專利名稱：放大器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及放大器，更具體涉及用于無線通信系統(tǒng)等的功率放大器。
背景技術：
對用于無線通信系統(tǒng)的功率放大器的要求包括線性、高效以及體積小。具體地，在最近的多級數(shù)字調制通信系統(tǒng)等中，經(jīng)常遇到對在信號振幅平均值以及最大振幅中的寬范圍內(nèi)變化的信號進行處理的情況。在常規(guī)功率放大器中對這些信號進行放大的情況下，設置這種放大器的工作點，以便可以對高達最大振幅的信號進行放大而不引起信號失真。這意味著放大器很少工作在維持相對高效率的飽和輸出處或工作在該飽和輸出附近，從而通常導致差效率。
為了解決這些問題，已開發(fā)了多種技術來在維持線性的同時改善這種放大器的效率。這些技術的實例包括Doherty放大器以及通常被稱為LINC(利用非線性部件的線性放大)放大器或者移相放大器(outphasing amplifier)(為簡單起見下面稱為LINC放大器)的等幅波組合放大器。對于本領域普通技術人員來說，基于諸如非專利公開物(Frederik H.Raab的“Efficiency of Outphasing RFPower Amplifier Systems”，1985 IEEE Trans.On Comm.，Vol.COM-33，No.10，pp1094-1099)等的公開物，LINC放大器的基本結構是眾所周知的。因此，在此將不給出對工作原理的描述。
在圖3中示出了常規(guī)LINC放大器的一個實例的結構。在圖3中，輸入信號由被配置在LINC放大器的輸入側的分配器1分成系統(tǒng)1與系統(tǒng)2中的等幅信號。其后，在被組合器2組合以提供來自LINC放大器的預期輸出信號之前，在兩個系統(tǒng)中分別用第一放大器3a和第二放大器3b對信號進行放大。按照慣例，作為LINC放大器中的關鍵部件的兩個系統(tǒng)中的放大器3a、3b分別由封裝10a、10b中單獨封裝的放大裝置構成。
在由Bo Shi與Lars Sunderson共同寫的“Investigation of a Highly EfficientLINC Amplifier Topology”(2001 IEEE Vehicular Technology Conference Fall 2001，Oct.2001，pp1215-1219)的公開物中的圖2中示出這種放大器的一個實例。在這種常規(guī)的結構中，每一放大器3a、3b使用單獨容納在單獨封裝10a、10b中的晶體管，從而為兩個封裝中的這種晶體管占用了較大的安裝面積。對于減小整個設備的尺寸來說這是不利的。由于使用了兩個單獨的放大器，因此其在成本上也是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種等幅波組合放大器，其在尺寸上是小型的并且制造不太昂貴。
為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種等幅波組合放大器，至少包括分配器，用于把單個輸入信號分成兩部分；第一放大器，用于對來自分配器的信號的一部分進行放大；第二放大器，用于對來自分配器的信號的另一部分進行放大；以及組合器，用于對來自兩個系統(tǒng)中的第一和第二放大器的輸出信號進行組合，其特征在于第一和第二放大器包括容納在單個封裝中的至少兩個放大器元件。
以相互靠近的關系安裝構成第一和第二放大器的放大元件。構成第一和第二放大器的放大元件是場效應晶體管。構成第一和第二放大器的放大元件是雙極型晶體管。
依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種功率放大器，用于通過使用其輸出信號被組合在一起的第一和第二放大器對共同的輸入信號進行并行放大來提供預期的大功率輸出，其特征在于第一和第二放大器采用為推挽式放大器應用所設計的容納在單個封裝中的至少兩個基本相同的晶體管。
以并排關系把晶體管封裝在基本為矩形的封裝中。
在依據(jù)本發(fā)明的放大器中，因為構成等幅波組合型放大器的兩個系統(tǒng)的第一和第二放大器包括容納在單個封裝中的至少兩個放大器裝置，因此其有助于使采用這種放大器的任何設備體積小且成本低。


在附圖中，圖1是依據(jù)本發(fā)明的放大器的一個實施例的框圖；圖2是場效應晶體管MRF5P 21180的外形；圖3是常規(guī)的LINC放大器的一個實例的框圖；以及圖4是場效應晶體管MRF21090的外形。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖對依據(jù)本發(fā)明的放大器的優(yōu)選實施例進行詳細描述。
圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的放大器的實施例的結構。如圖1所示，類似于常規(guī)的放大器，依據(jù)本發(fā)明的實施例的LINC放大器包括，用于把輸入信號分成兩部分的分配器1、從分配器1接收所述信號的一部分的放大器3a、從分配器1接收所述信號的另一部分的放大器3b以及用于對來自放大器3a和3b的輸出信號進行組合的組合器2。然而，應當注意，圖1中的LINC放大器與圖3中示出的常規(guī)放大器的區(qū)別在于，第一和第二放大器3a和3b被容納在單個封裝10中，從而構成包括至少2個放大器元件的單個裝置。因此，同常規(guī)的放大器相比，這種放大器體積小且成本低。
