放大器和无线通信设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及放大器和无线通信设备。在功率放大器中，该功率放大器包括：用于高功率模式的放大器电路单元和与所述用于高功率模式的放大器电路单元以并联的方式设置在功率放大器的输入与输出之间的用于低功率模式的放大器电路单元，其中，当一个放大器电路单元处在工作状态时，另一放大器电路单元处在非工作状态；在用于高功率模式的放大器电路单元中，交叉耦合的电容器被设置在输出侧中的两个晶体管中的一个晶体管的漏极与另一晶体管的栅极之间；并且开关与电容器串联耦接的串联电路耦接在用于低功率模式的放大器电路单元的输出侧的晶体管的漏极与地之间；开关在高功率模式工作下处在导通状态并且在低功率模式工作下处在非导通状态。
【专利说明】放大器和无线通信设备
【技术领域】
[0001]本文中讨论的实施方式涉及放大器和无线通信设备。
【背景技术】
[0002]诸如移动电话和移动通信终端的便携式无线通信设备由于减少平均消耗电流可以具有通过电池来工作的更长的工作时间。平均消耗电流通过将经由天线从无线通信设备输出的无线波的每个输出功率的消耗电流乘以使用的实际频率来得出。在图7A中描绘了DG09 (使用频率的总指数)的使用频率分布。从图7A得出，在OdBm (其为低输出功率)附近的输出功率处使用频率较高，为了减少平均消耗电流，在OdBm邻近的电流减少很重要。
[0003]如图7B所示，功率放大器的放大效率在最大输出功率下达到最大并且在低输出功率下不高。作为在低输出功率下提高放大效率以减少消耗电流并且减少平均消耗电流的方法，使用具有功率模式转换功能的功率放大器，该功率模式转换功能转换要与输出功率相对应地使用的放大器电路单元。具有功率模式转换功能的功率放大器包括具有图8A中描绘的特征HPW的高功率模式的放大器电路单元和具有不影响功率放大器的最大输出功率但是在低输出功率下具有高放大效率的特征LPW的低功率模式的放大器电路单元。换言之，如图8B所示，具有功率模式转换功能的功率放大器在功率放大器中的输入Pin和输出Pout之间设置有与高功率模式的放大器电路单元(HPM)301不同的低功率模式的放大器电路单元(LPM) 302。
[0004]图9是描绘具有功率模式转换功能的常规功率放大器的电路配置示例的图。图9描绘了在两级放大器配置的功率放大器中末级(输出侧)放大器和输出匹配部分的电路配置示例(例如，参见专利文献I)。图9中描绘的功率放大器的输出侧电路具有包括在低功率模式工作下驱动的第二级晶体管LPM2P、LPM2N的低功率模式电路路径和在高功率模式工作下驱动的第二级晶体管HPM2P、HPM2N的高功率模式电路路径。这些电路路径并联到输出负载RL连接到其次级侧的变压器TRO的初级侧。
[0005]低功率模式电路路径具有连接在晶体管LPM2P、LPM2N的输出(漏极)之间的电感器L和串联在晶体管LPM2P、LPM2N的输出与变压器TRO的初级侧之间的电容器CX。高功率模式电路路径具有分别连接在晶体管HPM2P、HPM2N的输出(漏极)之间的电容器CH。匹配电容器Cl并联到变压器TRO的初级侧并且匹配电容器C2并联到变压器TRO的次级侧。
[0006][专利文献I]美国专利第7728661号
[0007]在图9中描绘的常规功率放大器中，在低功率模式工作下，尽管晶体管LPM2P、LPM2N工作并且晶体管HPM2P、HPM2N不工作，但是电流也流到不工作的晶体管HPM2P、HPM2N,导致电力损耗的增加。在高功率模式工作下，晶体管HPM2P、HPM2N工作并且晶体管LPM2P、LPM2N不工作，但是电流也流到不工作的晶体管LPM2P、LPM2N,导致电力损耗的增力口。例如，在低功率模式工作下，由实线401指示的电力、从晶体管LPM2P、LPM2N输出的电力如由实线402指示的那样流动并且一部分电力如由虚线403所指示的那样流到晶体管HPM2P、HPM2N侧并且损耗掉。如上所述，在具有功率模式转换功能的常规功率放大器中，不工作的晶体管直接连接到工作中的电路路径，并且由于不工作的晶体管而导致电力损耗的增加。
