[发明专利]电子系统、射频功率放大器及其输出功率补偿方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种射频功率放大器，且特别是关于一种利用输出电流来补偿输出功率的射频功率放大器。

背景技术

在新一代的手机设计概念中，不仅要求最大输出功率时的功率附加效率(Power Added Efficiency，PAE)，同时更强调无论在高、中或低输出功率时也能有较高的PAE，以提供更长的通话时间。经适当调整功率放大器(PowerAmplifier，PA)的增益、输出功率能力及前级PA的线性度等，不仅能够降低平均消耗电流外，同时可以延长通话时间。在现有技术中，PA在使用直流至直流转换器(DC-to-DC converter)后，PA不只在高输出功率时其电流消耗较低，同时在中、低输出功率时的电流消耗也一样降低，以提高整段输出功率的PAE。

传统应用于3G/4G无线系统中的切换式功率放大器(Switch Mode Power Amplifier)架构虽提供不错的使用效率。然而，面对消费者希望能有更长的通话时间需求，特别是希望在中、低输出功率模式下也能达到比传统切换式PA较高效率及低电流耗特性，可能成为一个待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种射频功率放大器，射频功率放大器包括输出级电路、指数型偏压电路与电压电流转换电路。输出级电路接收第一系统电压并且输出一输出电流。指数型偏压电路耦接至输出级电路，所述指数型偏压电路通过耦接第二系统电压以接收偏压电流，其中偏压电流与输出电流之间为指数关系，并且当偏压电流为零电流时，则输出电流为零电流。电压电流转换电路耦接指数型偏压电路以接收第一电流，并且电压电流转换电路将所接收的第一系统电压转换为第二电流以使得输出电流与第一系统电压之间为指数关系。偏压电流等于第一电流与第二电流总和的倍数。

在一实施例中，其中电压电流转换电路根据正温度系数的第一电流与负温度系数的第二电流传送正温度系数的第三电流至指数型偏压电路，藉此使得偏压电流与输出电流等于或接近零温度系数的电流。

在一实施例中，输出级电路包括输出晶体管。

在一实施例中，当指数型偏压电路中的第四电流等于第五电流，则偏压电流相对于输出电流呈现指数关系，并且当偏压电流递增时，则输出电流指数型上升。

在一实施例中，电压电流转换电路中的第五晶体管与第六晶体管构成第二电流镜，并且输出电流相对于第一系统电压呈现指数关系，当第一系统电压递增时，则输出电流指数型上升，藉此以补偿输出晶体管的输出功率。

本发明实施例提出的电子系统、射频功率放大器及其输出功率补偿方法，通过输出电流相对于第一系统电压的指数关系，使得当第一系统电压在适当范围变化下，能够通过输出电流的指数型上升的特性来补偿输出功率的动态范围。再者，本揭示内容的射频功率放大器在低输出功率下能够达到较佳的附加功率效率且达到低流耗的省电功能，符合消费者希望有更长的通话时间的需求。

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

上文已参考随附图式来详细地说明本发明的具体实施例，藉此可对本发明更为明白，在该多个图式中：

图1为根据本发明实施例的射频功率放大器的电路区块图。

图2为根据本发明实施例的射频功率放大器的具体电路图。

图3为根据本发明实施例的输出电流与偏压电流关系的模拟曲线图。

图4为根据本发明实施例的第一系统电压与输出电流关系的模拟曲线图。

图5为根据本发明实施例的第一系统电压与输出功率关系的模拟曲线图。

图6为根据本发明实施例的电子系统的区块图。

图7为根据本发明实施例的输出功率补偿方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

100、200：射频功率放大器

110：输出级电路

120：指数型偏压电路

130：电压电流转换电路

600：电子系统

610：射频功率放大器

620：负载

C1：第一电容

C2：第二电容

GND：接地电压

I1：第一电流

I2：第二电流

I3：第三电流

I4：第四电流

I5：第五电流

IOUT：输出电流

IBA：偏压电流