CN112491370B - 功率放大电路 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于,在确保功率放大电路的2个功率放大路径的隔离度的同时,减少功率损耗。功率放大电路包括:第1路径以及第2路径,设置在输入端子与输出端子之间;第1放大器,设置于第1路径,在第1模式的情况下成为工作状态;第2放大器,设置于第2路径,在第2模式的情况下成为工作状态;第1匹配电路,在第1路径中,设置在第1放大器与输出端子之间;第1电容器,一端与第1匹配电路的输出端子侧连接;第1电感器,一端与第1电容器的另一端连接,另一端接地;和短路开关,与第1电感器并联地设置,短路开关在第1模式的情况下将第1电感器的两端短路,在第2模式的情况下成为开路状态。
Description
技术领域
本发明涉及功率放大电路。
背景技术
在搭载于无线通信终端装置的功率放大电路中,由于使输出电平根据基站与终端的距离而变化,因而有要求对增益进行切换的情况。例如,有要求对基于相对较高的第1增益(高增益)的放大和基于相对较低的第2增益(低增益)的放大进行切换的情况。因此,有时将增益不同的2个功率放大路径设置于功率放大电路。例如,专利文献1中公开的功率放大电路具有:具有2个放大器的路径和具有1个放大器的路径。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-121071号公报
在对基于相对较高的第1增益(高增益)的放大和基于相对较低的第2增益(低增益)的放大进行切换的情况下,需要确保2个功率放大路径的隔离度。为了确保2个功率放大路径的隔离度,例如,在进行基于相对较低的第2增益的放大的路径中,有时利用匹配电路使阻抗暂时下降,之后利用其他匹配电路使阻抗增加而进行输出。这样,如果将阻抗变换进行多次,则产生功率的损耗。因此,在具有2个功率放大路径的功率放大电路中,优选在确保2个功率放大路径的隔离度的同时,减少功率损耗。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述而完成的,目的在于,在确保功率放大电路的2个功率放大路径的隔离度的同时,减少功率损耗。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的功率放大电路包括:输入端子;输出端子;第1路径,设置在所述输入端子与所述输出端子之间;第2路径,在所述输入端子与所述输出端子之间,相对于所述第1路径并联地设置;第1放大器,设置于所述第1路径,在第1模式的情况下成为工作状态;第2放大器,设置于所述第2路径,在第2模式的情况下成为工作状态;第1匹配电路,在所述第1路径中,设置在所述第1放大器与所述输出端子之间;第1电容器,在所述第1路径中,一端与所述第1匹配电路的所述输出端子侧连接;第1电感器,一端与所述第1电容器的另一端连接,另一端接地;和短路开关,与所述第1电感器并联地设置,所述短路开关在所述第1模式的情况下成为将所述第1电感器的两端短路的短路状态,在所述第2模式的情况下成为开路状态。
发明效果
根据本发明,能够在确保功率放大电路的2个功率放大路径的隔离度的同时,减少功率损耗。
附图说明
图1是示出比较例的功率放大电路的结构的图。
图2是示出图1所示的功率放大电路的负载特性的模拟结果的一个例子的史密斯圆图。
图3是示出第1实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图4是示出功率放大电路的功率附加效率相对于功率放大电路的输出信号的信号强度的关系的图。
图5是示出第1模式的情况下的切换部等的状态的图。
图6是示出第1模式的情况下的功率放大电路的等效电路的图。
图7是功率放大电路的输出负载阻抗的史密斯圆图。
图8是示出第2模式的情况下的切换部等的状态的图。
图9是示出第2模式的情况下的功率放大电路的等效电路的图。
图10是示出从匹配电路和输出端子的连接点观察放大器侧的情况下的等效电路的图。
图11是功率放大电路的输出负载阻抗的史密斯圆图。
图12是示出第2实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图13是示出第1模式的情况下的功率放大电路的等效电路的图。
图14是示出第2模式的情况下的功率放大电路的等效电路的图。
图15是示出第3实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图16是示出第1模式的情况下的功率放大电路的等效电路的图。
