负载结构及其构成的射频放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于射频放大器的负载结构包括：N个顺序串联的并联型RLC电路，第一个并联型RLC电路的第一连接端作为该负载结构的第一连接端，第N个并联型RLC电路的第二连接端作为该负载结构的第二连接端，第

【技术实现步骤摘要】
负载结构及其构成的射频放大器
本专利技术涉及通信领域，特别是涉及一种用于射频放大器的负载结构。本专利技术还涉及一种由所述负载结构构成的射频放大器。
技术介绍
射频放大器是射频芯片设计中必不可少的模块，比如接收机中的低噪声放大器，发射机中的功率放大器等。射频放大器可以分成有源放大管和负载两个部分，有源放大管根据工艺的不同可能是MOSFET或BJT等。负载部分负责提供一定的阻抗，现在技术大多采用单级RLC并联谐振网络，如图1所示。增益，带宽及增益平坦度是射频放大器最重要的指标之一。射频系统根据应用场景的不同都会对增益，带宽及增益平坦度提出相应的指标要求。现有技术射频放大器的设计中，大多时采用单级RLC并联谐振网络作为负载，但单级RLC并联谐振网络是一个窄带系统，很难满足对增益，带宽及增益平坦度要求比较高的系统，比如超宽带通信系统。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于射频放大器能提高带宽及增益平坦度的负载结构。本专利技术要解决的另一技术问题是提供一种具有所述负载结构的射频放大器。射频放大器的增益，带宽及增益平坦度主要由有源放大管的增益和负载阻抗决定。有源放大管的增益由设计所选用的器件类型，尺寸及偏置点决定。本专利技术主要的设计思路是优化射频放大器的负载阻抗部分。为解决上述技术问题，本专利技术提供用于射频放大器的负载结构，包括：N个顺序串联的并联型RLC电路，第一个并联型RLC电路的第一连接端作为该负载结构的第一连接端，第N个并联型RLC电路的第二连接端作为该负载结构的第二连接端，第个并联型RLC电路的第二连接端连接电源电压；其中，第M个并联型RLC电路器件参数和第(N-M+1)个并联型RLC电路器件构成一级RLC并联谐振网络，同级RLC并联谐振网络中同种器件参数相同，该负载结构具有级RLC并联谐振网络，N为2的倍数,N＞M。可选择的，进一步改进所述的负载结构，不同级RLC并联谐振网络的同种器件参数不相同。可选择的，进一步改进所述的负载结构，N为4或6。可选择的，进一步改进所述的负载结构，所述并联型RLC电路由并联的电感、电阻和电容组成。本专利技术提供一种具有上述任意一项所述负载结构的射频放大器，包括：所述负载结构的第一连接端连接该射频放大器第一输出端(OUTN)，其第二连接端连接该射频放大器第二输出端(OUTP)；有源放大结构，其第一连接端连接该射频放大器第一输入端(INN)，其第二连接端连接该射频放大器第二输入端(INP)，其第三连接端连接该射频放大器第一输出端(OUTN)，其第四连接端连接该射频放大器第二输出端(OUTP)。可选择的，进一步改进所述的射频放大器，所述有源放大结构包括：第一晶体管，其第一连接端连接该有源放大结构第三连接端，其第二连接端连接该有源放大结构第二连接端，其第三连接端连接地；第二晶体管，其第一连接端连接该有源放大结构第四连接端，其第二连接端连接该有源放大结构第一连接端，其第三连接端连接地；可选择的，进一步改进所述的射频放大器，所述第一晶体管是MOSFET或BJT。可选择的，进一步改进所述的射频放大器，所述第二晶体管是MOSFET或BJT。MOSFET，金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管，包括NMOS、PMOS。BJT，双极结型晶体管，包括PNP和NPN。射频放大器中常见的RLC并联谐振网络如图1所示，其阻抗可以表示为当时，阻抗达到最大值，如图4所示(预设RLC取值下的结果)。同时也意味着射频放大器在此频率增益达到最大值。如果将多级RLC并联谐振网络串联，如图2所示，其阻抗可以表示为当时，阻抗均存在峰值，曲线如图5所示(存在3个串联的RLC并联谐振电路，预设RLC取值下的结果)。此时，意味着射频放大器在连续的n个谐振频率增益达峰值。也就是说射频放大器的增益，带宽和增益平坦度得到了极大的改善。