功率放大電路的制作方法
【專利摘要】一種功率放大電路，包括：一開關(guān)電路，一放大器與一負載。開關(guān)電路接收一第一電源電壓與一第二電源電壓。該開關(guān)電路于一第一模式時提供該第一電源電壓至一第一節(jié)點，于一第二模式時提供該第二電源電壓至該第一節(jié)點。一放大器，接收一第一輸入信號與一第二輸入信號，并于一第一輸出端與一第二輸出端上產(chǎn)生一第一輸出信號與一第二輸出信號。一負載，包括一第一電感器與一第二電感器，該第一電感器連接于該第一節(jié)點與該第一輸出端之間，該第二電感器連接于該第一節(jié)點與該第二輸出端之間。
【專利說明】
功率放大電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種功率放大電路(power amplifying circuit)，且特別涉及一種可切換于高功率輸出與低功率輸出的功率放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002]請參照圖1，其所繪示為現(xiàn)有發(fā)射器(transmitter)示意圖。發(fā)射器(transmitter)10中包括一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 12、一低通濾波器(LPF) 14、一調(diào)制器(m0dulat0r)16、一可編程增益放大器(PGA) 18與一功率放大器20。
[0003]發(fā)射器10可連接天線(未繪示)，并且將輸出信號傳遞至天線，使得天線產(chǎn)生無線射頻信號，并由遠端的接收器(receiver)接收。基本上，可編程增益放大器18和功率放大器20可控制輸出功率(output power)，以控制無線射頻信號的福射強度。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提出一種功率放大電路，該功率放大電路可根據(jù)實際需求操作于高輸出功率模式以及低輸出功率模式。
[0005]本實用新型涉及一種功率放大電路，包括:一開關(guān)電路，接收一第一電源電壓與一第二電源電壓，其中該開關(guān)電路于一第一模式時提供該第一電源電壓至一第一節(jié)點，于一第二模式時提供該第二電源電壓至該第一節(jié)點；一放大器，接收一第一輸入信號與一第二輸入信號，并于一第一輸出端與一第二輸出端上產(chǎn)生一第一輸出信號與一第二輸出信號；以及一負載，包括一第一電感器與一第二電感器，該第一電感器連接于該第一節(jié)點與該第一輸出端之間，該第二電感器連接于該第一節(jié)點與該第二輸出端之間。
[0006]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該開關(guān)電路包括一第一開關(guān)與一第二開關(guān)，該第一開關(guān)連接于該第一電源電壓與該第一節(jié)點之間，該第二開關(guān)連接于該第二電源電壓與該第一節(jié)點之間。
[0007]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)為功率開關(guān)。
[0008]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第一模式為一高輸出功率模式，該第二模式為一低輸出功率模式，且該第一電源電壓大于該第二電源電壓；以及，于該高輸出功率模式時，該第一開關(guān)為一關(guān)閉狀態(tài)且該第二開關(guān)為一斷開狀態(tài)，于該低輸出功率模式時，該第二開關(guān)為該關(guān)閉狀態(tài)且該第一開關(guān)為該斷開狀態(tài)。
[0009]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第一輸出端與該第二輸出端還連接至一第一匹配網(wǎng)絡(luò)，且該第一匹配網(wǎng)絡(luò)連接至一天線，使得該天線產(chǎn)生一無線射頻信號。
[0010]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該放大器、該開關(guān)電路設(shè)計于一IC芯片，且該IC芯片、該負載、該第一匹配網(wǎng)絡(luò)與該天線是設(shè)計于一電路板。
[0011]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該放大器電路為一差動放大器，該差動放大器包括:一第一晶體管，具有一源極連接至一第三電源電壓，一柵極，與一漏極;一第二晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極;一第三晶體管，具有一源極連接至該第一晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第一輸出端;一第四晶體管，具有一源極連接至該第二晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第二輸出端;一第一偏壓與匹配電路，接收該第一輸入信號，并連接至該第一晶體管的該柵極以及該第三晶體管的該柵極；以及一第二偏壓與匹配電路，接收該第二輸入信號，并連接至該第二晶體管的該柵極以及該第四晶體管的該柵極。
