功率放大器和其方法;POWER AMPLIFIER AND METHOD THEREOF

摘要

一种功率放大器和其方法。上述功率放大器放大一输入讯号用以产生一输出讯号，包括一叠接单元以及一偏压电路。该叠接单元包括一叠接级、一第一输入级、以及一第二输入级。该叠接级产生上述输出讯号。该第一输入级，和上述叠接级形成叠接，具有用来偏压的第一讯号输入用以提供第一放大器增益。该第二输入级，和上述叠接级形成叠接，具有用来偏压的第二讯号输入用以提供第二放大器增益。该偏压电路，耦接到上述第一和第二输入级，包括一第一开关和一第二开关。该第一开关，耦接到上述第一输入级，切换到一偏压电压用以致能上述第一输入级。该第二开关，耦接到上述第二输入级，切换到上述偏压电压用以致能上述第二输入级。其中，上述第一和第二开关可同时切换到上述偏压电压。

主权项

1.一种功率放大器，放大一输入讯号用以产生一输出讯号，包括：一叠接单元(cascode unit)，包括：一叠接级，产生上述输出讯号；一第一输入级，和上述叠接级形成叠接，具有用来偏压的第一讯号输入用以提供第一放大器增益；以及一第二输入级，和上述叠接级形成叠接，具有用来偏压的第二讯号输入用以提供第二放大器增益；以及一偏压电路，耦接到上述第一和第二输入级，包括：一第一开关，耦接到上述第一输入级，切换到一偏压电压用以致能上述第一输入级；以及一第二开关，耦接到上述第二输入级，切换到上述偏压电压用以致能上述第二输入级，其中，上述第一和第二开关可同时切换到上述偏压电压。 ;2.如申请专利范围第1项所述之功率放大器，其中上述叠接单元包括一源极退化电感，耦接到上述第一输入级。 ;3.如申请专利范围第1项所述之功率放大器，其中上述第一和第二开关一次只有一个会切换到上述偏压电压。 ;4.如申请专利范围第1项所述之功率放大器，其中上述第一开关更切换到地极(the ground)用以失能上述第一输入级，以及上述第二开关更切换到地极用以失能上述第二输入级。 ;5.如申请专利范围第1项所述之功率放大器，更包括：一第一补偿电容，耦接到上述第一输入级和上述偏压电路，补偿上述第二输入级的输入阻抗(impedance)；以及一第一补偿开关，耦接到上述第一补偿电容和上述第二输入级，当关上(switched on)时连接上述第一补偿电容到上述第二讯号输入。 ;6.如申请专利范围第1项所述之功率放大器，更包括：其中上述叠接单元更包括一第三输入级，和上述叠接级形成叠接，具有用来偏压的第三讯号输入用以提供第三放大器增益；其中上述偏压电路更包括一第三开关，耦接到上述第三输入级，切换到上述偏压电压用以致能上述第三输入级；其中上述功率放大器更包括一第二补偿电容，耦接到上述叠接单元和上述偏压电路；以及一第二补偿开关，耦接到上述第二补偿电容和上述第三输入级，当关上时连接上述第二补偿电容到上述第三讯号输入。 ;7.如申请专利范围第1项所述之功率放大器，其中上述第一和第二输入级是共源极(common-source)组态的MOSFET电晶体，以及上述叠接级是共闸极(common-gate)组态的MOSFET电晶体。 ;8.如申请专利范围第1项所述之功率放大器，其中上述第一和第二输入级是共射极(common-emitter)组态的BJT电晶体，以及上述叠接级是共基极(common-base)组态的BJT电晶体。 ;9.如申请专利范围第1项所述之功率放大器，其中上述输入讯号包括一差动讯号对(differential signal pair)，以及上述叠接级、第一和第二输入级是差动电晶体对，接收上述差动讯号对。 ;10.