一种功率放大器及芯片制造技术

本申请提供了一种功率放大器及芯片，该功率放大器通过一个第一功放模块与多个第二功放模块对输入的射频信号进行放大，最终得到符合条件的射频输出信号。本申请提供的功率放大器把3.8V工作电压条件下的高功率线性功率放大器分解为多路通道功率合成的架构，降低了设计、工艺和应用条件等门槛，在不提高工作电压的基础上，实现不小于33dBm的高线性功率需求，此外，通过设置作为驱动级功放的第一功放模块，实现了33dB以上的高增益，且该单级放大架构的设置，在满足高增益要求的同时，大幅度降低了调试设计难度。

A power amplifier and chip

The application provides a power amplifier and a chip. The power amplifier amplifies the input RF signal through a first power amplifier module and a plurality of second power amplifier modules, and finally obtains the qualified RF output signal. The power amplifier provided in this application decomposes the high-power linear power amplifier under the working voltage of 3.8V into the structure of multi-channel power synthesis, reduces the threshold of design, process and application conditions, and realizes the high linear power demand of no less than 33dbm on the basis of no increase of working voltage. In addition, it is realized by setting the first power amplifier module as the driving stage power amplifier A high gain of more than 33dB is achieved, and the setting of the single-stage amplifier architecture can meet the requirements of high gain, while greatly reducing the difficulty of debugging and design.

