TWI664806B - 放大器裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種放大器裝置，其包括一放大單元、一偏壓模組以及一阻抗單元。放大單元之第一端連接一電壓源，放大單元之第二端接收一輸入訊號，放大單元之第一端輸出經放大單元放大後之一輸出訊號，放大單元之第三端電性連接一第一參考電位。偏壓模組電性連接於放大單元之第二端，以提供放大單元一偏壓。阻抗單元之一阻抗值為可變且電性連接於偏壓模組。偏壓模組根據輸入訊號的一頻率值、電壓源的電壓值或放大器裝置之一溫度值提供偏壓，以調整放大器裝置之線性度，阻抗單元之阻抗值係根據上述參數值調整。

Description

放大器裝置
本發明是有關於一種放大器裝置，且特別是一種可改善線性度的放大器裝置。
現今行動裝置盛行，使用於通訊模組中的放大器裝置也越加數量龐大，然而由於放大器裝置的增益功率曲線以及相位功率曲線在功率增加到一定程度時，皆會呈現非線性的趨勢，因而限制放大器裝置在功率上的使用限制。雖然可透過降低功率或是加入預失真電路，然而在電路複雜度以及成本上也相應增加。此外，放大器裝置的線性度也會根據輸入訊號、電壓源或是溫度而作變化，若是如同前述加入一預失真電路，則需考量不同控制因素，在電路設計上則越形複雜。
因此，提供一種電路簡單又可自動調整線性度的放大器裝置則是當今的重要課題之一。
有鑑於此，本發明提供一種放大器裝置，其包括一放大單元、一偏壓模組以及一阻抗單元。放大單元具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，放大單元之第一端連接一電壓源，放大單元之第二端接收一輸入訊號，放大單元之第一端輸出經放大單元放大後之一輸出訊號，放大單元之第三端電性連接一第一參考電位。偏壓模組電性連接於放大單元之第二端，以提供放大單元一偏壓。阻抗單元電性連接於偏壓模組。阻抗單元之一阻抗值為可變；偏壓模組根據輸入訊號的一頻率值、電壓源的電壓值或放大器裝置之一溫度值提供偏壓，以調整放大器裝置之線性度， 阻抗單元之阻抗值係根據輸入訊號的頻率值、電壓源的電壓值或放大器裝置之溫度值進行調整。
本發明實施例提供了一種放大器裝置。其包括一放大單元、一偏壓模組以及一阻抗單元。放大單元具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，放大單元之該第一端連接一電壓源，放大單元之第二端係接收一輸入訊號，放大單元之第一端輸出經放大單元放大後之一輸出訊號，放大單元之第三端係電性連接一第一參考電位；偏壓模組電性連接於放大單元之第二端，以提供放大單元一偏壓；阻抗單元電性連接於偏壓模組，其中，阻抗單元之一阻抗值係為可變；電壓源之一電壓值為可變，阻抗單元之阻抗值係根據輸入訊號的一頻率值、電壓源的電壓值或放大器裝置之一溫度值進行調整。
本發明實施例提供了一種自動調整線性度之放大器裝置，其包括一放大單元、一偏壓模組以及一阻抗單元。放大單元具有一第一端、一第二端以及一第三端。其中，放大單元之第一端連接一電壓源，放大單元之第二端係接收一輸入訊號，放大單元之第一端輸出經放大單元放大後之一輸出訊號，放大單元之第三端係電性連接一第一參考電位。偏壓模組電性連接於放大單元之第二端以提供該放大單元一偏壓。阻抗單元電性連接於偏壓模組。阻抗單元之一阻抗值係為可變。阻抗單元之阻抗值根據輸入訊號的一頻率值、電壓源的電壓值或放大器裝置之一溫度值進行調整，以調整放大器裝置之線性度。
本發明實施例提供了一種放大器裝置。放大器裝置包括一放大單元、一偏壓模組以及一阻抗單元。放大單元具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該放大單元之該第一端連接一電壓源，該放大單元之該第二端係接收一輸入訊號，該放大單元之該第一端輸出經該放大單元放大後之一輸出訊號，該放大單元之該第三端係電性連接一第一參考電位。偏壓模組包括一功率元件 具有一第三端電性連接於該放大單元之該第二端。以及一阻抗單元，電性連接於該偏壓模組，其中，該阻抗單元之一阻抗值係為可變。其中，該電壓源之一電壓值為可變，該偏壓模組係根據該輸入訊號的一頻率值、該電壓源的電壓值或該放大器裝置之一溫度值調整該阻抗單元的阻抗值，以調整該功率元件之該第三端的等效阻抗。
綜上所述，本發明實施例之放大器裝置，係具有根據不同線性度影響因素而進行偏壓模組的輸出調整，可根據電壓源的電壓值、輸入訊號的頻率值或是溫度值進行放大器裝置的偏壓補償，因此可根據實際需求調整放大器裝置的增益功率曲線或是相位功率曲線的線性度或趨勢。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
1‧‧‧放大器裝置
11‧‧‧放大單元
12‧‧‧偏壓模組
