用于补偿功率半导体器件中窄带失真的系统和方法技术方案

本公开涉及用于补偿功率半导体器件中窄带失真的系统和方法。本文的一些实施方案描述一种用于补偿功率放大器的低频噪声包括第一非线性滤波器网络的射频功率半导体器件。第一非线性滤波器网络可以包括多个无限冲激响应滤波器和相应的校正元件，以校正功率放大器的非线性部分。射频功率半导体器件还可包括第二非线性滤波器网络，以补偿宽带失真。第二非线性滤波器网络可以与第一非线性滤波器网络并联。宽带失真可以包括数字预失真，并且窄带失真可以包括电荷陷阱效应。第一非线性滤波器网络可以包括拉盖尔滤波器。第二非线性滤波器网络可以包括通用存储器多项式滤波器。络可以包括通用存储器多项式滤波器。络可以包括通用存储器多项式滤波器。

【技术实现步骤摘要】
用于补偿功率半导体器件中窄带失真的系统和方法


[0001]所公开的技术通常涉及半导体器件，并且更具体地涉及其中补偿窄带失真效应的功率半导体器件。

技术介绍

[0002]无线电收发器可用于多种射频(RF)通信系统中。例如，收发器可以被包括在基站或移动设备中以发送和接收与各种各样的通信标准相关联的信号，所述通信标准包括例如蜂窝和/或无线局域网(WLAN)标准。收发器还可以用于雷达系统、仪器仪表、工业电子设备、军事电子设备、便携式计算机、数字无线电和/或其他电子设备中。
[0003]RF通信系统还可以包括功率放大器，用于将来自收发器的RF发射信号放大到适合无线传输的功率电平。存在各种类型的功率放大器，包括利用基于硅(Si)的器件、基于砷化镓(GaAs)的器件、基于磷化铟(InP)的器件、基于碳化硅(SiC)的器件和氮化镓(GaN)器件。各种类型的功率放大器在成本、性能和/或工作频率方面可以提供不同的优势。例如，尽管基于硅的功率放大器通常提供较低的制造成本，但是就某些性能指标而言，某些基于硅的功率放大器比其化合物半导体同类产品差。

