一种无开关结构的射频前端电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无开关结构的射频前端电路，包括：晶体管、Cascode管、第一开关、第二开关、谐振电感、天线和变压器；晶体管的基极一路通过第一开关接入第一偏置电压，晶体管的基极另一路通过第二开关接入第二偏置电压；晶体管的集电极与Cascode管的发射极连接，晶体管的发射极连接有谐振电感、天线和变压器的初级线圈；其中，谐振电感的一端与晶体管的发射极连接，谐振电感的另一端接地；其中，变压器的初级线圈的一端与晶体管的发射极连接，变压器的初级线圈的另一端接地；变压器的次级线圈连接功率放大器的输出端。连接功率放大器的输出端。连接功率放大器的输出端。

【技术实现步骤摘要】
一种无开关结构的射频前端电路


[0001]本技术属于电子电路设计和无线通信
，本技术涉及一种无开关结构的射频前端电路。

技术介绍

[0002]在过去的几十年时间里，无线通信技术大发展，GSM、CDMA、WCDMA、TDS
‑
CDMA、CDMA2000、LTE、WiFi、Bluetooth、5G通信等一大批无线通信系统和协议应运而生，推动着经济发展和社会进步。作为无线通信收发机系统的重要组成部分，射频前端的性能愈发影响着整个射频收发机的性能。
[0003]射频前端主要由功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)和射频开关等组成。在5G高频等领域，射频前端集成度高，功率放大器和低噪声放大器共用同一个射频焊盘，在内部需要用射频开关进行接收和发射状态切换。随着技术的日益演进，射频前端的性能指标要求也越来越高。射频开关的插入损耗越低，发射链路能推出的功率越大，线性度和效率就越高；同时，接收链路的噪声系数也越小。
[0004]传统的场效应晶体管(MOSFET)或者双极性晶体管(BJT)做开关时插损大，尤其在高频领域插损或变得不可接受。放在功率放大器(PA)的后边，往往会影响功率放大器(PA)的输出功率和效率，进而影响发射机的输出功率和效率；放在低噪声放大器(LNA)的前端会极大程度的恶化接收链路的噪声系数，进而影响接收机的信噪比和接收灵敏度等关键指标。芯片上的传统开关在高频频率下插损极大，因此高频领域通常采用λ/4传输线+开关的方式进行阻抗转换，来优化射频开关的插损。如图1所示，为了兼顾发射链路输出功率和接收链路噪声系数，往往将开关放置于接收机前端。在接收机工作时，功率放大器(PA)关闭，由于功率放大器(PA)往往采用cascode结构，其cascode晶体管的集电极阻抗在关闭时较大，关闭时高阻较容易实现。在发射机工作时，低噪声放大器(LNA)关闭，需要低噪声放大器(LNA)提供关闭时高阻，但低噪声放大器(LNA)往往采用共发射极架构，为了在工作状态实现与天线的50欧姆匹配，在关闭状态的高阻就很难实现。因此会加入λ/4传输线+开关的模块100，来实现高阻。在接收机工作状态下，SW_ctrl为低电平，晶体管M1关闭，由于λ/4传输线的阻抗变换作用，天线测就看到了低阻，信号通过传输线输入到M2的基极进行放大。在发射机工作状态下，SW_ctrl为高电平，晶体管M1导通，由于λ/4传输线的阻抗变换作用，天线测就看到了高阻，信号无法通过传输线输入到M2的基极。
[0005]由于图1中在低噪声放大器(LNA)前端加了λ/4传输线+开关的模块100，其插损在高频段很大，极大的恶化了接收机的噪声系数，而且λ/4传输线面积大，极大的影响了射频前端的面积和版图布局。因此，采用λ/4传输线+开关的模块，射频开关的插损还是会保持在1.5dB甚至以上。而且λ/4传输线或者其等效的CLC网络在芯片上占用面积非常大。

