一种射频功率放大器制造技术

本申请提供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：输入射频选通开关、驱动级放大器、级间匹配网络、输出级放大器、输出匹配网络和输出选通网络；其中，输出级放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器；输出匹配网络包括第一阻抗变换器和第一变压器；第一功率放大器、第二功率放大器与一个第一阻抗变换器组成一个差分放大器单元；差分放大器单元的个数为多个，且多个差分放大器单元之间相互并联。通过控制差分放大器单元的开启个数，实现不同功率等级切换，从而对2G/3G/4G的高、中、低频段进行全覆盖，降低了射频功率放大器的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种射频功率放大器
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-ModeMulti-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(700MHz-915MHz)射频功率放大器、3G/4G中频段(1710MHz-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(FrequencyDivisionDuplexing，频分双工)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。可见，现有技术中多模多频射频前端芯片结构复杂，成本高昂，亟需一种能够尽可能地简化多模多频射频前端芯片的架构，从而有效降低射频功率放大器的成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种射频功率放大器，以解决现有技术中射频功率放大器的多模多频射频前端芯片结构复杂，成本高昂的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：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：输入射频选通开关、驱动级放大器、级间匹配网络、输出级放大器、输出匹配网络和输出选通网络；所述输入射频选通开关用于选通多模多频射频中的任意频率的射频信号输入到所述射频放大通路中；所述输入射频选通开关与所述驱动级放大器的输入端相连，所述驱动级放大器的输出端连接所述级间匹配网络；所述级间匹配网络用于实现所述驱动级放大器输出的射频信号从非平衡到平衡的转换，并输出差分射频信号；所述输出级放大器用于将所述差分射频信号进行功率放大；所述输出匹配网络与所述输出级放大器的输出端相连，并用于将功率放大后的差分射频信号转换为单端射频信号，输出至所述输出选通网络；所述输出选通网络将所述单端射频信号引到所述射频功率放大器的不同射频端口；其中，所述输出级放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器；所述输出匹配网络包括第一阻抗变换器和第一变压器；所述第一功率放大器与所述第二功率放大器用于接收所述差分射频信号，并对所述差分射频信号进行功率放大；所述第一功率放大器、所述第二功率放大器与一个所述第一阻抗变换器组成一个差分放大器单元，其输出端与所述第一变压器相连；所述差分放大器单元的个数为多个，且多个所述差分放大器单元之间相互并联。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的射频功率放大器仅包括一路射频放大通路，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：输入射频选通开关、驱动级放大器、级间匹配网络、输出级放大器、输出匹配网络和输出选通网络；其中，所述输出级放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器；所述输出匹配网络包括第一阻抗变换器和第一变压器；所述第一功率放大器、所述第二功率放大器与一个所述第一阻抗变换器组成一个差分放大器单元，其输出端与所述第一变压器相连；所述差分放大器单元的个数为多个，且多个所述差分放大器单元之间相互并联。通过控制差分放大器单元的开启个数，实现射频功率放大器的不同功率等级切换，从而对2G/3G/4G的高、中、低频段进行全覆盖，简化了多模多频射频前端芯片的构架，从而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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中无线通信系统射频前端架构示意图；图2为现有技术中的2G/3G/4G多模多频射频前端芯片结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种射频功率放大器的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种射频功率放大器的具体结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的三个差分放大器单元并联的结构示意图；图6A为本专利技术实施例提供的一种输出匹配网络的结构示意图；图6B为本专利技术实施例提供的另一种输出匹配网络的结构示意图；图7A为本专利技术实施例提供的一种级间匹配网络的结构示意图；图7B为本专利技术实施例提供的另一种级间匹配网络的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述，现有技术中的多模多频射频前端芯片结构复杂，成本高昂，造成射频功率放大器的结构复杂，成本高昂。现有技术中射频功率放大器是各种无线通信应用中必不可少的关键部件，用于将收发信机输出的已调制射频信号进行功率放大，以满足无线通信所需的射频信号的功率要求。目前3G和4G移动通信在全世界范围内已经获得越来越多的部署和应用，但是作为部署最广泛和应用最成熟的移动通信标准，2GGSM依然是所有移动终端都需要支持的通信模式。2GGSM通信模式中的上行通信包括4个频段，分别是：GSM850：824MHz-849MHz；GSM900:880MHz-915MHz；DCS1800：1710MHz-1785MHz；PCS1900：1850MHz-1910MHz；通常所有移动终端的功率放大器都需要支持2GGSM通信模式的这4个频段。本领域专业人员易于理解的，由于GSM850频段与GSM900频段相邻，统称为GSM低频段或GSM频段；且DCS1800频段与DCS1900频段相邻，统称为GSM高频段或DCS频段；通常可以采用两个射频功率放大器分别覆盖GSM频段和DCS频段，即一个射频功率放大器覆盖GSM频段824MHz-915MHz，另外一个射频功率放大器覆盖DCS频段1710MHz-1910MHz。并且，两个支持不同频段的射频功率放大器的核心电路可以制造在同一个管芯上，封装在同一个芯片当中，这对于本领域专业人员来说是易于理解的。随着无线移动通信系统所支持的模式及频段的不断增加，当前无线通信移动终端的射频前端架构也变得越来越复杂。如图1所示为一个支持2G、3G、4G多模式以及各个模式中多个频段的无线通信移动终端的射频前端架构。308是移动终端的射频收发信机芯片，负责将基带芯片产生的射频信号发送到对应的功率放大器芯片以及对接收到的射频信号进行处理。307、305、306分别是2G功率放大器芯片、3G/4G单频功率放大器芯片、3G/4G多模多频功率放大器芯片，这些芯片都对从射频收发信机308所发送来的射频信号进行功率放大。304为一系列双工器芯片，每一个FDD模式的频段都需要一个对应的双工器芯片来进行发射和接收信号的分离。303是一个集成了低通滤波器的单刀多掷射频天线开关芯片，用于将多个射频功率放大器的输出信号以及多路从天线接收到的射频信号进行分路分离，以使得本文档来自技高网...