[0012]本實用新型涉及一種功率放大電路，包括:一開關(guān)電路，接收一第一電源電壓與一第二電源電壓，其中該開關(guān)電路于一第一模式時提供該第一電源電壓至一第一節(jié)點，于一第二模式時提供該第二電源電壓至該第一節(jié)點；一第一放大器，接收一第一輸入信號與一第二輸入信號;一第二放大器，接收該第一輸入信號與該第二輸入信號;其中，該第一放大器與該第二放大器其中之一被致能，并于一第一輸出端與一第二輸出端上產(chǎn)生一第一輸出信號與一第二輸出信號；以及一負載，包括一第一電感器與一第二電感器，該第一電感器連接于該第一節(jié)點與該第一輸出端之間，該第二電感器連接于該第一節(jié)點與該第二輸出端之間。
[0013]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該開關(guān)電路包括一第一開關(guān)與一第二開關(guān)，該第一開關(guān)連接于該第一電源電壓與該第一節(jié)點之間，該第二開關(guān)連接于該第二電源電壓與該第一節(jié)點之間。
[0014]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)為功率開關(guān)。
[0015]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第一模式為一高輸出功率模式，該第二模式為一低輸出功率模式，且該第一電源電壓大于該第二電源電壓；以及，于該高輸出功率模式時，該第一放大器被致能、該第二放大器被禁能、該第一開關(guān)為一關(guān)閉狀態(tài)且該第二開關(guān)為一斷開狀態(tài)，于該低輸出功率模式時，該第一放大器被禁能、該第二放大器被致能、該第二開關(guān)為該關(guān)閉狀態(tài)且該第一開關(guān)為該斷開狀態(tài)。
[0016]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第一輸出端與該第二輸出端還連接至一第一匹配網(wǎng)絡(luò)，且該第一匹配網(wǎng)絡(luò)連接至一天線，使得該天線產(chǎn)生一無線射頻信號。
[0017]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第一放大器、該第二放大器、該開關(guān)電路設(shè)計于一IC芯片，且該IC芯片、該負載、該第一匹配網(wǎng)絡(luò)與該天線是設(shè)計于一電路板。
[0018]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第一放大器包括:一第一晶體管，具有一源極連接至一第三電源電壓，一柵極，與一漏極;一第二晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極;一第三晶體管，具有一源極連接至該第一晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第一輸出端;一第四晶體管，具有一源極連接至該第二晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第二輸出端;一第一偏壓與匹配電路，接收該第一輸入信號，并連接至該第一晶體管的該柵極以及該第三晶體管的該柵極；以及一第二偏壓與匹配電路，接收該第二輸入信號，并連接至該第二晶體管的該柵極以及該第四晶體管的該柵極。
[0019]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第二放大器包括:一第五晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極;一第六晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極;一第七晶體管，具有一源極連接至該第五晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第一輸出端;一第八晶體管，具有一源極連接至該第六晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第二輸出端;一第三偏壓與匹配電路，接收該第一輸入信號，并連接至該第五晶體管的該柵極以及該第七晶體管的該柵極；以及一第四偏壓與匹配電路，接收該第二輸入信號，并連接至該第六晶體管的該柵極以及該第八晶體管的該柵極。
[0020]根據(jù)本實用新型的一實施方式，該第二放大器包括:一第五晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極;一第六晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極;一第七晶體管，具有一源極連接至該第五晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極;一第八晶體管，具有一源極連接至該第六晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極;一第三偏壓與匹配電路，接收該第一輸入信號，并連接至該第五晶體管的該柵極以及該第七晶體管的該柵極;一第四偏壓與匹配電路，接收該第二輸入信號，并連接至該第六晶體管的該柵極以及該第八晶體管的該柵極；以及一第二匹配網(wǎng)絡(luò)，連接至該第一輸出端、該第二輸出端、該第七晶體管的該漏極、以及該第八晶體管的該漏極。
