[发明专利]具有谐波终止电路的放大器装置

说明书

本公开涉及具有谐波终止电路的放大器装置。一种放大器装置包括：输入端；输出端；第一晶体管，其具有控制端、第一载流端和第二载流端；以及J类电路，其耦合于所述第一晶体管的所述第二载流端与所述输出端之间并且被配置成谐波地终止所述第一晶体管。所述J类电路可以包括第一谐振器，所述第一谐振器由基本上等于二次谐波频率的第一谐振频率表征。所述第一谐振器可以耦合于所述第二载流端与电压参考之间。不同于所述第一谐振器的并联电感器可以耦合于所述第二载流端与所述电压参考之间。

技术领域

本文所述主题的实施例总体上涉及RF放大器。

背景技术

高效射频(RF)放大器在通信基站应用中越来越多地得以使用。由于需要较少冷却能力而实现的较小系统尺寸和成本并且由于对这些系统进行供电所需的能量减少，所以期望得到这些高效RF放大器。常规的高效放大器(例如，调谐AB类)的理论效率接近78％，或者在如调谐F类等一些情况下达到100％。这种高效操作是通过在放大器操作频率的谐波频率下终止放大器的有源晶体管来实现的。例如，理想的调谐clAB类放大器可能要求所有谐波终止于短路中。理想的F类放大器可能需要将放大器信号的偶次谐波(即，2次、4次等)终止于短路中，并且将放大器信号的奇次谐波(即，3次、5次等)终止于开路中。

然而，由于使用实际电路元件难以实现谐波终止电路系统，尤其是理想的开路和短路终端，所以使用具有在封装RF装置外部实现的匹配电路系统的封装RF装置可能难以实现这些常规的高效RF放大器。这通常意味着仅非常窄的范围的调谐条件将为用封装装置产生的RF放大器提供高效操作。这种窄的最佳调谐条件范围会引入不可接受的产品变化和产量损失。此外，谐波终端在放大器系统中可能占据大面积的印刷电路板(PCB)，并且因此有悖于实现较小面积装置的目标。因此，期望对外部匹配条件的灵敏度减小的放大器装置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种放大器装置，其包括：

输入端；

输出端；

第一晶体管，其包括控制端、第一载流端和第二载流端，其中所述第一晶体管由第一输出电容表征，并且其中所述控制端耦合到所述输入端，并且所述第一载流端耦合到电压参考；以及

J类电路，其耦合于所述第二载流端与所述输出端之间并且被配置成谐波地终止所述第一晶体管，其中所述J类电路包括第一谐振器和并联电感器，其中所述第一谐振器由基本上等于二次谐波频率的第一谐振频率表征，并且所述第一谐振器耦合于所述第二载流端与所述电压参考之间，并且所述并联电感器不同于所述第一谐振器且耦合于所述第二载流端与所述电压参考之间。

在一个或多个实施例中，所述第一谐振器被配置成在所述第一谐振频率下以容抗谐波地终止所述第一晶体管。

在一个或多个实施例中，所述J类电路的所述第一谐振器通过串联电感器耦合到所述第一晶体管的所述第二端，所述串联电感器被配置成在小于所述第一谐振频率的频率下以所述第一输出电容谐振。

在一个或多个实施例中，所述放大器装置进一步包括第二谐振器，所述第二谐振器由基本上等于三次谐波频率的第二谐振频率表征、耦合于所述第二载流端与所述电压参考之间。

在一个或多个实施例中，所述放大器装置进一步包括耦合于所述输入端与所述控制端之间的输入谐波终止电路，其中所述输入谐波终止电路包括被配置成以所述第一谐振器的所述第一谐振频率谐振的输入谐波终止谐振器。

在一个或多个实施例中，所述并联电感器被配置成将所述输出端的基频阻抗变换为介于10欧姆与30欧姆之间。

在一个或多个实施例中，所述第一晶体管选自横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)场效应晶体管和氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。