13‧‧‧第一預設電容
14‧‧‧第二預設電容
15‧‧‧阻抗單元
16‧‧‧第一調整模組
17‧‧‧第二調整模組
121‧‧‧功率元件
122‧‧‧參考電源模組
123‧‧‧第一偏壓元件
124‧‧‧第二偏壓元件
125‧‧‧第三偏壓元件
160‧‧‧第一放大器
161‧‧‧第一電阻
162‧‧‧第二電阻
163‧‧‧第三電阻
164‧‧‧第四電阻
170‧‧‧第二放大器
171‧‧‧第五電阻
172‧‧‧第六電阻
173‧‧‧第七電阻
174‧‧‧第八電阻
Vbias‧‧‧偏壓電壓源
Vcontrol1‧‧‧第一調整電壓
Vcontrol2‧‧‧第二調整電壓
Vsource‧‧‧電壓源
Vref1‧‧‧第一參考電位
Vref2‧‧‧第二參考電位
Vref3‧‧‧第三參考電位
Vref4‧‧‧第四參考電位
Vr1‧‧‧第一參考電壓
Vr2‧‧‧第二參考電壓
S1‧‧‧輸入訊號
S2‧‧‧輸出訊號
Tctrl‧‧‧阻抗控制端
Tctrl1‧‧‧第一阻抗控制端
Tctrl2‧‧‧第二阻抗控制端
I、II、III、IV‧‧‧虛線
圖1繪示為本發明實施例之放大器裝置之示意圖。
圖2繪示為本發明實施例之第一調整模組以及第二調整模組的示意圖。
圖3A至圖3X繪示為本發明實施例的阻抗單元以不同元件實施的示意圖。
圖4繪示為放大器裝置之增益功率曲線的示意圖。
圖5繪示為放大器裝置之相位功率曲線的示意圖。
在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。
以下將以至少一種實施例配合圖式來說明所述放大器裝置，然而，下述實施例並非用以限制本揭露內容。
〔本發明放大器裝置的實施例〕
請參照圖1、圖2以及圖3A至圖3X，圖1繪示為本發明實施例之放大器裝置之示意圖。圖2繪示為本發明實施例之第一調整模組以及第二調整模組的示意圖。圖3A至圖3X繪示為本發明實施例的阻抗單元以不同元件實施的示意圖。
為方便敘述，於下列敘述中，圖1以及圖2中具有兩端點的元件，若其擺放方式為垂直方式，則其上端為第一端，下端為第二端，若其擺放方式為水平方式，則其左側端點為第一端，右側端點為第二端。圖1以及圖2中具有三個端點以上的元件，則依據圖中標示之端點編碼進行敘述。
放大器裝置1包括一放大單元11以及一偏壓模組12。放大單元11具有一第一端、一第二端以及一第三端，放大單元11的第一端連接一電壓源Vsource，放大單元11的第二端接收一輸入訊號S1，放大單元11之第一端輸出經該放大單元放大後之一輸出訊號S2，放大單元11之第三端電性連接一第一參考電位Vref1。在本實施例中，放大單元11例如為一雙載子接面電晶體，電壓源Vsource為一電池，其電壓值為可變，例如是隨著時間而改變。放大器裝置1例如是設置於一行動裝置(圖未示)中，並利用行動裝置的電池作為電壓源Vsource。放大器裝置1例如可為功率放大 器或低雜訊放大器，本實施例將以功率放大器為例說明。
偏壓模組12包括一功率元件121、一參考電源模組122、一第一偏壓元件123、一第二偏壓元件124以及一第三偏壓元件125。功率元件121具有一第一端、一第二端以及一第三端，功率元件121的第一端電性連接一偏壓電壓源Vbias，功率元件121的第三端連接放大單元11之第二端。偏壓模組12係根據輸入訊號S1的一頻率值、電壓源Vsource的電壓值或放大器裝置1之一溫度值，於放大單元11之第二端提供一偏壓，以調整該放大器裝置1之線性度。在本實施例中，偏壓電壓源Vbias可與電壓源Vsource相同電位或是不同電位，於本發明不作限制。
第一偏壓元件123具有一第一端與一第二端。第一偏壓元件123的第一端電性連接參考電源模組122，第一偏壓元件123的第二端電性連接功率元件121之第二端。第二偏壓元件124具有一第一端與一第二端。第二偏壓元件124的第一端連接第一偏壓元件123的第二端。在本實施例中，參考電源模組122為一電流源，在其他實施例中，參考電源模組122可為一電壓源或其他電源供應方式的電源模組。
第三偏壓元件125具有一第一端與一第二端，第三偏壓元件125的第一端連接第二偏壓元件124的第二端，第三偏壓元件125的第二端電性連接一第二參考電位Vref2或其他參考電位，在本發明不做限制。
在本實施例中，放大器裝置1更包括一第一預設電容13、一第二預設電容14、一阻抗單元15以及一第一調整模組16，以調整該放大器裝置1之線性度。
第一預設電容13具有一第一端以及一第二端，第一預設電容13之第一端電性連接偏壓模組12，於本實施例中，第一預設電容13的第一端電性連接至功率元件121的第二端、第一偏壓元件123的第二端以及第二偏壓元件124的第一端。第一預設電容13的第 二端連接阻抗單元15。