实际设计中增益，带宽和增益平坦度之间的优化是一个互相牵制和不断折衷的过程。比如提高增益往往带来带宽的变窄，提高带宽可能会导致增益平坦度的恶化等。所以实际设计过程需要根据不同系统的具体需求取值。本专利技术的射频放大器采用多级RLC并联谐振网络串联结构作为负载，带宽和增益平坦度的提升效果可由图10所示。其中图10用来说明本专利技术负载架构对于电压增益的提升。图10中1-stage代表单级RLC并联谐振网络作为负载时的电压增益曲线；2-stage代表采用本专利技术负载结构(N＝4)作为负载时的电压增益曲线；3-stage代表采用新负载结构(N＝6)作为负载时的电压增益曲线。由图10中仿真结果可见，本专利技术负载结构对电压增益至少带来4.4～6.3dB的提升。图11所示是将电压增益(25dB)作为基准来说明本专利技术负载架构对带宽及增益平坦度的提升。图11中1-stage代表单级RLC并联谐振网络作为负载时的电压增益曲线；2-stage代表采用本专利技术负载结构(N＝4)作为负载时的电压增益曲线；3-stage代表采用本专利技术负载结构(N＝6)作为负载时的电压增益曲线。由图11中仿真结果可见，相同增益下新负载结构对带宽至少带来2.5倍的提升，对增益平坦度至少带来2.6倍的提升。本专利技术提供的负载结构及其构成的射频放大器，相对现有技术能对电压增益至少带来4.4～6.3dB的提升，或在相同同增益下本专利技术能对带宽至少带来2.5倍的提升，对增益平坦度至少带来2.6倍的提升。附图说明本专利技术附图旨在示出根据本专利技术的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本专利技术附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本专利技术附图不应当被解释为限定或限制由根据本专利技术的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是现有单级RLC并联谐振网络结构示意图。图2是采用现有单级RLC并联谐振网络射频放大器的结构示意图。图3是采用现有多级RLC并联谐振网络射频放大器的结构示意图。图4是图2所示射频放大器阻抗效果示意图。图5是图3所示射频放大器阻抗效果示意图。图6是本专利技术负载结构第一实施例结构示意图。图7是本专利技术负载结构第二实施例结构示意图。图8是本专利技术射频放大器第一实施例结构示意图。图10是本专利技术射频放大器第二实施例结构示意图。图9是本专利技术射频放大器带宽和增益平坦度的提升效果示意图。图11是电压增益(25dB)为基准来本专利技术负载结构对带宽及增益平坦度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载结构，其用于射频放大器，其特征在于，包括：/nN个顺序串联的并联型RLC电路，第一个并联型RLC电路的第一连接端作为该负载结构的第一连接端，第N个并联型RLC电路的第二连接端作为该负载结构的第二连接端，第

【技术特征摘要】
1.一种负载结构，其用于射频放大器，其特征在于，包括：
N个顺序串联的并联型RLC电路，第一个并联型RLC电路的第一连接端作为该负载结构的第一连接端，第N个并联型RLC电路的第二连接端作为该负载结构的第二连接端，第个并联型RLC电路的第二连接端连接电源电压；
其中，第M个并联型RLC电路器件参数和第(N-M+1)个并联型RLC电路器件构成一级RLC并联谐振网络，同级RLC并联谐振网络中同种器件参数相同，该负载结构具有级RLC并联谐振网络，N为2的倍数,N＞M。


2.如权利要求1所述的负载结构，其特征在于：不同级RLC并联谐振网络的同种器件参数不相同。


3.如权利要求1所述的负载结构，其特征在于：N为4或6。


4.如权利要求1所述的负载结构，其特征在于：所述并联型RLC电路由并联的电感、电阻和电容组成。


5.一种具有权利要求1-4任意一项所述负载结构的射频放大器，其特征在于，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，
申请(专利权)人：杭州易百德微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33