射频功率放大器制造技术

根据一个方面，提出了一种包括功率放大器的集成电路，该功率放大器包括：至少两个放大器级(DS，PS)的系列，包括第一放大器级(DS)和最后放大器级(PS)，第一放大器级(DS)被配置为接收射频信号作为输入，最后放大器级(PS)被配置为传送放大的射频信号作为输出；安全电路，包括：控制部件(CM)，被配置为将放大的射频信号(RFAMP)的电压与阈值电压(VTH)进行比较，增益降低部件(GRM)，被配置为当放大的射频信号(RFAMP)的电压大于阈值电压(VTH)时，降低最后放大器级(PS)的上游放大器级(DS)的偏置电压。放大器级(PS)的上游放大器级(DS)的偏置电压。放大器级(PS)的上游放大器级(DS)的偏置电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射频功率放大器
[0001]实施例和实施方式涉及射频功率放大器，特别是具有多个放大器级的功率放大器。
[0002]射频功率放大器通常用于在将射频信号传送到无线电天线之前对其进行放大。
[0003]多级功率放大器通常用于在到达功率放大器的输入的信号与功率放大器的输出处的信号之间获得高增益。特别地，多级功率放大器可以包括驱动器级和功率级。
[0004]最后放大器级，特别是功率级，包括连接到射频天线的输出。
[0005]多级放大器可用于物联网(也被缩写为IOT)的设备中。
[0006]每个放大器级可以是CMOS放大器(“互补金属氧化物半导体”的缩写)。
[0007]无线电天线具有阻抗，阻抗可根据无线电天线放置的环境而变化。特别是，在一些环境中，特别是当无线电天线位于金属元件附近时，其阻抗可能变化，使得天线不再相对于功率放大器适用。换句话说，天线具有很高的驻波比。
[0008]相对于天线的标称工作，阻抗的这些变化会导致功率放大器的输出处的过电压。
[0009]然而，功率放大器的最后放大器级并不总是被配置为经受这种过电压。特别地，最后放大器级可以包括具有低于这些过电压的安全工作范围的晶体管。因此，过电压会损坏功率放大器的最后放大器级。
[0010]为了解决这个缺点，一些功率放大器的最后放大器级包括专用的高压组件，例如具有厚氧化物的LDMOS晶体管或MOS晶体管。这种专用高压元件特别具有大于15V的击穿电压。然而，这样的高频组件在高频下效率较低，并且其制造更昂贵。也有GaAs晶体管等高效晶体管，但这些高效晶体管的制造成本较高。
[0011]可选地，可以增加最后放大器级的级联晶体管的数目。这种解决方案的缺点是增加了最后放大器级所需的空间。
[0012]此外，可以实现限幅，允许限制最后放大器级的输出处的过电压。然而，这种解决方案可能会降低放大器的性能。
[0013]因此，需要提出一种功率放大器，该功率放大器被保护以防止在其最后放大器级的输出处可能出现的过电压，并且具有良好的性能，同时价格低廉。
[0014]根据一个方面，提出了一种包括功率放大器的集成电路，该功率放大器包括：
[0015]至少两个放大器级的系列，包括第一放大器级和最后放大器级，第一放大器级被配置为接收射频信号作为输入，最后放大器级被配置为传送放大的射频信号作为输出，
[0016]安全电路，包括：
[0017]控制部件，被配置为将放大的射频信号的电压与阈值电压进行比较，
[0018]增益降低部件，被配置为当放大的射频信号的电压大于阈值电压时，降低最后放大器级上游的放大器级的偏置电压。
[0019]放大器级允许放大由第一级接收的射频信号。
[0020]最后一级的输出处的电压可以等于最后放大器级的漏极处的直流电压与放大的射频信号的电压摆幅之和。
[0021]只有最后放大器级才能连接到无线电天线上。因此，只有最后放大器级应该被保
护免受过电压的影响。
[0022]控制部件被配置为测量在最后放大器级的输出处的放大的射频信号，然后将该放大的射频信号与阈值电压进行比较。
[0023]控制部件允许通过将最后放大器级的输出处的放大信号的电压与阈值电压进行比较，来控制该最后放大器级的输出处的放大信号的电压。
[0024]此外，当最后放大器级的输出处的电压超过阈值电压时，增益降低部件允许降低最后放大器级上游的放大器级的增益。
[0025]特别地，当功率放大器仅包括两个放大器级时，增益降低部件允许降低第一放大器级的增益。然而，当功率放大器包括两个以上的放大器级时，增益降低部件可以允许降低第一放大器级的增益，或者降低第一放大器级和最后放大器级之间的中间放大器级的增益。
[0026]优选地，阈值电压被选择为小于可能损坏最后放大器级的最小电压。