第二預設電容14具有一第一端以及一第二端。第二預設電容14的第一端連接第一預設電容13的第一端，第二預設電容14的第二端電性連接第二參考電位Vref2。
在本實施例中，功率元件121例如為一雙載子接面電晶體，第一偏壓元件123為一電阻，第二偏壓元件124以及第三偏壓元件125分別為一二極體。在本實施例中，第二偏壓元件124以及第三偏壓元件125可為由一P型半導體以及一N型半導體組成的二極體，也可以是由半導體元件組成的二極體，例如由雙載子接面電晶體(BJT)組成的二極體，在本發明中不做限制。在其他實施例中，第二偏壓元件124以及第三偏壓元件125可利用其他元件或是等效電路替代，例如：金屬氧化物半導體場效電晶體元件(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。
在本實施例中，由於偏壓模組12、第二預設電容14以及阻抗單元15在電路設計中通常會設置於在相鄰區域，因此第二預設電容14、阻抗單元15以及第三偏壓元件125皆電性連接至第二參考電位Vref2作為共同的參考電位。於本實施例中，第一參考電位Vref1以及第二參考電位Vref2可為一接地端或是其他參考電位，於本發明不作限制。此外，於本實施例中，參考電源模組122係為一定電流源，在其他實施例中，參考電源模組122可為一可變電流源、一定電壓源或一可變電壓源，其電流值或電壓值可根據輸入訊號S1的一頻率值、電壓源Vsource的電壓值或放大器裝置1之一溫度值進行調整，以調整偏壓模組12提供給放大單元11之偏壓。
於本實施例中，阻抗單元15的阻抗值為可變。在本實施例中，阻抗單元15可為可變電阻、可變電容、可變電感、或是其他可調整阻抗值的等效電路或是電子元件，例如：變容二極體(Varactor)。阻抗單元15還包括一阻抗控制端Tctrl，可接收一控 制訊號。在本實施例中，放大器裝置1更包括一第一調整模組16，用以提供一第一調整電壓Vcontrol1至阻抗單元15的阻抗控制端Tctrl，以調整阻抗單元15的阻抗值。在其他實施例中，阻抗單元15的阻抗值還可以根據輸入訊號S1的一頻率值、電壓源Vsource的電壓值或放大器裝置1的溫度值進行調整。
第一調整模組16包括一第一放大器160、一第一電阻161、一第二電阻162、一第三電阻163以及一第四電阻164。第一放大器160具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端。第一電阻161連接在第一放大器160的第一輸入端以及一第三參考電位Vref3之間。第二電阻162連接第一放大器160的第一輸入端以及電壓源Vsource。第三電阻163連接於第一放大器160的第二輸入端以及第一放大器160的輸出端之間。第四電阻164連接於第一參考電壓Vr1以及第一放大器160的第二輸入端之間。於本實施例中，第一調整模組16的第一放大器160的輸出端，係輸出一第一調整電壓Vcontrol1，以調整阻抗單元15的阻抗值。也就是第一調整模組16的第一放大器160的輸出端電性連接阻抗單元15的阻抗控制端Tctrl。於本實施例中第三參考電位Vref3係為一接地端，也就是0V。於其他實施例中，第三參考電位Vref3可為其他參考電位，於本發明不作限制。
於本實施例中，第一調整模組16係為一差動放大器的架構，因此第一調整電壓Vcontrol1可根據電壓源的電壓值、第一參考電壓Vr1、第三參考電位Vref3、第一電阻161的阻抗值、第二電阻162的阻抗值、第三電阻163的阻抗值以及第四電阻164的阻抗值計算而得。於本實施例中，第三參考電位Vref3為0V，因此，第一調整電壓Vcontrol1可如下列(公式1)所示。
在(公式1)中，R1為第一電阻161的阻抗值，R2為第二電阻162的阻抗值，R3為第三電阻163的阻抗值，R4為第四電阻164的阻抗值。Vcontorl1代表第一調整電壓，Vr1代表第一參考電壓。
根據公式1，若第一電阻161的阻抗值R1與第三電阻163的阻抗值R3相同，第二電阻162的阻抗值R2與第四電阻164的阻抗值R4相同，上述公式1即可簡化為(公式2)。
於本實施例中，第一參考電壓Vr1係為固定，僅電壓源Vsource的電壓值為可變，各電阻的阻抗值亦為固定值，因此可知第一調整電壓Vcontrol1係為電壓源Vsource的一函數值。在其他實施例中，可利用其他電路進行第一調整電壓Vcontrol1的設計，以電壓源Vsource做為第一調整電壓Vcontrol1的主要變數即可，於本發明不作限制。
