[发明专利]三电压供电功率放大器电路、装置及半导体集成电路

说明书

本发明涉及三电压供电功率放大器电路，涉及射频前端集成电路设计，通过使三电压供电功率放大器单元包括三个供电电压，根据输出功率的大小通过不同的供电电压组合改变供电电压的大小，在功率回退区间实现两个效率尖峰，提升平均效率，且三电压供电功率放大器可以实现三电压的切换，实现了功率可调，同时保证不会存在漏电路径以及击穿问题。

技术领域

本发明涉及射频前端集成电路设计，尤其涉及一种三电压供电功率放大器电路、装置及半导体集成电路。

背景技术

射频功率放大器(RF PA)是各种无线发射机的重要组成部分，广泛应用在手机等无线通信设备中。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器，其中开关电容射频功率放大器(SCPA，Switched Capacitor Power Amplifier)是常用的射频功率放大器。

输出功率与效率是射频功率放大器的主要技术指标，为了满足各种通信终端设备的需求，必须提高射频功率放大器的输出功率与效率。

请参阅图1，图1为现有技术中一开关电容射频功率放大器的示意图。如图1所示，开关电容射频功率放大器包括PMOS管和NMOS管组成的反相器，连接反相器的电容和带通滤波器，将非交叠的方波信号输入至返反相器，反相器输出端为反相的方波，然后经过带通滤波器，把方波变为正弦波。但是图1所示的开关电容射频功率放大器无法实现对输出功率的调整。请参阅图2，图2为现有技术中另一开关电容射频功率放大器的示意图。如图2所示，将图1中的总电容分成若干份，反相器也分成若干份，控制打开或关闭反相器的个数就能实现对输出功率的调制。如下公式给出了输出电压V_OUT，输出功率P_OUT以及效率η_ideal随功率放大器单元开关个数的变化关系：

另传统的开关电容射频功率放大器的效率随输出功率的减小而减小。请参阅图3，图3为开关电容射频功率放大器的效率随输出功率的变化示意图。然而，目前先进的无线调制标准(比如IEEE 802.11ac，LTE等)都采用OFDM的调制方式，即正交频分复用技术(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)，这种调制方式的峰均比很大，其大概率工作在功率回退区间，所以开关电容射频功率放大器应用到这种无线标准上其平均效率很低，有待提升。

因此实现输出功率可调且高的平均输出功率是开关电容射频功率放大器的研究重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三电压供电功率放大器电路，以提升三电压供电功率放大器的平均效率，且实现功率可调。