具有提高的响应速度的功率放大器装置及偏置电路的制作方法

本申请要求于2018年8月9日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0093312号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

以下描述涉及一种具有提高的响应速度的功率放大器装置及偏置电路。

背景技术：

通常，无线通信方法包括时分双工(tdd)方法和频分双工(fdd)方法。这两种方法都用于使用有限的资源与更多用户进行通信。tdd方法是通过在相同频率下按照预定间隔来划分通信时间来与多个用户通信的方法，fdd方法是通过向各个用户分配不同频率来执行通信的方法。

因为传统的tdd方法是通过在相同频率下按照预定间隔来划分通信时间来与多个用户通信的方法，所以其具有使用单一频率的优点。然而，通过划分通信时间来执行通信并且因此在通信过程中反复地切换发送和接收。

因此，发射器和接收器的快速响应速度是时分通信中的重要性能因素，并且包括在发射器和接收器中的每个放大器电路需要快速响应速度。

为了提高传统发射器的响应速度，有必要进一步提高发射器的功率放大器的响应速度。特别地，功率放大器有必要在从启动的短时间内快速达到稳定状态。

技术实现要素：

提供本发明内容以按照简化形式介绍选择的构思，以下在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

根据一个总体方面，一种功率放大器装置包括：偏置电路，在稳定驱动时间点之前的启动时间期间产生基于内部电压和启动电压的启动电流，并且在所述稳定驱动时间点之后产生基于所述内部电压的偏置电流；以及启动电路，在所述启动时间期间向所述偏置电路供应所述启动电压。

所述启动电流可大于所述偏置电流。

所述偏置电路可包括：第一晶体管，具有接收所述内部电压和所述启动电压的基极；第一电阻器，连接在所述第一晶体管的集电极与第一电压端子之间；以及第二电阻器，连接在所述第一晶体管的发射极与所述功率放大器装置的功率放大器电路的偏置连接节点之间。

所述启动电路可基于在所述第一电压端子处供应的第一电压将所述启动电压供应给所述偏置电路。

所述启动电路可包括：开关晶体管，连接在所述第一电压端子与所述第一晶体管的基极连接节点之间，并且在启动时间期间响应于具有导通电平的控制电压而操作；以及偏置电阻器，连接在所述开关晶体管的集电极与所述第一电压端子之间，或者连接在所述开关晶体管的发射极与所述第一晶体管的所述基极连接节点之间。

所述偏置电阻器可具有高于所述第一电阻器的电阻值的电阻值。

所述偏置电路还可包括输出所述内部电压的电压源电路，所述电压源电路可包括第三电阻器以及第一二极管接法的晶体管和第二二极管接法的晶体管，所述第三电阻器具有连接到参考电压端子的第一端，所述第一二极管接法的晶体管和所述第二二极管接法的晶体管串联连接在所述第三电阻器的第二端与地之间，并且所述第一二极管接法的晶体管可包括连接到所述第一晶体管的所述基极的基极和集电极，以向所述第一晶体管的所述基极供应所述内部电压。

根据另一总体方面，一种功率放大器装置包括：偏置电路，在稳定驱动时间点之前的启动时间期间产生启动电流，并且在所述稳定驱动时间点之后产生偏置电流；启动电路，在所述启动时间期间向所述偏置电路供应启动电压；以及功率放大器电路，基于所述启动电流而启动并且基于所述偏置电流来放大输入信号。

所述启动电流可大于所述偏置电流。

所述偏置电路可包括：第一晶体管，具有接收内部电压和所述启动电压的基极；第一电阻器，连接在所述第一晶体管的集电极与第一电压端子之间；以及第二电阻器，连接在所述第一晶体管的发射极与所述功率放大器电路的偏置连接节点之间。

所述启动电路可基于在所述第一电压端子处供应的第一电压将所述启动电压供应给所述偏置电路。

所述启动电路可包括：开关晶体管，连接在所述第一电压端子与所述第一晶体管的基极连接节点之间，并且在所述启动时间期间响应于具有导通电平的控制电压而操作；以及偏置电阻器，连接在所述开关晶体管的集电极与所述第一电压端子之间，或者连接在所述开关晶体管的发射极与所述第一晶体管的所述基极连接节点之间。

所述偏置电阻器可具有高于所述第一电阻器的电阻值的电阻值。

所述偏置电路还可包括输出所述内部电压的电压源电路，所述电压源电路可包括：第三电阻器，具有连接到参考电压端子的第一端；以及第一二极管接法的晶体管和第二二极管接法的晶体管，串联连接在所述第三电阻器的第二端与地之间，所述第一二极管接法的晶体管可包括连接到所述第一晶体管的所述基极的基极和集电极，以向所述第一晶体管的所述基极供应所述内部电压。

根据另一总体方面，一种偏置电路包括：电压源电路，输出内部电压；以及输出电路，在启动时间期间基于所述内部电压和启动电压产生启动电流，并且在所述启动时间结束之后基于所述内部电压产生偏置电流。

所述电压源电路可包括第一晶体管，所述输出电路可包括第二晶体管，并且所述第一晶体管可包括连接到所述第二晶体管的基极的基极和集电极，以向所述第二晶体管的所述基极供应所述内部电压。

所述第一晶体管和所述第二晶体管可具有相同的温度特性。

所述输出电路可在所述启动时间期间将所述启动电流输出到功率放大器电路，并且在所述启动时间结束之后将所述偏置电流输出到所述功率放大器电路。

所述电压源电路可包括第一晶体管，所述输出电路可包括第二晶体管，所述功率放大器电路可包括第三晶体管，所述第一晶体管可包括连接到所述第二晶体管的基极的基极和集电极，以向所述第二晶体管的所述基极供应所述内部电压，并且所述第二晶体管可产生所述启动电流和所述偏置电流，并且选择性地将所述启动电流和所述偏置电流输出到所述第三晶体管。

所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管可具有相同的温度特性。

通过以下具体实施方式、附图以及权利要求，其他特征和方面将是明显的。

附图说明

图1是示出功率放大器装置的示例的示图。

图2是示出功率放大器装置的另一示例的示图。

图3是示出偏置电路的示例的示图。

图4是示出根据示例的主要电压和电流的波形和时序的示图。

在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，在此所描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

在此所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此所描述的示例。更确切地说，已经提供了在此所描述的示例，仅仅是为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些可行方式。

这里，应注意，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这种特征的至少一个示例或实施例，而所有示例和实施例不限于此。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。

尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此所描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件随后将相对于另一元件在“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位而包含“上方”和“下方”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在此使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，在此所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状的改变。

可按照在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式组合在此描述的示例的特征。此外，尽管在此描述的示例具有各种配置，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的其他配置是可行的。

在下文中，将参照附图详细描述示例。

图1是示出功率放大器装置的示例的示图，并且图2是示出功率放大器装置的另一示例的示图。

参照图1和图2，功率放大器装置可包括偏置电路100、启动电路300和功率放大器电路500。

偏置电路100可在从操作开始时间点t1至紧接在稳定驱动时间点t2之前的启动时间δt期间产生启动电流ist，并且从启动时间δt之后的稳定驱动时间点t2起产生偏置电流ibias。

例如，偏置电路100可包括用于产生启动电流ist或偏置电流ibias的第一晶体管q1。

启动电路300可向第一晶体管q1的基极连接节点nbase供应响应于控制电压vc而产生的启动电压vst，以在从操作开始时间点t1至紧接在稳定驱动时间点t2之前的启动时间δt期间产生启动电流ist，并且然后可在启动时间δt之后关闭。

例如，启动电路300可基于第一电压v1供应启动电压vst，并且启动电流ist可大于偏置电流ibias，使得功率放大器电路500可快速达到稳定状态。第一电压v1可以是电池电压。在下文中，将参照图3描述启动电路300。

