【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种偏置电路及功率放大器。
技术介绍
1、在普通cmos工艺中集成高功效、高功率、高线性的射频功率放大器正在成为一项技术挑战。为了能够得到较高的有效输出功率必须要采用较高的电源电压(例如1瓦左右的输出功率需要3～3.5伏的电源电压)，而普通的mos管通常不能承受如此高的电压，可以通过几个mos管堆叠来共同分担高电压；但是，随着堆叠管子的增加，管子栅极的直流偏置对功率放大器性能的影响将愈来愈大，甚至常常起到关键作用，例如较低的直流偏置电路的带宽将会导致功率放大器的记忆效应，从而限制放大器的线性度。此外，互补堆叠的nmos与pmos管组成的功率放大器可实现高功率效率、高线性的性能，但对栅极的直流偏置提出了更高的要求，除了要求足够的带宽外，还需要对功率放大器输出端的共模直流电压做到精确调控。
2、因此，如何设计堆叠mos管结构的功率放大器的栅极偏置电路，以保证不产生寄生震荡、不影响功率放大器的性能，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
3、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种偏置电路及功率放大器，用于解决现有技术中堆叠mos管结构的功率放大器的栅极偏置设计不合适导致的带宽
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种偏置电路，为放大电路提供偏置电压，所述放大电路由互补堆叠的第一差分放大模块与第二差分放大模块组成，所述偏置电路至少包括：
3、反馈模块、第一偏置模块及第二偏置模块；
4、所述反馈模块的第一输入端连接所述放大电路的输出端共模电压，第二输入端连接参考电压，输出端连接所述第一差分放大模块中主放大管的栅极，基于所述输出端共模电压与所述参考电压的差值调整对应主放大管的栅极电压，使得所述输出端共模电压的值等于所述参考电压的值；
5、所述第一偏置模块为所述第一差分放大模块中的其他晶体管提供对应的偏置电压；
6、所述第二偏置模块为所述第二差分放大模块中的各晶体管提供对应的偏置电压；
7、其中，所述第一差分放大模块中各晶体管为nmos管，所述第二差分放大模块中各晶体管为pmos管；或所述第一差分放大模块中各晶体管为pmos管，所述第二差分放大模块中各晶体管为nmos管。
8、可选地，所述反馈模块包括运算放大器、第一电阻及第二电阻；所述运算放大器的正相输入端连接所述输出端共模电压，反相输入端连接所述参考电压，输出端分别通过所述第一电阻及所述第二电阻连接所述第一差分放大模块中对应主放大管的栅极。
9、可选地，所述运算放大器包括运算放大单元及频率补偿单元；
10、所述运算放大单元对所述共模电压与所述参考电压的差值进行放大；
11、所述频率补偿单元连接于所述运算放大单元的输出端，用于频率补偿。
12、更可选地，所述运算放大单元包括第一电流源、第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二nmos管、第三电阻及第四电阻；
13、所述第一pmos管与所述第二pmos管构成差分输入对管，源极连接所述第一电流源电源电压；所述第一pmos管的栅极连接所述运算放大单元的正相输入端，所述第二pmos管的栅极连接所述运算放大单元的反相输入端；
14、所述第一nmos管的漏极连接所述第一pmos管的漏极，栅极经由所述第三电阻连接所述第一nmos管的漏极，源极接地；
15、所述第二nmos管的漏极连接所述第二pmos管的漏极及所述运算放大单元的输出端，栅极经由所述第四电阻连接所述第一nmos管的漏极，源极接地。
16、更可选地，所述运算放大单元包括第二电流源、第三pmos管、第四pmos管、第五pmos管、第六pmos管、第三nmos管、第四nmos管、第五nmos管、第六nmos管、第五电阻及第六电阻；
17、所述第三pmos管与所述第四pmos管构成差分输入对管，源极连接电源电压所述第二电流源；所述第三pmos管的栅极连接所述运算放大单元的正相输入端，所述第四pmos管的栅极连接所述运算放大单元的反相输入端；