[0021]為了對本實用新型的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合說明書附圖，作詳細說明如下:
【附圖說明】
[0022]圖1所繪示為現(xiàn)有發(fā)射器示意圖。
[0023]圖2所繪示為功率放大器示意圖。
[0024]圖3所繪示為本實用新型功率放大電路的方塊圖。
[0025]圖4所繪示為功率放大電路的電路圖的第一實施例。
[0026]圖5所繪示為本實用新型另一功率放大電路的方塊圖。
[0027]圖6其所繪示為功率放大電路的電路圖的第二實施例。
[0028]圖7所繪示為功率放大電路的電路圖的第三實施例。
[0029]圖8A至圖SG所繪示為本實用新型功率放大電路于各種模式下的運作方塊示意圖。
[0030]其中，附圖標記說明如下:
[0031]10:發(fā)射器(Transmitter)
[0032]12:數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
[0033]14:低通濾波器
[0034]16:調(diào)制器
[0035]18:可編程增益放大器
[0036]20、100:功率放大器
[0037]102、104、321、322、412、422:偏壓與匹配電路
[0038]431、432、451、452:偏壓與匹配電路
[0039]106、206、306、368、406:負載
[0040]108、208、308、370、408、453:匹配網(wǎng)絡(luò)[0041 ]110、210、310、380、410:天線
[0042]202、302、362、402:開關(guān)電路
[0043]204、304、364、366、420、430:差動放大器
[0044]220、360:1C芯片
[0045]230、350:電路板
[0046]390:直流-直流電源轉(zhuǎn)換器
【具體實施方式】
[0047]請參照圖2，其所繪示為功率放大器示意圖。功率放大器100包括:晶體管Ml?M4、偏壓與匹配電路(biasing and matching circuit) 102、104以及負載106。
[0048]晶體管M1、M2連接成一差動對電路(differential pair circuit)，晶體管Ml源極連接至電源電壓Vss，柵極接收第一輸入信號Vin+;晶體管M2源極連接至電源電壓Vss，柵極接收第二輸入信號Vin-。其中，第一輸入信號Vin+與第二輸入信號Vin-為差動輸入信號(differential input signal);電源電壓Vss為接地電壓。
[0049]晶體管M3源極連接至晶體管Ml漏極，柵極連接至偏壓與匹配電路102，漏極連接至節(jié)點a。晶體管M4源極連接至晶體管M2漏極，柵極連接至偏壓與匹配電路104，漏極連接至節(jié)點b。其中，節(jié)點b是為功率放大器100的第一輸出端產(chǎn)生第一輸出信號Vout+;節(jié)點a是為功率放大器100的第二輸出端產(chǎn)生第二輸出信號Vout-，且第一輸出信號Vout+與第二輸出信號Vout-為差動輸出信號(differential output signal)。
[0050]負載106包括電感器La連接于節(jié)點a與電源電壓Vdd;電感器Lb連接于節(jié)點b與電源電壓Vdd。
[0051]二個偏壓與匹配電路102、104具有相同結(jié)構(gòu)。以匹配電路102為例來做說明，匹配電路102中回授電容與電阻連接于節(jié)點a與晶體管Ml柵極之間，偏壓電壓(bias voltage)連接至晶體管M3柵極且晶體管M3柵極與電源電壓Vss之間連接一電容器?；旧?，偏壓與匹配電路102、104可以根據(jù)實際需求而有各種設(shè)計與修改。
[0052]匹配網(wǎng)絡(luò)(matchingnetwork)108接收功率放大器100的差動輸出信號，并由天線(antenna)llO產(chǎn)生無線射頻信號(wireless RF signal)。其中，匹配網(wǎng)絡(luò)108中具有電容器與電感器，其針對功率放大器100的輸出阻抗(output impedance)進行阻抗匹配。同理，匹配網(wǎng)絡(luò)108也可以根據(jù)實際需求而有各種設(shè)計與修改。
[0053]基本上，功率放大器100除了負載106之外，其余的電路皆設(shè)計在IC內(nèi)。而負載106、匹配網(wǎng)絡(luò)108與天線110皆設(shè)計于電路板(circuit board)上。在實際的應(yīng)用上，為了讓功率放大器100實現(xiàn)高輸出功率，會將IC內(nèi)部的最高電壓作為電源電壓Vdd，供應(yīng)至功率放大器100。
