一种射频功率放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种射频功率放大器，包括一射频放大通路，射频放大通路包括多级放大电路，多级放大电路包括至少一个驱动级放大器和至少一个差分输出级放大器，驱动级放大电路的输出端通过级间匹配电路与差分输出级放大器连接，差分输出级放大器的输出端与输出匹配电路连接；其中，级间匹配电路包括一个级间宽带巴伦或级间宽带巴伦阻抗变换器，用于实现射频信号从非平衡到平衡的转换，输出匹配电路包括输出宽带巴伦阻抗变换器，用于将差分射频信号转换为单端射频信号，与输出选通电路耦合。所述射频功率放大器，只用一个射频放大通路即可实现2G/3G/4G的多频段覆盖，简化了多模多频射频前端芯片的架构，降低了成本。

Radio frequency power amplifier

The invention discloses a radio frequency power amplifier includes a radio frequency amplifying pathway, RF amplifier path includes a multistage amplifier circuit, multistage amplifier circuit includes at least one driver amplifier and at least one differential output amplifier, driver stage amplifier circuit output end through the inter stage matching circuit and differential amplifier output connection differential output, the output stage of the amplifier is connected with the output matching circuit; wherein, the inter stage matching circuit includes a level broadband balun or interstage broadband balun impedance converter for radio frequency signal conversion from non-equilibrium to equilibrium, the output matching circuit comprises an output broadband balun impedance converter, for the differential RF signal is converted to single ended RF signal gating circuit is coupled with the output. The radio frequency power amplifier can realize the multi frequency band coverage of the 2G/3G/4G by using only one radio frequency amplifying path, and simplifies the structure of the multi-mode multi frequency RF front-end chip, thereby reducing the cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子
，特别是涉及一种射频功率放大器。
技术介绍
现有技术中，用于2G、3G、4G模式的多模多频(MMMB，Multi-Mode Multi-Band)射频前端芯片包括了GSM高频段射频功率放大器、GSM低频段射频射率放大器、3G/4G低频段(700-915MHz)射频功率放大器、3G/4G中频段(1710-2025MHz)射频功率放大器、各个射频功率放大器的输出匹配网络、MIPI接口及控制器、输入通路选择切换开关、输出频段选择切换开关、射频天线开关、3G/4G高频段射频天线开关等。两个双工器组位于MMMB射频前端芯片片外，通过与内输出频段选择切换开关、射频天线开关的相应端口连接，实现3G/4G各个不同FDD频段的双工功能。MMMB射频前端芯片所有集成的功能，采用GaAs工艺制造其中射频功率放大器的输出级管芯，采用SOI工艺制造其中的所有开关管芯以及输出匹配网络中的部分元件，采用CMOS工艺或者SOI工艺制造其中的MIPI接口及控制器管芯，输出匹配网络中的部分元件也可以通过封装基板上的金属层走线或SMD元件实现，所有管芯之间以及管芯与封装基板之间的电气互联通过键合引线或者倒扣封装的方式实现。