【发明内容】
[0008]本实施方式的目的是提供一种能够抑制由于不工作的晶体管产生的电力损耗的具有功率模式转换功能的功率放大器。
[0009]根据本实施方式的方面，放大器包括第一放大器电路单元和第二放大器电路单元，该第一放大器电路单元输出具有放大器的最大输出功率的信号，该第二放大器电路单兀以与第一放大器电路单兀并联的方式设置在放大器的输入和输出之间并且在比第一放大器电路单元的输出功率低的输出功率下具有比第一放大器电路单元更高的放大效率。当第一放大器电路单元和第二放大器电路单元中的一个放大器电路单元处在进行信号的功率放大的工作状态时，第一放大器电路单元和第二放大器电路单元中的另一放大器电路单元处在不进行信号的功率放大的非工作状态。第一放大器电路单元包括其漏极耦接到第一放大器电路单元的第一输出节点的第一晶体管、其漏极耦接到第一放大器电路单元的第二输出节点的第二晶体管以及设置在第一晶体管和第二晶体管中的一个晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管中的另一晶体管的栅极之间的交叉耦合电容器。第二放大器电路单元包括其漏极经由第一电容器耦接到第二放大器电路单元的输出节点的第三晶体管、耦接到第三晶体管的漏极的第一电感器、以及串联电路。串联电路包括第一开关和第二电容器，并且第一开关和第二电容器串联地耦接在第三晶体管的漏极和地之间，当第一放大器电路单元处在工作状态时第一开关处在导通状态而当第二放大器电路单元处在工作状态时第一开关处在非导通状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是描绘实施方式中的功率放大器的配置示例的图；
[0011]图2是描绘本实施方式中的功率放大器的输出侧的电路配置示例的图；
[0012]图3是描绘本实施方式中的功率放大器的输入侧的电路配置示例的图；
[0013]图4是描绘本实施方式中的功率放大器的电路部件布置的示例的图；
[0014]图5是描绘使用本实施方式中的功率放大器的无线通信设备的示例的图；
[0015]图6是描绘本实施方式中的无线通信设备的配置示例的图；
[0016]图7A是描绘使用频率分布的示例的曲线图；
[0017]图7B是描绘功率放大器的放大效率特征的示例的曲线图；
[0018]图8A和图8B是用于说明具有功率模式转换功能的功率放大器的曲线图和图；
[0019]图9是描绘具有功率模式转换功能的功率放大器的输出侧的电路配置示例的图；以及
[0020]图10是描绘具有功率模式转换功能的功率放大器的输入侧的电路配置示例的图。
【具体实施方式】
[0021]在下文中将基于附图来描述实施方式。[0022]图1是描绘作为一种实施方式中的放大器的功率放大器的配置示例的图。本实施方式中的功率放大器具有功率模式转换功能，该功率放大器在输入Pin和输出Pout之间以并联的方式设置有用于高功率模式的放大器电路单元101和用于低功率模式的放大器电路单元102。本实施方式中的功率放大器包括差分电路并且放大器电路单元101、102中的每个放大器电路单元具有两级放大器配置。
[0023]用于高功率模式的放大器电路单元101能够输出具有功率放大器的最大输出功率的信号。用于低功率模式的放大器电路单元102不能输出具有功率放大器的最大输出功率的信号，但是与放大器电路单元101相比放大器电路单元102在低输出功率下具有更高的放大效率。在高功率模式工作下，用于高功率模式的放大器电路单元101达到放大输入信号的工作状态，而用于低功率模式的放大器电路单元102达到不放大输入信号的非工作状态，使得在用于高功率模式的放大器电路单元101中对从输入Pin输入的信号进行功率放大，经放大的信号从输出Pout输出。此外，在低功率模式工作下，用于高功率模式的放大器电路单元101达到非工作状态而用于低功率模式的放大器电路单元102达到工作状态，使得在用于低功率模式的放大器电路单元102中对从输入Pin输入的信号进行功率放大，经放大的信号从输出Pout输出。