[0054]再者，于圖2的供電方式之下，如欲將功率放大器100操作于低輸出功率時，需要調(diào)整偏壓與匹配電路102、104來降低功率放大器100中的偏壓電流(bias current)。然而，這樣的操作方式會降低功率放大器100的電源效率(power efficiency)。
[0055]請參照圖3，其所繪示為本實用新型功率放大電路的方塊圖。功率放大電路包括:差動放大器(differential amplifier)204、開關(guān)電路202、負載206。其中，差動放大器204、開關(guān)電路202是設(shè)計于IC芯片220內(nèi)部；而IC芯片220與負載206設(shè)計于電路板230上。另外，匹配網(wǎng)絡(luò)208與天線210也設(shè)計于電路板230上。
[0056]基本上，IC芯片220內(nèi)可包括一前端電路(front end circuit)(未繪示)。前端電路包括:數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)、低通濾波器(LPF)、調(diào)制器(modulator)與可編程增益放大器(PGA)。前端電路可產(chǎn)生第一輸入信號Vin+與第二輸入信號Vin-至差動放大器204，使得差動放大器204產(chǎn)生第一輸出信號Vout+與第二輸出信號Vout-。其中，第一輸入信號Vin+與第二輸入信號Vin-為差動輸入信號;第一輸出信號Vout+與第二輸出信號Vout-為差動輸出信號。
[0057]負載206包括電感器La連接于節(jié)點a與開關(guān)電路202;電感器Lb連接于節(jié)點b與開關(guān)電路202。
[0058]另外，開關(guān)電路202包括開關(guān)swl與sw2。根據(jù)本實用新型的實施例，當功率放大電路操作在高輸出功率模式時，開關(guān)電路202中的開關(guān)swl為關(guān)閉狀態(tài)(close state)，開關(guān)sw2為斷開狀態(tài)(open state)，使得高電壓Vddh供應(yīng)至負載206。反之，當功率放大電路操作在低輸出功率模式時，開關(guān)電路202中的開關(guān)sw2為關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)swl為斷開狀態(tài)，使得低電壓Vdd I供應(yīng)至負載206。
[0059]另外，IC芯片220更可包括一直流轉(zhuǎn)直流電源轉(zhuǎn)換器(DC-to-DC converter)(未繪示)，用以將高電壓Vddh轉(zhuǎn)換為低電壓Vddl，或者由另一電池電壓Vbat轉(zhuǎn)換為低電壓Vddl。
[0060]再者，功率放大電路的二輸出端更連接一匹配網(wǎng)絡(luò)208。匹配網(wǎng)絡(luò)208接收功率放大器的差動輸出信號(V0Ut+、V0Ut-)，并由天線210產(chǎn)生無線射頻信號。相同于圖2，匹配網(wǎng)絡(luò)208中具有的電容器與電感器，其針對功率放大電路的輸出阻抗進行阻抗匹配。匹配網(wǎng)絡(luò)208也可以根據(jù)實際需求而有各種設(shè)計與修改。
[0061]請參照圖4，其所繪示為功率放大電路的第一實施例。功率放大電路包括:差動放大器304、開關(guān)電路302、負載306。
[0062]差動放大器304中，晶體管Ml源極連接至電源電壓Vss，晶體管M3源極連接至晶體管Ml漏極，晶體管M3漏極連接至節(jié)點a;晶體管M2源極連接至電源電壓Vss，晶體管M4源極連接至晶體管M2漏極，晶體管M4漏極連接至節(jié)點b。其中，電源電壓Vss可為接地電壓。
[0063]再者，偏壓與匹配電路321接收第一輸入信號Vin+，并連接至晶體管M1、M3的柵極；偏壓與匹配電路322接收第二輸入信號Vin-，并連接至晶體管M2、M4的柵極。相同地，偏壓與匹配電路321、322相同于圖2的偏壓與匹配電路102、104。再者，偏壓與匹配電路321、322也可以根據(jù)實際需求而有各種設(shè)計與修改。
[0064]開關(guān)電路302包括開關(guān)swl與sw2。開關(guān)swl連接于電源電壓Vddh與節(jié)點c之間；開關(guān)sw2連接于電源電壓Vddl與節(jié)點c之間。其中，開關(guān)swl、sw2為功率開關(guān)(power switch)。再者，電源電壓Vddh大于電源電壓Vddl，電源電壓Vddl大于電源電壓Vss。舉例來說，電源電壓Vddh為3.3V，電源電壓Vddl為1.8V，電源電壓Vss為0V。
[0065]負載306包括電感器La連接于節(jié)點a與節(jié)點c之間；電感器Lb連接于節(jié)點b與節(jié)點c之間。根據(jù)本實用新型的實施例，當功率放大電路操作在高輸出功率模式時，開關(guān)電路302中的開關(guān)swl為關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)sw2為斷開狀態(tài)，使得電源電壓Vddh供應(yīng)至負載306。反之，當功率放大電路操作在低輸出功率模式時，開關(guān)電路302中的開關(guān)sw2為關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)swl為斷開狀態(tài)，使得電源電壓Vddl供應(yīng)至負載306。
