射频信号功率放大电路制造技术

本申请涉及射频信号功率放大电路。提供一种RF放大器，包括支路，所述支路具有在第一供电节点和第二供电节点之间与电容器串联连接的电感器，在电感器和电容器之间的连接点形成输出节点。另一支路包括在输出节点和第二供电节点之间与开关串联连接的MOS晶体管。开关具有被耦合以接收第一输入信号的控制节点。MOS晶体管具有被耦合以接收第二输入信号的栅极。当施加经频率/相位调制的信号作为第一输入信号时，控制电路施加供电电压作为第二输入信号。当施加恒定频率、相位和幅度的射频信号作为第一输入信号时，控制电路还施加可变信号作为第二输入信号，并且在这种模式中，MOS晶体管被限制成作为电流源操作。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2015年4月14日提交的法国专利申请No.15/53236的优先权利益，其内容按照其整体上能够由法律所允许的最大范围通过引用的方式被并入本文。
本公开内容涉及无线通信领域，并且更具体地涉及传输射频信号的装置。本公开内容更具体地涉及其中传输的射频信号的功率放大。
技术介绍
射频信号传输装置传统上包括：用于产生将被传输的射频信号的数字和/或模拟电路；用于对射频信号进行放大的功率模拟电路；以及通常经由阻抗匹配和/或谐波滤波电路耦合至功率放大器的输出的天线。由这种装置传输的射频信号可以是经频率调制的信号或经相位调制的信号，也就是恒定幅度的交流(AC)信号，将被传输的数据可以通过信号频率或信号相位的变化来编码。作为一种变化形式，所传输的射频信号可以是经幅度调制的信号，也就是恒定频率的AC信号，将被传输的数据通过信号幅度的变化来编码。在传输经频率调制的信号或经相位调制的信号的装置中，功率放大器可以是所谓的E类放大器。这种类型的放大器实际上具有对恒定幅度的射频信号的放大的高效率。然而，E类放大器不具有线性工作状态，并且因此不适于对经幅度调制的射频信号进行放大。在特定的应用中，希望交替地传输经频率调制的射频信号或经相
位调制的射频信号、或经幅度调制的射频信号。为了实现该目的，可能的解决方案是提供两种不同的功率放大器，一种功率放大器适于对经频率调制的信号或经相位调制的信号进行放大，而另一种功率放大器适于对经幅度调制的信号进行放大。然而，这会引起成本、体积和/或电力消耗方面的问题。
技术实现思路
因此，实施方式提供了一种射频信号放大器，包括：第一支路，所述第一支路包括在施加直流(DC)供电电压的第一节点和第二节点之间与第一电容器串联连接的电感器，电感器和第一电容器的连接点形成用于耦合至负载的放大器的输出节点；第二支路，所述第二支路包括在输出节点和第二供电节点之间与第一开关串联连接的第一MOS晶体管，第一开关具有与施加输入信号的第一节点耦合的控制节点，而第一MOS晶体管的栅极耦合至施加输入信号的第二节点；以及用于传送二进制信号的电路，所述二进制信号表示在第一晶体管的漏源电压和第一晶体管的栅源电压与阈值电压之差之间的差的符号。根据一种实施方式，第一晶体管能够作为经由第二输入节点可控的电流源进行操作。根据一种实施方式，第一开关是能够作为开关进行操作的MOS晶体管，该MOS晶体管的栅极被耦合至第一输入节点。根据一种实施方式，第一MOS晶体管的栅极氧化物比构成第一开关的MOS晶体管的栅极氧化物厚。根据一种实施方式，所述电路包括：第二电容器和第二开关，所述第二电容器和第二开关能够对电压进行采样，所述电压表示当第一开关处于接通状态时在输出节点上保持的电压；以及与第一MOS晶体管类型相同的第二MOS晶体管，其被以二极管方式安装并且被偏置到其导通阈值，以二极管方式安装的第二晶体管的漏极被耦合至第一晶体管的栅极。根据一种实施方式，第二电容器具有耦合至第二供电节点的第一电极、以及通过第二开关被连接至输出节点的第二电极；而且，以二极管方式安装的第二晶体管的源极通过电流源被连接至第二供电节点，放大器还包括比较器，所述比较器具有与第二电容器的第二电极连接的第一输入端，并且具有与以二极管方式安装的第二晶体管的源极连接的第二输入端。