高线性射频功率放大器制造技术

本申请公开了一种高线性射频功率放大器，涉及射频前端集成电路领域。该高线性射频功率放大器包括功率放大器、激励放大器、匹配网络和自适应动态偏置电路，自适应动态偏置电路用于根据输入功率等级调节功率放大器的栅极偏置电压；功率放大器通过匹配网络和激励放大器连接射频输入端，功率放大器通过匹配网络连接射频输出端；自适应动态偏置电路的输入端连接射频输入端，自适应动态偏置电路的输出端连接功率放大器中的共源共栅放大器；其中，自适应动态偏置电路至少由若干个NMOS、若干个PMOS管、若干个电容和电阻组成；解决了现有的射频功率放大器难以满足线性度需求的问题，提高了射频功率放大器的线性度。

High linear RF power amplifier

【技术实现步骤摘要】
高线性射频功率放大器
本申请涉及射频前端集成电路领域，具体涉及一种高线性射频功率放大器。
技术介绍
射频功率放大器的主要参数是线性和效率。线性是表示射频功率放大器能否真实地放大信号的参数。诸如LTE和IEEE802.11ac之类的无线通信标准，要求射频前端模块具有极高的线性度，射频功率放大器作为一个发射系统中的重要组成部分，对整个系统的线性度起着至关重要的作用。目前采用CMOS器件的射频功率放大器适用于和其他通信部分电路做片上集成，但是难以严格地满足线性度需求。
技术实现思路
为了解决相关技术中射频功率放大器的线性度难以满足需求的问题，本申请提供了一种高线性射频功率放大器。技术方案如下：一方面，本申请实施例提供了一种高线性射频功率放大器，包括功率放大器、激励放大器、匹配网络和自适应动态偏置电路，自适应动态偏置电路用于根据输入功率等级调节功率放大器的栅极偏置电压；功率放大器通过匹配网络和激励放大器连接射频输入端，功率放大器通过匹配网络连接射频输出端；自适应动态偏置电路的输入端连接射频输入端，自适应动态偏置电路的输出端连接功率放大器中的共源共栅放大器；其中，自适应动态偏置电路至少由若干个NMOS、若干个PMOS管、若干个电容和电阻组成。可选的，自适应动态偏置电路的输入端通过匹配网络连接射频输入端；自适应动态偏置电路的输出端连接功率放大器中共源放大器的栅极和共栅放大器的栅极。可选的，在自适应动态偏置电路中，第一NMOS管的栅极为自适应动态偏置电路的输入端，第一NMOS管的漏极连接第一PMOS管的源极，第一NMOS管的源极接地；第二NMOS管的漏极与第二PMOS管的漏极连接，第二NMOS管的源极接地，第二PMOS管的源极接电源电压，第二NMOS管的栅极与第二PMOS管的栅极连接后与第一NMOS管的漏极连接；第三NMOS管的漏极与第三PMOS管的漏极连接，第三NMOS管的源极接地，第三PMOS管的源极接电源电压，第三NMOS管的栅极与漏极连接，第三PMOS管的栅极和漏极连接；第二NMOS管的漏极与第二PMOS管的漏极的公共端记为第一连接点，第三NMOS管的漏极与第三PMOS管的漏极的公共端记为第二连接点，第一连接点与第二连接点连接，第二连接点通过电阻接自适应动态偏置电路的第一输出端，第一输出端用于为功率放大器中共源放大器的栅极提供偏置电压；第四NMOS管的漏极与第四PMOS管的漏极连接后与第一PMOS管的栅极连接，第四NMOS管的源极接地，第四PMOS管的源极接电源电压，第四NMOS管的栅极和第四PMOS管的栅极连接后与第一NMOS管的漏极连接；第一PMOS管的漏极通过电阻接自适应动态偏置电路的第二输出端，第二输出端用于为功率放大器中共栅放大器的栅极提供偏置电压。可选的，射频输入端和射频输出端之间设置有两个主体电路，每个主体电路包括激励放大器和功率放大器，激励放大器和功率放大器通过匹配网络连接；第一主体电路中的激励放大器与第一变压器的副边连接，第二主体电路中的激励放大器与第二变压器的副边连接，第一变压器的原边与第二变压器的原边连接，第一变压器的原边连接射频输入端，第二变压器的原边接地；第一变压器原边与第二变压器原边的公共端连接自适应动态偏置电路的输入端；第一主体电路中的功率放大器与第三变压器的原边连接，第二主体电路中的功率放大器与第四变压器的原边连接，第三变压器的副边与第四变压器的副边连接，第三变压器的副边连接射频输出端，第四变压器的副边接地。可选的，每个主体电路中的激励放大器包括2个共源共栅放大器；在第一主体电路，激励放大器中共源放大器的栅极与第一变压器的副边连接，激励放大器中共栅放大器的漏极通过电容与功率放大器的输入端连接；在第二主体电路，激励放大器中共源放大器的栅极与第二变压器的副边连接，激励放大器中共栅放大器的漏极通过电容与功率放大器的输入端连接。可选的，每个主体电路中的功率放大器包括2个共源共栅放大器；在每个主体电路中，功率放大器中共源放大器的栅极连接自适应动态偏置电路的第一输出端，功率放大器中共栅放大器的栅极连接自适应动态偏置电路的第二输出端；在第一主体电路，功率放大器中共源放大器的栅极与激励放大器的输出端连接，功率放大器中共栅放大器的漏极连接第三变压器的原边；在第二主体电路，功率放大器中共源放大器的栅极与激励放大器的输出端连接，功率放大器中共栅放大器的漏极连接第四变压器的原边。可选的，第一变压器的原边和第二变压器的原边之间还连接有电容，第一变压器副边的中端和第二变压器副边的中端分别通过电阻连接第一偏置电压，第一偏置电压用于为激励放大器中的共源放大器提供偏置电压；激励放大器中共栅放大器的栅极通过电阻接第二偏置电压。可选的，第三变压器的副边和第四变压器的副边之间还连接有电容，第三变压器原边的中端和第四变压器原边的中端分别通过电感连接电源电压、以及连接接地电容。本申请技术方案，至少包括如下优点：通过自适应动态偏置电路动态调整功率放大器中共源共栅放大器的栅极偏置电压，提高了射频功率放大器的线性度。附图说明为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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申请的一些实施方式，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是本申请一实施例提供的高线性射频功率放大器的结构示意图；图2是本申请一实施例提供的高线性射频功率放大器中自适应动态偏置电路的电路原理图；图3是本申请一实施例提供的高线性射频功率放大器的电路原理图；图4是本申请实施例提供的自适应动态偏置电路提供的偏置电压与输出功率的曲线示意图；图5是现有的射频高功率放大器与本申请实施例提供的高线性射频放大器的IMD3曲线图。具体实施方式下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高线性射频功率放大器，其特征在于，包括功率放大器、激励放大器、匹配网络和自适应动态偏置电路，所述自适应动态偏置电路用于根据输入功率等级调节功率放大器的栅极偏置电压；/n所述功率放大器通过匹配网络和所述激励放大器连接射频输入端，所述功率放大器通过匹配网络连接射频输出端；/n所述自适应动态偏置电路的输入端连接所述射频输入端，所述自适应动态偏置电路的输出端连接所述功率放大器中的共源共栅放大器；/n其中，所述自适应动态偏置电路至少由若干个NMOS、若干个PMOS管、若干个电容和电阻组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种高线性射频功率放大器，其特征在于，包括功率放大器、激励放大器、匹配网络和自适应动态偏置电路，所述自适应动态偏置电路用于根据输入功率等级调节功率放大器的栅极偏置电压；
所述功率放大器通过匹配网络和所述激励放大器连接射频输入端，所述功率放大器通过匹配网络连接射频输出端；
所述自适应动态偏置电路的输入端连接所述射频输入端，所述自适应动态偏置电路的输出端连接所述功率放大器中的共源共栅放大器；
其中，所述自适应动态偏置电路至少由若干个NMOS、若干个PMOS管、若干个电容和电阻组成。