图17是示出第2模式的情况下的功率放大电路的等效电路的图。
附图标记说明
1:功率放大电路
3、4:放大器
5:切换部
6、7、8:匹配电路
9、C3、C4:电容器
10、L6、L8:电感器
11:短路开关
14:连接点
15、16:输出端
31、41:晶体管
51、52:开关
K1、K2:串联谐振电路
T1:输入端子
T2:输出端子。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的功率放大电路的实施方式详细地进行说明。另外,本发明不受该实施方式限定。此外,各实施方式的构成要素中包括本领域技术人员能够容易地进行置换的构成要素或实质上相同的构成要素。各实施方式是例示,能够进行不同的实施方式中示出的结构的部分置换或组合。在第2实施方式以后,省略对与第1实施方式共同的事项的描述,仅对不同点进行说明。特别地,对于同样的结构所带来的同样的作用效果不在每个实施方式中逐次提及。
以下,对第1实施方式进行说明,但为了使第1实施方式的理解容易,首先对比较例进行说明。
(比较例)
图1是示出比较例的功率放大电路的结构的图。比较例的功率放大电路100具有放大器A1、A2以及A3、匹配电路20、30、40、50、60以及70、输入端子IN和输出端子OUT。
在图1中,放大器A1以及A2连接在输入端子IN与输出端子OUT之间。在输入端子IN与放大器A1之间,连接有匹配电路20以及30。在放大器A1与放大器A2之间,连接有匹配电路40。在放大器A2与输出端子OUT之间连接有匹配电路70。
匹配电路20和匹配电路30之间的连接点B1与匹配电路50的一端连接。匹配电路50的另一端与放大器A3连接。放大器A3的输出侧与匹配电路60的一端连接。匹配电路60的另一端经由连接点B3,与放大器A2和匹配电路70之间的连接点B2连接。放大器A3在连接点B1与连接点B2之间相对于放大器A1、A2并联地连接。
开关12的一端与连接点B3连接。开关12的另一端与电容器13的一端连接。电容器13的另一端与接地电位连接。因此,在连接点B3与接地电位之间,开关12以及电容器13串联地连接。开关12在放大器A3为导通状态时成为断开状态,在放大器A1、A2为导通状态时成为接通状态。
电容器13的电容值设定为:相对于发送频带充分大,并且开关12成为接通状态时的阻抗作为史密斯圆图上的反射系数处于-90度至90度之间。由此,开关12成为接通状态时,能够将比开关12更靠接地电位侧的电路视为开路。
在从输入端子IN经由放大器A1、A2到达输出端子OUT的路径中,连接点B2是阻抗成为最低的点。放大器A3的路径在放大器A1、A2的路径中插入在阻抗最低的位置。因此,开关12成为接通状态时,能够通过电容器13阻拦流向接地电位的直流电流。开关12成为接通状态时,由于存在电容器13,因而即使成为低阻抗,功率放大器的发送频带的高频信号也变得难以向开关12侧漏入,电路整体的功率损耗下降。
功率放大电路100能够通过2个功率放大路径,进行基于相对较高的第1增益(高增益)的放大动作和基于相对较低的第2增益(低增益)的放大动作。即,能够通过包括放大器A1以及A2的功率放大路径,进行基于相对较高的第1增益(高增益)的放大动作。此外,能够通过包括放大器A3的功率放大路径,进行基于相对较低的第2增益(低增益)的放大动作。
在图1中,在包括放大器A3的功率放大路径中,利用匹配电路60将阻抗暂时降低,之后,利用其他匹配电路70将阻抗提高而进行输出。图2是示出图1所示的功率放大电路100的负载特性的模拟结果的一个例子的史密斯圆图。图2示出包括放大器A3的功率放大路径的阻抗的变化。在图2所示的例子中,将放大器A3的输出侧的阻抗用点PA3表示、连接点B2的阻抗用点PB2表示、输出端子OUT处的阻抗用点PBout表示。在从点PA3至点PB2为止的路径中,如箭头Y1那样阻抗暂时下降。之后,在从点PB2到点PBout为止的路径中,如箭头Y2那样阻抗增加。因此,在包括放大器A3的功率放大路径中,进行多次阻抗变换。这样,如果进行多次阻抗变换,则产生功率的损耗。因此,在具有2个功率放大路径的功率放大电路中,优选在确保2个功率放大路径的隔离度的同时,减少功率损耗。
(第1实施方式)
【电路结构】
图3是示出第1实施方式的功率放大电路的电路结构的图。功率放大电路1包括输入端子T1、切换部5、第1路径R1、第2路径R2和输出端子T2。在输入端子T1与输出端子T2之间,第1路径R1和第2路径R2互相并联地设置。即,第2路径R2相对于第1路径R1并联地设置。功率放大电路1从输入端子T1经由切换部5,分为第1路径R1和第2路径R2。第1路径R1的输出端和第2路径R2的输出端与输出端子T2连接。第1路径R1的输出端和第2路径R2的输出端的连接点14是第1路径R1的输出端子侧的连接点,也是第2路径R2的输出端子侧的连接点。功率放大电路1对输入到输入端子T1的高频输入信号进行放大,从输出端子T2输出高频输出信号。功率放大电路1能够对第1路径R1所进行的基于相对较高的第1增益(高增益)的放大动作和第2路径R2所进行的基于相对较低的第2增益(低增益)的放大动作进行切换。之后,有将以第1增益(高增益)进行放大的动作模式称为高功率模式的情况。此外,有将以第2增益(低增益)进行放大的动作模式称为低功率模式的情况。第1路径R1包括放大器3。第2路径R2包括放大器4。
切换部5包括作为第1开关的开关51和作为第2开关的开关52。在切换部5中,开关51和开关52的任意一者为接通状态时,另一者为断开状态。在本例中,在作为第1模式的高功率模式的情况下,开关51成为接通状态,开关52成为断开状态。此外,在作为第2模式的低功率模式的情况下,开关51成为断开状态,开关52成为接通状态。因此,在作为第1模式的高功率模式的情况下,输入端子T1和第1路径R1电连接,输入端子T1和放大器3电连接。在高功率模式的情况下,输入端子T1和第2路径R2电切断。此外,在作为第2模式的低功率模式的情况下,输入端子T1和第2路径R2电连接,输入端子T1和放大器4电连接。在低功率模式的情况下,输入端子T1和第1路径R1电切断。
第1路径R1包括放大器3、匹配电路6、匹配电路8、电容器9、电感器10和短路开关11。匹配电路6的一端与放大器3的输出侧连接。匹配电路8的一端与匹配电路6的另一端连接。匹配电路8的另一端与输出端子T2连接。
作为第1放大器的放大器3在作为第1模式的高功率模式的情况下工作。放大器3在作为第2模式的低功率模式的情况下不工作。在作为第2模式的低功率模式的情况下,不向放大器3的输出级的晶体管(未图示)供给偏置电流。
作为第1匹配电路的匹配电路6例如作为低通滤波器(Low Pass Filter)而起作用。匹配电路6例如从2Ω向20Ω进行阻抗变换。作为第3匹配电路的匹配电路8例如从15Ω向50Ω进行阻抗变换。
电容器9的一端与匹配电路6的另一端连接。在本例中,电容器9的一端连接在匹配电路6与匹配电路8之间。作为第1电感器的电感器10的一端与电容器9的另一端连接。电感器10的另一端与基准电位电连接。基准电位虽然例示了接地电位,但本公开不限定于此。
短路开关11相对于电感器10并联地设置。短路开关11成为短路状态(即接通状态)或开路状态(即断开状态)。短路开关11在作为第1模式的高功率模式的情况下,成为将电感器10的两端短路的短路状态。短路开关11在作为第2模式的低功率模式的情况下,成为开路状态。因此,在高功率模式的情况下,电感器10的两端短路。由此,匹配电路6和匹配电路8的连接点成为经由电容器9而接地的状态。此外,在低功率模式的情况下,形成将电容器9的另一端和电感器10的一端连接了的串联电路,电感器10的另一端成为接地的状态。由此,匹配电路6和匹配电路8的连接点成为经由电容器9以及电感器10的串联电路而接地的状态。
第2路径R2包括放大器4和匹配电路7。作为第2放大器的放大器4在作为第2模式的低功率模式的情况下工作。放大器4在作为第1模式的高功率模式的情况下不工作。在作为第1模式的高功率模式的情况下,不向放大器4的输出级的晶体管(未图示)供给偏置电流。另外,作为第3匹配电路的匹配电路7例如从15Ω向50Ω进行阻抗变换。
在此,放大器3以及4例如形成在集成电路的芯片内。此外,匹配电路6、7以及8例如通过设置在集成电路的芯片外的部件实现。短路开关11既可以形成在集成电路的芯片内,也可以通过设置在集成电路的芯片外的部件实现。
【动作】
接下来,对第1实施方式的功率放大电路的动作进行说明。第1实施方式的功率放大电路1的动作包括作为第1模式的高功率模式的动作和作为第2模式的低功率模式的情况下的动作。在高功率模式下,放大器3工作。在低功率模式下,放大器4工作。
图4是示出功率放大电路1的功率附加效率(Power Added Efficiency:PAE)相对于功率放大电路1的输出信号的功率Pout的信号强度(dBm)的关系的图。图4示出将放大器3、放大器4的动作频率设为2550MHz、Vcc设为5.5V的情况下的模拟结果的一个例子。