在本實施例中，阻抗單元15的阻抗值係根據電壓源Vsource的電壓值進行調整，也就是根據電壓源Vsource的電壓值調整從放大單元11的第二端往功率元件121的第三端看到的等效阻抗，進一步調整偏壓模阻12提供給放大單元11的偏壓。在其他實施例中，阻抗單元15的阻抗值可以根據輸入訊號S1的一頻率值或是其他參數進行調整，以進一步調整偏壓模阻12提供給放大單元11的偏壓。例如：利用一頻率電壓轉換電路，首先偵測輸入訊號的頻率，將偵測到的頻率轉換為一電壓值，利用此一電壓值調整阻抗單元15的阻抗值。在其他實施例中，放大器裝置1還可包括一溫度感測器(圖未示)，以偵測放大器裝置1本體的溫度值，阻抗單元15的阻抗值可根據放大器裝置1的溫度值進行調整，以進 一步調整偏壓模阻12提供給放大單元11的偏壓。綜合來說，於本發明實施例中，從放大單元11的第二端往功率元件121的第三端看到的等效阻抗，其阻抗值可以根據電壓源Vsource的電壓值、輸入訊號S1的一頻率值以及放大器裝置1的溫度值進行調整。
在本實施例中，第一調整模組16根據電壓源Vsource的變化而對阻抗單元15的阻抗值進行調整，因此，可調整偏壓模組12的功率元件121的第二端往外看的阻抗大小，影響從放大單元11的第二端往功率元件121的第三端看到的等效阻抗，進而調整偏壓模組12提供給放大單元11的偏壓，進一步地，可影響放大單元11的增益功率曲線或是相位功率曲線的線性度。
在本實施例中，阻抗單元15可如圖3A至圖3X所示的範例，以不同的電阻、電容、電感、可變電阻、可變電容、可變電感、電晶體或是二極體進行設計，在本發明中不作限制。
〔本發明放大器裝置包括兩個調整模組的實施例〕
在其他實施例中，放大器裝置1還包括一第二調整模組17。第二調整模組17包括一第二放大器170、一第五電阻171、一第六電阻172、一第七電阻173以及一第八電阻174。第二放大器170具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端。第五電阻171連接於第二放大器170的第一輸入端以及一第四參考電位Vref4。第六電阻172連接於第二放大器170的第一輸入端以及電壓源Vsource之間。第七電阻173連接於第二放大器170的第二端以及第二放大器170的輸出端之間。第八電阻174連接於第二參考電壓Vr2以及第二放大器170的第二輸入端之間。
在本實施例中，是將電壓源Vsource的變化區間分成兩個區間，也就是，電壓源Vsource具有一第一電壓區間以及一第二電壓區間。當電壓源Vsource的電壓值位於第一電壓區間時，第一調整模組16即會提供一第一調整電壓Vcontrol1，以調整阻抗單元15的阻抗值。當電壓源Vsource的電壓值位於第二電壓區間 時，第二調整模組17即會提供一第二調整電壓Vcontrol2，以調整阻抗單元15的阻抗值。在本實施例中，第一調整模組16的第一放大器160的輸出端以及第二調整模組17的第二放大器170的輸出端，都電性連接至阻抗單元15的阻抗控制端Tctrl。在其他實施例中，使用者可設定第一參考電壓Vr1以及第二參考電壓Vr2以進行第一電壓區間以及第二電壓區間的設定，於本發明不作限制。在本實施例中，第一調整電壓Vcontrol1以及第二調整電壓Vcontrol2均如前所述，都是電壓源Vsource的一函數值。在其他實施例中，可利用其他電路進行第一調整電壓Vcontrol1以及第二調整電壓Vcontrol2的設計，以電壓源Vsource做為第一調整電壓Vcontrol1以及第二調整電壓Vcontrol2的主要變數即可，於本發明不作限制。
在本實施例中，第三參考電位Vref3以及第四參考電位Vref4可為一接地端或是其他參考電位，於本發明不作限制。
在其他實施例中，第一調整模組16的第一調整電壓Vcontrol1可電性連接圖3S或是圖3T的第一阻抗控制端Tctrl1，第二調整模組17的第二調整電壓Vcontrol2可電性連接圖3S或是圖3T的第二阻抗控制端Tctrl2。設計者可根據圖3S或圖3T所示的電阻電容組合，依據實際需求選擇不同電阻值以及電容值產生不同的等效阻抗。
在其他實施例中，電壓源Vsource的電壓變化區間可以切分成更多區間，相應地，也須增加同樣數量的調整模組，以提供調整電壓。
請參照圖4至圖5，圖4繪示為放大器裝置之增益功率曲線的示意圖。圖5繪示為放大器裝置之相位功率曲線的示意圖。
圖4中的實線是放大器裝置未經過補償的增益功率曲線，一般放大器裝置在未經補償的情況下，在功率增大至一預定值以上，增益曲線就會如圖4實線所示的向下作非線性延伸。然而， 若是加入預失真電路或是加入其他補償電路，則會如圖4中的虛線I以及虛線II所示，虛線I係代表本發明實施例之放大器裝置1於經過偏壓補償後，增益線性區域推延至較大功率，在功率較大時，增益曲線才往下延伸，而虛線II則代表放大器裝置經偏壓補償後，根據實際需求，調整增益曲線的線性區域不僅往後推延，還可往上延伸。