技术实现思路

[0006]技术目的：为解决射频开关恶化接收链路的噪声系数和影响发射链路的输出
功率的问题，本技术公开了一种无开关结构的射频前端电路。
[0007]技术方案：一种无开关结构的射频前端电路，包括：晶体管、Cascode管、第一开关、第二开关、谐振电感、天线和变压器；
[0008]所述晶体管的基极一路通过第一开关接入第一偏置电压，晶体管的基极另一路通过第二开关接入第二偏置电压；晶体管的集电极与Cascode管的发射极连接，晶体管的发射极连接有谐振电感、天线和变压器的初级线圈；
[0009]其中，谐振电感的一端与晶体管的发射极连接，谐振电感的另一端接地；
[0010]其中，变压器的初级线圈的一端与晶体管的发射极连接，变压器的初级线圈的另一端接地；
[0011]所述变压器的次级线圈连接功率放大器。
[0012]进一步的，当无开关结构的射频前端电路工作在发射模式时，第一开关导通，第二开关闭合，第一偏置电压被设置为使晶体管呈现关断状态的电压。
[0013]进一步的，所述第一偏置电压为设置使晶体管呈现关断状态的电压，包括第一偏置电压被设置为0V。
[0014]进一步的，当无开关结构的射频前端电路工作在接收模式时，第一开关闭合，第二开关导通，第二偏置电压被设置为使晶体管工作在线性区的电压。
[0015]进一步的，所述第二偏置电压被设置为使晶体管工作在线性区的电压，包括第二偏置电压被设置为0.7V。
[0016]进一步的，所述功率放大器为共基放大器。
[0017]进一步的，当无开关结构的射频前端电路工作在发射模式时，谐振电感与晶体管关断状态下的寄生电容发生谐振。
[0018]进一步的，当无开关结构的射频前端电路工作在接收模式时，谐振电感、晶体管工作在线性区状态下的寄生电容和晶体管工作在线性区状态下的跨导与天线的阻抗呈共轭匹配。
[0019]进一步的，所述晶体管为场效应晶体管。
[0020]进一步的，所述晶体管为双极性晶体管。
[0021]有益效果：本技术与现有技术相比，采用本技术的射频前端，既不恶化发射链路的输出功率和效率，也不恶化接收链路的噪声系数；同时，本技术的射频前端不采用λ/4传输线或者CLC网络实现阻抗变换，节省了芯片面积，方便芯片版图布局。
附图说明
[0022]图1为传统的射频前端电路图；
[0023]图2为本技术的一种无开关结构的射频前端电路图；
[0024]图3为实施例2的一种无开关结构的射频前端电路图。
具体实施方式
[0025]现结合附图和实施例对本技术的技术方案做进一步说明。
[0026]实施例1：
[0027]如图2所示，本实施例公开了一种无开关结构的射频前端电路，该电路中接收前端
基于共基放大器结构，其主要包括：晶体管M1、Cascode管M2、第一开关S1、第二开关S2、谐振电感L1、天线ANT和变压器B1。晶体管M1的基极一路通过第一开关S1接入第一偏置电压VB1，晶体管M1的基极另一路通过第二开关S2接入第二偏置电压V
B2
。晶体管M1的集电极与Cascode管M2的发射极连接，晶体管M1的发射极连接有谐振电感L1、天线ANT和变压器B1的初级线圈，其中，谐振电感L1的一端与晶体管M1的发射极连接，谐振电感L1的另一端接地。其中，变压器B1的初级线圈的一端与晶体管M1的发射极连接，变压器B1的初级线圈的另一端接地。变压器B1的次级线圈连接PA的输出端。本实施例的晶体管M1、M2可为MOS管。
[0028]当射频前端电路工作在发射模式时，第一开关S1导通，第二开关S2闭合，晶体管M1的基极被偏置在V
B1
，此电压被设置在0V左右，因此晶体管M1呈现关断状态，此时天线端看到的阻抗为：
[0029][0030]其中：R
off
为晶体管M1关断状态下的阻抗，C
off
为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无开关结构的射频前端电路，其特征在于：包括：晶体管、Cascode管、第一开关、第二开关、谐振电感、天线和变压器；所述晶体管的基极一路通过第一开关接入第一偏置电压，晶体管的基极另一路通过第二开关接入第二偏置电压；晶体管的集电极与Cascode管的发射极连接，晶体管的发射极连接有谐振电感、天线和变压器的初级线圈；其中，谐振电感的一端与晶体管的发射极连接，谐振电感的另一端接地；其中，变压器的初级线圈的一端与晶体管的发射极连接，变压器的初级线圈的另一端接地；所述变压器的次级线圈连接功率放大器。2.根据权利要求1所述的一种无开关结构的射频前端电路，其特征在于：当无开关结构的射频前端电路工作在发射模式时，第一开关导通，第二开关闭合，第一偏置电压被设置为使晶体管呈现关断状态的电压。3.根据权利要求2所述的一种无开关结构的射频前端电路，其特征在于：所述第一偏置电压为设置使晶体管呈现关断状态的电压，包括第一偏置电压被设置为0V。4.根据权利要求1所述的一种无开关结构的射频前端电路，其特征在于：当无开关结构的射...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永利，尹海峰，诸小胜，胡建飞，黄家乐，王镇，李治，
申请(专利权)人：思诺威科技无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：