一种5G射频前端模块电路制造技术

本发明专利技术一种5G射频前端模块电路，属于集成电路技术领域。其包括SOI大功率开关单元和GaAs低噪声放大器单元，所述SOI大功率开关单元和GaAs低噪声放大器单元之间直接采用金丝进行匹配连接；所述SOI大功率开关单元的ANT端接收链路信号，其TX端连接负载、RX端连接所述GaAs低噪声放大器单元的RxIn端，所述GaAs低噪声放大器单元的RxOut端连接基站的接收链路。本发明专利技术可以降低系统尺寸，提高灵敏度；提升功率容量，提高驱动能力和开关速度；降低噪声系数。数。数。

【技术实现步骤摘要】
一种5G射频前端模块电路


[0001]本技术属于集成电路
，具体涉及一种5G射频前端模块电路。

技术介绍

[0002]随着移动通信技术的迅速发展，以高速传输为特点的第五代移动通信系统对射频芯片提出了新要求，具体表现为高线性、高集成化、高效率、低成本、多频段多模式多功能等。此时，处于核心地位的射频前端芯片成为关键，其主要包括开关、低噪声放大器、功率放大器等，但根据5G基站通信频段需求，现有射频前端模块还存在低功率容量或高噪声系数的缺陷。

技术实现思路

[0003]为了克服上述存在的问题，本技术的目的是提供一种具备高功率容量、低噪声、高集成、低成本的特点的5G射频前端模块电路。
[0004]本技术的目的是这样实现的：
[0005]本技术一种5G射频前端模块电路，其包括SOI大功率开关单元和GaAs低噪声放大器单元，所述SOI大功率开关单元和GaAs低噪声放大器单元之间直接采用金丝进行匹配连接；
[0006]所述SOI大功率开关单元的ANT端接收链路信号，其TX端连接负载、RX端连接所述GaAs低噪声放大器单元的RxIn端，所述GaAs低噪声放大器单元的RxOut端连接基站的接收链路；
[0007]所述SOI大功率开关单元采用SOI大功率单刀双掷开关，其射频部分采用晶体管堆叠的方式，并在off
‑
fet漏源跨接电容以提升其功率容量；其内部采用可变频级联电荷泵产生高速高驱动能力的信号为射频开关晶体管提供电源驱动；
[0008]当基站处于发射状态时，所述SOI大功率单刀双掷开关切换至负载端用以发射信号；当基站处于接收状态时，所述SOI大功率单刀双掷开关切换至GaAs低噪声放大器单元用以接收信号；
[0009]所述GaAs低噪声放大器单元由两级Cascode结构的放大器级联而成；第一级GaAs低噪声放大器LNA1的输入端，即GaAs低噪声放大器单元的RxIn端连接SOI大功率开关单元的RX端，其输出端通过第一节点V1与开关T1相连，所述开关T1另一端口连接第二级GaAs低噪声放大器LNA2的输入端，所述第二级GaAs低噪声放大器LNA2的输出端与开关T2的输入端口连接，所述开关T2的另一端口即为GaAs低噪声放大器单元的RxOut端；开关T3、开关T4、开关T5依次相接，所述开关T3的输入端连接第一节点V1，从而与第一级GaAs低噪声放大器LNA1的输出端相连，所述开关T5的输出端连接第二节点V2，从而与GaAs低噪声放大器单元的RxOut端相连，它们与第二级GaAs低噪声放大器LNA2并联；开关T5和开关T7并联，所述开关T6和开关T7的输入端分别连接第三节点V3和第四节点V4，输出端接地；
[0010]所述GaAs低噪声放大器单元还包括Bypass控制电路和Power Down控制电路，所述
Bypass控制电路发出Bypass控制信号（BP），所述Power Down控制电路发出Power Down控制信号（PD）；
[0011]当Bypass控制信号（BP）和Power Down控制信号（PD）均为低电位时，开关T1、开关T2、开关T6、开关T7为连接状态、开关T3、开关T4、开关T5为断开状态，第一级GaAs低噪声放大器LNA1和第二级GaAs低噪声放大器LNA2级联，此时GaAs低噪声放大器单元处于High Gain模式；当Bypass控制信号为高电位，Power Down控制信号为低电位时，开关T3、开关T4、开关T5为连接状态，开关T1、开关T2、开关T6、开关T7为断开状态，第二级GaAs低噪声放大器LNA2被短路，此时GaAs低噪声放大器单元处于Low Gain模式；当Bypass控制信号为低电位、Power Down控制信号为高电位时，开关T1开关T2、开关T3、开关T4、开关T5、开关T6、开关T7均为断开状态，此时GaAs低噪声放大器单元处于Power Down模式。
[0012]进一步地，所述电路的输入端并联反向二极管。
[0013]有益效果
