多频段射频功率放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种多频段射频功率放大器，包括：多个输入匹配网络电路，射频功率放大电路，一个输出匹配网络；射频功率放大电路的放大器采用RFSOI工艺实现且采用堆叠MOS管的方式提高耐压和输出功率；各输入匹配网络的输入端分别通过一个开关连接射频输入信号，各输入匹配网络的输出端分别通过一个开关连接射频功率放大电路的输入端；根据射频输入信号的频率所属频率段的不同并通过各开关选择对应的输入匹配网络，实现多频段射频输入信号的输入；射频功率放大电路的输出端连接输出匹配网络的输入端，输出匹配网络的输出端输出射频输出信号。本发明专利技术能大幅度降低芯片面积以及使用成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种多频段射频功率放大器。
技术介绍
射频功率放大器是射频前端的主要耗能元件，射频功率放大器工作在一定的频率范围，超过一定频率范围射频功率放大器输出功率及效率大幅降低，而射频功率放大器经常会工作在不同的频率状态下，为了适应不同的频率段，现有方法中通常需要使用两种或多种射频功率放大器来满足各频率区间。如图1所示，是现有多频段射频功率放大器的电路图，图1中共采用了3个射频功率放大电路(PA)，分别如标记101a、101b和101c所示。在射频功率放大电路101a、101b和101c的输入端分别连接有输入匹配网络电路(IMN)，分别如标记102a、102b和102c所示。射频输入信号RFIN通过各输入匹配网络电路102a、102b和102c输入对相应的射频功率放大电路101a、101b和101c的输入端。射频功率放大电路101a、101b和101c的输出端分别连接输出匹配网络电路(OMN)，分别如标记103a、103b和103c所示，射频功率放大电路101a、101b和101c的输出端分别通过相应的输出匹配网络电路103a、103b和103c输出射频输出信号RFOUT。图1所示的电路中共有3路放大电路，当射频输入信号RFIN的频率不同时，选择相应路径进行放大，所以每一个频率段都需要一整套的放大电路，这会使器件的芯片面积以及成本较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多频段射频功率放大器，能采用一个射频功率放大电路就能实现不同频率的较高功率和效率的射频信号的输出，能大幅度降低芯片面积以及使用成本。为解决上述技术问题，本专利技术提供的多频段射频功率放大器包括：多个输入匹配网络电路，射频功率放大电路，一个输出匹配网络。所述射频功率放大电路的放大器采用RFSOI工艺实现且采用堆叠MOS管的方式提高耐压和输出功率。各所述输入匹配网络的输入端分别通过一个开关连接射频输入信号，各所述输入匹配网络的输出端分别通过一个开关连接所述射频功率放大电路的输入端；根据所述射频输入信号的频率所属频率段的不同并通过各所述开关选择对应的所述输入匹配网络，实现多频段射频输入信号的输入。所述射频功率放大电路的输出端连接所述输出匹配网络的输入端，所述输出匹配网络的输出端输出射频输出信号。进一步的改进是，所述射频功率放大电路包括第一NMOS管，所述第一NMOS管作为放大器，所述第一NMOS管的栅极作为所述射频功率放大电路的输入端，所述第一NMOS管的源极接地。在所述第一NNOS管的漏极和所述射频功率放大电路的输出端之间堆叠有多个第二NMOS管，各所述第二NMOS管之间通过源极和漏极串联在一起，各所述第二NMOS管的栅极分别连接直流偏置电压。所述第一NMOS管和各所述第二NMOS管都形成于SOI衬底上。在所述射频功率放大电路的输出端和正电源电压之间连接有扼流电感。进一步的改进是，各所述第二NMOS管的栅极的直流偏置电压由连接在正电源电压和地之间的电阻串提供，沿着所述第一NMOS管的漏极到所述射频功率放大电路的输出端的方向上，各所述第二NMOS管的栅极的直流偏置电压依次增加。进一步的改进是，各所述第二NMOS管的衬底电极和所述第一NMOS管的衬底电极都连接在一起并且接到地，在各所述第二NMOS管的栅极到地之间都分别连接有一个电容。进一步的改进是，所述第二NMOS管的个数为3个。进一步的改进是，在所述第一NMOS管的栅极和所述射频功率放大电路的输出端之间串联由一个电容和一个电阻；所述第一NMOS管的栅极和通过一个电阻连接到第一偏置电压。进一步的改进是，所述输入匹配网络电路包括3个且分别在900MHz，1900MHz和2400MHz频率下被选择。本专利技术具有如下有益效果：首先、本专利技术对射频功率放大电路的放大器进行了特别设计，具体为采用RFSOI工艺和堆叠MOS管，本专利技术通过将射频功率放大电路的放大器采用RFSOI工艺实现且采用堆叠MOS管的方式能提高射频功率放大电路耐压和输出功率，这样使得本专利技术能够使得采用一个射频功率放大电路就能实现不同频率的较高功率和效率的射频信号的输出。其次、由于本专利技术仅采用一个射频功率放大电路就能实现多频段的较高功率和效率的射频信号的输出，相对于现有技术中每一个频率段都要设计一个对应的射频功率放大电路的结构，本专利技术能降低射频功率放大电路的放大器的数量，从而能大幅度降低芯片面积以及使用成本。