可以看到，多模多频射频前端芯片结构复杂，成本高昂，需要找到一种方法，能够尽可能地简化多模多频射频前端芯片的架构，并有效降低其成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种射频功率放大器，简化多模多频射频前端芯片的构架，降低了生产成本。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种射频功率放大器，包括一射频放大通路，所述射频放大通路包括多级放大电路，所述多级放大电路包括至少一个驱动级放大器和至少一个差分输出级放大器，所述驱动级放大器的输出端通过级间匹配电路与所述差分输出级放大器连接，所述差分输出级放大器的输出端与输出匹配电路连接；其中，所述级间匹配电路包括一个级间宽带巴伦或级间宽带巴伦阻抗变换器，用于实现射频信号从非平衡到平衡的转换，所述输出匹配电路包括输出宽带巴伦阻抗变换器，用于将差分射频信号转换为单端射频信号，与输出选通电路耦合。其中，所述级间宽带巴伦阻抗变换器包括变压器和与所述变压器连接的阻抗变换器，非平衡射频端口与所述驱动级放大器的输出端、所述变压器的第一耦合线圈的一端连接，所述变压器的第一耦合线圈的另一端与所述阻抗变换器的第一输入端口连接，所述变压器的第二耦合线圈的一端接地，另一端与所述阻抗变换器的第二输入端口连接，所述阻抗变换器的第一耦合线圈与第二耦合线圈构成第一耦合线圈对，第三耦合线圈与第四耦合线圈构成第二耦合线圈对；所述阻抗变换器的第一耦合线圈的一端与所述阻抗变换器的第一输入端口连接，另一端与所述第三耦合线圈的第二端及第一平衡信号端口连接，所述第二耦合线圈的一端与所述第三耦合线圈的第一端连接并接地，所述阻抗变换器的第二耦合线圈的第二端与所述阻抗变换器的第四耦合线圈的第二端、第二平衡信号端口连接；所述阻抗变换器的第四耦合线圈的第一端与所述阻抗变换器的第二输入端口连接。其中，所述输出宽带巴伦阻抗变换器包括阻抗变换器与所述阻抗变换器级联的变压器，所述差分输出级放大器的输出端与所述阻抗变换器的第一平衡信号端口及第二平衡信号端口连接，所述阻抗变换器包含4个阻抗耦合线圈，两两构成两对阻抗耦合线圈对，阻抗第一耦合线圈与阻抗第二耦合线圈构成阻抗第一耦合线圈对，阻抗第三耦合线圈与阻抗第四耦合线圈构成阻抗第二耦合线圈对；所述阻抗第一耦合线圈的第一端与所述第一平衡信号端口、所述阻抗第三耦合线圈的第一端连接，所述阻抗第一耦合线圈的第二端与所述变压器的第一输入端连接，所述阻抗第二耦合线圈的第一端与所述第二平衡信号端口、所述阻抗第四耦合线圈的第一端连接，所述阻抗第二耦合线圈的第二端与所述阻抗第三耦合线圈的第二端连接并接地，所述阻抗第四耦合线圈的第二端与所述变压器的第二输入端连接，所述变压器的变压第一耦合线圈的第一端与所述变压器的第一输入端连接，所述变压器的变压第二耦合线圈的第一端与所述变压器的第二输入端连接；所述变压第一耦合线圈的第二端与非平衡信号端口连接，所述变压第二耦合线圈的第二端接地其中，还包括与所述阻抗第二耦合线圈的第二端、所述阻抗第三耦合线圈第二端连接的扼流电感，所述扼流电感通过连接去耦电容接地，所述扼流电感与所述去耦电容的公共端与所述差分输出级放大器的供电电压VDD连接。其中，所述输出选通电路为单刀多掷射频开关电路、低通滤波器、多工器中的一种或多种的组合。其中，还包括与所述射频放大通路的输入端连接的输入选通电路和与所述输入选通电路连接的控制器，所述控制器用于控制将输入所述输入选通电路的高频输入信号、中频输入信号和低频输入信号中的一种选通输入所述射频放大通路。其中，还包括与输入选通电路的输出端以及所述驱动级放大器的输入端连接的输入宽带巴伦。其中，所述级间宽带巴伦的非平衡射频端口与所述驱动级放大器的输出端、变压器的第一耦合线圈的一端连接，所述第一耦合线圈的另一端与第一平衡信号端口连接，第二耦合线圈的一端接地，另外一端与第二平衡信号端口连接。其中，所述多级放大器为采用GaAs HBT、GaAs pHEMT、SiGe、CMOS、SOI中的一种或者多种制成的多级放大器。其中，所述级间匹配电路和/或所述输出匹配电路为设置在封装基板或IPD管芯上的耦合线圈或耦合传输线组成。本专利技术实施例所提供的射频功率放大器，与现有技术相比，具有以下优点：本专利技术实施例提供的射频功率放大器，包括一射频放大通路，所述射频放大通路包括多级放大电路，所述多级放大电路包括至少一个驱动级放大器和至少一个差分输出级放大器，所述驱动级放大器的输出端通过级间匹配电路与所述差分输出级放大器连接，所述差分输出级放大器的输出端与输出匹配电路连接；其中，所述级间匹配电路包括一个级间宽带巴伦或级间宽带巴伦阻抗变换器，用于实现射频信号从非平衡到平衡的转换，所述输出匹配电路包括输出宽带巴伦阻抗变换器，用于将差分射频信号转换为单端射频信号，与输出选通电路耦合。