技术实现思路

[0004]一些实施方案包括一种射频(RF)功率半导体器件，其中，该器件包括：第一非线性滤波器网络，被配置为补偿功率放大器的窄带失真，其中，所述第一非线性滤波器网络包括被配置为对所述功率放大器的非线性部分进行校正的校正元件；和第二非线性滤波器网络，被配置为补偿所述功率放大器的宽带失真。
[0005]在一些实施方案中，所述第一非线性滤波器网络包括串联布置的第一多个无限冲激响应(IIR)滤波器。
[0006]在一些实施方案中，所述第一多个IIR滤波器中的第一滤波器包括低通滤波器(LPF)。
[0007]在一些实施方案中，所述第一多个IIR滤波器中的第二滤波器包括全通滤波器。
[0008]在一些实施方案中，所述第一多个IIR滤波器彼此正交。
[0009]在一些实施方案中，所述第一非线性滤波器网络包括串联布置的多个IIR滤波器1至N，其中所述多个IIR滤波器1至N并联布置。
[0010]在一些实施方案中，器件还包括与所述多个IIR滤波器1至N相对应的1至N个校正元件，其中在所述校正信号传播通过对应的多个IIR滤波器之前，该1至N个校正元件对所述功率放大器的非线性部分进行校正。
[0011]在一些实施方案中，对所述功率放大器的非线性部分的校正包括针对所述1至N个校正元件中的每个校正元件对所述信号的幅度施加指数。
[0012]在一些实施方案中，所述器件还包括：功率放大器，其中所述功率放大器包括化合物半导体功率放大器；和当所述化合物半导体功率放大器从低功率充电到高功率时，所述
窄带失真由电荷捕获效应引起。
[0013]在一些实施方案中，所述化合物半导体功率放大器包括氮化镓(GaN)功率放大器。
[0014]在一些实施方案中，所述器件还包括：下采样器，对输入信号进行下采样，并将下采样后的信号传输至所述第一非线性滤波器网络；和上采样器，以对所述第一非线性滤波器网络的输出进行上采样。
[0015]在一些实施方案中，所述器件还包括：混频器，将所述第一非线性滤波器网络的输出与所述第一非线性滤波器网络的输入混频；和第一缓冲器，被配置为延迟所述第一非线性滤波器网络的输入以使所述信号的时序与所述第一非线性滤波器网络的输出相匹配。
[0016]在一些实施方案中，所述器件还包括：第二缓冲器，被配置为使所述混频器的输出与所述输出延迟，以使所述时序与所述FIR滤波器的输出匹配。
[0017]在一些实施方案中，所述第二非线性滤波器网络包括多个有限无限响应(FIR)滤波器。
[0018]在一些实施方案中，所述第一非线性滤波器网络包括拉盖尔滤波器。
[0019]一些实施方案包括一种射频(RF)功率半导体器件，其中，该器件包括：第一非线性滤波器网络，被配置为补偿功率放大器的窄带失真，其中所述第一非线性滤波器网络包括多个无限冲激响应(IIR)滤波器和相应的用于校正所述功率放大器的非线性部分的校正元件。
[0020]在一些实施方案中，所述多个IIR滤波器包括拉盖尔滤波器。
[0021]在一些实施方案中，所述器件还包括：波峰因数降低功能；和第二非线性滤波器网络，被配置为补偿所述功率放大器的宽带失真，其中所述波峰因数降低功能与所述第二非线性滤波器网络串联。
[0022]在一些实施方案中，所述第二非线性滤波器网络包括多个有限无限响应(FIR)滤波器。
[0023]一些实施方案包括一种数字预失真(DPD)方法，包括：使用功率放大器放大发射信号；通过使用第一非线性滤波器网络对所述发射信号进行预失真来补偿所述功率放大器的窄带失真，包括使用第一非线性滤波器的校正元件来校正所述功率放大器的非线性部分；和通过使用第二非线性滤波器网络对所述发射信号进行预失真，来补偿所述功率放大器的宽带失真。
附图说明
[0024]图1A描绘了低频(LF)增益随时间变化，输入幅度调制随时间变化以及误差矢量幅度(EVM)随时间变化而没有电荷捕获数字预失真(DPD)的曲线图的一个示例。
[0025]图1B描绘了图1A的曲线图的扩展部分。
[0026]图1C描绘了根据一个实施例的电荷俘获DPD的电荷俘获增益与时间，电荷俘获校正与时间，输入幅度调制(以分贝)与时间，以及输入振幅调制(以伏特)与时间的曲线的一个示例。
[0027]图2A示出了根据一些实施例的RF半导体器件，该RF半导体器件包括用于校正窄带失真的第一非线性滤波器网络和用于校正宽带失真的第二非线性滤波器网络。
[0028]图2B示出了根据一些实施例的第一非线性滤波器网络的示例架构。
[0029]图3示出了根据一些实施例的包括抽取和上采样功能的第一非线性滤波器网络的示例架构。
[0030]图4示出了根据一些实施例的包括波峰因数降低函数和延迟匹配函数的第一非线性滤波器网络的示例架构。
[0031]图5示出了根据一些实施例的用于通过直接学习算法来训练第一和第二非线性滤波器网络的RF半导体器件的示例架构。
[0032]图6示出了根据一些实施例的用于训练通用存储多项式(GMP)致动器的示例架构。
[0033]图7示出了根据一些实施例的用于训练拉盖尔致动器的示例架构。
[0034]图8示出了根据一些实施例的用于识别拉盖尔致动器训练的初始条件的示例架构。
[0035]图9示出了根据一些实施例的用于RF半导体器件同时训练GMP和拉盖尔致动器两者的示例架构。
[0036]图10示出了根据一些实施例的RF半导体器件，其包括：第一非线性滤波器网络，其包括用于校正窄带失真的FIR滤波器；以及第二非线性滤波器网络，其用于校正宽带失真的FIR滤波器。
具体实施方式
[0037]电荷陷阱和数字预失真
[0038]诸如射频(RF)功率设备之类的功率设备被用于许多应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频(RF)功率半导体器件，其中，该器件包括：第一非线性滤波器网络，被配置为补偿功率放大器的窄带失真，其中，所述第一非线性滤波器网络包括被配置为对所述功率放大器的非线性部分进行校正的校正元件；和第二非线性滤波器网络，被配置为补偿所述功率放大器的宽带失真。2.权利要求1所述的器件，其中所述第一非线性滤波器网络包括串联布置的第一多个无限冲激响应(IIR)滤波器。3.权利要求2所述的器件，其中所述第一多个IIR滤波器中的第一滤波器包括低通滤波器(LPF)。4.权利要求3所述的器件，其中所述第一多个IIR滤波器中的第二滤波器包括全通滤波器。5.权利要求2所述的器件，其中所述第一多个IIR滤波器彼此正交。6.权利要求1所述的器件，其中所述第一非线性滤波器网络包括N组IIR滤波器，其中所述N组IIR滤波器中的每个具有串联布置的M个IIR滤波器，其中所述N组IIR滤波器并联布置。7.权利要求6所述的器件，还包括与所述N组IIR滤波器相对应的1至N个校正元件，其中在所述校正信号传播通过对应的N组IIR滤波器之前，该1至N个校正元件对所述功率放大器的非线性部分进行校正。8.权利要求7所述的器件，其中对所述功率放大器的非线性部分的校正包括针对所述1至N个校正元件中的每个校正元件对所述信号的幅度施加指数。9.权利要求1所述的器件，其中所述器件还包括：功率放大器，其中所述功率放大器包括化合物半导体功率放大器，以及当所述化合物半导体功率放大器从低功率充电到高功率时，所述窄带失真由电荷捕获效应引起。10.权利要求9所述的器件，其中所述化合物半导体功率放大器包括氮化镓(GaN)功率放大器。11.权利要求1所述的器件，还包括：下采样器，对输入信号进行下采样，并将下采样后的信号传输至所述第一非线性滤波器网络；和...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：亚德诺半导体国际无限责任公司，
类型：发明
国别省市：