圖5中的實線代表放大器裝置在未經偏壓補償的情況下的相位曲線，如圖5所示，在較小功率時，相位曲線維持一線性延伸的趨勢，然而當功率當大到一預定值，相位曲線則開始往下延伸，放大器裝置在輸出端也就出現相位失真的情況。圖5中的虛線III以及虛線IV，係為本發明實施例之放大器裝置1根據不同需求調整的相位功率曲線。故而，使用者可根據本發明實施例針對放大器裝置1線性度不同的影響因素進行補償，以有效提高放大器裝置1的線性度。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明實施例之放大器裝置，係具有根據不同線性度影響因素而進行偏壓模組的輸出調整，可根據電壓源、輸入訊號的頻率值或是溫度值進行放大器裝置的偏壓補償，因此可根據實際需求調整放大器裝置的增益功率曲線或是相位功率曲線的線性度或趨勢。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims (14)

  1. 一種放大器裝置，包括：一放大單元，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該放大單元之該第一端連接一電壓源，該放大單元之該第二端係接收一輸入訊號，該放大單元之該第一端輸出經該放大單元放大後之一輸出訊號，該放大單元之該第三端係電性連接一第一參考電位；一偏壓模組，電性連接於該放大單元之該第二端，以提供該放大單元一偏壓；一阻抗單元，電性連接於該偏壓模組，並接收一控制訊號，使該阻抗單元之一阻抗值為可變；一第一調整模組，係根據該電壓源以及一第一參考電壓輸出該控制訊號至該阻抗單元；以及一第一預設電容，具有一第一端以及一第二端，該第一預設電容之該第一端電性連接該偏壓模組，該第一預設電容之該第二端連接該阻抗單元；其中，該偏壓模組係根據該電壓源的一電壓值，以調整該放大器裝置之線性度。
  2. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，其中，該電壓源之該電壓值為可變，且該偏壓模組係根據該電壓值提供該偏壓，以調整該放大器裝置之該線性度。
  3. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，其中，該偏壓模組包括：一功率元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該功率元件的該第一端電性連接一偏壓電壓源，該功率元件之該第三端連接該放大單元之該第二端；一參考電源模組；一第一偏壓元件，具有一第一端與一第二端，該第一偏壓元件之該第一端電性連接該參考電源模組，該第一偏壓元件之該第二端電性連接該功率元件之該第二端；一第二偏壓元件，具有一第一端與一第二端，該第二偏壓元件之該第一端連接該第一偏壓元件之該第二端；以及一第三偏壓元件，具有一第一端與一第二端，該第三偏壓元件之該第一端連接該第二偏壓元件之該第二端，該第三偏壓元件之該第二端電性連接一第二參考電位。
  4. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，其中，該偏壓模組還包括一參考電源模組，其中，該參考電源模組根據該輸入訊號的一頻率值、該電壓源的該電壓值或該放大器裝置之一溫度值進行調整，以調整該偏壓模組輸出之該偏壓。
  5. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，其中該第一調整模組，包括：一第一放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端；一第一電阻，連接於該第一放大器之該第一輸入端以及一第三參考電位之間；一第二電阻，連接於該第一放大器之該第一輸入端以及該電壓源之間；一第三電阻，連接於該第一放大器之該第二輸入端以及該第一放大器之該輸出端之間；以及一第四電阻；連接於該第一參考電壓以及該第一放大器之該第二輸入端之間；其中，該第一放大器之該輸出端係根據該電壓源以及該第一參考電壓輸出一輸出電壓，用以產生該控制訊號，以調整該阻抗單元之該阻抗值。
  6. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，還包括一第二調整模組，其中該第一調整模組，包括：一第一放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端；一第一電阻，連接於該第一放大器之該第一輸入端以及一第三參考電位之間；一第二電阻，連接於該第一放大器之該第一輸入端以及該電壓源之間；一第三電阻，連接於該第一放大器之該第二輸入端以及該第一放大器之該輸出端之間；以及一第四電阻，連接於一第一參考電壓以及該第一放大器之該第二輸入端之間；以及該第二調整模組，包括；一第二放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端；一第五電阻，連接於該第二放大器之該第一輸入端以及一第四參考電位之間；一第六電阻，連接於該第二放大器之該第一輸入端以及該電壓源之間；一第七電阻，連接於該第二放大器之該第二端以及該第二放大器之該輸出端之間；以及一第八電阻，連接於一第二參考電壓以及該第二放大器之該第二輸入端之間；其中，該電壓源之該電壓值為可變，且具有一第一電壓區間以及一第二電壓區間，該電壓源之該電壓值位於該第一電壓區間時，該第一調整模組提供一第一調整電壓，以調整該阻抗單元之該阻抗值，該電壓源之該電壓值位於該第二電壓區間時，該第二調整模組提供一第二調整電壓，以調整該阻抗單元之該阻抗值。