[0024]用于高功率模式的放大器电路单元101具有第一级晶体管HPM1P、HPM1N(输入侧)和第二级晶体管HPM2P、HPM2N (输出侧)。在晶体管HPM1P、HPM1N中，输入(栅极)经由匹配网络(匹配电路)111连接到变压器TRI的次级侧，并且输出(漏极)连接到变压器TRC的初级侧。在晶体管HPM2P、HPM2N中，输入(栅极)连接到变压器TRC的次级侧，并且输出(漏极)连接到变压器TRO的初级侧。
[0025]用于低功率模式的放大器电路单元102具有第一级晶体管LPM1P、LPM1N(输入侧)以及第二级晶体管LPM2P、LPM2N (输出侧)。在晶体管LPM1P、LPM1N中，输入(栅极)经由匹配网络121PU21N连接到变压器TRI的次级侧。晶体管LPM1P、LPM1N的输出(漏极)和晶体管LPM2P、LPM2N的输入(栅极)经由匹配网络122P、122N进行连接。在晶体管LPM2P、LPM2N中，输出(漏极)经由匹配网络123PU23N连接到变压器TRO的初级侧。
[0026]注意的是，变压器TRI的初级侧连接到功率放大器的输入Pin，并且变压器TRO的次级侧连接到功率放大器的输出Pout。此外，在图1中，P、N指示变压器TRI的次级侧和放大器电路单元101、102的输入节点的连接点，并且P’、N’指示放大器电路单元101、102的输出节点和变压器TRO的初级侧的连接点。
[0027]如上所述，在高功率模式工作下，晶体管HPM1P、HPM1N、HPM2P、HPM2N被驱动并且用于高功率模式的放大器电路单元101达到工作状态，而晶体管LPM1P、LPM1N、LPM2P、LPM2N达到不被驱动的状态并且用于低功率模式的放大器电路单元102达到非工作状态。在低功率模式工作下，晶体管HPM1P、HPM1N、HPM2P、HPM2N达到不被驱动的状态并且用于高功率模式的放大器电路单元101达到非工作状态，而晶体管LPM1P、LPM1N、LPM2P、LPM2N被驱动并且用于低功率模式的放大器电路单元102达到工作状态。
[0028]图2是描绘本实施方式中的功率放大器的输出侧10的电路配置示例的图。在图2中，对与图1中描绘的部件相同的部件给出相同的附图标记。
[0029]在晶体管HPM2P、HPM2N中，栅极连接到图1中描绘的变压器TRC的次级侧，漏极连接到变压器TRO的初级侧并且源极接地。交叉耦合电容器CXCA (CXCB)设置在晶体管HPM2P、HPM2N中的一个晶体管的漏极与晶体管HPM2P、HPM2N中的另一晶体管的栅极之间。换言之，晶体管HPM2P的漏极连接到交叉耦合电容器CXCA的一个电极并且晶体管HPM2N的栅极连接到交叉耦合电容器CXCA的另一电极。晶体管HPM2N的漏极连接到交叉耦合电容器CXCB的一个电极并且晶体管HPM2P的栅极连接到交叉耦合电容器CXCB的另一电极。
[0030]在晶体管LPM2P、LPM2N中，栅极经由匹配网络122P、122N连接到图1中描绘的晶体管LPM1P、LPMlN的输出(漏极)，漏极经由电容器C2P、C2N连接到变压器TRO的初级侧并且源极接地。电感器L2连接在晶体管LPM2P、LPM2N的漏极之间。
[0031]晶体管LPM2P、LPM2N分别设置有具有电容器CSP、CSN和开关SWCP、SffCN的串联电路。换言之，电容器CSP的一个电极连接到晶体管LPM2P的漏极，并且电容器CSP的另一电极经由开关SWCP接地。电容器CSN的一个电极连接到晶体管LPM2N的漏极，并且电容器CSN的另一电极经由开关SWCN接地。开关SWCP、SWCN例如由图6中描绘的控制电路207控制。注意的是，Vdd指示链接到每个晶体管的漏极的电力供应节点。
