一种功率放大电路、功率放大器及发射机制造技术

本申请提供了一种功率放大电路、功率放大器及发射机，在功率放大电路中包括功率放大单元和补偿单元；功率放大单元中包括第一MOS场效应管，补偿单元中包括第三MOS场效应管，所述第三MOS场效应管的源极与所述第一MOS场效应管的漏极连接，且所述第三MOS场效应管的导电类型与所述第一MOS场效应管的导电类型相反，从而利用所述第三MOS场效应管的栅

【技术实现步骤摘要】
一种功率放大电路、功率放大器及发射机


[0001]本申请涉及电子
，尤其涉及一种功率放大电路、功率放大器及发射机。

技术介绍

[0002]互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)作为一种主流的半导体工艺广泛应用于各种数字/模拟信号处理芯片的实现，如常见的通信基带和模拟收发器等。功率放大器(Power Amplifier，PA)作为发射机的末级模块，基于CMOS工艺研制的PA主要应用于蓝牙、Zigbee、NB
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IoT等窄带低功率场景，也可应用于早期的WiFi系统。但是随着调制信号的正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)阶数的增加，为了保证信号的无损传输，通信链路信噪比的要求也相应增加，因此高阶QAM信号的发送要求PA具有更高的线性度，如更低的幅度调制对幅度调制(Amplitude Modulation
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Amplitude Modulation，AM
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AM)失真和幅度调制对相位调制(Amplitude Modulation
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Phase Modulation，AM
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PM)失真。所以，如何设计高线性PA，以满足高带宽、高阶QAM信号的传输，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种功率放大电路、功率放大器及发射机，用于提供一种高线性度的功率放大电路。<br/>[0004]第一方面，本申请实施例提供的一种功率放大电路，包括：功率放大单元和补偿单元；所述功率放大单元可以包括：第一MOS场效应管；所述第一MOS场效应管的栅极与所述功率放大电路的输入信号端连接，所述第一MOS场效应管的漏极与所述功率放大电路的输出信号端连接，所述第一MOS场效应管的源极接地。所述补偿单元可以包括第三MOS场效应管；所述第三MOS场效应管的栅极与第一偏置电压端连接，所述第三MOS场效应管的源极与所述功率放大电路的输出信号端连接，所述第三MOS场效应管的漏极与第二偏置电压端连接。所述第一MOS场效应管为N型MOS场效应管，所述第三MOS场效应管为P型MOS场效应管；或者，所述第一MOS场效应管为P型MOS场效应管，所述第三MOS场效应管M3为N型MOS场效应管。
[0005]本申请实施例提供的功率放大电路，所述第三MOS场效应管的源极与所述第一MOS场效应管的漏极连接，且所述第三MOS场效应管的导电类型与所述第一MOS场效应管M1的导电类型相反，从而利用所述第三MOS场效应管的栅
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源电容Cgs随输入电压的变化趋势与第一MOS场效应管的栅
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漏电容Cgd随输入电压的变化趋势相反，实现补偿后第一MOS场效应管的栅
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漏电容基本不随输入电压变化而变化，从而对AM
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PM进行补偿，进而提高功率放大电路的线性度，并且该功率放大电路设计简单。
[0006]在一种实施例中，所述第一偏置电压端的电压可以设置在0～Vdd之间，其中Vdd为电源电压，所述第二偏置电压端可以设置为虚地，即第二偏置电压端通过电容接地。
[0007]示例性的，在所述功率放大电路中，所述功率放大单元还可以包括第二MOS场效应管和第一偏置子电路；所述第二MOS场效应管的栅极通过所述第一偏子置电路与所述功率
放大电路的输入信号端连接，所述第二MOS场效应管的漏极与所述功率放大电路的输出信号端连接，所述第二MOS场效应管的源极接地；所述第一偏置子电路用于控制所述第二MOS场效应管的栅极偏置电压。所述第一MOS场效应管的直流工作点偏置在C类，所述第二MOS场效应管的直流工作点偏置在AB类；或者，所述第一MOS场效应管的直流工作点偏置在AB类，所述第二MOS场效应管的直流工作点偏置在C类。
[0008]其中，第一MOS场效应管和第二MOS场效应管的导电类型相同，即第一MOS场效应管和第二MOS场效应管均为N型MOS场效应管或均为P型MOS场效应管。
[0009]在本申请中，功率放大单元采用多栅极晶体管技术复合的第一MOS场效应管和第二MOS场效应管，一个MOS场效应管的直流工作点偏置在AB类，从而其跨导gm的三次非线性gm"为负，另一MOS场效应管的直流工作点偏置在C类，从而其跨导gm的三次非线性gm"为正，这样两MOS场效应管的跨导gm的三次非线性gm"可以进行抵消，从而对功率放大电路AM
