一种差分功率放大器制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种差分功率放大器，包括依次串联的输入匹配网络、第一级放大电路、第一级间匹配网络、第二级放大电路、第二级间匹配网络、第三级放大电路以及输出匹配网络；其中所述第一级放大电路和第二级放大电路为单端输入单端输出电路，所述第三级放大电路为双路输入双路输出电路，所述第二级间匹配网络包括一个第一变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1以及第二电感L2，所述输出匹配网络包括一个第二变压器T2，由此通过将级间匹配网络和输出匹配网络采用变压器来实现，可以有效降低级间匹配难度，可有效优化输入回波损耗和增益，且可以提高输出功率。且可以提高输出功率。且可以提高输出功率。

【技术实现步骤摘要】
一种差分功率放大器


[0001]本技术涉及功率放大器
，尤其涉及一种差分功率放大器。

技术介绍

[0002]在5G无线通信系统中，关键模块是位于发射机末级的射频功率放大器(RFPower Amplifier)，其作用为将输出信号进行放大，由天线将被放大的信号发出。射频功率放大器直接影响和决定发射机系统的输出功率、效率、增益、线性度、工作带宽、反射系数等各项性能指标，从而影响和决定整个5G无线通信系统的各项性能指标。现有的传统匹配结构为一个到几个电容电感之间的串并联组合，电容电感的匹配结构目的是使得功率放大器的输入输出端口与50欧姆端口连接时实现阻抗变化，根据不同放大器的需求达到最大增益传输或最大功率传输等效果。现有阻抗匹配多为“Π型”、“T型”、“L型”匹配网络，可根据不同阻抗点选择最适合的匹配结构和匹配器件。
[0003]5G移动通信中的射频功率放大器的输出功率要求更大，因此设计和实现高功率需要更多的晶体管，增加了匹配的难度；并且在高频下的电容、电感、电阻将产生较大的寄生效应，导致器件的实际值与理想值有一定差距；由此可知高频下的阻抗匹配将更加困难。在实际设计中，仅使用电容、电感的传统匹配结构，无法将输入回波损耗、增益匹配至一个较好的状态。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供一种差分功率放大器，能够降低匹配难度，具有较高的增益和输出功率，且可以优化输入回波损耗。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术一方面提供一种差分功率放大器，包括输入匹配网络、第一级放大电路、第一级间匹配网络、第二级放大电路、第二级间匹配网络、第三级放大电路以及输出匹配网络；
[0006]其中所述第一级放大电路和第二级放大电路为单端输入单端输出电路，所述第三级放大电路为双路输入双路输出电路，所述第二级间匹配网络包括一个第一变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1以及第二电感L2，所述输出匹配网络包括一个第二变压器T2；
[0007]所述输入匹配网络的输入端和输出端分别连接单端射频输入信号RFin和第一级放大电路的输入端，所述第一级放大电路的输出端连接所述第一级间匹配网络的输入端，所述第一级间匹配网络的输出端连接所述第二级放大电路的输入端；所述第一变压器T1的两个输入端分别连接所述第二级放大电路的输出端和供电电压Vcc2，将来自所述第二级放大电路的单端信号变为一对差分信号并分别输入至所述第三级放大电路的两个输入端，所述第三级放大电路的两个输出端分别与所述第二变压器T2的两个输入端连接，所述第二变压器T2的一个输出端接地，另一输出端用于输出单端射频输出信号RFout；
[0008]所述第一电容C1和第二电容C2的一端分别与所述第一变压器T1的两个输入端连
接，所述第一电容C1和第二电容C2的另一端分别接地，所述第一电感L1和所述第二电感L2的一端分别与所述第一变压器T1的两个输出端连接，所述第一电感L1和所述第二电感L2的另一端分别接地。
[0009]更进一步地，所述第一级放大电路包括一个第一晶体管Q1，所述第二级放大电路包括一个第二晶体管Q2，所述第三级放大电路包括两个第三晶体管Q3；
[0010]所述第一晶体管Q1的基极、集电极和发射极分别与所述输入匹配网络的输出端、所述第一级间匹配网络的输入端以及接地端连接；所述第二晶体管Q2 的基极、集电极和发射极分别与所述第一级间匹配网络的输出端、所述第一变压器T1的一个输入端以及接地端连接；两个所述第三晶体管Q3的基极分别与所述第一变压器T1的两个输出端连接，两个所述第三晶体管Q3的集电极分别与所述第二变压器T2的两个输入端连接，两个所述第三晶体管Q3的发射极分别接地。
[0011]更进一步地，所述差分功率放大器还包括连接在所述第一晶体管Q1的集电极和基极之间的负反馈网络，所述负反馈网络包括串联的第一电阻R1和第三电容C3；
[0012]所述第一级放大电路还包括第二电阻R2，所述第二电阻R2串联在所述输入匹配网络和所述第一晶体管Q1的基极之间，并与所述负反馈网络并联。
[0013]更进一步地，所述第二级间匹配网络还包括第四电容C4、第五电容C5以及第三电感L3；
[0014]所述第四电容C4串联在所述第一变压器T1的一个输出端和一个第三晶体管Q3的基极之间，所述第五电容C5串联在所述第一变压器T1的另一个输出端和另一第三晶体管Q3的基极之间，所述第三电感L3串联在所述第一变压器 T1的输入端和供电电压Vcc2之间。
[0015]更进一步地，所述输出匹配网络还包括第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8以及第四电感L4；