  7. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，還包括：一第二預設電容，具有一第一端以及一第二端，該第二預設電容之該第一端連接該第一預設電容的該第一端，該第二預設電容之該第二端電性連接一第二參考電位。
  8. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，其中，該電壓源為一電池。
  9. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，其中，該阻抗單元包括一可變電容、一可變電阻或一可變電感。
  10. 如申請專利範圍第1項之放大器裝置，其中，該放大單元為一雙載子接面電晶體。
  11. 如申請專利範圍第3項之放大器裝置，其中，該功率元件為一雙載子接面電晶體，該第一偏壓元件為一電阻，該第二偏壓元件以及該第三偏壓元件分別為一二極體。
  12. 一種放大器裝置，包括：一放大單元，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該放大單元之該第一端連接一電壓源，該放大單元之該第二端係接收一輸入訊號，該放大單元之該第一端輸出經該放大單元放大後之一輸出訊號，該放大單元之該第三端係電性連接一第一參考電位；一偏壓模組，電性連接於該放大單元之該第二端，以提供該放大單元一偏壓；一阻抗單元，電性連接於該偏壓模組，並接收一控制訊號，使該阻抗單元之一阻抗值係為可變；一第一調整模組，係根據該電壓源以及一第一參考電壓輸出該控制訊號至該阻抗單元；以及一第一預設電容，具有一第一端以及一第二端，該第一預設電容之該第一端電性連接該偏壓模組，該第一預設電容之該第二端連接該阻抗單元；其中，該電壓源之一電壓值為可變。
  13. 一種自動調整線性度之放大器裝置，包括：一放大單元，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該放大單元之該第一端連接一電壓源，該放大單元之該第二端係接收一輸入訊號，該放大單元之該第一端輸出經該放大單元放大後之一輸出訊號，該放大單元之該第三端係電性連接一第一參考電位；一偏壓模組，電性連接於該放大單元之該第二端，以提供該放大單元一偏壓；一阻抗單元，電性連接於該偏壓模組，並接收一控制訊號，使該阻抗單元之一阻抗值係為可變；一第一調整模組，係根據該電壓源以及一第一參考電壓輸出該控制訊號至該阻抗單元，以調整該放大器裝置之線性度；以及一第一預設電容，具有一第一端以及一第二端，該第一預設電容之該第一端電性連接該偏壓模組，該第一預設電容之該第二端連接該阻抗單元。
  14. 一種放大器裝置，包括：一放大單元，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該放大單元之該第一端連接一電壓源，該放大單元之該第二端係接收一輸入訊號，該放大單元之該第一端輸出經該放大單元放大後之一輸出訊號，該放大單元之該第三端係電性連接一第一參考電位；一偏壓模組，包括一功率元件具有一第三端電性連接於該放大單元之該第二端；一阻抗單元，電性連接於該偏壓模組，並接收一控制訊號，使該阻抗單元之一阻抗值係為可變；一第一調整模組，係根據該電壓源以及一第一參考電壓輸出該控制訊號至該阻抗單元，並且調整該功率元件之該第三端的等效阻抗；以及一第一預設電容，具有一第一端以及一第二端，該第一預設電容之該第一端電性連接該偏壓模組，該第一預設電容之該第二端連接該阻抗單元；其中，該電壓源之一電壓值為可變。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG10201907067WA (en) * 2018-08-01 2020-03-30 Skyworks Solutions Inc Variable power amplifier bias impedance
TWI664809B (zh) * 2018-08-02 2019-07-01 立積電子股份有限公司 阻抗電路及偏壓電路