[0014]本技术通过采用于SOI大功率开关GaAs低噪声放大器模块化集成，可以简化基站接收机系统设计，降低了系统尺寸，提高了灵敏度，具有高功率容量、低噪声、高集成、低成本的特点；满足未来5G通信系统射频前端
的需求；
[0015]本技术利用SOI的工艺特点、晶体管堆叠的方式和off
‑
fet源漏跨接电容技术，使SOI开关获得高达54dBm（平均功率45dBm，9dB PAR）的峰值功率容量；采用可变频级联电荷泵技术，可以提升器件的开关速度；
[0016]本技术利用GaAs pHEMT器件自身的低噪声特点和级间金丝匹配电感，使器件获得更低的噪声系数（3.6GHz时噪声系数为1.2dB）；采用反向二极管提高低噪声放大器的功率容量，使其在大功率注入时不易损毁。
附图说明
[0017]图1是本技术一种5G射频前端模块电路的架构图；
[0018]图2是本技术一种5G射频前端模块电路的原理图；
[0019]图3是本技术SOI大功率开关的射频晶体管堆叠结构图；
[0020]图4是本技术SOI大功率开关的电源驱动原理图；
[0021]图5是本技术GaAs低噪声放大器的结构图；
[0022]图6是本技术GaAs低噪声放大器单元的原理图；
[0023]图7是本技术RX Mode下噪声系数曲线图。
具体实施方式
[0024]下面结合图对本技术进行进一步的说明。
[0025]根据5G基站通信频段需求，并针对现有射频前端模块低功率容量或高噪声系数的缺陷，本技术采用一种基于SOI大功率开关和GaAs低噪声放大器的电路实现方式设计射频前端模块，其包括SOI大功率开关单元和GaAs低噪声放大器单元，如图1所示。所述SOI大功率开关单元的ANT端接收链路信号，其TX端连接负载、RX端连接所述GaAs低噪声放大器单元的RxIn端，所述GaAs低噪声放大器单元的RxOut端连接基站的接收链路。
[0026]所述SOI大功率开关单元采用SOI大功率单刀双掷开关，其射频部分采用晶体管堆
叠的方式，并在off
‑
fet漏源跨接电容以提升其功率容量；此外，它内部采用可变频级联电荷泵产生高速高驱动能力的信号为射频开关晶体管提供电源驱动。
[0027]GaAs低噪声放大器单元采用经典的Cascode结构，并利用GaAs pHEMT器件自身的低噪声特点，可以获得良好的噪声性能；而模块内部，SOI大功率开关单元和GaAs低噪声放大器单元之间直接采用金丝进行匹配连接，从而可以获得比传统的片上匹配低噪声放大器更低的噪声系数。
[0028]该射频前端模块内部集成了双通道的SOI大功率单刀双掷开关和GaAs低噪声放大器，具有低噪声、高功率容量、高增益、高线性、高集成的特点，且内部集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G射频前端模块电路，其特征在于，其包括SOI大功率开关单元和GaAs低噪声放大器单元，所述SOI大功率开关单元和GaAs低噪声放大器单元之间直接采用金丝进行匹配连接；所述SOI大功率开关单元的ANT端接收链路信号，其TX端连接负载、RX端连接所述GaAs低噪声放大器单元的RxIn端，所述GaAs低噪声放大器单元的RxOut端连接基站的接收链路；所述SOI大功率开关单元采用SOI大功率单刀双掷开关，其射频部分采用晶体管堆叠的方式，并在off
‑
fet漏源跨接电容以提升其功率容量；其内部采用可变频级联电荷泵产生高速高驱动能力的信号为射频开关晶体管提供电源驱动；当基站处于发射状态时，所述SOI大功率单刀双掷开关切换至负载端用以发射信号；当基站处于接收状态时，所述SOI大功率单刀双掷开关切换至GaAs低噪声放大器单元用以接收信号；所述GaAs低噪声放大器单元由两级Cascode结构的放大器级联而成；第一级GaAs低噪声放大器LNA1的输入端，即GaAs低噪声放大器单元的RxIn端连接SOI大功率开关单元的RX端，其输出端通过第一节点V1与开关T1相连，所述开关T1另一端口连接第二级GaAs低噪声放大器LNA2的输入端，所述第二级GaAs低噪声放大器LNA2的输出端与开关T2的输入端口连接，所述开关T2的另一端口即为GaAs低噪声放大器单元的RxOut端；开关T3、开关T4、开关T5依次相接，所述开关T3的输入端连接第一节点V1，从而与第一级GaAs低噪声放大器LNA1的输出端相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏华婧，何旭，侯文杰，郑远，
申请(专利权)人：南京国微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：