[0032]在高功率模式工作下，在常规配置中，从晶体管HPM2P、HPM2N输出的电力在连接点P’、N’处分支并且泄漏到非工作晶体管LPM2P、LPM2N侧。因此，由于非工作晶体管LPM2P、LPM2N的寄生部件产生的电力损耗使电力损耗增加，导致更大的消耗电流。在本实施方式中，在高功率模式工作下使开关SWCP、SWCN处于闭合状态(导通状态)并且在低功率模式工作下使开关SWCP、SffCN处在打开状态(非导通状态)，从而抑制在高功率模式工作下由于非工作晶体管LPM2P、LPM2N产生的电力损耗。
[0033]在本实施方式中，由于使开关SWCP、SWCN在高功率模式工作下处于闭合状态(导通状态)，所以连接有开关SWCP、SWCN的节点的阻抗几乎变为O (零)。此外，电感器L2和在开关SWCP与连接点P’之间的电容器C2P、CSP构成λ /4谐振电路。电感器L2和在开关SffCN与连接点N’之间的电容器C2N、CSN构成λ /4谐振电路。注意的是，当使开关SWCP、SffCN处于闭合状态(导通状态)时，以上使用的电感器L2和电容器C2P、CSP、C2N、CSN具有构成λ/4谐振电路的特征值。
[0034]因此，从连接点P’、Ν’纳入考虑的非工作晶体管LPM2P、LPM2N的阻抗变得相当高，导致电路处在断开状态。因此，电力难以流到非工作晶体管LPM2P、LPM2N侧，使得可以抑制在高功率模式工作下由于非工作晶体管LPM2P、LPM2N的寄生部件产生的电力损耗。
[0035]此外在低功率工作下，在常规配置中，从晶体管LPM2P、LPM2N输出的电力在连接点P’、N’处分支并且泄漏到非工作晶体管HPM2P、HPM2N侧。因此，由于非工作晶体管HPM2P、HPM2N的寄生部件产生的电力损耗使电力损耗增加，导致更大的消耗电流。在本实施方式中，由于在低功率模式工作下晶体管HPM2P、HPM2N的漏极与栅极之间的寄生电容CPA、CPB被交叉耦合电容器CXCA、CXCB抵消，所以抑制了在低功率模式工作下泄漏到非工作晶体管HPM2P、HPM2N 的电力。
[0036]换言之,在本实施方式中,在低功率模式工作下，向寄生电容CPA输入的信号与向交叉I禹合电容器CXCB输入的信号具有相反相位的关系。向寄生电容CPB输入的信号与向交叉率禹合电容器CXCA输入的信号也具有相反相位的关系。因此，由于交叉稱合电容器CXCB,使得对寄生电容CPA的充电无效，所以抵消了晶体管HPM2P的漏极与栅极之间的寄生电容CPA，从而抑制因非操作晶体管HPM2P产生的电力损耗。类似地，由于交叉耦合电容器CXCA，使得对寄生电容CPB的充电无效，所以抵消了晶体管HPM2N的漏极与栅极之间的寄生电容CPB,从而抑制因非操作晶体管HPM2N产生的电力损耗。
[0037]在图2中描绘的本实施方式中的功率放大器中，配置成:将电容器CSP、开关SWCP和电容器CSN以及开关SWCN并联地连接到电感器L2，但是也可以考虑连接到连接点P’、N’的配置。然而，由于从晶体管HPM2P、HPM2N纳入考虑的连接点P’、N’的阻抗很低，所以在高功率模式工作下不能忽略由于开关SWCP和开关SWCN的串联寄生电阻产生的电力损耗。因此在本实施方式中并联到具有高阻抗的电感器L2更合适。
[0038]当像晶体管HPM2P、HPM2N设置有交叉耦合电容器CXCA、CXCB —样，晶体管LPM2P、LPM2N也设置有交叉耦合电容器时可以抑制更多的电力损耗。然而，与晶体管HPM2P、HPM2N的尺寸相比较，晶体管LPM2P、LPM2N的尺寸更小，因而其漏极与栅极之间的寄生电容也很小。因此，由于晶体管LPM2P、LPM2N的寄生部件产生的电力损耗也很小，使得交叉耦合电容器实际上不是必需的。
