射频功率放大器制造技术

射频功率放大器包含第一耦合网络、叠接互补式共源极放大器对、第二耦合网络、第一电感器、第二电感器、第三电感器、第四电感器。第一耦合网络接收输入电压，且分别于第一及第二栅极节点输出第一及第二栅极电压。叠接互补式共源极放大器对包含第一以及第二共源极放大器，分别接收第一及第二栅极电压且于第一及第二漏极节点输出第一及第二漏极电压。第二耦合网络提供第一与第二漏极节点间的耦合以等化第一及第二漏极电压。第一及第二电感器分别耦合第一及第二漏极节点至第一及第二直流节点。第三及第四电感器耦合至第一及第二电感器。

【技术实现步骤摘要】
射频功率放大器
本公开中所述实施例内容涉及一种功率放大电路，且特别涉及射频功率放大器。
技术介绍
功率放大器被广泛地使用于许多应用中。一种现有的功率放大器利用NMOS(n-通道金属氧化物半导体)晶体管或PMOS(p-通道金属氧化物半导体)晶体管作为增益装置。增益装置作为共源极放大器。当NMOS(PMOS)晶体管作为共源极放大器时，NMOS(PMOS)晶体管的栅极端耦接至输入电压，NMOS(PMOS)晶体管的源极端连接至地(电源)节点，NMOS(PMOS)晶体管的漏极端通过电感器连接至电源(地)节点。共源极放大器的输出接至NMOS(PMOS)晶体管的漏极端。现有功率放大器的第一个问题是，将会在其输出中产生相当可观的二次失真。第二个问题是，无论是NMOS或PMOS，在晶体管的漏极-源极电压的平均值几乎等于电源供应电压(其为电源节点与地节点之间的电压差)，当功率放大器达到全输出能力时，漏极-源极电压的峰值可为两倍。高的漏极-源极电压在晶体管上造成高应力且可能损害晶体管。为了使晶体管维持其可靠度，需要限制电源供应电压。这不利地限制了现有功率放大器的全输出能力。如何提供一种可克服一个或多个上述缺点的功率放大器是当前存在的需求。
技术实现思路
于此公开一种方法以及装置以降低二次失真且亦缓解可靠度的问题。在一实施例中，射频功率放大器包含一第一耦合网络、一叠接互补式共源极放大器对、一第二耦合网络、一第一电感器、一第二电感器、一第三电感器、一第四电感器以及一输出组合器。第一耦合网络用以接收一输入电压，且分别于一第一栅极节点以及一第二栅极节点输出一第一栅极电压以及一第二栅极电压。叠接互补式共源极放大器对包含一第一共源极放大器以及一第二共源极放大器。第一共源极放大器以及第二共源极放大器分别用以接收第一栅极电压以及第二栅极电压，且于一第一漏极节点以及一第二漏极节点分别输出一第一漏极电压以及一第二漏极电压。第二耦合网络用以提供第一漏极节点与第二漏极节点之间的一耦合，以等化第一漏极电压以及第二漏极电压。第一电感器用以耦合第一漏极节点至一第一直流节点。第二电感器用以耦合第二漏极节点至一第二直流节点。第三电感器用以电感耦合第一电感器。第四电感器用以电感耦合第二电感器。输出组合器用以依据第三电感器的一电压与第四电感器的一电压的一组合输出一输出电压。在一实施例中，第一直流节点是一地节点且第一共源极放大器包含一PMOS晶体管，其中PMOS晶体管的一栅极端连接至第一栅极节点，PMOS晶体管的一漏极端连接至该第一漏极节点，且PMOS晶体管的一源极端连接至一共源极节点。在一实施例中，第二直流节点是一电源节点且第二共源极放大器包含一NMOS晶体管，其中NMOS晶体管的一栅极端连接至第二栅极节点，NMOS晶体管的一漏极端连接至第二漏极节点，且NMOS晶体管的一源极端连接至共源极节点。在一实施例中，第一耦合网络用以提供输入电压与第一栅极电压之间的一耦合，以及输入电压与第二栅极电压之间的一耦合，使得第一栅极电压以及第二栅极电压两者有效地于一目标频率追踪输入电压。在一实施例中，第一耦合网络包含一电容器，电容器用以提供第一栅极电压以及第二栅极电压中之一与输入电压之间的一AC(交流)耦合。在一实施例中，第一耦合网络包含一电阻器，电阻器用以提供第一栅极电压以及第二栅极电压中之一与一偏压之间的一DC(直流)耦合。在取而代之的一实施例中，第一耦合网络包含一电感器，电感器用以提供第一栅极电压以及第二栅极电压中之一与一偏压之间的一DC(直流)耦合。在其他的实施例中，第一耦合网络包含一变压器，变压器用以提供第一栅极电压以及第二栅极电压中之一与输入电压之间的一AC(交流)耦合。在一实施例中，第二耦合网络用以于一目标频率的一第二谐波提供一低阻抗。在一实施例中，第二耦合网络包含一电容器。在一实施例中，第二耦合网络还包含一电感器，其与电容器串联以形成一共振网络，共振网络具有一共振频率，共振频率几乎等于一目标频率的两倍。在一实施例中，输出组合器用以以一串联组合的方式组合第三电感器的电压以及第四电感器的电压。在另一实施例中，输出组合器用以以一并联组合的方式组合第三电感器的电压以及第四电感器的电压。在一实施例中，用于一射频功率放大器的方法包含：接收一输入信号；利用一第一耦合网络分别于一第一栅极节点以及一第二栅极节点耦合输入信号至一第一栅极信号以及一第二栅极信号；分别利用一第一共源极放大器以及一第二共源极放大器转换第一栅极信号以及第二栅极信号为一第一漏极信号以及一第二漏极信号；短路第一共源极放大器的一源极端至第二共源极放大器的一源极端；分别通过一第一电感器以及一第二电感器耦合第一漏极信号以及第二漏极信号至一第一直流节点以及一第二直流节点；利用一第二耦合网络耦合第一漏极信号至第二漏极信号；结合一第三电感器以及一第四电感器，第三电感器以及第四电感器分别用以电感耦合至第一电感器以及第二电感器；以及利用一输出组合电路组合第三电感器的一电压以及第四电感器的一电压。在一实施例中，第一直流节点是一地节点且第一共源极放大器包含一PMOS晶体管，其中PMOS晶体管的一栅极端连接至第一栅极节点，PMOS晶体管的一漏极端连接至该第一漏极节点，且PMOS晶体管的一源极端连接至一共源极节点。在一实施例中，第二直流节点是一电源节点且第二共源极放大器包含一NMOS晶体管，其中NMOS晶体管的一栅极端连接至第二栅极节点，NMOS晶体管的一漏极端连接至第二漏极节点，且NMOS晶体管的一源极端连接至共源极节点。在一实施例中，第一耦合网络用以提供输入信号与第一栅极信号之间的一耦合，以及输入信号与第二栅极信号之间的一耦合，使得第一栅极信号以及第二栅极信号两者有效地于一目标频率追踪输入信号。在一实施例中，第一耦合网络包含一电容器，电容器用以提供第一栅极信号以及第二栅极信号中之一与输入信号之间的一AC(交流)耦合。在一实施例中，第一耦合网络包含一电阻器，电阻器用以提供第一栅极信号以及第二栅极信号中之一与一偏压之间的一DC(直流)耦合。在取而代之的一实施例中，第一耦合网络包含一电感器，电感器用以提供第一栅极信号以及第二栅极信号中之一与一偏压之间的一DC(直流)耦合。在其他的实施例中，第一耦合网络包含一变压器，变压器用以提供第一栅极信号以及第二栅极信号中之一与输入信号之间的一AC(交流)耦合。在一实施例中，第二耦合网络用以于一目标频率的一第二谐波提供一低阻抗。在一实施例中，第二耦合网络包含一电容器。在一实施例中，第二耦合网络还包含一电感器，其与电容器串联以形成一共振网络，共振网络具有一共振频率，共振频率几乎等于一目标频率的两倍。在一实施例中，输出组合器用以以一串联组合的方式组合第三电感器的电压以及第四电感器的电压。在另一实施例中，输出组合器用以以一并联组合的方式组合第三电感器的电压以及第四电感器的电压。附图说明为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下：图1是依照本公开一实施例所示出的一种单端功率放大器的示意图；图2示出一耦合网络的示意图，此耦合网络适于实现图1的功率放大器的第一耦合网络；图3A示出一耦合网络的示意图，此耦合网络适于实现图1的功率放大器的第二耦合网络；图3B示出另一取而代之的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频功率放大器，包含：一第一耦合网络，用以接收一输入电压且分别于一第一栅极节点以及一第二栅极节点输出一第一栅极电压以及一第二栅极电压；一叠接互补式共源极放大器对，包含一第一共源极放大器以及一第二共源极放大器，该第一共源极放大器以及该第二共源极放大器用以分别接收该第一栅极电压以及该第二栅极电压，且于一第一漏极节点以及一第二漏极节点分别输出一第一漏极电压以及一第二漏极电压；一第二耦合网络，用以提供该第一漏极节点与该第二漏极节点之间的一耦合以等化该第一漏极电压以及该第二漏极电压；一第一电感器，用以耦合该第一漏极节点至一第一直流节点；一第二电感器，用以耦合该第二漏极节点至一第二直流节点；一第三电感器，用以电感耦合该第一电感器；一第四电感器，用以电感耦合该第二电感器；以及一输出组合器，用以依据该第三电感器的一电压与该第四电感器的一电压的一组合输出一输出电压。