根据一种实施方式，第二电容器具有与第二供电节点耦合的第一电极、以及与第一分压桥的中点耦合的第二电极，所述第一分压桥将输出节点耦合至第二供电节点；并且，以二极管方式安装的第二晶体管的源极通过第二分压桥被耦合至第二供电节点，所述放大器还包括比较器，所述比较器具有与第二电容器的第二电极耦合的第一输入端，并且具有与第二分压桥的中点耦合的第二输入端。根据一种实施方式，所述二进制信号是所述比较器的输出信号。根据一种实施方式，第二开关具有与第一开关的控制节点耦合的控制节点。另一个实施方式提供一种射频信号传输装置，所述射频信号传输装置包括上面所描述的类型的放大器，该装置能够将所述放大器交替地控制到第一操作模式和第二操作模式：当第一晶体管的栅极被耦合至第一供电节点时将所述放大器控制到第一操作模式，并且，其中经频率调制的射频信号或经相位调制的射频信号被施加到第一输入节点；以及当向第一输入节点施加恒定频率、相位和幅度的射频信号的情况下将所述放大器控制到第二操作模式，其中向第二输入节点施加用于控制由第二晶体管传送的电流的可变信号。附图说明在下面结合附图的各个具体实施方式的非限制性的描述中，将详细讨论前面描述的以及其它的特征和优点，其中：图1是能够传输经频率调制的信号或经相位调制的信号的射频传输装置的示例的电路图；图2A、图2B和图2C是说明图1中的装置的操作的时序图；图3是能够传输经频率调制的信号或经相位调制的信号以及经幅度调制的信号的射频传输装置的示例的简化电路图；图4A、图4B和图4C是说明图3中的装置的操作的时序图；图5是图3中的装置的实施方式的更详细的电路图；图6是说明MOS晶体管的操作的示意图；图7是能够传输经频率调制的信号或经相位调制的信号以及经幅度调制的信号的射频传输装置的实施方式的简化电路图；以及图8是图7中的装置的可替代的实施方式的电路图。具体实施方式在不同附图中用相同的参考标记标示相同的元件，而且各个附图也不是按比例绘制。为了清楚起见，仅仅示出并且详细说明了对于理解所描述的实施方式有用的那些元件。特别是，当示出和描述射频信号传输装置时，仅仅具体说明了用于对射频信号的功率进行放大的电路。没有详细说明布置在功率放大器的上游和下游的电路，所描述的实施方式与布置在射频信号功率放大器的上游和下游的常用电路相兼容。在本文中，射频信号是具有在从3kHz至300GHz的范围内的频率的信号，例如，具有在从100MHz至100GHz的范围内的频率的信号。而且，在本文中，术语“连接”被用来指代例如借助于一条或多条导电迹线的直接电连接，而没有中间电子部件，而术语“耦合”或术语“链接”被用来指代直接电连接(此时是指“连接”)或经由一个或多个中间部件(电阻器、电容器、晶体管等)进行连接。除非另外指明，否则表述“近似”、“基本上”、以及“在…的量级”是指处于10％的范围之内，优选地处于5％的范围之内。图1是能够传输经频率调制的信号或经相位调制的信号的射频传输装置的示例的电路图。图1中的装置包括能够产生已经经频率调制或相位调制的射频信号s的电路(未示出)。信号s是交流(AC)信号，其具有恒定的包
络，其中频率或相位的变化对将被传输的数据进行编码。例如，输入信号s是方波电压。图1中的装置还包括功率放大器100，功率放大器100包括用于接收信号s的输入节点IN以及提供信号S的输出节点OUT，信号S是信号s的放大镜像。功率放大器100是所谓的E类放大器。放大器100包括在施加直流(DC)电压的节点VBAT和节点GND之间与电容器CSW串联的电感器L，放大器的输出节点OUT被耦合至电感器L和电容器CSW的连接点。在所示出的示例中，节点VBAT用于接收供电电压的高电位，而节点GND用于接收供电电压的低电位(例如，对应于接地)。电感器L耦合节点VBAT和节点OUT，而电容器CSW耦合节点OUT和节点GND本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频信号功率放大器，包括：第一支路，所述第一支路包括在施加直流(DC)供电电压的第一节点和第二节点之间与第一电容器串联连接的电感器，其中，所述电感器和所述第一电容器的连接点形成被配置成耦合至负载的所述放大器的输出节点；第二支路，所述第二支路包括在所述输出节点和所述第二节点之间与第一开关串联连接的第一MOS晶体管，所述第一开关具有耦合至被配置成接收第一输入信号的第一输入节点的控制节点，所述第一MOS晶体管具有耦合至被配置成接收第二输入信号的第二输入节点的栅极；以及电路，所述电路被配置成产生二进制信号，所述二进制信号表示在所述第一晶体管的漏源电压和所述第一晶体管的栅源电压与阈值电压之差之间的差的符号。