一种功率放大方法，在一功率放大器内放大一输入讯号用以产生一输出讯号，上述功率放大器包括一叠接电晶体、和上述叠接电晶体形成叠接的第一输入级、和上述叠接电晶体形成叠接的第二输入级、第一开关和第二开关，上述放大方法包括：上述第一开关切换到一偏压电压用以致能上述第一输入级；对上述第一输入级以一第一讯号输入进行偏压，用以提供第一放大器增益；上述第二开关切换到上述偏压电压用以致能上述第二输入级；以及对上述第二输入级以一第二讯号输入进行偏压，用以提供第二放大器增益，其中，上述第一和第二开关可同时切换到上述偏压电压。 ;11.如申请专利范围第10项所述之功率放大方法，更包括：上述第一开关切换到地极用以失能上述第一输入级；以及上述第二开关切换到地极用以失能上述第二输入级。 ;12.如申请专利范围第10项所述之功率放大方法，其中上述功率放大器更包括一第一补偿电容和一第一补偿开关，上述功率放大方法更包括：切换上述第一补偿开关用以连接上述第一补偿电容和上述第二讯号输入；以及上述第一补偿电容补偿上述第二输入级的输入阻抗。 ;13.如申请专利范围第10项所述之功率放大方法，其中上述功率放大器更包括一第三输入级、一第二补偿电容、一第三开关、和一第二补偿开关，上述功率放大方法更包括：上述第三开关切换到上述偏压电压用以致能上述第三输入级；对上述第三输入级以一第三讯号输入进行偏压，用以提供第三放大器增益；切换上述第二补偿开关用以连接上述第二补偿电容和上述第三讯号输入；以及上述第二补偿电容补偿上述第三输入级的输入阻抗。 ;14.如申请专利范围第10项所述之功率放大方法，其中上述第一和第二输入级是共源极(common-source)组态的MOSFET电晶体，以及上述叠接级是共闸极(common-gate)组态的MOSFET电晶体。 ;15.如申请专利范围第10项所述之功率放大方法，其中上述第一和第二输入级是共射极(common-emitter)组态的BJT电晶体，以及上述叠接级是共基极(common-base)组态的BJT电晶体。 ;16.如申请专利范围第10项所述之功率放大方法，其中上述输入讯号包括一差动讯号对(differential signal pair)，以及上述叠接级、第一和第二输入级是差动电晶体对，接收上述差动讯号对。 ;17.一种积体电路，放大一输入讯号用以产生一输出讯号，包括：一输入匹配电路，对上述输入讯号执行匹配(matching)；一叠接单元，耦接到上述输入匹配电路；包括一共闸极(common-gate)级，产生上述输出讯号；一第一共源极(common-source)级，和上述共闸极级形成叠接，具有用来偏压的第一讯号输入用以提供第一放大器增益；以及一第二共源极级，和上述共闸极级形成叠接，具有用来偏压的第二讯号输入用以提供第二放大器增益；一第一补偿电容，耦接到上述第二共源极级，补偿上述第二共源极级的输入阻抗；一偏压电路，耦接到上述第一和第二共源极级，包括：一第一开关，耦接到上述第一输入级，切换到一偏压电压用以致能上述第一共源极级，切换到地极(ground)用以失能上述第一共源极级；以及一第二开关，耦接到上述第二输入级，切换到上述偏压电压用以致能上述第二共源极级，切换到上述地极用以失能上述第二共源极级。 ;18.如申请专利范围第17项所述之积体电路，更包括一源极退化电感，耦接到上述第一和第二共源极级。;第1图显示习知之单端(single ended)叠接功率放大器的电路图。;第2图是显示习知可调整增益之叠接功率放大器的电路图。;第3图显示本发明实施例中功率放大器的电路图。;第4图显示本发明实施例中在输入端频率对反射系数(S11)的关系图。;第5图显示本发明实施例中在输入端频率对增益(S21)的关系图。;第6图显示本发明实施例中在输入端频率对杂讯指数(NF)的关系图。