2.根据权利要求1所述的高线性射频功率放大器，其特征在于，所述自适应动态偏置电路的输入端通过匹配网络连接所述射频输入端；
所述自适应动态偏置电路的输出端连接所述功率放大器中共源放大器的栅极和共栅放大器的栅极。


3.根据权利要求1所述的高线性射频功率放大器，其特征在于，在所述自适应动态偏置电路中，第一NMOS管的栅极为所述自适应动态偏置电路的输入端，所述第一NMOS管的漏极连接第一PMOS管的源极，所述第一NMOS管的源极接地；
第二NMOS管的漏极与第二PMOS管的漏极连接，第二NMOS管的源极接地，第二PMOS管的源极接电源电压，所述第二NMOS管的栅极与所述第二PMOS管的栅极连接后与所述第一NMOS管的漏极连接；
第三NMOS管的漏极与第三PMOS管的漏极连接，所述第三NMOS管的源极接地，所述第三PMOS管的源极接电源电压，所述第三NMOS管的栅极与漏极连接，所述第三PMOS管的栅极和漏极连接；
所述第二NMOS管的漏极与所述第二PMOS管的漏极的公共端记为第一连接点，所述第三NMOS管的漏极与所述第三PMOS管的漏极的公共端记为第二连接点，所述第一连接点与所述第二连接点连接，所述第二连接点通过电阻接所述自适应动态偏置电路的第一输出端，所述第一输出端用于为功率放大器中共源放大器的栅极提供偏置电压；
第四NMOS管的漏极与第四PMOS管的漏极连接后与所述第一PMOS管的栅极连接，所述第四NMOS管的源极接地，所述第四PMOS管的源极接电源电压，所述第四NMOS管的栅极和所述第四PMOS管的栅极连接后与所述第一NMOS管的漏极连接；
所述第一PMOS管的漏极通过电阻接所述自适应动态偏置电路的第二输出端，所述第二输出端用于为功率放大器中共栅放大器的栅极提供偏置电压。


4.根据权利要求1至3任一所述的高线性射频功率放大器，其特征在于，所述射频输入端和所述射频输出端之间设置有两个主体电路，每个主体电路包括激励放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：任江川，戴若凡，
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