[0016]所述第六电容C6和所述第七电容C7的一端分别与所述第二变压器T2的两个输入端连接，所述第六电容C6和所述第七电容C7的另一端分别接地，所述第八电容C8的一端与所述第二变压器T2中用于接地的输出端连接，所述第八电容C8的另一端接地，所述第四电感L4串联在所述第二变压器T2的用于接地的输出端和地端之间。
[0017]更进一步地，所述输入匹配网络包括第九电容C9、第十电容C10、第五电感L5以及第六电感L6；
[0018]所述第九电容C9的一端与第五电感L5的一端连接，且连接节点用于输入所述单端射频输入信号RFin，所述第五电感L5的另一端接地，所述第九电容 C9的另一端与所述第十电容C10的一端连接，所述第十电容C10的另一端与所述第一级放大电路的输入端连接，所述第六电感L6的一端连接在所述第九电容C9和第十电容C10之间，所述第六电感L6的另一端接地。
[0019]更进一步地，所述第二级放大电路还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3 串联在所述第一级间匹配网络的输出端和所述第二级放大电路的输入端之间。
[0020]更进一步地，还包括与每个所述晶体管的基极一一对应连接的基极偏置电路；
[0021]所述基极偏置电路包括第四晶体管Q4、第五晶体管Q5、第六晶体管Q6、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第十一电容C11；
[0022]所述第四晶体管Q4的基极和集电极、所述第五晶体管Q5的基极、所述第四电阻R4
的一端以及所述第十一电容C11的一端相连接；所述第四电阻R4 的另一端连接供电电压Vreg，所述第四晶体管Q4的发射极、所述第六晶体管 Q6的集电极和基极相连接，所述第六晶体管Q6的发射极与第五电阻R5的一端连接，所述第五电阻R5的另一端接地，所述第十一电容C11的另一端接地，所述第五晶体管Q5的集电极连接供电电压Vbat，所述第五晶体管Q5的发射极与第六电阻R6的一端连接，所述第六电阻R6的另一端与对应的晶体管的基极连接。
[0023]更进一步地，所述第一级间匹配网络包括第七电感L7、第八电感L8、第十四电容C14以及第十五电容C15；
[0024]所述第七电感L7的一端和所述第十四电容C14的一端均连接至所述第一级放大电路的输出端，所述第七电感L7的另一端接供电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差分功率放大器，其特征在于，包括输入匹配网络、第一级放大电路、第一级间匹配网络、第二级放大电路、第二级间匹配网络、第三级放大电路以及输出匹配网络；其中所述第一级放大电路和第二级放大电路为单端输入单端输出电路，所述第三级放大电路为双路输入双路输出电路，所述第二级间匹配网络包括一个第一变压器T1、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1以及第二电感L2，所述输出匹配网络包括一个第二变压器T2；所述输入匹配网络的输入端和输出端分别连接单端射频输入信号RFin和第一级放大电路的输入端，所述第一级放大电路的输出端连接所述第一级间匹配网络的输入端，所述第一级间匹配网络的输出端连接所述第二级放大电路的输入端；所述第一变压器T1的两个输入端分别连接所述第二级放大电路的输出端和供电电压Vcc2，将来自所述第二级放大电路的单端信号变为一对差分信号并分别输入至所述第三级放大电路的两个输入端，所述第三级放大电路的两个输出端分别与所述第二变压器T2的两个输入端连接，所述第二变压器T2的一个输出端接地，另一输出端用于输出单端射频输出信号RFout；所述第一电容C1和第二电容C2的一端分别与所述第一变压器T1的两个输入端连接，所述第一电容C1和第二电容C2的另一端分别接地，所述第一电感L1和所述第二电感L2的一端分别与所述第一变压器T1的两个输出端连接，所述第一电感L1和所述第二电感L2的另一端分别接地。2.根据权利要求1所述的差分功率放大器，其特征在于，所述第一级放大电路包括一个第一晶体管Q1，所述第二级放大电路包括一个第二晶体管Q2，所述第三级放大电路包括两个第三晶体管Q3；所述第一晶体管Q1的基极、集电极和发射极分别与所述输入匹配网络的输出端、所述第一级间匹配网络的输入端以及接地端连接；所述第二晶体管Q2的基极、集电极和发射极分别与所述第一级间匹配网络的输出端、所述第一变压器T1的一个输入端以及接地端连接；两个所述第三晶体管Q3的基极分别与所述第一变压器T1的两个输出端连接，两个所述第三晶体管Q3的集电极分别与所述第二变压器T2的两个输入端连接，两个所述第三晶体管Q3的发射极分别接地。3.根据权利要求2所述的差分功率放大器，其特征在于，所述差分功率放大器还包括连接在所述第一晶体管Q1的集电极和基极之间的负反馈网络，所述负反馈网络包括串联的第一电阻R1和第三电容C3；所述第一级放大电路还包括第二电阻R2，所述第二电阻R2串联在所述输入匹配网络和所述第一晶体管Q1的基极之间，并与所述负反馈网络并联。4.根据权利要求2所述的差分功率放大器，其特征在于，所述第二级间匹配网络还包括第四电容C4、第五电容C5以及第三电感L3；所述第四电容C4串联在所述第一变压器T1的一个输出端和一个第三晶体管Q3的基极之间，所述第五电容C5串联在所述第一变压器T1的另一个输出端和另一第三晶体管Q3的基极之间，所述第三电感L3串联在所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志远，赵宇霆，郭嘉帅，
申请(专利权)人：深圳飞骧科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：