功率放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002] 多赫蒂放大器作為高效率的功率放大器（poweramplifier)為人所知（例如，專 利文獻(xiàn)1)。如專利文獻(xiàn)1所公開，多赫蒂放大器由與輸入信號的功率電平無關(guān)地工作的 載波放大器和在輸入信號的功率電平較低時關(guān)閉、較高時工作的峰值放大器并聯(lián)連接而構(gòu) 成。而且，運(yùn)樣的多赫蒂放大器中，一般為了使載波放大器的負(fù)載阻抗隨著峰值放大器的工 作狀態(tài)而變化，在載波放大器的輸出側(cè)設(shè)有A/4線。
[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)] 陽00引[專利文獻(xiàn)U 日本專利特開平8-330873號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0004] 如上所述，多赫蒂放大器作為高效率的功率放大器為人所關(guān)注。但是，通常的多赫 蒂放大器由于A/4線的電路尺寸大，不適合安裝到手機(jī)等小型電子設(shè)備上。 陽〇化]本發(fā)明鑒于此類情況而作出，其目的在于提供高效率且能夠小型化的功率放大 器。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
[0006] 與本發(fā)明的一個方面有關(guān)的功率放大器包括：將第一信號分配為第二信號和比該 第二信號延遲大約90度的第=信號的分配器；在第一信號的功率電平為第一電平W上的 區(qū)域，放大第二信號并輸出第四信號的第一放大器；在第一信號的功率電平為比第一電平 高的第二電平W上的區(qū)域，放大第=信號并輸出第五信號的第二放大器；輸入有第四信號 并輸出比第四信號延遲大約45度的第六信號的第一移相器；輸入有第五信號并輸出比第 五信號提前大約45度的第屯信號的第二移相器；W及將第六和第屯信號合成而輸出第一 信號的放大信號的合成單元。 發(fā)明效果
[0007] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供高效率且可小型化的功率放大器。
【附圖說明】
[0008] 圖1表示作為本發(fā)明一實施例的功率放大器的結(jié)構(gòu)例。 圖2表示載波放大器和峰值放大器的工作特性之一例。 圖3表示載波放大器開啟、峰值放大器關(guān)閉的狀態(tài)。 圖4表示載波放大器和峰值放大器均開啟的狀態(tài)。 圖5表示圖4的狀態(tài)下的載波放大器側(cè)的路徑。 圖6表示圖4的狀態(tài)下的峰值放大器側(cè)的路徑。 圖7說明由接地的電容器和電感器構(gòu)成的并聯(lián)電路可省略的情況。 圖8表示功率放大器的結(jié)構(gòu)之另一例。 圖9表示載波放大器的輸出和峰值放大器的輸出之間的相位差的模擬結(jié)果之一例。 圖IOA表示普通多赫蒂放大器中的功率附加效率的模擬結(jié)果之一例。 圖IOB表示圖8的功率放大器中的功率附加效率的模擬結(jié)果之一例。 圖11表示功率放大器的結(jié)構(gòu)之另一例。
【具體實施方式】
[0009] W下，參照【附圖說明】本發(fā)明的一實施例。圖1表示作為本發(fā)明一實施例的功率放 大器的結(jié)構(gòu)例。功率放大器100例如裝于手機(jī)上，用來放大發(fā)送給基站的信號的功率。功率 放大器100包括初級放大器110、載波放大器111、峰值放大器112、匹配電路（MN:Matching 化twork) 120,121、禪合線（Coupled-Line) 3地禪合器（W下，簡稱"3地禪合器")130、移相 器140,141、合成單元142、電感器150和電容器151。功率放大器100可W形成在同一基板 上，也可W形成于多個基板上。
[0010] 初級放大器110 (第S放大器）將經(jīng)由匹配電路120輸入的射頻（RF=Radio 化equency)信號RFw(輸入信號）放大，并將放大信號（第一信號）輸出。信號RFiw的頻 率例如為幾個GHz左右。
[0011] 載波放大器111、峰值放大器112、3地禪合器130、移相器140,141和合成單元142 是將初級放大器110輸出的信號（第一信號）放大的第二級放大電路，具有與普通多赫蒂 放大器類似的結(jié)構(gòu)。
[0012] 3地禪合器130(分配器）將初級放大器110輸出的信號（第一信號）分配成給載 波放大器111的信號（第二信號）和給峰值放大器112的信號（第=信號）。還有，給峰值 放大器112的信號的相位相對于給載波放大器111的信號的相位延遲大約90度。
[0013] 載波放大器111 (第一放大器）將輸入的信號（第二信號）放大并將放大信號（第 四信號）輸出。并且，峰值放大器112(第二放大器）將輸入的信號（第=信號）放大，并 將放大信號（第五信號）輸出。
[0014] 圖2表示載波放大器111和峰值放大器112的工作特性之一例。圖2中，橫軸表 示信號RFiw的電壓、縱軸表示各放大器的電流。如圖2所示，載波放大器111與信號RFIW的 電壓電平無關(guān)地工作。也就是說，載波放大器111與信號RFiw的功率電平無關(guān)地（即在功 率電平為零（第一電平）W上的區(qū)域）工作。另一方面，峰值放大器112工作于信號RFw 的電壓電平比最高電平Vmax低過預(yù)定電平的電平VMaW上的區(qū)域。也就是說，峰值放大器 112工作于信號RFiw的功率電平比最高電平低過預(yù)定電平（例如6地）的電平（第二電平） W上的區(qū)域。