在图4中,线101示出作为第1模式的高功率模式下的第1实施方式的功率放大电路1的输出信号的功率Pout和功率附加效率PAE的关系。此外,线102示出作为第2模式的低功率模式下的第1实施方式的功率放大电路1的输出信号的功率Pout和功率附加效率PAE的关系。
以下,关于功率放大电路1的动作,分为作为第1模式的高功率模式的情况下的动作和作为第2模式的低功率模式的情况下的动作而进行说明。
【第1模式的情况下的动作】
图5是示出第1模式的情况下的切换部5等的状态的图。如图5所示,在作为第1模式的高功率模式的情况下,切换部5的开关51成为接通状态,开关52成为断开状态。如上述那样,在高功率模式的情况下,由于通过短路开关11将电感器10的两端短路,因而匹配电路6和匹配电路8的连接点成为经由电容器9而接地的状态。在高功率模式的情况下,在放大器3中被供给偏置电流,在放大器4中不被供给偏置电流。因此,从输出端16例如可观察到放大器4的输出级的晶体管41的集电极-发射极间、集电极-基极间的寄生电容。
图6是示出第1模式的情况下的功率放大电路1的等效电路的图。在作为第1模式的高功率模式的情况下,由于功率放大电路1的切换部5的开关51成为接通状态,因而输入端子T1成为与放大器3连接的状态。在高功率模式的情况下,由于不向放大器4的输出级的晶体管供给偏置电流,因而放大器4的寄生电容可看作电容器C4。因此,作为第2放大器的放大器4成为电容性负载。
图7是功率放大电路1的输出负载阻抗的史密斯圆图。图7是示出图6中从匹配电路8和输出端子T2的连接点14观察放大器4侧的情况下的第2路径的阻抗Z2的模拟结果的史密斯圆图。在图7中,将传输路的特性阻抗Z0作为50Ω、阻抗Z2作为点P1而示出。在图7中,点P1位于史密斯圆图的外周部。因此,可得知阻抗Z2充分高。这样,能够将阻抗Z2设为充分高于从连接点14观察输出端子T2侧的阻抗即与输出端子T2连接的负载阻抗的值。由于阻抗Z2为充分高于与输出端子T2连接的负载阻抗的值,因而从连接点14能够将放大器4侧视为开路。因此,在高功率模式的情况下,对于从放大器3的输出端15观察输出端子T2侧的阻抗,第2路径R2不产生影响。
【第2模式的情况下的动作】
图8是示出第2模式的情况下的切换部5等的状态的图。如图8所示,在作为第2模式的低功率模式的情况下,切换部5的开关51成为断开状态,开关52成为接通状态。如上述那样,在低功率模式的情况下,由于不通过短路开关11将电感器10的两端短路,因而匹配电路6和匹配电路8的连接点成为经由电容器9和电感器10的串联电路而接地的状态。在低功率模式的情况下,在放大器4中被供给偏置电流,在放大器3中不被供给偏置电流。因此,从输出端16可观察到例如放大器3的输出级的晶体管31的集电极-发射极间、集电极-基极间的寄生电容。
图9是示出第2模式的情况下的功率放大电路1的等效电路的图。在作为第2模式的低功率模式的情况下,由于功率放大电路1的切换部5的开关52成为接通状态,因而输入端子T1成为与放大器4连接的状态。在低功率模式的情况下,由于不向放大器3的输出级的晶体管供给偏置电流,因而放大器3的寄生电容可看作电容器C3。因此,作为第1放大器的放大器3成为电容性负载。与在低功率模式的情况下工作的放大器4的输出级的晶体管的面积相比,在高功率模式的情况下工作的放大器3的输出级的晶体管的面积更大。因此,图9的电容器C3具有大于图6的电容器C4的电容值。
在此,在图9中,如果从匹配电路8和输出端子T2的连接点14观察放大器3侧,则看上去如图10那样。另外,在匹配电路6和匹配电路8包括布线的情况下,由于近似地作为电感器而起作用,因而在图10中,作为电感器L6、电感器L8而标示。图10是示出从匹配电路8和输出端子T2的连接点14观察放大器3侧的情况下的等效电路的图。如图10所示,如果从连接点14观察放大器3侧,则电容器9与电感器10的串联电路、和电感器L6与电容器C3的串联电路看上去并联地连接于匹配电路8。电感器10的一端以及电容器C3的一端接地。电感器L8为匹配电路8的电感性分量。电感器L6为匹配电路6的电感性分量。
对电感值和电容值进行设定,使得在放大器4工作的频率下,图10所示的电路进行谐振且阻抗Z1的值成为无穷大或充分高于与输出端子T2连接的负载阻抗的值。即,设定电感器10以及电感器L6的电感值和电容器9以及电容器C3的电容值。在此所说的工作的频率,定义为放大器的增益成为10dB以上的频率的频带。