18、所述第五pmos管的源极连接所述第三pmos管的漏极，漏极连接所述第三nmos管的漏极；所述第六pmos管的源极连接所述第四pmos管的漏极，漏极连接所述第四nmos管的漏极及所述运算放大单元的输出端；所述第五pmos管与所述第六pmos管的栅极连接第一偏置电压；
19、所述第三nmos管的源极连接所述第五nmos管的漏极，所述第四nmos管的源极连接所述第六nmos管的漏极及所述运算放大单元的输出端，所述第三nmos管与所述第四nmos管的栅极连接第二偏置电压；
20、所述第五nmos管的栅极经由所述第五电阻连接所述第三nmos管的漏极，所述第六nmos管的栅极经由所述第六电阻连接所述第三nmos管的漏极，所述第五nmos管与所述第六nmos管的源极接地。
21、更可选地，所述频率补偿单元包括第七电阻及第一电容，所述第七电阻的第一端连接所述运算放大单元的输出端，第二端经由所述第一电容接地。
22、更可选地，所述第七电阻为可调电阻。
23、更可选地，所述频率补偿单元还包括第八电阻、第二电容及第三电容；所述第二电容的第一端连接所述第七电阻的第二端，第二端经由所述第八电阻接地；所述第三电容并联于所述第八电阻两端。
24、可选地，所述第一偏置模块包括串联在电源电压和地之间的第三电流源及第一晶体管堆叠结构，所述第三电流源与所述第一晶体管堆叠结构中最后一级晶体管的漏极连接；所述第一晶体管堆叠结构包括k个晶体管，各晶体管的栅极与漏极连接在一起，第一级晶体管以外的其他晶体管的栅极输出对应偏置电压；其中k为所述第一差分放大模块中单侧堆叠晶体管的数量，所述第一晶体管堆叠结构与所述第一差分放大模块中各晶体管的类型相同。
25、可选地，所述第二偏置模块包括第四电流源、第二晶体管堆叠结构及第四电容，所述第四电流源与所述第二晶体管堆叠结构串联在电源电压和地之间，所述第四电流源与所述第二晶体管堆叠结构中最后一级晶体管的漏极连接；所述第二晶体管堆叠结构包括k个晶体管，各晶体管的栅极与漏极连接在一起，并输出对应偏置电压；所述第四电容连接所述第二晶体管堆叠结构中第一级晶体管的栅极和源极之间；其中k为所述第二差分放大模块中单侧堆叠晶体管的数量，所述第二晶体管堆叠结构与所述第二差分放大模块中各晶体管的类型相同。
26、更可选地，各偏置电压分别通过一电阻连接到所述放大电路中对应晶体管的栅极。
27、更可选地，k设定为大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种偏置电路，为放大电路提供偏置电压，所述放大电路由互补堆叠的第一差分放大模块与第二差分放大模块组成，其特征在于，所述偏置电路至少包括：
2.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于：所述反馈模块包括运算放大器、第一电阻及第二电阻；所述运算放大器的正相输入端连接所述输出端共模电压，反相输入端连接所述参考电压，输出端分别通过所述第一电阻及所述第二电阻连接所述第一差分放大模块中对应主放大管的栅极。
3.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于：所述运算放大器包括运算放大单元及频率补偿单元；
4.根据权利要求3所述的偏置电路，其特征在于：所述运算放大单元包括第一电流源、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三电阻及第四电阻；
5.根据权利要求3所述的偏置电路，其特征在于：所述运算放大单元包括第二电流源、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第五电阻及第六电阻；
6.根据权利要求3所述的偏置电路，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的偏置电路，其特征在于：所述第七电阻为可调电阻。
8.根据权利要求6所述的偏置电路，其特征在于：所述频率补偿单元还包括第八电阻、第二电容及第三电容；所述第二电容的第一端连接所述第七电阻的第二端，第二端经由所述第八电阻接地；所述第三电容并联于所述第八电阻两端。