再次、本专利技术仅在射频功率放大电路的输入端设置不同的输入匹配网络电路并通过相应的开关进行切换即可实现不同频率段的射频输入信号的输入，使用方便且成本低。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是现有多频段射频功率放大器的电路图；图2是本专利技术实施例多频段射频功率放大器的电路图；图3是本专利技术实施例多频段射频功率放大器中的射频功率放大电路的电路图；图4A是本专利技术实施例多频段射频功率放大器的900MHz频率的功率仿真曲线；图4B是本专利技术实施例多频段射频功率放大器的900MHz频率的效率仿真曲线；图5A是本专利技术实施例多频段射频功率放大器的1900MHz频率的功率仿真曲线；图5B是本专利技术实施例多频段射频功率放大器的1900MHz频率的效率仿真曲线；图6A是本专利技术实施例多频段射频功率放大器的2400MHz频率的功率仿真曲线；图6B是本专利技术实施例多频段射频功率放大器的2400MHz频率的效率仿真曲线。具体实施方式如图2所示，是本专利技术实施例多频段射频功率放大器的电路图；本专利技术实施例多频段射频功率放大器包括：多个输入匹配网络电路，射频功率放大电路1，一个输出匹配网络3。本专利技术实施例中，输入匹配网络电路包括3个且在图2中分别用标记2a、2b和2c表示，所述输入匹配网络电路2a、2b和2c分别在900MHz，1900MHz和2400MHz频率下被选择。在图2中输入匹配网络电路用IMN表示，射频功率放大电路用PA表示，输出匹配网络用OMN表示。所述射频功率放大电路1的放大器采用RFSOI工艺实现且采用堆叠MOS管的方式提高耐压和输出功率。各所述输入匹配网络的输入端分别通过一个开关连接射频输入信号RFIN，各所述输入匹配网络的输出端分别通过一个开关连接所述射频功率放大电路1的输入端；根据所述射频输入信号RFIN的频率所属频率段的不同并通过各所述开关选择对应的所述输入匹配网络，实现多频段射频输入信号RFIN的输入。本专利技术实施例中，输入匹配网络电路2a的输入端的开关用标记4a标示，输入匹配网络电路2a的输出端的开关用标记4b标示，输入匹配网络电路2b的输入端的开关用标记4c标示，输入匹配网络电路2b的输出端的开关用标记4d标示，输入匹配网络电路2c的输入端的开关用标记4e标示，输入匹配网络电路2c的输出端的开关用标记4f标示。所述射频功率放大电路1的输出端连接所述输出匹配网络3的输入端，所述输出匹配网络3的输出端输出射频输出信号RFOUT。如图3所示，是本专利技术实施例多频段射频功率放大器中的射频功率放大电路的电路图。所述射频功率放大电路1包括第一NMOS管201，所述第一NMOS管201作为放大器，所述第一NMOS管201的栅极作为所述射频功率放大电路1的输入端，所述第一NMOS管201的源极接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频段射频功率放大器，其特征在于，包括：多个输入匹配网络电路，射频功率放大电路，一个输出匹配网络；所述射频功率放大电路的放大器采用RFSOI工艺实现且采用堆叠MOS管的方式提高耐压和输出功率；各所述输入匹配网络的输入端分别通过一个开关连接射频输入信号，各所述输入匹配网络的输出端分别通过一个开关连接所述射频功率放大电路的输入端；根据所述射频输入信号的频率所属频率段的不同并通过各所述开关选择对应的所述输入匹配网络，实现多频段射频输入信号的输入；所述射频功率放大电路的输出端连接所述输出匹配网络的输入端，所述输出匹配网络的输出端输出射频输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种多频段射频功率放大器，其特征在于，包括：多个输入匹配网络电路，射频功率放大电路，一个输出匹配网络；所述射频功率放大电路的放大器采用RFSOI工艺实现且采用堆叠MOS管的方式提高耐压和输出功率；各所述输入匹配网络的输入端分别通过一个开关连接射频输入信号，各所述输入匹配网络的输出端分别通过一个开关连接所述射频功率放大电路的输入端；根据所述射频输入信号的频率所属频率段的不同并通过各所述开关选择对应的所述输入匹配网络，实现多频段射频输入信号的输入；所述射频功率放大电路的输出端连接所述输出匹配网络的输入端，所述输出匹配网络的输出端输出射频输出信号。2.如权利要求1所述的多频段射频功率放大器，其特征在于：所述射频功率放大电路包括第一NMOS管，所述第一NMOS管作为放大器，所述第一NMOS管的栅极作为所述射频功率放大电路的输入端，所述第一NMOS管的源极接地；在所述第一NNOS管的漏极和所述射频功率放大电路的输出端之间堆叠有多个第二NMOS管，各所述第二NMOS管之间通过源极和漏极串联在一起，各所述第二NMOS管的栅极分别连接直流偏置电压；所述第一NMOS管和各所述第二NM...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国军，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31