[0066]再者，節(jié)點a與節(jié)點b為功率放大電路的二輸出端，此二輸出端更連接一匹配網(wǎng)絡(luò)308。匹配網(wǎng)絡(luò)308接收功率放大器的差動輸出信號(Vout+、Vout-)，并由天線310產(chǎn)生無線射頻信號。
[0067]請參照圖5，其所繪示為本實用新型功率放大電路的另一方塊圖。功率放大電路包括:第一差動放大器364、第二差動放大器366、開關(guān)電路362、負載368。其中，第一差動放大器364、第二差動放大器366、開關(guān)電路362是設(shè)計于IC芯片360內(nèi)部；而IC芯片360與負載368設(shè)計于電路板350上。另外，匹配網(wǎng)絡(luò)370與天線380也設(shè)計于電路板350上。
[0068]基本上，IC芯片360內(nèi)可包括一前端電路。前端電路包括:數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)、低通濾波器(LPF)、調(diào)制器(modulator)與可編程增益放大器(PGA)。前端電路可產(chǎn)生第一輸入信號Vin+與第二輸入信號Vin-至第一差動放大器364與第二差動放大器366。
[0069]再者，控制第一差動放大器364與第二差動放大器366其中之一運作，并產(chǎn)生第一輸出信號Vout+與第二輸出信號Vout-。其中，第一輸入信號Vin+與第二輸入信號Vin-為差動輸入信號;第一輸出信號Vout+與第二輸出信號Vout-為差動輸出信號。
[0070]負載368包括電感器La連接于節(jié)點a與開關(guān)電路362;電感器Lb連接于節(jié)點b與開關(guān)電路362。
[0071]另外，開關(guān)電路362包括開關(guān)swl與sw2。根據(jù)本實用新型的實施例，控制第一功率放大電路364、第二功率放大電路366以及開關(guān)電路362中的開關(guān)swl與sw2，可使得功率放大電路操作在適當?shù)墓β瘦敵瞿Ｊ健?br>[0072]再者，IC芯片360更可包括一直流轉(zhuǎn)直流電源轉(zhuǎn)換器(DC-to-DC converter)(未繪示)，用以將高電壓Vddh轉(zhuǎn)換為低電壓Vddl，或者由另一電池電壓Vbat轉(zhuǎn)換為低電壓Vddl。
[0073]功率放大電路的二輸出端更連接一匹配網(wǎng)絡(luò)370。匹配網(wǎng)絡(luò)370接收功率放大器的差動輸出信號(V0Ut+、V0Ut-)，并由天線380產(chǎn)生無線射頻信號。相同于圖2，匹配網(wǎng)絡(luò)380中具有的電容器與電感器，其針對功率放大電路的輸出阻抗進行阻抗匹配。匹配網(wǎng)絡(luò)380也可以根據(jù)實際需求而有各種設(shè)計與修改。
[0074]請參照圖6，其所繪示為功率放大電路的電路圖的第二實施例。功率放大電路包括:第一差動放大器420、第二放大電路430、開關(guān)電路402、負載406。
[0075]第一差動放大器器420中，晶體管Ml源極連接至電源電壓Vss，晶體管M3源極連接至晶體管Ml漏極，晶體管M3漏極連接至節(jié)點a；晶體管M2源極連接至電源電壓Vss，晶體管M4源極連接至晶體管M2漏極，晶體管M4漏極連接至節(jié)點b。其中，電源電壓Vss可為接地電壓。
[0076]再者，偏壓與匹配電路421接收第一輸入信號Vin+，并連接至晶體管M1、M3的柵極；偏壓與匹配電路422接收第二輸入信號Vin-，并連接至晶體管M2、M4的柵極。
[0077]第二差動放大器430中，晶體管M5源極連接至電源電壓Vss，晶體管M7源極連接至晶體管M5漏極，晶體管M7漏極連接至節(jié)點a；晶體管M6源極連接至電源電壓Vss，晶體管M8源極連接至晶體管M6漏極，晶體管M8漏極連接至節(jié)點b。
[0078]再者，偏壓與匹配電路431接收第一輸入信號Vin+，并連接至晶體管M5、M7的柵極；偏壓與匹配電路432接收第二輸入信號Vin-，并連接至晶體管M6、M8的柵極。
[0079]根據(jù)本實用新型的第二實施例，第一差動放大器420是操作于高輸出功率模式，第二差動放大器430是操作于低輸出功率模式。換言之，當功率放大電路操作在高輸出功率模式時，第一差動放大器420被致能(enabled)且第二差動放大器430被禁能(disabled)。反之，當功率放大電路操作在低輸出功率模式時，第二差動放大器430被致能且第一差動放大器420被禁能。
[0080]另外，第一差動放大器420中的偏壓與匹配電路421、422是設(shè)計于高輸出功率模式，第二差動放大器430中的偏壓與匹配電路431、432是設(shè)計于低輸出功率模式。因此，偏壓與匹配電路421、422的阻抗值異于偏壓與匹配電路431、432的阻抗值。
[0081 ] 開關(guān)電路402包括開關(guān)swl與sw2。開關(guān)swl連接于電源電壓Vddh與節(jié)點c之間；開關(guān)sw2連接于電源電壓Vddl與節(jié)點c之間。其中，開關(guān)swl、sw2為功率開關(guān)。再者，電源電壓Vddh大于電源電壓Vddl，電源電壓Vddl大于電源電壓Vss。舉例來說，電源電壓Vddh為3.3V，電源電壓Vddl為1.8V，電源電壓Vss為0V。