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AM进行补偿，提高功率放大电路的P1dB压缩点。
[0010]示例性的，所述第一偏置子电路可以包括第一电容和第一电阻器；所述第一电容的第一端与所述功率放大电路的输入信号端连接，所述第一电容的第二端与所述第二MOS场效应管的栅极连接；所述第一电阻器的第一端与所述第二MOS场效应管的栅极连接，所述第一电阻器的第二端与第三偏置电压端连接。从而利用所述第一电阻器控制所述第二MOS场效应管的栅极偏置电压，利用所述第一电容可以隔离所述第一MOS场效应管的栅极和所述第二MOS场效应管的栅极，且所述第一电容还可以起到隔直流通交流的作用。
[0011]在具体实施时，第三偏置电压端的电压可以根据所述第二MOS场效应管的工作状态设计，以第二MOS场效应管为N型MOS场效应管为例，当第二MOS场效应管的直流工作点偏置在C类时，第三偏置电压端的电压可以小于第二MOS场效应管的阈值电压；当第二MOS场效应管的直流工作点偏置在AB类时，第三偏置电压端的电压可以大于第二MOS场效应管的阈值电压。
[0012]示例性的，在该功率放大电路中，所述功率放大单元还可以包括连接于所述功率放大电路的输入信号端与所述第一MOS场效应管的栅极之间的第二偏置子电路；所述第二偏置子电路用于控制所述第一MOS场效应管的栅极偏置电压。从而在实际应用时，当该功率放大电路的输入信号端连接变压器时不要需要利用变压器来控制所述第一MOS场效应管的栅极偏置电压，从而采用普通的四端口变压器即可，进而可以降低设计复杂度。
[0013]示例性的，所述第二偏置子电路可以包括第二电容和第二电阻器；所述第二电容的第一端与所述功率放大电路的输入信号端连接，所述第二电容的第二端与所述第一MOS场效应管的栅极连接；所述第二电阻器的第一端与所述第一MOS场效应管的栅极连接，所述第二电阻器的第二端与第四偏置电压端连接。从而利用所述第二电阻器控制所述第一MOS场效应管的栅极偏置电压，利用所述第二电容可以隔离所述第一MOS场效应管的栅极和所述第二MOS场效应管的栅极，且所述第二电容还可以起到隔直流通交流的作用。
[0014]在具体实施时，第四偏置电压端的电压可以根据所述第一MOS场效应管的工作状态设计，以第一MOS场效应管为N型MOS场效应管为例，当第一MOS场效应管的直流工作点偏置在C类时，第四偏置电压端的电压可以小于第一MOS场效应管的阈值电压；当第一MOS场效应管的直流工作点偏置在AB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率放大电路，其特征在于，包括：功率放大单元和补偿单元；所述功率放大单元包括：第一MOS场效应管；所述第一MOS场效应管的栅极与所述功率放大电路的输入信号端连接，所述第一MOS场效应管的漏极与所述功率放大电路的输出信号端连接，所述第一MOS场效应管的源极接地；所述补偿单元包括第三MOS场效应管；所述第三MOS场效应管的栅极与第一偏置电压端连接，所述第三MOS场效应管的源极与所述功率放大电路的输出信号端连接，所述第三MOS场效应管的漏极与第二偏置电压端连接；所述第一MOS场效应管为N型MOS场效应管，所述第三MOS场效应管为P型MOS场效应管；或者，所述第一MOS场效应管为P型MOS场效应管，所述第三MOS场效应管为N型MOS场效应管。2.如权利要求1所述的功率放大电路，其特征在于，所述功率放大单元还包括：第二MOS场效应管和第一偏置子电路；所述第二MOS场效应管的栅极通过所述第一偏子置电路与所述功率放大电路的输入信号端连接，所述第二MOS场效应管的漏极与所述功率放大电路的输出信号端连接，所述第二MOS场效应管的源极接地；所述第一偏置子电路用于控制所述第二MOS场效应管的栅极偏置电压；所述第一MOS场效应管的直流工作点偏置在C类，所述第二MOS场效应管的直流工作点偏置在AB类；或者，所述第一MOS场效应管的直流工作点偏置在AB类，所述第二MOS场效应管的直流工作点偏置在C类。3.如权利要求2所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一偏置子电路包括第一电容和第一电阻器；所述第一电容的第一端与所述功率放大电路的输入信号端连接，所述第一电容的第二端与所述第二MOS场效应管的栅极连接；所述第一电阻器的第一端与所述第二MOS场效应管的栅极连接，所述第一电阻器的第二端与第三偏置电压端连接。4.如权利要求2或3所述的功率放大电路，其特征在于，所述功率放大单元还包括连接于所述功率放大电路的输入信号端与所述第一MOS场效应管的栅极之间的第二偏置子电路；所述第二偏置子电路用于控制所述第一MOS场效应管的栅极偏置电压。5.如权利要求4所述的功率放大电路，其特征在于，所述第二偏置子电路包括第二电容和第二电阻器；所述第二电容的第一端与所述功率放大电路的输入信号端连接，所述第二电容的第二端与所述第一MOS场效应管的栅极连接；所述第二电阻器的第一端与所述第一MOS场效应管的栅极连接，所述第二电阻器的第二端与第四偏置电压端连接。6.一种功率放大器，其特征在于，包括输入匹配电路、输出匹配电路和如权利要求1
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5任一项所述的功率放大电路；所述输入匹配电路的输出信号端与所述功率放大电路的输入信号端连接，所述输出匹配电路的输入信号端与所述功率放大电路的输出信号端连接。7.如权利要求6所述的功率放大器，其特征在于，当所述功率放大器包括第一功率放大
电路和第二功率放大电路时：所述功率放大器还包括第三电容，所述第三电容的第一端与所述第一功率放大电路中的所述第三MOS场效应...

【专利技术属性】
技术研发人员：任志雄，吕宇艳，桂小琰，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：