[發(fā)明專利]一種全差分E類功率放大器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910197849.1
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN101697478A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳磊;田亮;賴宗聲;馬和良;周進(jìn);黃愛波;王超;顧彬;阮穎;崔建明
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F3/45
• 代理公司: 上海藍(lán)迪專利事務(wù)所 31215
• 代理人: 徐筱梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻集成電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種SiGe?BiCMOS(鍺化硅雙極-互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)全差分E類功率放大器。

背景技術(shù)

近年來，隨著射頻集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，日常生活中使用到了許多無線通信產(chǎn)品，而不斷增長的低功耗，低成本和便攜性要求對這些無線通信產(chǎn)品設(shè)計提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。目前，利用CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝集成單芯片射頻收發(fā)機(jī)已經(jīng)有很多成功案例，但是在射頻收發(fā)機(jī)前端片上集成高性能功率放大器(Power?Amplifier，PA)仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。由于功率放大器具有高輸出功率，在整個系統(tǒng)中占據(jù)功耗的絕大部分，故功率放大器的功率效率就顯得尤為關(guān)鍵，是系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。而采用CMOS技術(shù)單片集成高效率功率放大器，又受到器件較低的擊穿電壓、較小的電流驅(qū)動能力和較高襯底損耗的影響，很難達(dá)到。功率放大器在類型上分為許多種，其中A、B、AB、C類功放為傳統(tǒng)功放，在工作時晶體管處于放大狀態(tài)，可等效為電流源，但效率一般較低；而D類、E類、F類功放為非線性功放，其中E類功放工作時晶體管可以等效為開關(guān)，且理論上具有100％的效率，可廣泛應(yīng)用于恒包絡(luò)調(diào)制信號放大，如FM及GMSK等通信系統(tǒng)信號。典型的單端E類功率放大器結(jié)構(gòu)如圖1所示，該結(jié)構(gòu)可工作在較低電源電壓下。這種功率放大器調(diào)諧到利用高階電抗網(wǎng)絡(luò)來改變開關(guān)電壓的波形，使其在開關(guān)導(dǎo)通時電壓值和斜率均為零，從而減少功率損耗，提高功率效率。但是這種傳統(tǒng)的一級單端結(jié)構(gòu)沒有辦法很好地抑制二次諧波，會帶來比較嚴(yán)重的諧波失真和耦合失真，另外一級功率放大結(jié)構(gòu)的輸入信號過大，從而降低功率效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目是提供一種SiGe?BiCMOS(鍺化硅雙極-互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)全差分E類功率放大器，該功率放大器結(jié)合了Bipolar(雙極型)器件和CMOS器件兩者的特點(diǎn)，利用了SiGe?BiCMOS技術(shù)的器件功率優(yōu)勢，具有高功率效率，低諧波失真，低電源電壓，結(jié)構(gòu)簡單、工作速度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明所述的SiGe?BiCMOS全差分E類功率放大器是由Bipolar器件、CMOS器件和無源器件相結(jié)合組成的電路，即差分輸入對是Bipolar器件，交叉耦合對是N型MOS管，提供小偏置電流，旨在提高功率放大器的工作速度。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：