盡管在圖1中把LINC放大器中的放大器元件示為場效應晶體管，但是本發(fā)明不應當僅限于場效應晶體管，而可以是雙極型晶體管或具有類似功能的任何其他的元件。還應當注意，可以用任何其他的已知替換電路來代替圖1的實施例中的分配器1與組合器2。然而，因為這些替換電路對于本領域普通技術人員來說是公知的并且它們不直接涉及本發(fā)明，因此在此將不進行詳細描述。
現(xiàn)在，將借助實例對圖1所示的LINC放大器的實施例的結構進行詳細描述。
考慮在2GHz頻帶的飽和輸出具有180瓦的典型LINC放大器的實例。在常規(guī)的設計中，通常使用具有相等輸出的元件作為兩個系統(tǒng)中的放大器3a和3b。換句話說，每一放大器3a、3b具有90瓦的輸出，從而提供總計180瓦作為LINC放大器。
在這種情況下，對于提供90瓦輸出的晶體管的優(yōu)先選擇是可從FreescaleSemiconductor Inc.獲得的場效應晶體管模型“MRF21090”，其中每一裝置被容納在單個封裝中。本發(fā)明人認為“MRF21090”是具有預期輸出的晶體管中最小型的產(chǎn)品之一。
圖4示出了“MRF21090”場效應晶體管的外形。如圖4所示，“MRF21090”場效應晶體管被構造在封裝(或法蘭盤(flange))14中并具有單個柵電極15和單個漏電極16。除電極部分以外的“MRF21090”場效應晶體管的外部尺寸為每一裝置大約34mm×13.8mm(或者大約1.34英寸×0.54英寸)。這意味著需要至少大約9.4cm2(或大約1.46方英寸)的大面積來安裝構成LINC放大器的2個這樣的晶體管。
另一方面，在本發(fā)明中，通過依據(jù)本發(fā)明在單個封裝中使用場效應晶體管來設計180瓦的LINC放大器。所述晶體管的其中一個可能的候選物是也可從Freescale Semiconductor Inc.獲得的在單個封裝中包括2個晶體管以提供180瓦輸出作為推挽式應用的“MRF 5P 21180”。圖2示出了“MRF 5P 21180”場效應晶體管的外形。如圖2所示，“MRF 5P 21180”場效應晶體管被設計在單個封裝(或法蘭盤)11中，具有一對柵電極12a、12b以及一對漏電極13a、13b。
在這種情況下，如圖2所示的“MRF 5P 21180”場效應晶體管除了電極部分以外的外部尺寸為大約41mm×10mm(或者大約1.61英寸×0.39英寸)，從而需要大約4.1cm2(或者大約0.64方英寸)的安裝面積用于LINC放大器的晶體管部分。這意味著用于圖2中的LINC放大器的晶體管部分的安裝面積僅為與圖4的情況相比的大約43％，從而能夠構造具有顯著減小的尺寸的LINC放大器。即使考慮外圍電路等，與常規(guī)的結構相比，依據(jù)本發(fā)明的LINC放大器也可以體積更小且成本更低。
從上面的描述中應當理解，可以減小用于構成LINC放大器的電路部分的安裝面積，從而能夠使得使用這種LINC放大器的設備體積小且成本低。
另外，在本發(fā)明中，可以相互靠近地設置容納在單個封裝中的用于放大器3a和3b的放大器元件，從而對它們進行熱耦合以便穩(wěn)定地工作在共同的溫度條件下。
常規(guī)上，提供包括諸如晶體管等的一對放大器元件的裝置用于推挽式放大器或平衡放大器應用。然而，在本發(fā)明中，容納在單個封裝中的多個放大器元件中的一個被用作一個系統(tǒng)的放大器，同時另一放大器元件被用作另一系統(tǒng)的放大器，從而能夠把體積小且成本低的LINC放大器構造為使用單個封裝結構的整體。
在上文中已對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述。然而，應當注意，該實施例只不過是示范本發(fā)明的實例而不是對其進行限制?？梢栽诓幻撾x本發(fā)明的范圍和精神的情況下，由本領域普通技術人員對本發(fā)明進行多種修改和變型。
權利要求
1.一種等幅波組合放大器，至少包括分配器，用于把單個輸入信號分成兩個部分；第一放大器，用于對來自分配器的信號的一部分進行放大；第二放大器，用于對來自分配器的信號的另一部分進行放大；以及組合器，用于對來自兩個系統(tǒng)中的第一和第二放大器的輸出信號進行組合，其特征在于第一和第二放大器包括容納在單個封裝中的至少兩個放大器元件。
2.如權利要求1所述的放大器，其中以相互靠近的關系安裝構成第一和第二放大器的放大元件。
3.如權利要求1所述的放大器，其中構成第一和第二放大器的放大元件是場效應晶體管。
4.如權利要求1所述的放大器，其中構成第一和第二放大器的放大元件是雙極型晶體管。
5.一種功率放大器，用于通過使用其輸出信號被組合在一起的第一和第二放大器對公共輸入信號進行并行放大來提供預期的大功率輸出，其特征在于第一和第二放大器采用為推挽式放大器應用所設計的容納在單個封裝中的至少兩個基本相同的晶體管。
6.如權利要求5所述的功率放大器，其中以并排關系把所述晶體管封裝在基本為矩形的封裝中。
全文摘要
在等幅波組合型放大器中，用分配器1把單個輸入信號分成兩部分，用第一和第二放大器3a、3b對分離的信號部分進行放大，然后對由此放大的輸出信號進行組合，放大器3a、3b包括容納在單個封裝中的至少兩個放大器元件。并且，以相互靠近的關系對構成第一和第二放大器3a、3b的放大器元件進行封裝。此外，構成第一和第二放大器3a、3b的放大器元件可以是場效應晶體管或雙極型晶體管。
文檔編號H03F1/32GK101064495SQ200710105370
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權日2006年4月26日
發(fā)明者椎熊一實 申請人:日本電氣株式會社