TWI683533B (zh) * 2018-12-11 2020-01-21 立積電子股份有限公司 放大電路
TWI787689B (zh) * 2019-05-08 2022-12-21 立積電子股份有限公司 放大器裝置
TWI710210B (zh) * 2019-06-13 2020-11-11 立積電子股份有限公司 偏壓裝置
US11569784B2 (en) 2021-05-31 2023-01-31 Richwave Technology Corp. Power amplifier capable of maintaining constant gain regardless of temperature variations

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422522A (en) * 1992-08-20 1995-06-06 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Device for biasing an RF device operating in quasi-linear modes with temperature compensation
US20040189399A1 (en) * 2002-12-17 2004-09-30 Hu Cheng-Chi Bias circuit for a radio frequency power amplifier
US20070024370A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Sharp Kabushiki Kaisha Power amplifier capable of adjusting compensation for distortion in amplification and communication apparatus employing the same
US20090072906A1 (en) * 2003-10-16 2009-03-19 Hirokazu Tsurumaki High frequency power amplifier circuit and electronic component for high frequency power amplifier
US20090251220A1 (en) * 2008-04-08 2009-10-08 Shingo Matsuda Radio-frequency power amplifier
US20150194940A1 (en) * 2012-10-30 2015-07-09 ETA Devices, Inc RF Amplifier Having Discrete Supply Voltages
US20160276981A1 (en) * 2015-03-18 2016-09-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Power amplifier

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6359516B1 (en) * 2000-07-21 2002-03-19 Philips Electronics North America Corporation High-frequency amplifier circuit with independent control of quiescent current and bias impedance
JP4147997B2 (ja) * 2003-03-27 2008-09-10 住友電気工業株式会社 光受信回路
JP2006325096A (ja) * 2005-05-20 2006-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波電力増幅器
KR100930200B1 (ko) * 2007-03-29 2009-12-07 삼성전기주식회사 선형화기를 구비한 전력 증폭기
TWI404085B (zh) * 2008-08-28 2013-08-01 Ind Tech Res Inst 變壓器及其結構與功率放大裝置
TWI406497B (zh) * 2009-06-02 2013-08-21 Richwave Technology Corp 具溫度和輸出功率補償機制之功率放大器積體電路
CN101610068B (zh) * 2009-07-09 2012-07-18 北京七星华创电子股份有限公司 降低放大器噪声系数的电路