[0039]出于以上原因，如图2所示，在本实施方式中的功率放大器中，为低功率模式的电路路径提供具有电容器CSP、CSN和开关SWCP、SffCN的串联电路，而为高功率模式的电路路径提供交叉耦合电容器CXCA、CXCB。
[0040]此处，具有功率模式转换功能的常规功率放大器在输入侧具有以下问题。图10是描绘具有功率模式转换功能的常规功率放大器的输入侧的电路配置示例的图。图10描绘了在两级放大器配置的功率放大器中的第一级(输入侧)放大器和输入匹配部分的电路配置示例。
[0041]在高功率模式工作下驱动的第一级(输入侧)的晶体管HPMlP、HPMlN中，栅极连接到变压器TRI的次级侧、漏极连接到变压器TRC的初级侧并且源极接地。在低功率模式工作下驱动的第一级(输入侧)的晶体管LPM1P、LPMlN中，栅极经由电容器C1P、C1N连接到变压器TRI的次级侧、漏极连接到电容器CCP、CCN并且源极接地。电感器LI连接在晶体管LPMlP,LPMlN的漏极之间。注意的是，Vg_HPM指示向晶体管HPM1P、HPMlN施与栅偏压的节点；Vg_LPM指示向晶体管LPM1P、LPMlN施与栅偏压的节点；并且Vdd指示链接到相应的晶体管的漏极的电源节点。
[0042]在图10中描绘的常规功率放大器中，在低功率模式工作下，不向晶体管HPM1P、HPMlN施与栅偏压(Vg_HPM)并且晶体管HPM1P、HPM1N不工作。然而，当从输入Pin输入RF信号(高频模拟信号)时，电压施加到晶体管HPM1P、HPM1N、LPM1P、LPM1N的栅极。当晶体管HPM1P,HPMlN的栅极电压因来自输入Pin的RF信号而超过阈值电压Vth时，晶体管HPM1P、HPMlN到达导通状态并且不必要的电流流动导致电力损耗增加。注意的是，在高功率模式工作下在晶体管LPM1P、LPMlN中可能发生上述情况。
[0043]如图3所示，在本实施方式的功率放大器中，是否向晶体管HPM1P、HPM1N的漏极施加电压Vdd由开关SWH控制，并且是否向晶体管LPM1P、LPMlN的漏极施加电压Vdd由开关SWL控制。因此，确保阻止非必要电流流到非工作晶体管从而抑制电力损耗。
[0044]图3是描绘本实施方式中的功率放大器的输入侧20的电路配置示例的图。在图3中，对与图1和图10中描绘的部件相同的部件给出相同的附图标记。
[0045]在晶体管HPM1P、HPMlN中，栅极连接到变压器TRI的次级侧、漏极连接到变压器TRC的初级侧并且源极接地。在晶体管LPM1P、LPMlN中，栅极经由电容器C1P、ClN连接到变压器TRI的次级侧、漏极连接到电容器CCP的电极中的一个电极以及电容器CCN的电极中的一个电极并且源极接地。注意的是，电容器CCP、CCN的另外的电极连接到图2中描绘的晶体管LPM2P、LPM2N的栅极。电感器LI连接在晶体管LPM1P、LPMlN的漏极之间。
[0046]Vg_HPM指示向晶体管HPM1P、HPMlN施与栅偏压的节点；Vg_LPM指示向晶体管LPMlP、LPMlN施与栅偏压的节点；并且Vdd指示链接到相应的晶体管的漏极的电源节点。在本实施方式中，是否向晶体管HPMlP、HPMlN施与漏极电压由开关SWH控制，而是否向晶体管LPM1P、LPM1N施与漏极电压由开关SWL控制。开关SWH、SWL例如由图6中描绘的控制电路207控制。
[0047]例如，在高功率模式工作下，使开关SWH处在闭合状态(导通状态)并且使开关SWL处在打开状态(非导通状态)。因此，向晶体管HPM1P、HPM1N施与栅偏压(Vg_HPM)并且电压Vdd作为漏极电压被施加，使得晶体管HPM1P、HPM1N达到工作状态。另一方面，不向晶体管LPMlP, LPMlN施与栅偏压(Vg_LPM)并且晶体管LPM1P、LPMlN不工作。也不向非工作的晶体管LPM1P、LPMlN施加漏极电压，因此即使大的RF信号(高频模拟信号)到达输入Pin，阻止非必要电流流到非工作的晶体管LPM1P、LPM1N，使得可以抑制电力损耗。
