[发明专利]射频功率放大器与电子系统

说明书

技术领域

本发明关于一种射频功率放大器，特别是指一种利用三端电流源来进行偏压的射频功率放大器。

背景技术

随着网际网络发达之后，人们习惯于快速大量地接受信息，特别是在近几年来无线通信科技的进步，个人移动产品，如移动电话、个人数字助理等产品，以相当惊人的速度普及之后，人们希望能够掌握即时信息外，还希望能有即时的线上支援。因此，结合网际网络与无线通信的无线区域网络(Wireless Local Area Network,WLAN)与第三代(3G)/第四代(4G)网络正是满足人们这样需求的一个方案。

在无线通信手持设备中，主要的直流功率消耗来自于射频功率放大器。因此，使射频功率放大器既能具有高线性度而不致让放大信号失真，并能同时具有高效率以延长通信时间，一直是射频功率放大器设计的研究重点。尤其在无线通信系统中所广为采用的正交频分多工(OFDM)数字调制技术具有明显的时变波包特性，其峰值与平均功率比值常数(PAPR)远较现有的无线通信系统为高，换句话说，其波包对时间变化较为剧烈，因此对射频功率放大器的线性度要求也会比较高。

然而，在现有技艺下，以第三代(3G)/第四代(4G)手机系统为例，第三代(3G)/第四代(4G)手机系统对于射频输出功率的精准度有着极为严格的要求。因为手机电池的电压值会有相当大的变化，其可能从3.2伏特到4.2伏特不等，因此会影响射频功率放大器的输出功率的精准度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种射频功率放大器，用于解决上述存在的问题或其他问题。

本发明实施例提供一种射频功率放大器，射频功率放大器包括三端电流源电路、电流镜电路与输出级电路。三端电流源电路连接至电流镜电路，并且电流镜电路连接至输出级电路。三端电流源电路接收第一系统电压并据此输出第一电流及第二电流，并且第一电流的第一输出端点与第二电流的第二输出端点之间具有源电压。电流镜电路接收第一电流及第二电流并据此产生偏压电流。输出级电路接收偏压电流以工作在操作偏压点。通过三端电流源电路的源电压使得第一系统电压在第一电压与第二电压之间，来让输出级电路输出不随第一系统电压变化且具温度补偿的输出电流。

在本发明其中一个实施例中，三端电流源电路包括第一晶体管与第一电阻。电流镜电路包括第二晶体管、第二电阻、第三电阻与第三晶体管。输出级电路包括第四晶体管。第一晶体管的漏极连接第一系统电压。第一电阻的一端为第一输出端点且连接第一晶体管的源极并输出第一电流。第一电阻的另一端为第二输出端点且连接第一晶体管的栅极并输出第二电流。第二晶体管的基极连接第一电阻的一端以接收第一电流，第二晶体管的集电极连接第一系统电压。第二电阻的一端连接第二晶体管的射极，第三电阻的一端连接第二晶体管的射极，第三晶体管的基极连接第二电阻的另一端，第三晶体管的集电极连接第一电阻的另一端，第三晶体管的射极连接接地电压。第四晶体管的基极连接第三电阻的另一端以接收偏压电流，第四晶体管的集电极连接第二系统电压，第四晶体管的射极连接接地电压。当第四晶体管的面积为第三晶体管的面积的N倍且当第二电阻的电阻值约为第三电阻的电阻值的N倍时，则输出电流为第二电流的N倍，且N为大于1的实数。当第三晶体管工作在主动区时，则第二晶体管的基极电压为第二晶体管的基射极电压、第二电阻的压降与第三晶体管的基射极电压的总和，藉此以将第一电阻的一端的电压锁定在第二晶体管的基极电压。第四晶体管作为输出晶体管，用以接收射频输入信号且将其放大以输出射频输出信号。

本发明实施例另提供一种电子系统，电子系统包括射频功率放大器与连接至射频功率放大器的负载。射频功率放大器接收射频输入信号且输出射频输出信号至负载。

综上所述，本发明实施例所提出的射频功率放大器与电子系统，通过三端电流源电路的源电压能够使得当电池电压(亦即第一系统电压)的大幅变化下也都能够产生稳定的输出电流。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1为根据本发明实施例的射频功率放大器的区块示意图。

图2为根据本发明实施例的射频功率放大器的电路示意图。

图3为对应图2的输出电流对第一系统电压的曲线图。

图4为根据本发明另一实施例中的射频功率放大器的电路示意图。

图5A～5D为对照图4实施例的模拟曲线图。