[0082]負載406包括電感器La連接于節(jié)點a與節(jié)點c之間；電感器Lb連接于節(jié)點b與節(jié)點c之間。根據(jù)本實用新型的實施例，當功率放大電路操作在高輸出功率模式時，開關(guān)電路402中的開關(guān)swl為關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)sw2為斷開狀態(tài)，使得電源電壓Vddh供應(yīng)至負載406。反之，當功率放大電路操作在低輸出功率模式時，開關(guān)電路402中的開關(guān)sw2為關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)swl為斷開狀態(tài)，使得電源電壓Vddl供應(yīng)至負載706。
[0083]再者，節(jié)點a與節(jié)點b為功率放大電路的二輸出端，此二輸出端更連接一匹配網(wǎng)絡(luò)408。匹配網(wǎng)絡(luò)408接收功率放大器的差動輸出信號(Vout+、Vout-)，并由天線410產(chǎn)生無線射頻信號。
[0084]請參照圖7，其所繪示為功率放大電路的電路圖的第三實施例。功率放大電路包括:第一差動放大器420、第二差動放大器450、開關(guān)電路402、負載406。相較于第二實施例，其差異在于第二差動放大器中450的結(jié)構(gòu)。以下僅介紹第二差動放大器450，其余不再贅述。
[0085]第二差動放大器450中，晶體管M5源極連接至電源電壓Vss，晶體管M7源極連接至晶體管M5漏極，晶體管M7漏極連接至匹配網(wǎng)絡(luò)453 ；晶體管M6源極連接至電源電壓Vss，晶體管M8源極連接至晶體管M6漏極，晶體管M8漏極連接至匹配網(wǎng)絡(luò)453。另外，匹配網(wǎng)絡(luò)453連接至節(jié)點a與節(jié)點b。匹配網(wǎng)絡(luò)453針對第二差動放大器450的輸出阻抗(output impedance)進行阻抗匹配。
[0086]由以上的說明可知，本實用新型的功率放大電路可操作于高輸出功率模式或者低輸出功率模式。于高輸出功率模式時，開關(guān)電路提供較高的電源電壓(例如3.3V);反之，于低輸出功率模式時，開關(guān)電路提供較低的電源電壓(例如1.8V)。
[0087]眾所周知，W1-Fi技術(shù)與藍牙技術(shù)(bluetooth)皆屬于無線技術(shù)的標準。在W1-Fi技術(shù)的運用上，其發(fā)射器(Transmitter)可選擇性地以高輸出功率(high power)或者低功率(low power)來傳送無線W1-Fi信號。相反地，藍牙(bluetooth，簡稱BT)技術(shù)是屬于低功率的無線電傳輸技術(shù)，其發(fā)射器是以低輸出功率(low output power)來傳送無線BT信號。因此，本實用新型的功率放大電路可設(shè)置于發(fā)射器(Transmitter)中，運用于需要高功率輸出的W1-Fi技術(shù)，或者運用于低功率輸出的藍牙技術(shù)。又或者同樣工作在W1-Fi模式，在近距離的使用上，采用低功率輸出;在遠距離時，運用高功率輸出。
[0088]請參照圖8A至圖SG，其所繪示為本實用新型功率放大電路于各種模式下的操作示意圖。以下以圖5的功率放大電路來進行說明，其中第一差動放大器364是操作于高輸出功率模式，第二差動放大器366是操作于低輸出功率模式。
[0089]如圖8A所示，于高功率輸出的W1-Fi模式時，第一差動放大器364被致能(enable)，第二差動放大器366被禁能(disable)，開關(guān)swl為關(guān)閉狀態(tài)(close state)，開關(guān)sw2為斷開狀態(tài)(open state)。因此，發(fā)射器(Transmitter)是以高輸出功率來傳送無線W1-Fi信號，且無線W1-Fi信號可以傳輸最遠的距離。
[0090]如圖8B所示，于低功率輸出的第一W1-Fi模式時，第一差動放大器364被禁能，第二差動放大器366被致能，開關(guān)swl為關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)sw2為斷開狀態(tài)。因此，發(fā)射器是以低輸出功率來傳送無線W1-Fi信號，且無線W1-Fi信號可以傳輸較短的距離。
[0091 ]如圖8C所示，于低功率輸出的第二 W1-Fi模式時，第一差動放大器364被禁能，第二差動放大器366被致能，開關(guān)swl為斷開狀態(tài)，開關(guān)sw2為關(guān)閉狀態(tài)。因此，發(fā)射器是以低輸出功率來傳送無線W1-Fi信號，且無線W1-Fi信號可以傳輸較短的距離。
[0092]如圖8D所示，于低功率輸出的第三W1-Fi模式時，第一差動放大器364被禁能，第二差動放大器366被致能，開關(guān)swl為斷開狀態(tài)，開關(guān)sw2為關(guān)閉狀態(tài)。另外，直流轉(zhuǎn)直流電源轉(zhuǎn)換器390接收電池電壓Vbat并轉(zhuǎn)換為低電壓Vddl。因此，發(fā)射器是以低輸出功率來傳送無線W1-Fi信號，且無線W1-Fi信號可以傳輸較短的距離。