9.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于：所述第一偏置模块包括串联在电源电压和地之间的第三电流源及第一晶体管堆叠结构，所述第三电流源与所述第一晶体管堆叠结构中最后一级晶体管的漏极连接；所述第一晶体管堆叠结构包括K个晶体管，各晶体管的栅极与漏极连接在一起，第一级晶体管以外的其他晶体管的栅极输出对应偏置电压；其中K为所述第一差分放大模块中单侧堆叠晶体管的数量，所述第一晶体管堆叠结构与所述第一差分放大模块中各晶体管的类型相同。
10.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于：所述第二偏置模块包括第四电流源、第二晶体管堆叠结构及第四电容，所述第四电流源与所述第二晶体管堆叠结构串联在电源电压和地之间，所述第四电流源与所述第二晶体管堆叠结构中最后一级晶体管的漏极连接；所述第二晶体管堆叠结构包括K个晶体管，各晶体管的栅极与漏极连接在一起，并输出对应偏置电压；所述第四电容连接所述第二晶体管堆叠结构中第一级晶体管的栅极和源极之间；其中K为所述第二差分放大模块中单侧堆叠晶体管的数量，所述第二晶体管堆叠结构与所述第二差分放大模块中各晶体管的类型相同。
11.根据权利要求9或10所述的偏置电路，其特征在于：各偏置电压分别通过一电阻连接到所述放大电路中对应晶体管的栅极。
12.根据权利要求9或10所述的偏置电路，其特征在于：K设定为大于等于2的自然数。
13.一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器至少包括：
14.根据权利要求13所述的功率放大器，其特征在于：所述放大电路中主放大管以外的其他晶体管的栅极分别连接一栅极电容，其中，连接PMOS管的栅极电容的另一端连接电源电压，连接NMOS管的栅极电容的另一端接地。
15.根据权利要求13或14所述的功率放大器，其特征在于：所述放大电路中各主放大管的栅极还分别通过一输入电容连接所述放大电路的对应输入端。
...【技术特征摘要】
1.一种偏置电路，为放大电路提供偏置电压，所述放大电路由互补堆叠的第一差分放大模块与第二差分放大模块组成，其特征在于，所述偏置电路至少包括：
2.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于：所述反馈模块包括运算放大器、第一电阻及第二电阻；所述运算放大器的正相输入端连接所述输出端共模电压，反相输入端连接所述参考电压，输出端分别通过所述第一电阻及所述第二电阻连接所述第一差分放大模块中对应主放大管的栅极。
3.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于：所述运算放大器包括运算放大单元及频率补偿单元；
4.根据权利要求3所述的偏置电路，其特征在于：所述运算放大单元包括第一电流源、第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二nmos管、第三电阻及第四电阻；
5.根据权利要求3所述的偏置电路，其特征在于：所述运算放大单元包括第二电流源、第三pmos管、第四pmos管、第五pmos管、第六pmos管、第三nmos管、第四nmos管、第五nmos管、第六nmos管、第五电阻及第六电阻；
6.根据权利要求3所述的偏置电路，其特征在于：所述频率补偿单元包括第七电阻及第一电容，所述第七电阻的第一端连接所述运算放大单元的输出端，第二端经由所述第一电容接地。
7.根据权利要求6所述的偏置电路，其特征在于：所述第七电阻为可调电阻。
8.根据权利要求6所述的偏置电路，其特征在于：所述频率补偿单元还包括第八电阻、第二电容及第三电容；所述第二电容的第一端连接所述第七电阻的第二端，第二端经由所述第八电阻接地；所述第三电容并联于所述第八电阻两端。
9.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于：所述第一偏置模块包括串联在电源电压和地之间的第三电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：古强，
申请(专利权)人：上海物骐微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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