【技术特征摘要】
2017.04.07 US 15/481,7101.一种射频功率放大器，包含：一第一耦合网络，用以接收一输入电压且分别于一第一栅极节点以及一第二栅极节点输出一第一栅极电压以及一第二栅极电压；一叠接互补式共源极放大器对，包含一第一共源极放大器以及一第二共源极放大器，该第一共源极放大器以及该第二共源极放大器用以分别接收该第一栅极电压以及该第二栅极电压，且于一第一漏极节点以及一第二漏极节点分别输出一第一漏极电压以及一第二漏极电压；一第二耦合网络，用以提供该第一漏极节点与该第二漏极节点之间的一耦合以等化该第一漏极电压以及该第二漏极电压；一第一电感器，用以耦合该第一漏极节点至一第一直流节点；一第二电感器，用以耦合该第二漏极节点至一第二直流节点；一第三电感器，用以电感耦合该第一电感器；一第四电感器，用以电感耦合该第二电感器；以及一输出组合器，用以依据该第三电感器的一电压与该第四电感器的一电压的一组合输出一输出电压。2.如权利要求1所述的射频功率放大器，其中该第一直流节点是一地节点且该第一共源极放大器包含一PMOS晶体管，其中该PMOS晶体管的一栅极端连接至该第一栅极节点，该PMOS晶体管的一漏极端连接至该第一漏极节点，且该PMOS晶体管的一源极端连接至一共源极节点。3.如权利要求2所述的射频功率放大器，其中该第二直流节点是一电源节点且...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宝文，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71