[0093]如圖8E所示，于低功率輸出的第一BT模式時，第一差動放大器364被禁能，第二差動放大器366被致能，開關(guān)swl為關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)sw2為斷開狀態(tài)。因此，發(fā)射器是以低輸出功率來傳送無線BT信號。
[0094]如第8F圖所示，于低功率輸出的第二BT模式時，第一差動放大器364被禁能，第二差動放大器366被致能，開關(guān)swl為斷開狀態(tài)，開關(guān)sw2為關(guān)閉狀態(tài)。因此，發(fā)射器是以低輸出功率來傳送無線BT信號。
[0095]如圖8G所示，于低功率輸出的第三BT模式時，第一差動放大器364被禁能，第二差動放大器366被致能，開關(guān)swl為斷開狀態(tài)，開關(guān)sw2為關(guān)閉狀態(tài)。另外，直流轉(zhuǎn)直流電源轉(zhuǎn)換器390接收電池電壓Vbat并轉(zhuǎn)換為低電壓Vddl。因此，發(fā)射器是以低輸出功率來傳送無線BT信號。
[0096]再者，上述的功率放大電路皆以差動放大器為例來做說明，但并非用以限制本實用新型。在此領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以根據(jù)以上的說明并利用單端點(single ended)的放大器來組成本實用新型的功率放大電路，并實現(xiàn)上述本實用新型的技術(shù)特征。
[0097]綜上所述，雖然本實用新型已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員，在不脫離本實用新型之精神和范圍內(nèi)，當可作各種之變動與潤飾。因此，本實用新型之保護范圍當視后附之權(quán)利要求所界定者為準。
【主權(quán)項】
1.一種功率放大電路，其特征在于，包括: 一開關(guān)電路，接收一第一電源電壓與一第二電源電壓，其中該開關(guān)電路于一第一模式時提供該第一電源電壓至一第一節(jié)點，于一第二模式時提供該第二電源電壓至該第一節(jié)占.V， 一放大器，接收一第一輸入信號與一第二輸入信號，并于一第一輸出端與一第二輸出端上產(chǎn)生一第一輸出信號與一第二輸出信號；以及 一負載，包括一第一電感器與一第二電感器，該第一電感器連接于該第一節(jié)點與該第一輸出端之間，該第二電感器連接于該第一節(jié)點與該第二輸出端之間。2.如權(quán)利要求1所述的功率放大電路，其特征在于，該開關(guān)電路包括一第一開關(guān)與一第二開關(guān)，該第一開關(guān)連接于該第一電源電壓與該第一節(jié)點之間，該第二開關(guān)連接于該第二電源電壓與該第一節(jié)點之間。3.如權(quán)利要求2所述的功率放大電路，其特征在于，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)為功率開關(guān)。4.如權(quán)利要求2所述的功率放大電路，其特征在于，該第一模式為一高輸出功率模式，該第二模式為一低輸出功率模式，且該第一電源電壓大于該第二電源電壓；以及，于該高輸出功率模式時，該第一開關(guān)為一關(guān)閉狀態(tài)且該第二開關(guān)為一斷開狀態(tài)，于該低輸出功率模式時，該第二開關(guān)為該關(guān)閉狀態(tài)且該第一開關(guān)為該斷開狀態(tài)。5.如權(quán)利要求4所述的功率放大電路，其特征在于，該第一輸出端與該第二輸出端還連接至一第一匹配網(wǎng)絡(luò)，且該第一匹配網(wǎng)絡(luò)連接至一天線，使得該天線產(chǎn)生一無線射頻信號。6.如權(quán)利要求5所述的功率放大電路，其特征在于，該放大器、該開關(guān)電路設(shè)計于一IC芯片，且該IC芯片、該負載、該第一匹配網(wǎng)絡(luò)與該天線是設(shè)計于一電路板。7.如權(quán)利要求5所述的功率放大電路，其特征在于，該放大器電路為一差動放大器，該差動放大器包括: 一第一晶體管，具有一源極連接至一第三電源電壓，一柵極，與一漏極； 一第二晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極； 一第三晶體管，具有一源極連接至該第一晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第一輸出端； 一第四晶體管，具有一源極連接至該第二晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第二輸出端； 一第一偏壓與匹配電路，接收該第一輸入信號，并連接至該第一晶體管的該柵極以及該第三晶體管的該柵極；以及 一第二偏壓與匹配電路，接收該第二輸入信號，并連接至該第二晶體管的該柵極以及該第四晶體管的該柵極。8.