[发明专利]栅偏置网络的自偏置分布式放大器的功率增强装置和方法

说明书

本文提供了具有栅极偏置网络的自偏置分布式放大器的功率增强装置和方法。通过采样输出功率，具有滤波器网络的栅极偏置网络可以调整栅极偏置，以便改进P1dB压缩点和自偏置分布式放大器的Psat饱和功率电平。有利地，可以使用无源部件来导出滤波器网络，从而使其易于实现并且成本有效的方法来改进线性和输出功率。

技术领域

本发明的实施例涉及电子电路，更具体地涉及具有栅极偏置网络的射频(RF)放大器。

背景技术

射频(RF)放大器可以使用分布式放大器以具有改进的线性度来放大RF信号。可以使用为高频操作定制的场效应晶体管(FET)或双极晶体管来形成分布式放大器。例如，可以使用GaAs高电子迁移率晶体管(HEMT)或SiC金属半导体FET(MESFET)制造分布式放大器。

一种应用是功率放大。RF放大器可以用在通信系统中以放大RF信号以在天线或电缆处传输。

发明内容

在一个实施例中，一种装置包括电子设备，功率检测电路和控制路径。该电子装置至少具有第一端，第二端及第三端；并且所述电子设备是射频(RF)功率放大器的输出级的一部分。功率检测电路耦合到输出级的输出节点；并且所述功率检测电路被配置为在检测节点处生成检测输出。控制路径设置在电源检测电路的检测节点和电子设备的第一节点之间；并且控制路径由无源低通滤波器网络组成。此外，控制路径被配置为对电子设备的偏置提供升压以减少增益压缩。

输出级还可以包括用于分布式架构的多个并联的电子设备。此外，功率检测电路可以电容耦合到输出级的输出节点。或者功率检测电路可以通过耦合的线耦合器耦合到输出级的输出节点。此外，功率检测电路可以包括整流器。

无源滤波器网络可以包括具有至少第一电阻器，第二电阻器和电容器的低通滤波器网络。电容器的电容量和与第一电阻器相关联的第一电阻的量可以确定升压对偏压的冲击速率。另外，与第二电阻器相关联的电容量和第二电阻器的量可以确定对偏置的升压的衰减速率。

电子器件可以经由耦合到第二端子的电阻器自偏置。电子器件可以包括场效应晶体管，其中第一端子对应于栅极，第二端子对应于源极，第三端子对应于漏极。场效应晶体管可以是增强型场效应晶体管或耗尽型场效应晶体管。此外，场效应晶体管可以是n型或p型场效应晶体管。

电子器件还可以包括双极结型晶体管，其具有对应于基极的第一端子，第二端子对应于发射极，第三端子对应于集电极。双极结型晶体管可以是npn双极结型晶体管或pnp双极型结型晶体管。

在另一实施例中，一种装置包括射频(RF)功率放大器，功率检测电路和控制路径。RF功率放大器具有至少一个输入节点和一个输出节点。功率检测电路耦合到输出节点并且被配置为在检测节点处产生检测输出。控制路径设置在功率检测电路的检测节点和RF功率放大器的输入节点之间；并且控制路径由无源滤波器网络组成。此外，控制路径被配置为提供对RF功率放大器的偏置的升压以减少增益压缩。

RF功率放大器还可以包括用于分布式架构的多个并联的放大器。此外，功率检测电路可以电容耦合到输出节点。或者功率检测电路可以通过耦合的线耦合器耦合到输出节点。此外，功率检测电路可以被配置为检测输出节点处的信号的包络。

无源滤波器网络可以包括具有电阻器和至少一个存储元件(诸如电容器或电感器)的低通滤波器网络。

在另一个实施例中，一种放大的方法包括：自偏置射频(RF)功率放大器；检测所述RF功率放大器的输出功率电平以产生功率检测信号；仅使用无源滤波器网络处理所述功率检测信号以产生控制信号；以及将所述控制信号施加到所述RF功率放大器的输入以调整所述RF功率放大器的偏置。RF功率放大器至少具有输入节点和输出节点，并且RF功率放大器的偏置被调节以减小增益压缩。