集成射频功率放大器和射频设备制造技术

本发明专利技术提供一种集成射频功率放大器和射频设备，所述集成射频功率放大器包括依次连接且集成在同一基板上的依次连接的采用CMOS工艺实现的驱动放大器和采用GaAs HBT工艺实现的功率放大器；所述驱动放大器包括依次连接的输入巴伦网络、第一级放大器和级间阻抗匹配网络；所述级间阻抗匹配网络包括第二变压器，所述第二变压器为级间自耦变压器；所述功率放大器包括依次连接的第二级放大器和输出巴伦匹配网络；所述输出巴伦匹配网络包括第三变压器，所述第三变压器为输出级自耦变压器。与相关技术相比，采用本发明专利技术的技术方案可有效提高集成射频功率放大器的输出功率、输出效率以及线性度，还具有插损小、版图面积小且成本低。版图面积小且成本低。版图面积小且成本低。

【技术实现步骤摘要】
集成射频功率放大器和射频设备


[0001]本专利技术涉及射频电路
，尤其涉及一种集成射频功率放大器和射频设备。

技术介绍

[0002]目前，第五代移动通信技术(简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，峰值速率可以达到10
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20Gbit/s，用户体验速率达1Gbps，时延低至1ms，用户连接能力达到每平方公里100万连接。相比于4G LTE(4G长期演进)技术，5G新无线(5G NR)在工作频率上更高，频谱效率要比LTE提升3倍以上，5G终端的输出功率要满足Power Class 2标准，输出功率提升了一倍。4G LTE系统已经对射频前端的功率输出、选择性、功耗等性能提出了严格的要求，5G调制方案又增加了额外的需求，信号的调制方式变得更加复杂，峰均比更高，对5G射频功率放大器的线性度提出了更高的要求。考虑到射频模组后端的开关、Diplexer以及走线插损，射频功率放大晶体管实际输出功率将会是以往的4倍左右，射频功率放大器消耗的电流成倍增大，晶体管的热效应将变得越来越严峻，提高5G射频功率放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成射频功率放大器，其包括依次连接且集成在同一基板上的依次连接的采用CMOS工艺实现的驱动放大器和采用GaAs HBT工艺实现的功率放大器；其特征在于，所述驱动放大器包括依次连接的输入巴伦网络、第一级放大器和级间阻抗匹配网络；所述输入巴伦网络的输入端作为所述集成射频功率放大器的输入端，所述输入巴伦网络用于实现阻抗匹配，并将外部输入的单端信号转换为两路差分信号并输出；所述第一级驱动放大器用于接收两路所述差分信号并将其进行信号放大；所述级间阻抗匹配网络用于实现阻抗匹配，所述级间阻抗匹配网络包括第二变压器，所述第二变压器为级间自耦变压器；所述功率放大器包括依次连接的第二级放大器和输出巴伦匹配网络；所述第二级放大器用于将所述级间阻抗匹配网络输出的两路信号分别进行功率放大后输出两路放大差分信号；所述输出巴伦匹配网络的输出端作为所述集成射频功率放大器的输出端；所述输出巴伦匹配网络用于实现阻抗匹配，并接收两路所述放大差分信号后将其进行功率合成并转换为单端信号；所述输出巴伦匹配网络包括第三变压器，所述第三变压器为输出级自耦变压器。2.根据权利要求1所述的集成射频功率放大器，其特征在于，所述第二变压器包括第一线圈、分别与所述第一线圈耦合且依次串联的第三线圈、第二线圈以及第四线圈；所述第一线圈和所述第二线圈共同组成所述第二变压器的公共绕组，所述第三线圈和所述第四线圈共同组成所述第二变压器的串联绕组；所述第一线圈的第一端作为所述第二变压器的第一输入端，且所述第一线圈的第一端分别连接至所述第二线圈的第一端和所述第三线圈的第二端；所述第一线圈的第二端作为所述第二变压器的第二输入端，且所述第一线圈的第二端分别连接至所述第二线圈的第二端和所述第四线圈的第一端；所述第二线圈的中心抽头端作为所述第二变压器的中心抽头端，用于连接至第一电源电压；所述第三线圈的第一端作为所述第二变压器的第一输出端；所述第四线圈的第二端作为所述第二变压器的第二输出端。3.根据权利要求2所述的集成射频功率放大器，其特征在于，所述第三变压器包括依次串联的第五线圈、第六线圈以及第七线圈；所述第六线圈作为所述第三变压器的公共绕组，所述第五线圈和所述第七线圈共同组成所述第三变压器的串联绕组；所述第六线圈的第一端作为所述第三变压器的第一输入端，且所述第六线圈的第一端连接至所述第五线圈的第二端；所述第六线圈的第二端作为所述第三变压器的第二输入端，且所述第六线圈的第二端连接至所述第七线圈的第一端；所述第六线圈的中间抽头端作为所述第二变压器的中心抽头端，用于连接至第二电源电压；所述第五线圈的第一端作为所述第三变压器的第一输出端，用于连接至外部负载；所述第七线圈的第二端作为所述第三变压器的第二输出端，用于接地。4.根据权利要求3所述的集成射频功率放大器，其特征在于，所述输入巴伦网络包括第
一变压器、第一电阻、第一电容和第二电容；所述第一变压器的初级线圈的第一端作为所述输入巴伦网络的输入端，用于接收外部输入的信号，且所述第一变压器的初级线圈的第一端连接至所述第一电容的第一端；所述第一变压器的初级线圈的第二端接地；所述第一电容的第二端接地；所述第一变压器的次级线圈的第一端作为所述输入巴伦网络的第一输出端，且所述第一变压器的次级线圈的第一端连接至所述第二电容的第一端；所述第一变压器的次级线圈的第二端作为所述输入巴伦网络的第二输出端，且所述第二变压器的次级线圈的第二端连接至所述第二电容的第二端；所述第一变压器的次级线圈的中间抽头端连接至所述第一电阻的第二端；所述第一电阻的第一端连接至第一偏置电压。5.根据权利要求4所述的集成射频功率放大器，其特征在于，所述第一级放大器包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管以及第二电阻；所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管以及所述第四晶体管均为NMOS管；所述第一晶体管的栅极作为所述第一级放大器的第一输入端，用于连接至所述输入巴伦网络的第一输出端；所述第一晶体管的源极接地；所述第一晶体的漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭艳军，宣凯，郭嘉帅，
申请(专利权)人：深圳飞骧科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：