所述射频功率放大器，通过在射频放大通路的驱动级放大器和差分输出级放大器之间连接级间匹配电路，而在差分输出级放大器连接输出匹配电路，即可实现覆盖2G/3G/4G的高、中、低频段，即只使用一个射频放大通路，就可实现对2G/3G/4G的高、中、低频段的全覆盖，简化了多模多频射频前端芯片的构架。而级间匹配电路和输出匹配电路仅分别为一个级间宽带巴伦或级间巴伦阻抗变换器和一个输出宽带巴伦阻抗变换器，成本较低，降低了射频功率放大器的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的射频功率放大器的一种具体实施方式结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的射频功率放大器的另一种具体实施方式结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的射频功率放大器的级间匹配电路一种具体实施方式结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的射频功率放大器的级间匹配电路另一种具体实施方式结构示意图；图5为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频功率放大器，其特征在于，包括一射频放大通路，所述射频放大通路包括多级放大电路，所述多级放大电路包括至少一个驱动级放大器和至少一个差分输出级放大器，所述驱动级放大器的输出端通过级间匹配电路与所述差分输出级放大器连接，所述差分输出级放大器的输出端与输出匹配电路连接；其中，所述级间匹配电路包括一个级间宽带巴伦或级间宽带巴伦阻抗变换器，用于实现射频信号从非平衡到平衡的转换，所述输出匹配电路包括输出宽带巴伦阻抗变换器，用于将差分射频信号转换为单端射频信号，与输出选通电路耦合。

【技术特征摘要】
1.一种射频功率放大器，其特征在于，包括一射频放大通路，所述射频放大通路包括多级放大电路，所述多级放大电路包括至少一个驱动级放大器和至少一个差分输出级放大器，所述驱动级放大器的输出端通过级间匹配电路与所述差分输出级放大器连接，所述差分输出级放大器的输出端与输出匹配电路连接；其中，所述级间匹配电路包括一个级间宽带巴伦或级间宽带巴伦阻抗变换器，用于实现射频信号从非平衡到平衡的转换，所述输出匹配电路包括输出宽带巴伦阻抗变换器，用于将差分射频信号转换为单端射频信号，与输出选通电路耦合。2.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述级间宽带巴伦阻抗变换器包括变压器和与所述变压器连接的阻抗变换器，非平衡射频端口与所述驱动级放大器的输出端、所述变压器的第一耦合线圈的一端连接，所述变压器的第一耦合线圈的另一端与所述阻抗变换器的第一输入端口连接，所述变压器的第二耦合线圈的一端接地，另一端与所述阻抗变换器的第二输入端口连接，所述阻抗变换器的第一耦合线圈与第二耦合线圈构成第一耦合线圈对，第三耦合线圈与第四耦合线圈构成第二耦合线圈对；所述阻抗变换器的第一耦合线圈的一端与所述阻抗变换器的第一输入端口连接，另一端与所述第三耦合线圈的第二端及第一平衡信号端口连接，所述第二耦合线圈的一端与所述第三耦合线圈的第一端连接并接地，所述阻抗变换器的第二耦合线圈的第二端与所述阻抗变换器的第四耦合线圈的第二端、第二平衡信号端口连接；所述阻抗变换器的第四耦合线圈的第一端与所述阻抗变换器的第二输入端口连接。3.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述输出宽带巴伦阻抗变换器包括阻抗变换器与所述阻抗变换器级联的变压器，所述差分输出级放大器的输出端与所述阻抗变换器的第一平衡信号端口及第二平衡信号端口连接，所述阻抗变换器包含4个阻抗耦合线圈，两两构成两对阻抗耦合线圈对，阻抗第一耦合线圈与阻抗第二耦合线圈构成阻抗第一耦合线圈对，阻抗第三耦合线圈与阻抗第四耦合线圈构成阻抗第二耦合线圈对；所述阻抗第一耦合线圈的第一端与所述第一平衡信号端口、所述阻抗第三耦合线圈的第一端连接，所述阻抗第一耦合线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，刘磊，黄清华，程忍，郭亚炜，
申请(专利权)人：宜确半导体苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32