【技术特征摘要】
2015.04.14 FR 15532361.一种射频信号功率放大器，包括：第一支路，所述第一支路包括在施加直流(DC)供电电压的第一节点和第二节点之间与第一电容器串联连接的电感器，其中，所述电感器和所述第一电容器的连接点形成被配置成耦合至负载的所述放大器的输出节点；第二支路，所述第二支路包括在所述输出节点和所述第二节点之间与第一开关串联连接的第一MOS晶体管，所述第一开关具有耦合至被配置成接收第一输入信号的第一输入节点的控制节点，所述第一MOS晶体管具有耦合至被配置成接收第二输入信号的第二输入节点的栅极；以及电路，所述电路被配置成产生二进制信号，所述二进制信号表示在所述第一晶体管的漏源电压和所述第一晶体管的栅源电压与阈值电压之差之间的差的符号。2.根据权利要求1所述的放大器，其中，所述第一MOS晶体管被配置成作为响应于在所述第二输入节点处的所述第二输入信号的可控电流源进行操作。3.根据权利要求1所述的放大器，其中，所述第一开关是第二MOS晶体管，所述第二MOS晶体管被配置成作为响应于施加到所述第二MOS晶体管的栅极上的、在所述第一输入节点处的所述第一输入信号的开关元件进行操作。4.根据权利要求3所述的放大器，其中，所述第一MOS晶体管的栅极氧化物比所述第二MOS晶体管的栅极氧化物厚。5.根据权利要求1所述的放大器，其中，所述电路包括：第二电容器和第二开关，所述第二电容器和所述第二开关被配置成对电压进行采样，所述电压表示当所述第一开关处于接通状态时在所述输出节点处的电压；以及第二MOS晶体管，所述第二MOS晶体管与所述第一MOS晶体
\t管类型相同，并且被以二极管方式安装且被偏置到导通阈值，所述第二MOS晶体管的漏极被耦合至所述第一MOS晶体管的栅极。6.根据权利要求5所述的放大器，其中：所述第二电容器具有被耦合至第二供电节点的第一电极、以及通过所述第二开关被耦合至所述输出节点的第二电极；而且所述第二MOS晶体管的源极通过电流源被耦合至所述第二供电节点；而且所述放大器还包括比较器，所述比较器具有被耦合至所述第二电容器的所述第二电极的第一输入端以及被耦合至所述第二MOS晶体管的所述源极的第二输入端。7.根据权利要求6所述的放大器，其中，所述二进制信号是所述比较器的输出信号。8.根据权利要求5所述的放大器，其中：所述第二电容器具有被耦合至第二供电节点的第一电极以及被耦合至第一分压桥电路的中点的第二电极，所述第一分压桥电路将所述输出节点耦合至所述第二供电节点；并且所述第二MOS晶体管的源极通过分压桥电路被耦合至所述第二供电节点；并且所述放大器还包括比较器，所述比较器具有被耦合至所述第二电容器的所述第二电极的第一输入端以及被耦合至所述中点的第二输入端。9.根据权利要求8所述的放大器，其中，所述二进制信号是所述比较器的输出信号。10.根据权利要求4所述的放大器，其中，所述第二开关具有被耦合至所述第一开关的所述控制节点的控制节点。11.根据权利要求1所述的放大器，还包括：数模转换器电路，被配置成将数字信号转换成提供给所述第二MOS晶体管的所述栅极的模拟电流；其中，所述数字信号具有响应于所述二进制信号而设置的值，使
\t得将所述第二MOS晶体管限制成作为电流源进行操作。12.一种射频信号传输装置，包括：放大器，所述放大器包括：第一支路，所述第一支路包括在施加直流(DC)供电电压的第一节点和第二节点之间与第一电容器串联连接的电感器，其中，所述电感器和所述第一电容器的连接点形成被配置成耦合至负载的所述放大器的输出节点；第二支路，所述第二支路包括在所述输出节点和所述第二节点之间与第一开关串联连接的第一MOS晶体管，所述第一开关具有耦合至被配置成接收第一输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·艾罗，
申请(专利权)人：意法半导体格勒诺布尔二公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR