[发明专利]采用反馈电容补偿改善线性的功率放大器

说明书

本发明涉及便携式电话通信技术。具体地说，本发明提供了一种线性得到改善的以B类方式工作的功率放大器。

无线蜂窝电话产业取决于以电池供电与远程基站通信的小功率发射机，这些发射机必须高效率地产生高质量的调制射频信号传输给远程基站。便携式电话机内的发射机在以CDMA格式工作时可能还需要对调制射频信号进行不使发射信号内的调制分量失真的线性放大。

要以使调制保持不失真的高度线性地放大调制信号有一些明显的困难。此外，放大必须是高效率的，以节省电池能量。提供高效率放大的一种已知电路是B类推挽放大器。B类放大级效率很高，然而线性较差，因为受到放大器所用的晶体管内的基极集电极电容的影响。为了减小集电极-基极电容对线性的影响，现有技术建议用一些电容器将一个晶体管的集电极连接到另一个晶体管的基极。由于放大器内所用的晶体管相互不同相工作，因此用一个反相信号与一个极性的通过集电极-基极电容的信号合成，使合并成的信号减到最小。然而，这样抵消集电极-基极电容的影响并不不令人满意，因为集电极-基极电容是非线性的，随着集电极-基极电压而改变。将一个电容器从一个晶体管的集电极连接到另一个晶体管的基极需要电感或迹线，这使电容器增添了一些寄生效应，从而又限制了它在高频的使用。因此，这样抵消集电极-基极电容电流是不完善的，限制了放大器中所用的晶体管的放大线性的提高。

本发明提供了一种线性得到改善的以B类推挽方式工作的放大器电路。可以是用电话业务信号调制的、需放大的信号由信号分路器接收，该信号分路器形成两个相位不同的第一和第二信号分量。第一和第二双极型晶体管偏置成在相位不同的第一和第二信号分量加到它们的基极上时以B类推挽工作方式进行工作。这两个晶体管的发射极连接在一起，接到一个公共的d.c.线上。这两个晶体管的集电极分别与第一和第二匹配阻抗连接。配置了一个具有第一和第二绕组的变压器，用来合并来自第一和第二匹配阻抗的信号。电容是电压的非线性函数的第一和第二电容器是从一个晶体管的集电极到另一个晶体管的基极的集电极，电容器的电容具有与晶体管的集电极-基极结电容基本上相同的对电压的函数关系。因此，通过非线性电容器形成一个补偿电流，它与通过集电极基极结电容的反馈信号有着180°的相位差，从而较完全地抵消了反馈信号。这可以通过使这些结制作在同一个IC上来实现，这样就取消了导线或长迹线，使频率响应得到改善。

图1为本发明的第一实施例的示意图。

现在来看图1，图中示出了作为本发明的一个实施例的B类功率放大器，用来放大调制的射频信号。图1的电路可以用于蜂窝电话，提供高效率低失真的放大级。两个放大晶体管27和28以B类推挽工作方式进行工作。在它们的集电极所提供的放大了的信号有着相互不同的相位。这种B类配置保证了在放大期间所形成的信号中偶次谐波相互抵消。

晶体管27和28馈以相位不同的输入信号。加在输入端12上的输入信号通过电容器14耦合给变压器16的一侧绕组19。变压器16在绕组19和20上形成两个振幅相等相位不同的信号分量。

这两个相位不同的信号分量分别通过包括电感器24和电容器22的第一匹配网络和包括电感器25和电容器23的第二匹配网络加到晶体管27和28的基极上。

加到晶体管27和28的基极上的相位不同的信号在晶体管27和28的集电极上形成电平放大了的相互还是不同相位的信号。一个第二匹配网络从晶体管27和28的集电极连接到一个第二变压器43上。由晶体管27和28产生的相位不同的信号在变压器43内重新合并，在输出端50上形成一个振幅完整的信号。

以上B类放大器结构形成通过晶体管27和28的集电极-基极结的反馈电流。每个结的电容都是对电压非线性的。因此，随着加在晶体管27和28上的集电极电压的减小，集电极-发射极结27和28的电容量增大。

由于射频信号从晶体管27和28的每一个的集电极耦合到各个晶体管的基极，因此减小了晶体管27和28的信号放大线性。线性的损失对包含在进行放大的信号上的调制有不利影响，在输出的射频信号中形成一些失真分量。