第一阻抗匹配單元一起形成所述驅動器與所述功率級之間的級間匹配單元。
9.如權利要求1所述的多功率模式功率放大器，其中，所述驅動器是被配置為可變地放大輸入信號的增益的可變增益放大器。
10.如權利要求9所述的多功率模式功率放大器，其中，所述外加電壓控制電路控制所述驅動器以使輸入到所述驅動器中的信號的增益對應於所述第一功率模式和所述第二功率模式而被不同地放大，並且調整施加到所述功率級的電壓以在所述第一功率模式下使所述功率級關閉而在所述第二功率模式下使所述功率級開啟。
全文摘要
本發明涉及一種設置在無線通信終端中的功率放大裝置，尤其涉及一種高效率的功率放大裝置，其可根據多種輸出功率水平來有效地放大功率而不需使用旁路開關電路。按照本發明的高效率功率放大裝置使得可不使用旁路開關電路來放大多種水平的功率，以使得能夠解決現有技術的多模式功率放大裝置中的問題，例如由使用旁路開關電路而引起的功率損耗、功率放大裝置尺寸的增加、價格競爭變差等。同樣地，按照本發明的高效率功率放大裝置降低了在低功率模式下的DC功率消耗，使得功率放大裝置的功率添加效率特性可被提高。
文檔編號H03F1/32GK1742428SQ03825968
公開日2006年3月1日 申請日期2003年1月7日 優先權日2003年1月3日
發明者金正鉉, 李大熙, 鄭相華, 權泳佑 申請人:維弗克斯株式會社