[0048]此外，例如，在低功率模式工作下，使开关SWH处在断开状态(非导通状态)并且使开关SWL处在闭合状态(导通状态)。因此，向晶体管LPM1P、LPM1N施与栅偏压(Vg_LPM)并且电压Vdd被施加作为漏极电压，使得晶体管LPM1P、LPM1N达到工作状态。另一方面，不向晶体管HPM1P、HPMlN施与栅偏压(Vg_HPM)并且晶体管HPM1P、HPMlN不工作。也不向非工作的晶体管HPM1P、HPMlN施加漏极电压，因此即使大的RF信号到达输入Pin，阻止非必要电流流到非工作的晶体管HPM1P、HPM1N,使得可以抑制电力损耗。
[0049]在上述本实施方式中的功率放大器的输出侧10中，如果连接点P’、N’处的差分信号是平衡的，则晶体管HPM2P、HPM2N的漏极与栅极之间的寄生电容被交叉耦合电容器CXCA、CXCB抵消。例如，如图4所示，由于与高功率模式工作相关的电路元件布置在中央部分并且与低功率模式工作相关的电路元件根据差分信号中的信号被分成两部分并且相对于与高功率模式工作相关的电路对称(线对称)地布置，可以保持在连接点P’、N’处差分信号的平衡。与低功率模式工作相关的、被分成两部分的电路元件彼此具有相同的电路特征。
[0050]图4是描绘本实施方式中的功率放大器的电路元件布置(布局)的示例的图。在图4中，对与图2和图3中描绘的部件相同的部件给出相同的附图标记并且省略重复说明。在图4中，螺旋电感器L1A、LlB对应于通过将图3中描绘的电感LI分成两个所获得的电感器，而螺旋电感器L2A、L2B对应于通过将图2中描绘的电感L2分成两个所获得的电感器。为了使差动机构(differentials)之间的螺旋电感器的磁稱合一致,螺旋电感器L1A、LlB具有相同的绕组数和相反的绕组方向以保持差分信号的平衡。类似地，螺旋电感器L2A、L2B也具有相同的绕组数和相反的绕组方向以保持差分信号的平衡。
[0051]注意的是，Vg_HPMl指示向晶体管HPM1P、HPM1N施与栅偏压的节点，而Vg_LPMl指示向晶体管LPMlP、LPMlN施与栅偏压的节点。Vg_HPM2指示向晶体管HPM2P、HPM2N施与栅偏压的节点，而Vg_LPM2指示向晶体管LPM2P、LPM2N施与栅偏压的节点。
[0052]图5是描绘使用本实施方式中的功率放大器的无线通信设备的示例的图。本实施方式中的功率放大器可以作为例如无线通信装置(诸如移动电话和移动通信终端)所具有的、图5中描绘的前端部分201的高功率放大器204来使用。在图5中描绘的前端部分201中，RF信号处理电路203对基带信号处理电路202所生成的发送数据中所包含的数字信号进行数字模拟转换，以将该数字信号转换为具有比数字信号的频率更高的频率的模拟信号、在高功率放大器204中放大该模拟信号并且从天线205发射该模拟信号。高功率放大器204可以根据来自RF信号处理电路203的功率模式转换控制信号PMCTL来转换为是在高功率模式下工作还是在低功率模式下工作。
[0053]图6是描绘本实施方式中的无线通信设备的配置示例的图。图6描绘了无线通信设备中的前端部件。在图6中，对与图5中描绘的部件具有相同功能的部件给出相同的附图标记并且省略重复说明。滤波双工器206是分离发送信号和接收信号的滤波器。