[0027]通过降低上游放大器级的增益，也减小了放大的射频信号的电压摆幅。因此，通过降低上游放大器级的增益，放大的射频信号的最大电压降低到低于阈值电压。
[0028]这允许将放大的射频信号的电压维持在可能损坏最后放大器级的电压以下。
[0029]因此，安全电路允许保护最后放大器级。
[0030]此外，安全电路不会干扰功率放大器的性能。实际上，增益降低部件在天线的标称工作期间不介入。
[0031]此外，不是降低最后放大器级的增益，而是降低最后放大器级上游的级的增益，这一事实允许获得快速的放大信号电压降低。
[0032]安全电路允许使用简单和廉价的放大器级。
[0033]此外，这种安全电路的制造成本也不高。
[0034]在有利的实施例中，控制部件包括阈值电压发生器。
[0035]有利地，阈值电压发生器包括电流源和电阻器。优选地，该电流源和/或该电阻器是可修改的，以便能够调整阈值电压。
[0036]优选地，控制部件还包括：
[0037]整流器，被配置为整流放大的射频信号的电压，
[0038]比较器，被配置为将放大的射频信号的整流电压与阈值电压进行比较，并在放大的射频信号的整流电压大于阈值电压时生成信号作为输出，
[0039]滤波器，被配置为从比较器的输出处的信号中去除射频。
[0040]在有利的实施例中，增益降低部件被配置为通过降低该放大器级的偏置电压来降低上游放大器级的增益。
[0041]优选地，增益降低部件包括放大部件，放大部件被配置为放大控制部件的滤波器的输出处的信号，并将放大信号传送到上游放大器级的输入，以便降低上游放大器级的输入晶体管的栅极电压。
[0042]在有利的实施例中，功率放大器仅包括两个放大器级，第一放大器级是驱动器级，最后放大器级是功率级，增益降低部件被配置为当放大的射频信号的电压大于阈值电压时降低驱动器级的偏置电压。
[0043]可选地，功率放大器可以例如包括三个放大器级。第一放大器级可以是预驱动器
级，第二放大器级可以是驱动器级，第三级可以是功率级。在这种情况下，增益降低部件可以被配置为降低预驱动器级的增益或驱动器级的增益。
[0044]根据另一方面，提出了一种包括以下的物体：
[0045]无线电天线，
[0046]如前所述的集成电路，功率放大器连接到无线电天线，以便能够从该功率放大器的输入处接收的射频信号中向无线电天线传送放大的射频信号。
[0047]本专利技术的其他优点和特征将在审阅实施例和实施方式以及附图的详细描述时显现出来，这些实施例和实施方式绝不是限制性的，其中：
[0048][图1][0049][图2]示意性地示出了本专利技术的实施例和实施方式。
[0050]图1示出了根据本专利技术的实施例的集成电路。
[0051]集成电路包括功率放大器AMP。功率放大器AMP被配置为放大在输入DSIN处接收的射频RF信号，并在输出PSOUT处传送放大的射频信号。该放大的射频信号能够被传送到无线电天线(未示出)。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集成电路，包括功率放大器，所述功率放大器包括：至少两个放大器级(DS，PS)的系列，包括第一放大器级(DS)和最后放大器级(PS)，所述第一放大器级(DS)被配置为接收射频信号作为输入，所述最后放大器级(PS)被配置为传送放大的射频信号作为输出，安全电路，包括：控制部件(CM)，被配置为将所述放大的射频信号(RFAMP)的电压与阈值电压(VTH)进行比较，增益降低部件(GRM)，被配置为当所述放大的射频信号(RFAMP)的电压大于所述阈值电压(VTH)时，降低所述最后放大器级(PS)的上游放大器级(DS)的偏置电压。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述控制部件(CM)包括阈值电压发生器(GVTH)。3.根据权利要求2所述的集成电路，其中所述阈值电压发生器(GVTH)包括电流源(SCG)和电阻器(R0)，所述电流源(SCG)和/或所述电阻器(R0)是能够修改的，以便能够调整所述阈值电压。4.根据权利要求2或3中任一项所述的集成电路，其中所述控制部件(CM)还包括：整流器(RDS)，被配置为整流所述放大的射频信号的电压，比较器(COMP)，被配置为将所述放大的射频信号(RFAMP)的整流电压与所述阈值电压(VTH)进行比较，并在所述放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：意法半导体国际有限公司，
类型：发明
国别省市：