在电感值和电容值的设定中,例如考虑以下事项。在图10所示的电路中,通过电感器10和电容器9形成串联谐振电路K1。预先将该串联谐振电路K1的谐振频率设定为充分低的值。例如,预先将谐振频率设定为比放大器3工作的频率低的值。由此,电感器10的电感和电容器9的电容所形成的串联谐振电路在高于谐振频率的频率区域中,电感器10的电感值L是支配性的,成为电感性的电路。另一方面,通过电感器L6和电容器C3形成串联谐振电路K2。预先将该串联谐振电路的谐振频率设定为充分高的值。例如,预先将谐振频率设定为比放大器3工作的频率高的值。由此,电感器L6的电感和电容器C3的电容所形成的串联谐振电路在低于谐振频率的频率区域中,电容器C3的电容值是支配性的,成为电容性的电路。在图10中,形成电感性的串联谐振电路K1和电容性的串联谐振电路K2并联地连接的并联谐振电路,在其谐振频率下,该并联谐振电路的阻抗成为无穷大。
图11是功率放大电路1的输出负载阻抗的史密斯圆图。图11是示出图9中从匹配电路8和输出端子T2的连接点14观察放大器3侧的情况下的第1路径的阻抗Z1的模拟结果的史密斯圆图。在图11中,将传输路的特性阻抗Z0作为50Ω、阻抗Z1作为点P2而示出。在图11中,点P2位于无穷大的附近。因此,例如,只要适当地设定电容器9的电容值以及电感器10的电感值,就能够在放大器4工作的频率下,将图10所示的电路的阻抗Z1的值设为无穷大或充分高于从连接点14观察输出端子T2侧的阻抗即与输出端子T2连接的负载阻抗的值。由于阻抗Z1为无穷大或充分高于与输出端子T2连接的负载阻抗的值,因而从连接点14能够将放大器3侧视为开路。因此,在低功率模式的情况下,对于从放大器4的输出端16观察输出端子T2侧的阻抗,第1路径R1不产生影响。因此,能够确保第1路径R1和第2路径R2的隔离度。而且,与比较例不同,由于不采用将阻抗暂时降低之后将阻抗提高这样的电路结构,因此不产生在比较例中产生的功率损耗。
通过以上的动作,能够在确保第1路径R1和第2路径R2的隔离度的同时,在第1模式以及第2模式的任一情况下都减少功率损耗。
(第2实施方式)
【电路结构】
图12是示出第2实施方式的功率放大电路的电路结构的图。功率放大电路1a与图3所示的功率放大电路1不同,不具有匹配电路7以及匹配电路8。由于功率放大电路1a与图3所示的功率放大电路1相比匹配电路的数量少,因而能够通过部件个数的削减来减少成本。
【动作】
接下来,对第2实施方式的功率放大电路1a的动作进行说明。
【第1模式的情况下的动作】
图13是示出第1模式的情况下的功率放大电路1a的等效电路的图。在作为第1模式的高功率模式的情况下,由于功率放大电路1a的切换部5的开关51成为接通状态,因而输入端子T1成为与放大器3连接的状态。在高功率模式的情况下,由于不向放大器4的输出级的晶体管供给偏置电流,因而放大器4的寄生电容可看作电容器C4。
与图6的情况同样地,从连接点14观察放大器4的寄生电容的电容器C4侧的阻抗Z2在放大器3工作的频率下充分高。因此,在高功率模式的情况下,对于从放大器3的输出端15观察输出端子T2侧的阻抗,第2路径R2不产生影响。
【第2模式的情况下的动作】
图14是示出第2模式的情况下的功率放大电路1a的等效电路的图。在作为第2模式的低功率模式的情况下,由于不向放大器3的输出级的晶体管供给偏置电流,因而放大器3的寄生电容可看作电容器C3。
如参照图9以及图10说明的那样,例如只要适当地设定电容器9的电容值以及电感器10的电感值,就能够在放大器4工作的频率下,将阻抗Z1的值设为无穷大或充分高于与输出端子T2连接的负载阻抗的值。因此,在低功率模式的情况下,对于从放大器4的输出端16观察输出端子T2侧的阻抗,第1路径R1不产生影响。
通过以上的动作,即使在第2实施方式中,也能够在确保第1路径R1和第2路径R2的隔离度的同时,在第1模式以及第2模式的任一情况下都减少功率损耗。
(第3实施方式)
【电路结构】
图15是示出第3实施方式的功率放大电路的电路结构的图。功率放大电路1b与图3所示的功率放大电路1不同,不具有匹配电路8。由于功率放大电路1b与图3所示的功率放大电路1相比匹配电路的数量少,因而能够通过部件个数的削减来减少成本。
【动作】
接下来,对第3实施方式的功率放大电路1b的动作进行说明。
【第1模式的情况下的动作】
图16是示出第1模式的情况下的功率放大电路1b的等效电路的图。在作为第1模式的高功率模式的情况下,由于功率放大电路1b的切换部5的开关51成为接通状态,因而输入端子T1成为与放大器3连接的状态。在高功率模式的情况下,由于不向放大器4的输出级的晶体管供给偏置电流,因而放大器4的寄生电容可看作电容器C4。