[0054]高功率放大器204具有控制电路207、用于高功率模式的放大器电路单元208以及用于低功率模式的放大器电路单元209。用于高功率模式的放大器电路单元208对应于图1中描绘的用于高功率模式的放大器电路单元101，而用于低功率模式的放大器电路单元209对应于图1中描绘的用于低功率模式的放大器电路单元102。控制电路207从RF信号处理电路203接收控制信号PMCTL并且进行与控制信号PMCTL相对应的控制处理等。控制信号PMCTL是指示是使高功率放大器204在高功率模式下工作还是使高功率放大器204在低功率模式下工作的控制信号。控制电路207例如与控制信号PMCTL相对应地控制晶体管的偏压，并且对用于高功率模式的放大器电路单元208或者用于低功率模式的放大器电路单元209所具有的晶体管或者开关进行导通/断开控制。
[0055]在图6中描绘的无线通信设备中，当高功率放大器204在高功率模式下工作时，在由天线205接收的接收信号中包括降低输出功率的请求的情况下，例如，RF信号处理电路203对该请求进行解释并且输出指示将高功率放大器204转换到低功率模式工作的控制信号PMCTL。接收到控制信号PMCTL的高功率放大器204的控制电路207进行使用于高功率模式的放大器电路单元208处在断开状态(非工作状态)并且使用于低功率模式的放大器电路单元209处在导通状态(工作状态)的控制，使得高功率放大器204的工作状态转换到低功率模式。
[0056]当一个放大器电路单元处在对信号进行功率放大的工作状态，上述实施方式中的放大器可以抑制电流泄漏到另一放大器电路单元，从而可以抑制另一放大器电路单元所具有的由于非工作晶体管产生的电力损耗。
【权利要求】
1.一种放大器，包括: 第一放大器电路单元，所述第一放大器电路单元被配置成输出具有所述放大器的最大输出功率的信号；以及 第二放大器电路单元，所述第二放大器电路单元以与所述第一放大器电路单元并联的方式被设置在所述放大器的输入和输出之间并且在比所述第一放大器电路单元的输出功率低的输出功率下具有比所述第一放大器电路单元更高的放大效率， 其中，当所述第一放大器电路单元和所述第二放大器电路单元中的一个放大器电路单元处在进行信号的功率放大的工作状态时，所述第一放大器电路单元和所述第二放大器电路单元中的另一放大器电路单元处在不进行所述信号的功率放大的非工作状态， 其中，所述第一放大器电路单元包括: 第一晶体管，所述第一晶体管的漏极耦接到所述第一放大器电路单元的第一输出节占.第二晶体管，所述第二晶体管的漏极耦接到所述第一放大器电路单元的第二输出节点；以及 交叉耦合电容器，所述交叉耦合电容器设置在所述第一晶体管和所述第二晶体管中的一个晶体管的漏极与所述第一晶体管和所述第二晶体管中的另一晶体管的栅极之间，以及其中，所述第二放大器电路单元包括: 第一电容器； 第三晶体管，所述第三晶体管的漏极经由所述第一电容器耦接到所述第二放大器电路单元的输出节点； 第一电感器，所述第一电感器耦接到所述第三晶体管的漏极；以及串联电路，在所述串联电路中第一开关和第二电容器串联耦接在所述第三晶体管的漏极和地之间，当所述第一放大器电路单元处在所述工作状态时所述第一开关处在导通状态，而当所述第二放大器电路单元处在所述工作状态时所述第一开关处在非导通状态。
2.根据权利要求1所述的放大器， 其中，由所述放大器放大的所述信号是差分信号，以及 其中，在所述第二放大器电路单元的电路部件中与所述差分信号中的一个信号相关的第一电路部件和在所述第二放大器电路单元的电路部件中与所述差分信号中的另一信号相关的第二电路部件相对于所述第一放大器电路单元对称地布置。
3.根据权利要求2所述的放大器， 其中，所述第一电路部件和所述第二电路部件的电路特征相同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的放大器， 其中，所述第一放大器电路单元包括: 第四晶体管，所述第四晶体管的栅极耦接到所述第一放大器电路单元的输入节点；以及 第二开关，所述第二开关被配置成当所述第二放大器电路单元处在工作状态时切断所述第四晶体管的漏极电压的供应，以及其中，所述第二放大器电路单元包括: 第五晶体管，所述第五晶体管的栅极耦接到所述第二放大器电路单元的输入节点；以及 第三开关，所述第三开关被配置成当所述第一放大器电路单元处在工作状态时切断所述第五晶体管的漏极电压的供应。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的放大器，包括: 控制电路，所述控制电路被配置成接收指示要使所述第一放大器电路单元和所述第二放大器电路单元中的哪个放大器电路单元处在工作状态的控制信号并且基于所述控制信号来控制所述第一开关。
