[发明专利]射频系统开关功率放大器系统及方法

说明书

本发明提供了一种用于改善射频系统的操作的系统和方法。一个实施方案描述了一种射频系统，该射频系统包括第一开关功率放大器，该第一开关功率放大器基于第一输入模拟电信号和包络电压电源轨的电压来输出放大模拟电信号。该第一开关功率放大器包括第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，其中所述第一晶体管具有接收第一输入模拟电信号的栅极，电耦接至包络电压电源轨的源极，以及电耦接至第一开关功率放大器的输出端的漏极；该第二晶体管具有接收第一输入模拟电信号的栅极，电耦接至接地部的源极，和电耦接至第一开关功率放大器的输出端的漏极；该第三晶体管具有接收第一输入模拟电信号的栅极，电耦接至包络电压电源轨的漏极，和电耦接至第二开关功率放大器的输出端的源极。

技术领域

本公开整体涉及射频系统，并且更具体地涉及在射频系统中使用的开关功率放大器。

背景技术

此部分旨在向读者介绍可能与下文描述和/或受权利要求书保护的本公开的各个方面有关的现有技术的各个方面。我们认为这种论述有助于为读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，要在这个意义上来阅读这些文字描述，而不是作为对现有技术的承认。

许多电子设备可包括射频系统促进与另一电子设备和/或网络的数据的无线通信的射频系统。该射频系统可包括将数据的模拟表示作为模拟电信号输出的收发器，该模拟电信号然后可经由天线以无线方式进行发射。由于电子设备可被分开一定距离，因此射频系统可包括用于控制射频系统的输出功率(例如，模拟电信号的强度)的放大器部件。

在一些实施方案中，放大器部件可包括利用一个或多个晶体管作为电子开关的开关(例如，D类)功率放大器。在一些实施方案中，该开关功率放大器可将输入模拟电信号放大到期望的输出功率。更具体地，该开关功率放大器可至少部分地基于输入模拟电信号通过将输出端连接到包络电压(例如，V_env)电源轨或接地部来生成放大模拟电信号。

理想情况下，开关功率放大器应实现高功率效率(例如，输出功率/DC功耗)，线性调节放大模拟电信号的输出功率，并在输入模拟电信号与放大输出模拟电信号之间维持恒定相移。然而，在实际操作中，晶体管通常具有寄生电容，这可导致晶体管将漏电流从其栅极传导到其漏极。事实上，这种漏电流可影响开关功率放大器的功率效率、对输出功率所作的调节的线性度，和/或输入模拟电信号和放大输出模拟电信号之间的相移的恒定性。

发明内容

下文阐述本文所公开的某些实施方案的概要。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简明概要，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未阐述的多个方面。

本公开总体涉及改进射频系统中所使用的开关(例如，D类)功率放大器的操作。通常，开关功率放大器接收输入模拟电信号并输出放大模拟电信号，然后可将该信号以无线方式发射到另一个电子设备或网络。更具体地，该开关功率放大器可基于输入模拟电信号，将输出端经由一个或多个晶体管连接到包络电压(例如，V_env)电源轨或接地部来生成放大模拟电信号。

然而，晶体管中的每个晶体管通常具有寄生电容，这使得漏电流能够从晶体管的栅极流经该晶体管并流至其漏极。因此，特别是当放大模拟电信号的输出功率低时，漏电流可能限制最小输出功率，从而降低对输出功率所作的调节的线性度，和/或使得输入模拟电信号和输出模拟电信号之间的相移不恒定。

因此，本文所描述的技术可通过改善对输出功率所作的调节的线性度和/或输入电信号和输出电信号之间相移的恒定性来改善开关功率放大器的操作。在一些实施方案中，当射频系统利用具有正模拟电信号(例如，+V_输入)和负模拟电信号(例如，-V_输入)的差分方案时，第一开关功率放大器可被包括在接收正模拟电信号的第一支路中，并且第二开关功率放大器可被包括在接收负模拟电信号的第二支路中。