例如，偏置电路100可在启动时间δt期间基于内部电压vint和启动电压vst产生启动电流ist，并且将产生的启动电流ist输出到功率放大器电路500。偏置电路100可在启动时间δt之后基于内部电压vint产生偏置电流ibias，并且将产生的偏置电流ibias输出到功率放大器电路500。在下文中，将参照图3描述偏置电路100。

功率放大器电路500可根据启动电流ist启动，并快速达到稳定状态，并且在稳态下可根据偏置电流ibias进行操作。

例如，功率放大器电路500可包括放大器晶体管q5。放大器晶体管q5可包括通过线圈l1连接到操作电压vcc端子的集电极、连接到地的发射极以及通过第一电容器cb1连接到输入端子in的基极。放大器晶体管q5的集电极可通过第二电容器cb2连接到输出端子out。

参照图2，功率放大器装置还可包括控制电路700。

控制电路700可响应于系统使能信号sen将控制电压vc提供给启动电路300。

例如，控制电路700可在系统使能信号sen具有低电平时提供具有截止电平的控制电压vc，并且在系统使能信号sen从低电平转换到高电平时在启动时间δt期间提供具有导通电平的控制电压vc。

在各个附图中，对于具有相同附图标号和相同功能的组件，可能省略不必要的重复描述，并且将描述各个附图中的不同之处。

图3是示出偏置电路的示例的示图。

参照图1、图2和图3，偏置电路100可包括输出电路110和电压源电路120。

输出电路110可包括第一晶体管q1、第一电阻器r11和第二电阻器r12。

第一晶体管q1可包括通过第一电阻器r11连接到第一电压v1端子的集电极、通过第二电阻器r12连接到功率放大器电路500的偏置连接节点nbias的发射极以及接收内部电压vint和启动电压vst的基极。

第一晶体管q1可在启动时间δt期间基于内部电压vint和启动电压vst产生启动电流ist，并且从在启动时间δt之后的稳定驱动时间点t2起基于内部电压vint产生偏置电流ibias。

例如，第一晶体管q1可在启动时间δt期间根据基于内部电压vint和启动电压vst的基极电压vbase来产生启动电流ist。从启动时间δt之后的稳定驱动时间点t2起，第一晶体管q1可根据基于内部电压vint的基极电压vbase来产生偏置电流ibias。

电压源电路120可输出内部电压vint。

参照图1、图2和图3，启动电路300可包括，例如，至少一个开关晶体管q3和偏置电阻器r3。此配置为示例，并且启动电路的配置不限于这种配置。

开关晶体管q3可连接在第一电压v1端子与第一晶体管q1的基极连接节点nbase之间，并且在启动时间δt期间响应于具有导通电平的控制电压vc而操作。

偏置电阻器r3可连接在开关晶体管q3的集电极与第一电压v1端子之间，或者连接在开关晶体管q3的发射极与基极连接节点nbase之间。例如，偏置电阻器r3可具有高于第一电阻器r11的电阻值的电阻值。

例如，开关晶体管q3可在启动时间δt期间响应于具有导通电平的控制电压vc而导通。

因此，开关晶体管q3可通过偏置电阻器r3连接第一电压v1端子和第一晶体管q1的基极连接节点nbase，并且向第一晶体管q1的基极连接节点nbase供应启动电压vst。

因此，第一晶体管q1可在启动时间δt期间基于内部电压vint和启动电压vst产生启动电流ist。

从在启动时间δt之后的稳定驱动时间点t2起，开关晶体管q3可响应于具有截止电平的控制电压vc而截止。因此，第一晶体管q1可从在启动时间δt之后的稳定驱动时间点t2起基于内部电压vint产生偏置电流ibias。

电压源电路120还可包括第三电阻器r21、第一二极管接法的晶体管dt1和第二二极管接法的晶体管dt2，它们连接在参考电压vref端子与地之间，以输出内部电压vint。

第三电阻器r21的一端可连接到参考电压vref端子，并且第三电阻器r21的另一端可连接到第一二极管接法的晶体管dt1的集电极。

第二二极管接法的晶体管dt2的集电极可连接到第一二极管接法的晶体管dt1的发射极，第二二极管接法的晶体管dt2的发射极可连接到地，并且第二二极管接法的晶体管dt2的基极可连接到集电极。

