一种基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器，属于射频功率放大器技术领域，解决了现有的Doherty功率放大器将驱动输出匹配网络和功分器分离造成的放大器尺寸较大且工作效率较低的问题。驱动功率放大电路包括驱动功率晶体管和改进型级间匹配网络，改进型级间匹配网络连接在驱动功率晶体管的漏极；载波功率放大电路，连接在改进型级间匹配网络的一个输出端，载波功率放大电路包括载波输出匹配网络；峰值功率放大电路，连接在改进型级间匹配网络的另一个输出端，峰值功率放大电路包括峰值输出匹配网络和π型微带补偿线。实现了紧凑布局，缩小了整个放大器的尺寸并提高了工作效率。高了工作效率。高了工作效率。

A Doherty power amplifier based on improved interstage matching

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器


[0001]本专利技术涉及射频功率放大器
，尤其涉及一种基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器。

技术介绍

[0002]目前，5G技术成为无数科研工作人员研究的热点，然而5G技术的实现，需要过硬的硬件基础设施。小基站是实现5G技术的硬件基础设施之一。射频功率放大器是5G小基站中的核心部件，在小基站中发挥着重要的作用。为了找到能够满足当前5G小基站需求射频功放架构，基于Doherty架构的射频功率放大器逐渐出现在人们的视野中。这种架构的功放，在回退工作点具有较高的效率和比较好的线性度，因此Doherty功放成为了当下研究的热点。
[0003]传统的Doherty功率放大器将驱动输出匹配网络和功分器分离，造成Doherty功率放大器的尺寸较大、工作效率较低，且浪费资源，因此需要提出一种基于集成输出匹配网络和功分器的具有高增益和高效益的紧凑型Doherty功率放大器。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器，用以解决现有的Doherty功率放大器将驱动输出匹配网络和功分器分离造成的放大器尺寸较大且工作效率较低的问题。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供了一种基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器，包括：
[0006]驱动功率放大电路，所述驱动功率放大电路包括驱动功率晶体管和改进型级间匹配网络，所述改进型级间匹配网络连接在驱动功率晶体管的漏极；
[0007]载波功率放大电路，连接在所述改进型级间匹配网络的一个输出端，所述载波功率放大电路包括载波输出匹配网络；
[0008]峰值功率放大电路，连接在所述改进型级间匹配网络的另一个输出端，所述峰值功率放大电路包括峰值输出匹配网络和π型微带补偿线。
[0009]进一步，当向驱动功率放大电路输入第一功率信号时，所述载波输出匹配网络将载波功率晶体管的负载阻抗匹配到合路点阻抗，所述π型微带补偿线将峰值功率晶体管的负载阻抗匹配到无穷大，由所述载波功率放大电路实现所述第一功率信号的放大；
[0010]当向驱动功率放大电路输入第二功率信号时，所述载波输出匹配网络将载波功率晶体管的负载阻抗匹配到150欧姆，所述峰值输出匹配网络将峰值功率晶体管的负载阻抗匹配到75欧姆，由载波功率放大电路和峰值功率放大电路共同实现所述第二功率信号的放大。
[0011]进一步，所述改进型级间匹配网络包括第一微带线、第一电容、第二电容、第一电阻、第一电感和第二电感；
[0012]所述第一微带线的一端为改进型级间匹配网络的输入端，连接驱动功率晶体管的漏极，第一微带线的另一端同时连接第一电容的一端和第二电容的一端，第一电容的另一端为改进型级间匹配网络的一个输出端，第二电容的另一端为改进型级间匹配网络的另一个输出端，所述第一电感连接在改进型级间匹配网络的一个输出端与地之间，所述第二电感连接在改进型级间匹配网络的另一个输出端与地之间，第一电阻串接在改进型级间匹配网络的一个输出端与另一个输出端之间。
[0013]进一步，所述载波功率放大电路还包括连接在所述改进型级间匹配网络的一个输出端与载波功率晶体管之间的载波输入匹配网络；
[0014]所述载波输入匹配网络包括第三电感、第三电容和第四电容；所述第三电感的一端同时连接第三电容的一端和第四电容的一端，第三电感的另一端连接载波功率晶体管的栅极，第三电容的另一端为载波输入匹配网络的输入端，第四电容的另一端接地。
[0015]进一步，所述载波输出匹配网络连接在载波功率晶体管和合路点之间，包括第二微带线、第五电容和第六电容，所述第二微带线的一端连接第五电容的一端，第二微带线的另一端为载波输出匹配网络的输出端，第五电容的另一端连接载波功率晶体管的漏极，所述第六电容连接在载波输出匹配网络的输出端与地之间。
[0016]进一步，所述载波功率放大电路还包括连接在所述改进型级间匹配网络的一个输出端与载波输入匹配网络之间的π型移相网络；
[0017]所述π型相位补偿网络包括第七电容、第四电感和第五电感，所述第四电感和第五电感分别连接在第七电容的两端；所述第七电容的两端分别为π型移相网络的输入端和输出端。
[0018]进一步，所述峰值功率放大电路还包括峰值输入匹配网络；