6.根据权利要求4所述的放大器，包括: 控制电路，所述控制电路被配置成接收指示要使所述第一放大器电路单元和所述第二放大器电路单元中的哪个放大器电路单元处在工作状态的控制信号并且基于所述控制信号来控制所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关中的每个开关。
7.一种无线通信设备，包括: 信号处理电路，所述信号处理电路被配置成将包括在发送数据中的数字信号转换为频率高于所述数字信号的频率的模拟信号；以及 放大器，所述放大器被配置成放大并且输出由所述信号处理电路转换的模拟信号； 其中，所述放大器包括: 第一放大器电路单元，所述第一放大器电路单元被配置成输出具有所述放大器的最大输出功率的信号；以及 第二放大器电路单元，所述第二放大器电路单元以与所述第一放大器电路单元并联的方式被设置在所述放大器的输入和输出之间并且在比所述第一放大器电路单元的输出功率低的输出功率下具有比所述第一放大器电路单元更高的放大效率， 其中，当所述第一放大器电路单元和所述第二放大器电路单元中的一个放大器电路单元处在进行信号的功率放大的工作状态时，所述第一放大器电路单元和所述第二放大器电路单元中的另一放大器电路单元处在不进行所述信号的功率放大的非工作状态， 其中，所述第一放大器电路单元包括: 第一晶体管，所述第一晶体管的漏极耦接到所述第一放大器电路单元的第一输出节占.第二晶体管，所述第二晶体管的漏极耦接到所述第一放大器电路单元的第二输出节点；以及 交叉耦合电容器，所述交叉耦合电容器设置在所述第一晶体管和所述第二晶体管中的一个晶体管的漏极与所述第一晶体管和所述第二晶体管中的另一晶体管的栅极之间，以及其中，所述第二放大器电路单元包括: 第一电容器； 第三晶体管，所述第三晶体管的漏极经由所述第一电容器耦接到所述第二放大器电路单元的输出节点； 第一电感器，所述第一电感器耦接到所述第三晶体管的漏极；以及串联电路，在所述串联电路中第一开关和第二电容器串联耦接在所述第三晶体管的漏极和地之间，当所述第一放大器电路单元处在所述工作状态时所述第一开关处在导通状态，而当所述第二放大器电路单元处在所述工作状态时所述第一开关处在非导通状态。
8.根据权利要求7所述的无线通信设备， 其中，所述第一放大器电路单元包括: 第四晶体管，所述第四晶体管的栅极耦接到所述第一放大器电路单元的输入节点；以及 第二开关，所述第二开关被配置成当所述第二放大器电路单元处在工作状态时切断所述第四晶体管的漏极电压的供应，以及其中，所述第二放大器电路单元包括: 第五晶体管，所述第五晶体管的栅极耦接到所述第二放大器电路单元的输入节点；以及 第三开关，所述第三开关被配置成当所述第一放大器电路单元处在工作状态时切断所述第五晶体管的漏极电压的供应。
9.根据权利要求7或8所述的无线通信设备， 其中，所述信号处理电路向所述放大器输出指示要使所述第一放大器电路单元和所述第二放大器电路单元中的哪个放大器电路单元处在工作状态的控制信号，以及 其中，所述放大器包括 控制电路，所述控制电路被配置成基于所述控制信号来控制所述开关。
【文档编号】H03F3/20GK103986424SQ201410049063
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2013年2月13日
【发明者】佐藤知明, 山浦新司 申请人:富士通半导体股份有限公司