与图6的情况同样地,从连接点14观察包括匹配电路7的电感器和放大器4的寄生电容的电容器C4的串联电路侧的阻抗Z2在放大器3工作的频率下充分高。因此,在高功率模式的情况下,对于从放大器3的输出端15观察输出端子T2侧的阻抗,第2路径R2不产生影响。
【第2模式的情况下的动作】
图17是示出第2模式的情况下的功率放大电路1b的等效电路的图。在作为第2模式的低功率模式的情况下,由于不向放大器3的输出级的晶体管供给偏置电流,因此放大器3的寄生电容可看作电容器C3。
如参照图9以及图10说明的那样,例如只要适当地设定电容器9的电容值以及电感器10的电感值,就能够在放大器4工作的频率下,将阻抗Z1的值设为无穷大或充分高于与输出端子T2连接的负载阻抗的值。因此,在低功率模式的情况下,对于从放大器4的输出端16观察输出端子T2侧的阻抗,第1路径R1不产生影响。
通过以上的动作,即使在第3实施方式中,也能够在确保第1路径R1和第2路径R2的隔离度的同时,在第1模式以及第2模式的任一情况下都减少功率损耗。
Claims (8)
1.一种功率放大电路,包括:
输入端子;
输出端子;
第1路径,设置在所述输入端子与所述输出端子之间;
第2路径,在所述输入端子与所述输出端子之间,相对于所述第1路径并联地设置;
第1放大器,设置于所述第1路径,在第1模式的情况下成为工作状态;
第2放大器,设置于所述第2路径,在第2模式的情况下成为工作状态;
第1匹配电路,在所述第1路径中,设置在所述第1放大器与所述输出端子之间;
第1电容器,在所述第1路径中,一端与所述第1匹配电路的所述输出端子侧连接;
第1电感器,一端与所述第1电容器的另一端连接,另一端接地;和
短路开关,与所述第1电感器并联地设置,
所述短路开关在所述第1模式的情况下成为将所述第1电感器的两端短路的短路状态,在所述第2模式的情况下成为开路状态。
2.根据权利要求1所述的功率放大电路,其中,
所述功率放大电路还包括:第2匹配电路,在所述第2路径中,设置在所述第2放大器与所述输出端子之间。
3.根据权利要求1或2所述的功率放大电路,其中,
所述功率放大电路还包括:第3匹配电路,在所述第1路径中,设置在所述第1电容器的所述一端与所述输出端子之间。
4.根据权利要求1或2所述的功率放大电路,其中,
所述功率放大电路还包括切换部,
所述切换部包括:
第1开关,设置在所述输入端子与所述第1放大器之间;和
第2开关,设置在所述输入端子与所述第2放大器之间,
所述第1开关在所述第1模式的情况下成为接通状态,将所述输入端子和所述第1放大器电连接,在所述第2模式的情况下成为断开状态,将所述输入端子和所述第1放大器电切断,
所述第2开关在所述第2模式的情况下成为接通状态,将所述输入端子和所述第2放大器电连接,在所述第1模式的情况下成为断开状态,将所述输入端子和所述第2放大器电切断。
5.根据权利要求1或2所述的功率放大电路,其中,
基于所述第1路径的增益大于基于所述第2放大器的增益。
6.根据权利要求1或2所述的功率放大电路,其中,
在所述第1模式的情况下,所述第2放大器成为电容性负载,在所述第1放大器工作的频率下,从所述第1路径和所述第2路径的所述输出端子侧的连接点观察的所述第2路径的阻抗充分高于从所述连接点观察所述输出端子侧的阻抗,
在所述第2模式的情况下,所述第1放大器成为电容性负载,在所述第2放大器工作的频率下,从所述连接点观察的所述第1路径的阻抗充分高于从所述连接点观察所述输出端子侧的阻抗。
7.根据权利要求6所述的功率放大电路,其中,
设定所述第1电感器的电感值,使得在所述第2模式的情况下,所述第1路径的阻抗从所述连接点观察充分高。
8.根据权利要求6所述的功率放大电路,其中,
在所述第1模式的情况下,所述第2路径的阻抗从所述连接点观察充分高。
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---|---|---|---|---|
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008068809A1 (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-12 | Mitsubishi Electric Corporation | 高周波増幅器 |
