[發明專利]用于電源電路的輸入匹配網絡

有效

• 申請號: 201410106634.5
• 申請日: 2014-02-08
• 公開（公告）號: CN103986421B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: R·威爾遜;S·高爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03F1/56
• 分類號: H03F1/56;H03F3/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及RF(射頻)放大器，尤其是用于RF放大器的輸入匹配網絡。

背景技術

RF功率放大器被用于各種應用，諸如無線通信系統的基站等。由RF功率放大器放大的所述信號經常包括具有高頻調制載波的信號，所述高頻調制載波的頻率在400兆赫茲(MHz)到4千兆赫茲(GHz)的范圍內。調制載波的基帶信號通常是在相對較低的頻率上，并且依據應用可以高達300MHz或者更高。

RF功率放大器被設計來提供沒有失真的線性操作。輸入和輸出阻抗匹配電路被用來將可能具有低輸入和輸出阻抗(例如，對于高功率設備大約1歐姆或者更少)的RF晶體管匹配到外部傳輸線，所述傳輸線將RF信號提供到RF晶體管并且從RF晶體管提供RF信號。這些外部傳輸線具有特征阻抗，所述特征阻抗通常是50歐姆，但是可以是由設計人員決定的任意值。所述輸入和輸出匹配電路通常包括電感性和電容性元件，它們被用來提供RF功率放大器的輸入和輸出以及RF晶體管的輸入和輸出之間的阻抗匹配。所述輸入和輸出匹配電路提供針對由RF功率放大器進行放大的信號頻率的阻抗匹配，諸如那些在400MHz到4GHz范圍的。

但是，阻抗匹配電路的使用，可能引發在針對其提供阻抗匹配的信號頻率的范圍之外發生并非所意圖的后果。例如，通常的輸出匹配網絡將包括用于阻隔直流的阻隔電容器。與RF晶體管漏極偏置電感結合的所述阻隔電容器產生低頻諧振。這種低頻諧振引起低頻區域阻抗的增加。結果，所述RF功率放大器的頻率響應具有低頻增益尖峰。這種尖峰能夠出現在從幾MHz到幾百MHz的任何地方。非線性操作的定期輸出產生具有原始頻率之和與之差處的頻率的項，加上具有原始頻率和原始頻率的倍數的項，并且那些倍數通常被稱為諧波。當前的無線信號具有高調制帶寬。這種寬帶信號的二次階失真分量可以落入低頻增益尖峰的區域。進一步地，大多數無線通信應用失真校正系統中，使用諸如DPD或者數字預失真。這一系統對所述功率放大器建模，預測非線性性能并且調整信號特征以降低在PA系統輸出處的失真。由低頻諧振而來的在基帶區域的不期望的高增益(或高阻抗)，負面的影響了整個系統的RF晶體管和預失真性能。

基帶頻域的諧振在低頻造成增益的劇烈改變。低頻增益峰值發生處的頻率通常為已知RF功率放大器的視頻帶寬。另外，增益峰值的幅度也影響系統的性能。更高幅度的增益峰值導致更差的整體系統性能。另外，基帶頻率域的諧振在諸如LDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導體)晶體管的RF晶體管的漏極處產生高峰值電壓。這些RF晶體管漏極處的高峰值電壓能夠在某些情況下超過設備的擊穿電壓，引起故障。因此，在低頻基帶區域內增益峰值的任何增加能夠有效地減少功率設備的強度。

發明內容

根據電源電路的一個實施例，所述電源電路包括RF晶體管和輸入匹配網絡，所述輸入匹配網絡耦合到RF晶體管的輸入和所述電源電路的輸入。所述輸入匹配網絡包括在RF晶體管的輸入和地之間串聯地耦合在一起的電阻器、電感器和電容器。所述電阻器和電感器的值被選擇來將所述RF晶體管在至少部分高頻區域上的輸入阻抗匹配到電源電路的輸入處的源阻抗，其中所述電容器的值對在高頻區域處的匹配的影響基本上可以忽略。選擇所述電容器的值以便于電阻器、電感器和電容器的串聯組合大幅減少在低頻率范圍內相對于電源電路輸入處的源阻抗所呈現在RF晶體管輸入阻抗的大小。

本領域技術人員在閱讀下面的詳細說明以及瀏覽所附的附圖后會認識到附加的特征和優點。

附圖說明

附圖的元件不必相對于彼此按比例繪制。相似的附圖標記指向對應的相似部分。各個所示出實施例的特征可以相結合，除非他們彼此排斥。實施例在附圖中被描述，并且在隨后的說明中詳細描述。

圖1示出常規的電源電路。

圖2示出電源電路的實施例。

圖3示出根據帶有圖1和2中示出的電源電路的頻率在RF晶體管輸入處的阻抗。

圖4示出根據頻率和阻隔電容器值的電源電路的增益響應的實施例。

圖5示出根據頻率和阻隔電容器值的電源電路的增益響應的實施例。

圖6示出根據針對圖1和圖2中示出的電源電路的頻率的增益響應峰值衰減。

具體實施方式