【技术实现步骤摘要】
一种功率放大器及芯片本申请要求于2019年03月08日提交中国专利局、申请号201920300261.3、技术名称为“一种功率放大器及芯片”的国内申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及无线通信
，尤其涉及一种功率放大器及芯片。
技术介绍
射频功率放大器是无线通信系统射频前端的关键器件，以线性模式工作的射频功率放大器应用于现有标准制式民用通信的手持无线移动终端时具有如下技术特点：工作频段集中于6GHz以下，电池电压技术标准是3.4V～4.2V(工作电压典型值3.8V)的低电压；从系统指标要求角度来说，对于基站和手持移动终端之间的通信，手持移动终端射频功放的最高线性功率不需要超过29dBm，故此现有民用标准制式无线通信的线性模式射频功放基本上采用如图1所示的单通道的二级或三级放大架构。但对于某些特殊通信，例如地球同步卫星和手持移动终端之间的远距离通信，手持移动终端功放具备33dBm～36dBm的线性功率是保证通信质量的基本要求。而在3.8V低工作电压下，上限在29dBm左右的线性功率值正好适配功放设计主流的GaAsHBT半导体工艺以及Sub-6GHz频段应用主流的功放单通道多级放大架构的设计实现能力，因此，超过33dBm的高线性功率需求则超出了目前的主流设计水平。因此，亟需提供一种功率放大器及芯片，以在不提高工作电压的基础上，实现33dB以上的高增益，且不小于33dBm的高线性功率需求。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种功率放大器及芯片，在不提高工作电压的基础上，实现33dB以上的高增益，且不小于33dBm的高线性功率需求。为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：一种功率放大器，包括：第一功放模块，输入端通过集总元功率分配器与所述第一功放模块的输出端相连的多个第二功放模块，以及，同时与所述多个第二功放模块的输出端相连的集总元功率合成器；其中，所述第一功放模块用于对输入的射频信号进行单级放大，得到单级放大射频信号；所述集总元功率分配器用于将所述单级放大射频信号分配给所述多个第二功放模块；所述多个第二功放模块用于分别将所述集总元功率分配器分配的单级放大射频信号进行多级放大，得到多个多级放大射频子信号；所述集总元功率合成器用于将所述多个多级放大射频子信号进行合成，得到射频输出信号，并输出。优选的，还包括设置于所述第一功放模块和所述集总元功率分配器之间的衰减隔离器，其中，所述衰减隔离器用于将所述第一功放模块与所述第二功放模块进行射频隔离。优选的，所述衰减隔离器为T型电阻衰减器或π型电阻衰减器。优选的，所述集总元功率分配器为集总元件双通道3dBWilkinson功率分配器，所述集总元功率合成器为集总元件双通道3dBWilkinson功率合成器；或者，所述集总元功率分配器为集总元件多通道Wilkinson功率分配器，所述集总元功率合成器为集总元件多通道Wilkinson功率合成器。一种功率放大器芯片，该芯片为基于上述任意一项所述的功率放大器的芯片，包括：芯片基板；集成于所述芯片基板上的所述第一功放模块的GaAsHBT晶圆；集成于所述芯片基板上的多个所述第二功放模块的GaAsHBT晶圆；以及，以贴片和布线方式设置的集总元功率分配器和集总元功率合成器。优选的，该芯片还包括：通过贴片电阻设置的衰减隔离器。优选的，所述衰减隔离器贴片设置于所述芯片基板上，或者，在片设计于所述第一功放模块的GaAsHBT晶圆上。优选的，所述集总元功率分配器贴片设置于所述芯片基板上，或者，在片设计于所述第一功放模块的GaAsHBT晶圆上。由以上技术方案可知，本申请提供了一种功率放大器及芯片，该功率放大器通过一个第一功放模块与多个第二功放模块对输入的射频信号进行放大，最终得到符合条件的射频输出信号。本申请提供的功率放大器把3.8V工作电压条件下的高功率线性功率放大器分解为多路通道功率合成的架构，降低了设计、工艺和应用条件等门槛，在不提高工作电压的基础上，实现不小于33dBm的高线性功率需求，此外，通过设置作为驱动级功放的第一功放模块，实现了33dB以上的高增益，且该单级放大架构的设置，在满足高增益要求的同时，大幅度降低了调试设计难度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例和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为现有技术中的功率放大器的架构图；图2为本申请实施例一提供的一种功率放大器的架构图；图3为传统的分布式双通道微带3dBWilkinson功率分配器/合成器；图4为集总元件双通道3dBWilkinson功率分配器/合成器；图5为电阻衰减器的电路结构图；图6为本申请实施例二提供的一种功率放大器芯片中各模块分布图；图7为本申请实施例二提供的另一种功率放大器芯片中各模块分布图；图8为本申请实施例二提供的又一种功率放大器芯片中各模块分布图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为实现在不提高工作电压的基础上，实现33dB以上的高增益，且不小于33dBm的高线性功率需求，本申请提供了一种应用于低工作电压，6GHz以下射频频段的功率放大器及芯片，具体方案如下所述：实施例一本申请实施例一提供了一种功率放大器，如图2所示，图2为本申请实施例一提供的一种功率放大器的架构图，在该架构图中，示出了3个第二功放模块，当然，本申请并不局限于3个第二功放模块。该功率放大器包括：第一功放模块101，输入端通过集总元功率分配器102与第一功放模块101的输出端相连的多个第二功放模块103，以及，同时与多个第二功放模块的输出端相连的集总元功率合成器104；第一功放模块101用于作为驱动级，对输入的射频信号进行单级放大，得到单级放大射频信号；本申请设计了一个作为驱动级功放的第一功放模块。第一功放模块采用了单级放大架构，在满足高增益要求的同时大幅度降低了调试设计难度；另外鉴于驱动级输入输出功率不高，绝对能耗在整体能耗中比例很低，故可适度放松效率要求即可设计出超高线性指标。集总元功率分配器102用于将单级放大射频信号分配给多个第二功放模块103；在对多个第二功放模块进行多路功率合成时，在输入端需要一个功率分配模块，在输出端需要一个功率合成模块，功率分配和功率合成模块本质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率放大器，其特征在于，包括：第一功放模块，输入端通过集总元功率分配器与所述第一功放模块的输出端相连的多个第二功放模块，以及，同时与所述多个第二功放模块的输出端相连的集总元功率合成器；其中，/n所述第一功放模块用于对输入的射频信号进行单级放大，得到单级放大射频信号；/n所述集总元功率分配器用于将所述单级放大射频信号分配给所述多个第二功放模块；/n所述多个第二功放模块用于分别将所述集总元功率分配器分配的单级放大射频信号进行多级放大，得到多个多级放大射频子信号；/n所述集总元功率合成器用于将所述多个多级放大射频子信号进行合成，得到射频输出信号，并输出。/n

【技术特征摘要】
20190308 CN 20192030026131.一种功率放大器，其特征在于，包括：第一功放模块，输入端通过集总元功率分配器与所述第一功放模块的输出端相连的多个第二功放模块，以及，同时与所述多个第二功放模块的输出端相连的集总元功率合成器；其中，
所述第一功放模块用于对输入的射频信号进行单级放大，得到单级放大射频信号；
所述集总元功率分配器用于将所述单级放大射频信号分配给所述多个第二功放模块；
所述多个第二功放模块用于分别将所述集总元功率分配器分配的单级放大射频信号进行多级放大，得到多个多级放大射频子信号；
所述集总元功率合成器用于将所述多个多级放大射频子信号进行合成，得到射频输出信号，并输出。


2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，还包括设置于所述第一功放模块和所述集总元功率分配器之间的衰减隔离器，其中，
所述衰减隔离器用于将所述第一功放模块与所述第二功放模块进行射频隔离。


3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述衰减隔离器为T型电阻衰减器或π型电阻衰减器。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的功率放大器，其特征在于，所述集总元...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙海波，王虹，钱永学，孟浩，叶晓斌，黄鑫，
申请(专利权)人：北京昂瑞微电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11