[0019]所述峰值输入匹配网络包括第三微带线、第八电容和第九电容，所述第三微带线的一端同时连接第八电容的一端和第九电容的一端，第八电容的另一端为峰值输入匹配网络的输入端，第九电容的另一端接地，第三微带线的另一端为峰值输入匹配网络的输出端。
[0020]进一步，所述峰值输出匹配网络包括第四微带线、第十电容和第十一电容，所述第四微带线的一端连接第十电容的一端，第四微带线的另一端为峰值输出匹配网络的输出端，第十电容的另一端为峰值输出匹配网络的输入端，第十一电容串接在峰值输出匹配网络的输出端与地之间。
[0021]进一步，所述π型微带补偿线包括第五微带线和第十二电容，且与所述峰值输出匹配网络共用第十一电容；所述第十一电容和第十二电容分别连接在第五微带线的两端，所述第五微带线的两端分别为π型微带补偿线的输入端和输出端。
[0022]进一步，所述驱动功率晶体管、载波功率晶体管和峰值功率晶体管均为GaN HEMT晶体管。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0024]1、一种基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器，通过驱动功率放大电路，为载波功率放大电路和峰值功率放大电路提供驱动功率，提升了整体电路的增益。改进型级间匹配网络同时具有驱动输出匹配网络和功分器的作用，解决了现有的Doherty功率放大器将驱动输出匹配网络和功分器分离造成Doherty功率放大器的尺寸较大的问题，缩小了Doherty功率放大器的尺寸，提高了整个功率放大器的紧凑性。同时，通过载波输出匹配网
络、峰值输出匹配网络和π型微带补偿线的相互配合，实现了载波功率放大器的双阻抗点匹配，提升了载波功率放大器工作在回退功率点和饱和工作点的工作效率。在输入低功率信号时，载波输出匹配网络将载波功率放大器的负载阻抗匹配至合路点阻抗，在输入高功率信号时，载波输出匹配网络和峰值输出匹配网络相互配合，实现了将载波功率放大电路和峰值功率放大电路的并联负载阻抗匹配至合路点阻抗的效果，故无需在合路点设置后匹配网络，缩小了整个放大器的尺寸，实现了紧凑布局。
[0025]2、π型移相网络由一个电容和两个接地电感连接组成，其中两个接地电感的值相同。载波功率放大电路中的π型移相网络用于补偿载波功率放大电路和峰值功率放大电路之间的相位差，使得整个放大器电路更加稳定，提高了整体电路的增益。
[0026]3、通过π型微带补偿线，保证了在峰值功放不开启时载波功率放大电路的输出功率不发生泄漏，即当载波功放工作在回退点时，使峰值功率晶体管的负载阻抗呈高阻状态。同时，π型微带补偿线与峰值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器，其特征在于，包括：驱动功率放大电路，所述驱动功率放大电路包括驱动功率晶体管和改进型级间匹配网络，所述改进型级间匹配网络连接在驱动功率晶体管的漏极；载波功率放大电路，连接在所述改进型级间匹配网络的一个输出端，所述载波功率放大电路包括载波输出匹配网络；峰值功率放大电路，连接在所述改进型级间匹配网络的另一个输出端，所述峰值功率放大电路包括峰值输出匹配网络和π型微带补偿线。2.根据权利要求1所述的基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器，其特征在于，当向驱动功率放大电路输入第一功率信号时，所述载波输出匹配网络将载波功率晶体管的负载阻抗匹配到合路点阻抗，所述π型微带补偿线将峰值功率晶体管的负载阻抗匹配到无穷大，由所述载波功率放大电路实现所述第一功率信号的放大；当向驱动功率放大电路输入第二功率信号时，所述载波输出匹配网络将载波功率晶体管的负载阻抗匹配到150欧姆，所述峰值输出匹配网络将峰值功率晶体管的负载阻抗匹配到75欧姆，由载波功率放大电路和峰值功率放大电路共同实现所述第二功率信号的放大。3.根据权利要求2所述的基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器，其特征在于，所述改进型级间匹配网络包括第一微带线、第一电容、第二电容、第一电阻、第一电感和第二电感；所述第一微带线的一端为改进型级间匹配网络的输入端，连接驱动功率晶体管的漏极，第一微带线的另一端同时连接第一电容的一端和第二电容的一端，第一电容的另一端为改进型级间匹配网络的一个输出端，第二电容的另一端为改进型级间匹配网络的另一个输出端，所述第一电感连接在改进型级间匹配网络的一个输出端与地之间，所述第二电感连接在改进型级间匹配网络的另一个输出端与地之间，第一电阻串接在改进型级间匹配网络的一个输出端与另一个输出端之间。4.根据权利要求1所述的基于改进型级间匹配的Doherty功率放大器，其特征在于，所述载波功率放大电路还包括连接在所述改进型级间匹配网络的一个输出端与载波功率晶体管之间的载波输入匹配网络；所述载波输入匹配网络包括第三电感、第三电容和第四电容；所述第三电感的一端同时连接第三电容的一端和第四电容的一端，第三电感的另一端连接载波功率晶体管的栅极，第三电容的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：元赛飞，刘果果，狄皓月，袁婷婷，陈晓娟，魏珂，刘新宇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：