第一二极管接法的晶体管dt1可包括连接到第一晶体管q1的基极的基极和集电极，并且向第一晶体管q1的基极供应内部电压vint。

因此，电压源电路120可通过第一二极管接法的晶体管dt1和第二二极管接法的晶体管dt2输出为两倍基极-发射极电压2vbe的内部电压vint。

在图3中，例如，电容器cb可连接在第一晶体管q1的基极与地之间，以稳定第一晶体管q1的基极电压。

例如，如图3所示，电压源电路120可包括两个晶体管，即，第一二极管接法的晶体管dt1和第二二极管接法的晶体管dt2。这样的配置用于响应包括在输出电路110中的第一晶体管q1和功率放大器电路500的放大器晶体管q5的根据温度变化的特性变化。该配置可补偿第一晶体管q1和放大器晶体管q5的根据温度变化的特性变化。

例如，第一二极管接法的晶体管dt1和第二二极管接法的晶体管dt2可以是具有与第一晶体管q1和放大器晶体管q5相同的温度特性的元件。在这种情况下，可最大化温度补偿的精度。作为示例，第一二极管接法的晶体管dt1和第一晶体管q1可具有相同的温度特性。作为另一示例，第一二极管接法的晶体管dt1、第一晶体管q1和放大器晶体管q5可具有相同的温度特性。

图4是示出根据示例的主要电压和电流的波形和时序的示图。

在图4中，sen表示输入到控制电路700的系统使能信号，所述信号当应用本公开的传输系统处于禁用状态时可具有低电平并且当所述传输系统处于启用状态时可具有高电平。

vc表示从控制电路700输出的控制电压，并且可与系统使能信号sen的上升同步地具有导通电平，在启动时间δt期间保持导通电平，并且在启动时间δt之后具有截止电平。

v1表示第一电压。例如，第一电压v1可以是电池电压，并且与系统使能信号sen的上升同步地供应。

vbase表示第一晶体管q1的基极电压。基极电压vbase表示在启动时间δt期间基于内部电压vint和启动电压vst的电压，以及从在启动时间δt之后的稳定驱动时间点t2起基于内部电压vint的电压。

ibias表示偏置电流。偏置电流ibias可在启动时间δt期间根据基于内部电压vint和启动电压vst的基极电压vbase产生，并且从在启动时间δt之后的稳定驱动时间点t2起根据基于内部电压vint的基极电压vbase产生。

根据如上述示例的功率放大器装置可应用于包括发射器或需要功率放大的通信模块或通信设备的系统。

根据示例的功率放大器装置的控制电路可在计算环境(例如，外部设备互连(pci)、通用串行总线(usb)、固件(电气和电子工程师协会(ieee)1394)、光学总线结构、网络等)中实现，其中，处理器(例如，中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、微处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等)；存储器(例如，易失性存储器(例如，随机存取存储器(ram))、非易失性存储器(例如，只读存储器(rom)、闪存等))；输入装置(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入装置、触摸输入装置、红外摄像机、视频输入装置等)；输出装置(例如，显示器、扬声器、打印机等)；以及通信接入装置(例如，调制解调器、网络接口卡(nic)、集成网络接口、射频发射器/接收器、红外端口、usb连接装置等)之间可存在互连。

计算环境可实施为，但不限于，个人计算机、服务器计算机、手持或膝上型装置、移动装置(移动电话、pda、媒体播放器等)、多处理器系统、消费电子装置、小型计算机、大型计算机、包括任意上述系统或装置的分布式计算环境。

如上所述，根据示例，可通过在启动时短时间供应大于在稳定状态下供应的偏置电流ibias的启动电流ist来提高功率放大器装置的响应速度。

通过响应速度的提高，可满足动态误差矢量幅度(evm)校正特性。

虽然本公开包括特定的示例，但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式和细节上的各种改变。在此所描述的示例将仅被视为描述性意义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，和/或用其他组件或者它们的等同物来替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为被包括在本公开中。