【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：输入射频选通开关、驱动级放大器、级间匹配网络、输出级放大器、输出匹配网络和输出选通网络；所述输入射频选通开关用于选通多模多频射频中的任意频率的射频信号输入到所述射频放大通路中；所述输入射频选通开关与所述驱动级放大器的输入端相连，所述驱动级放大器的输出端连接所述级间匹配网络；所述级间匹配网络用于实现所述驱动级放大器输出的射频信号从非平衡到平衡的转换，并输出差分射频信号；所述输出级放大器用于将所述差分射频信号进行功率放大；所述输出匹配网络与所述输出级放大器的输出端相连，并用于将功率放大后的差分射频信号转换为单端射频信号，输出至所述输出选通网络；所述输出选通网络将所述单端射频信号引到所述射频功率放大器的不同射频端口；其中，所述输出级放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器；所述输出匹配网络包括第一阻抗变换器和第一变压器；所述第一功率放大器与所述第二功率放大器用于接收所述差分射频信号，并对所述差分射频信号进行功率放大；所述第一功率放大器、所述第二功率放大器与一个所述第一阻抗变换器组成一个差分放大器单元，其输出端与所述第一变压器相连；所述差分放大器单元的个数为多个，且多个所述差分放大器单元之间相互并联。...

【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：输入射频选通开关、驱动级放大器、级间匹配网络、输出级放大器、输出匹配网络和输出选通网络；所述输入射频选通开关用于选通多模多频射频中的任意频率的射频信号输入到所述射频放大通路中；所述输入射频选通开关与所述驱动级放大器的输入端相连，所述驱动级放大器的输出端连接所述级间匹配网络；所述级间匹配网络用于实现所述驱动级放大器输出的射频信号从非平衡到平衡的转换，并输出差分射频信号；所述输出级放大器用于将所述差分射频信号进行功率放大；所述输出匹配网络与所述输出级放大器的输出端相连，并用于将功率放大后的差分射频信号转换为单端射频信号，输出至所述输出选通网络；所述输出选通网络将所述单端射频信号引到所述射频功率放大器的不同射频端口；其中，所述输出级放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器；所述输出匹配网络包括第一阻抗变换器和第一变压器；所述第一功率放大器与所述第二功率放大器用于接收所述差分射频信号，并对所述差分射频信号进行功率放大；所述第一功率放大器、所述第二功率放大器与一个所述第一阻抗变换器组成一个差分放大器单元，其输出端与所述第一变压器相连；所述差分放大器单元的个数为多个，且多个所述差分放大器单元之间相互并联。2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述差分放大器单元的个数为三个。3.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一阻抗变换器包括第一耦合线圈、第二耦合线圈、第三耦合线圈和第四耦合线圈；其中，所述第一耦合线圈与所述第二耦合线圈构成第一耦合线圈对，所述第三耦合线圈与所述第四耦合线圈构成第二耦合线圈对；所述第一耦合线圈的第一端与所述第一功率放大器的输出端相连；所述第一耦合线圈的第二端与所述第一变压器的第一输入端连接；所述第二耦合线圈的第一端与所述第二功率放大器的输出端相连；所述第二耦合线圈的第二端接地；所述第三耦合线圈的第一端与所述第一功率放大器的输出端相连；所述第三耦合线圈的第二端接地；所述第四耦合线圈的第一端与所述第二功率放大器的输出端相连；所述第四耦合线圈的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：贲志红，黄清华，程忍，刘海玲，
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