[0015] 移相器140 (第一移相器）包括在載波放大器111與合成單元142之間串聯(lián)連接的 電感器160 (第一電感器）和其一端與合成單元142電連接、另一端接地的電容器161 (第 二電容器）。移相器140輸出比載波放大器111輸出的信號（第四信號）相位延遲大約45 度的信號（第六信號）。本實施例中，電感器160的電感值按L=町/CO設(shè)定。并且，本實施 例中，電容器161的電容值按C= 1/(2町CO)設(shè)定。運(yùn)里，町為合成單元142匹配電路121 側(cè)的阻抗、《為對應(yīng)于信號RFw的中屯、頻率的角頻率。后文將描述移相器140中的相位變 換原理。
[0016] 移相器141 (第二移相器）包括在峰值放大器112與合成單元142之間串聯(lián)連接的 電容器170 (第一電容器）和其一端與合成單元142電連接、另一端接地的電感器171 (第 二電感器）。移相器141輸出比峰值放大器112輸出的信號（第五信號）相位提前大約45 度的信號（第屯信號）。本實施例中，電容器170的電容值按C= 1/(町CO)設(shè)定。并且，本 實施例中，電感器171的電感值按L= 2町/CO設(shè)定。后文將描述移相器141中的相位變換 原理。
[0017] 合成單元142將由移相器140輸出的信號（第六信號）和移相器141輸出的信號 (第屯信號）合成的信號經(jīng)由匹配電路m作為信號RFw的放大信號RF CUT輸出。 陽〇1引圖3表示載波放大器111開啟、峰值放大器112關(guān)閉的狀態(tài)，即信號RFi廟VbackW下區(qū)域的狀態(tài)。在運(yùn)種情況下，由于峰值放大器112關(guān)閉，峰值放大器112的輸出側(cè)的阻抗 為理想地開路。如后文所述，電容器161和電感器171可省略，設(shè)合成單元142所見的負(fù)載 偵U(匹配電路m側(cè)）的阻抗為町，若忽略電容器161和電感器171，則從電感器160的輸 出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗也為町。因此，從載波放大器111的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗 成為Ri+jWX(Rl/O) =Rl+J'X町。
[0019] 圖4表示載波放大器111和峰值放大器112均開啟且電流相等的狀態(tài)，即信號RFw 為Vmax的狀態(tài)。在運(yùn)種情況下，峰值放大器112開啟且流過與載波放大器111相同的電流。 因此，設(shè)從合成單元142所見的負(fù)載側(cè)（匹配電路121側(cè)）的阻抗為町，從移相器140的輸 出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗和從移相器141的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗由于分配負(fù)載側(cè) 的阻抗町而均成為2R^即由于移相器140和移相器141并聯(lián)連接，為了使移相器140和移 相器141的合成阻抗與負(fù)載側(cè)阻抗町一致，必須將合成阻抗設(shè)為負(fù)載側(cè)阻抗RJ勺2倍即阻 抗2町。在運(yùn)種狀態(tài)下，移相器140將相位延遲45度并進(jìn)行從載波放大器111的輸出端所 見的負(fù)載側(cè)的阻抗OO與從移相器140的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗（2町）之間的阻抗變 換。并且，移相器141將相位提前45度，并執(zhí)行從峰值放大器112的輸出端所見的負(fù)載側(cè) 的阻抗OO與從移相器141的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗（2町）之間的阻抗變換。W下， 就相位變換和阻抗變換的原理進(jìn)行說明。
[0020] 圖5表示圖4的狀態(tài)下的載波放大器111側(cè)的路徑。運(yùn)里，設(shè)移相器140的輸入 偵揃電壓為Vi、電流為Ii,移相器140的輸出側(cè)的電壓為V2、電流為12。由于從移相器140 的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗為2町，電流Iz由下式表示。
[式1]
[0021] 并且，電流Ii由下式表示。
[式2]
[0022] 而且，電壓Vi由下式表不。
[式3]
[002引根據(jù)上式可知，電壓Vz的相位成為比電壓V遇遲45度。
[0024] 并且，從載波放大器111的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗由下式表示。 陽02引[式"
[00%] 根據(jù)上式可知，從載波放大器111的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗成為町。
[0027] 圖6表示圖4的狀態(tài)下的峰值放大器112側(cè)的路徑。運(yùn)里，設(shè)移相器141的輸入 偵揃電壓為V電流為Ii,設(shè)移相器141的輸出側(cè)的電壓為V2、電流為12。由于從移相器141 的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗2町，電流12由下式表示。
[式引
陽02引并且，電流I油下式表示。
[式6]
[0029] 而且，電壓Vi由下式表示。
[式7]
[0030] 根據(jù)上式可知，電壓Vz的相位比電壓V1提前45度。
[0031] 并且，從峰值放大器112的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗由下式表示。
[式引
[0032] 根據(jù)上式可知，從載波放大器111的輸出端所見的負(fù)載側(cè)的阻抗成