WO2015176077A2 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Systems and methods related to linear and efficient broadband power amplifiers |
US9966903B1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-05-08 | Nxp Usa, Inc. | Doherty architecture for wideband power amplifier design |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005050622A1 (de) * | 2005-10-21 | 2007-05-03 | Infineon Technologies Ag | Sendeendstufe mit einstellbarer Ausgangsleistung und Verfahren zum Verstärken eines Signals in einer Sendeendstufe |
KR20090071834A (ko) * | 2007-12-28 | 2009-07-02 | 성균관대학교산학협력단 | 고조파 동조를 이용한 도허티 증폭기 |
US8811531B2 (en) * | 2011-03-23 | 2014-08-19 | Triquint Semiconductor, Inc. | Quadrature lattice matching network |
WO2012157645A1 (ja) * | 2011-05-18 | 2012-11-22 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅器およびその動作方法 |
US8666338B2 (en) | 2012-01-23 | 2014-03-04 | Qualcomm Incorporated | Multi-mode bypass driver amplifier with tunable load matching |
JP6206698B2 (ja) * | 2012-12-19 | 2017-10-04 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅器 |
KR102163049B1 (ko) * | 2015-02-24 | 2020-10-08 | 삼성전기주식회사 | 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법 |
KR20210090429A (ko) * | 2020-01-10 | 2021-07-20 | 삼성전자주식회사 | 광대역 rf 신호를 처리하는 증폭기 회로를 포함하는 전자 장치 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008068809A1 (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-12 | Mitsubishi Electric Corporation | 高周波増幅器 |
WO2015176077A2 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Systems and methods related to linear and efficient broadband power amplifiers |
US9966903B1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-05-08 | Nxp Usa, Inc. | Doherty architecture for wideband power amplifier design |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于器件特性的改进高效率F类微带拓扑分析与实现;雷奇;何松柏;董磊;游飞;;电路与系统学报(第04期);全文 * |
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