JP2012129592A (ja) * 2010-12-13 2012-07-05 Mitsubishi Electric Corp 電力増幅器
US8373505B2 (en) * 2011-02-16 2013-02-12 Fairchild Semiconductor Corporation Dynamic current boost in class AB amplifier for low distortion
CN103650337B (zh) * 2011-05-13 2016-09-21 天工方案公司 用于偏置功率放大器的装置和方法
KR101709811B1 (ko) * 2012-06-25 2017-02-23 삼성전기주식회사 무선랜용 전력증폭기 회로
TWI467916B (zh) * 2012-11-14 2015-01-01 Universal Scient Ind Shanghai 電子系統、射頻功率放大器及其溫度補償方法
CN103825558B (zh) * 2012-11-16 2016-08-10 环旭电子股份有限公司 电子***、功率放大器及其温度补偿方法
US8854140B2 (en) * 2012-12-19 2014-10-07 Raytheon Company Current mirror with saturated semiconductor resistor
US9219877B2 (en) * 2013-03-07 2015-12-22 Holland Electronics, Llc Impedance compensation circuit
US9496830B1 (en) * 2013-12-03 2016-11-15 Qorvo Us, Inc. Threshold voltage-tracking bias circuit for radio frequency power amplifier
US9595931B2 (en) * 2014-09-12 2017-03-14 Ess Technology, Inc. Two differential amplifier configuration

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422522A (en) * 1992-08-20 1995-06-06 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Device for biasing an RF device operating in quasi-linear modes with temperature compensation
US20040189399A1 (en) * 2002-12-17 2004-09-30 Hu Cheng-Chi Bias circuit for a radio frequency power amplifier
US20090072906A1 (en) * 2003-10-16 2009-03-19 Hirokazu Tsurumaki High frequency power amplifier circuit and electronic component for high frequency power amplifier
US20070024370A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Sharp Kabushiki Kaisha Power amplifier capable of adjusting compensation for distortion in amplification and communication apparatus employing the same
US20090251220A1 (en) * 2008-04-08 2009-10-08 Shingo Matsuda Radio-frequency power amplifier
US20150194940A1 (en) * 2012-10-30 2015-07-09 ETA Devices, Inc RF Amplifier Having Discrete Supply Voltages
US20160276981A1 (en) * 2015-03-18 2016-09-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Power amplifier

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