一種功率放大電路，其特征在于，包括: 一開關(guān)電路，接收一第一電源電壓與一第二電源電壓，其中該開關(guān)電路于一第一模式時提供該第一電源電壓至一第一節(jié)點，于一第二模式時提供該第二電源電壓至該第一節(jié)占.V， 一第一放大器，接收一第一輸入信號與一第二輸入信號； 一第二放大器，接收該第一輸入信號與該第二輸入信號；其中，該第一放大器與該第二放大器其中之一被致能，并于一第一輸出端與一第二輸出端上產(chǎn)生一第一輸出信號與一第二輸出信號；以及 一負載，包括一第一電感器與一第二電感器，該第一電感器連接于該第一節(jié)點與該第一輸出端之間，該第二電感器連接于該第一節(jié)點與該第二輸出端之間。9.如權(quán)利要求8所述的功率放大電路，其特征在于，該開關(guān)電路包括一第一開關(guān)與一第二開關(guān)，該第一開關(guān)連接于該第一電源電壓與該第一節(jié)點之間，該第二開關(guān)連接于該第二電源電壓與該第一節(jié)點之間。10.如權(quán)利要求9所述的功率放大電路，其特征在于，該第一開關(guān)與該第二開關(guān)為功率開關(guān)。11.如權(quán)利要求9所述的功率放大電路，其特征在于，該第一模式為一高輸出功率模式，該第二模式為一低輸出功率模式，且該第一電源電壓大于該第二電源電壓；以及，于該高輸出功率模式時，該第一放大器被致能、該第二放大器被禁能、該第一開關(guān)為一關(guān)閉狀態(tài)且該第二開關(guān)為一斷開狀態(tài)，于該低輸出功率模式時，該第一放大器被禁能、該第二放大器被致能、該第二開關(guān)為該關(guān)閉狀態(tài)且該第一開關(guān)為該斷開狀態(tài)。12.如權(quán)利要求10所述的功率放大電路，其特征在于，該第一輸出端與該第二輸出端還連接至一第一匹配網(wǎng)絡(luò)，且該第一匹配網(wǎng)絡(luò)連接至一天線，使得該天線產(chǎn)生一無線射頻信號。13.如權(quán)利要求12所述的功率放大電路，其特征在于，該第一放大器、該第二放大器、該開關(guān)電路設(shè)計于一 IC芯片，且該IC芯片、該負載、該第一匹配網(wǎng)絡(luò)與該天線是設(shè)計于一電路板。14.如權(quán)利要求12所述的功率放大電路，其特征在于，該第一放大器包括: 一第一晶體管，具有一源極連接至一第三電源電壓，一柵極，與一漏極； 一第二晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極； 一第三晶體管，具有一源極連接至該第一晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第一輸出端； 一第四晶體管，具有一源極連接至該第二晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第二輸出端； 一第一偏壓與匹配電路，接收該第一輸入信號，并連接至該第一晶體管的該柵極以及該第三晶體管的該柵極；以及 一第二偏壓與匹配電路，接收該第二輸入信號，并連接至該第二晶體管的該柵極以及該第四晶體管的該柵極。15.如權(quán)利要求14所述的功率放大電路，其特征在于，該第二放大器包括: 一第五晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極； 一第六晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極； 一第七晶體管，具有一源極連接至該第五晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第一輸出端； 一第八晶體管，具有一源極連接至該第六晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極連接至該第二輸出端； 一第三偏壓與匹配電路，接收該第一輸入信號，并連接至該第五晶體管的該柵極以及該第七晶體管的該柵極；以及 一第四偏壓與匹配電路，接收該第二輸入信號，并連接至該第六晶體管的該柵極以及該第八晶體管的該柵極。16.如權(quán)利要求14所述的功率放大電路，其特征在于，該第二放大器包括: 一第五晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極； 一第六晶體管，具有一源極連接至該第三電源電壓，一柵極，與一漏極； 一第七晶體管，具有一源極連接至該第五晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極； 一第八晶體管，具有一源極連接至該第六晶體管的該漏極，一柵極，與一漏極； 一第三偏壓與匹配電路，接收該第一輸入信號，并連接至該第五晶體管的該柵極以及該第七晶體管的該柵極； 一第四偏壓與匹配電路，接收該第二輸入信號，并連接至該第六晶體管的該柵極以及該第八晶體管的該柵極；以及 一第二匹配網(wǎng)絡(luò)，連接至該第一輸出端、該第二輸出端、該第七晶體管的該漏極、以及該第八晶體管的該漏極。
【文檔編號】H03F3/21GK205666804SQ201620460563
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】吳佩憙, 廖樺輿
【申請人】深圳市南方硅谷微電子有限公司