[發明專利]一種采用漏極調制方式的脈沖功率放大器

有效

• 申請號: 201510320586.4
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN104917466B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 李智群;文武;林曉娟;馬武;何世棟;劉揚;羅磊;景永康;王曾祺;程國梟
• 申請（專利權）人: 東南大學;北京微電子技術研究所;北京時代民芯科技有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/20
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所32250
• 代理人: 王斌

1.一種采用漏極調制方式的脈沖功率放大器，包括脈沖調制電路和功率放大電路兩個電路模塊，脈沖信號控制脈沖調制電路中晶體管的導通與關斷，從而控制功率放大電路的工作狀態，其特征在于：將脈沖調制電路復用為功率放大電路的一部分，以解決傳統脈沖調制電路器中使用單個晶體管作為控制管引起的大壓降，從而導致輸出功率和效率的降低；包括具有中心抽頭的電感LD、驅動級放大電路、輸出級放大電路以及分別為輸出級放大電路及驅動級放大電路提供直流偏置的偏置電路1與偏置電路2，射頻差分輸入信號連接驅動級放大電路的同相輸入端和反相輸入端，驅動級放大電路輸出端將放大后的射頻信號通過電容耦合到輸出級放大電路的輸入端，最終輸出級放大電路輸出同相和反相兩路差分信號，其中：

偏置電路1包括NMOS管M1、M2、M3和M4，電阻R2、R3、R7和R8；NMOS管M1的源極接地，NMOS管M1的柵極和漏極連接在一起構成MOS二極管并與NMOS管M3的源極連接，NMOS管M3作為偏置電路1的控制管，其柵極連接脈沖控制信號V_CTRL，NMOS管M3的漏極連接電阻R3的一端和電阻R8的一端，電阻R3的另一端連接電感LD的一端，電感LD抽頭連接電源VDD；同樣地，NMOS管M2的源極接地，NMOS管M2的柵極和漏極連接在一起構成MOS二極管并與NMOS管M4的源極連接，NMOS管M4亦作為偏置電路1的控制管，其柵極亦連接脈沖控制信號V_CTRL，NMOS管M4的漏極連接電阻R2的一端和電阻R7的一端,電阻R2的另一端與電阻R3的另一端連接；

偏置電路2包括NMOS管M5、M6、M7和M8，電阻R1、R4、R5和R6；NMOS管M6的源級接地，NMOS管M6的柵極和漏極連接在一起構成MOS二極管并與NMOS管M8的源極連接，NMOS管M8作為偏置電路2的控制管，其柵極連接脈沖控制信號V_CTRL，NMOS管M8的漏極連接電阻R1的一端和電阻R5的一端，電阻R1的另一端連接偏置電路1中電阻R2和R3的另一端；同樣地，NMOS管M5的源極接地，NMOS管M5的柵極和漏極連接在一起構成MOS二極管并與NMOS管M7的源極連接，NMOS管M7亦作為偏置電路2的控制管，其柵極亦連接脈沖控制信號V_CTRL，NMOS管M7的漏極連接電阻R4的一端和電阻R6的一端,電阻R4的另一端連接電阻R1的另一端；

驅動級放大電路包括NMOS管M9、M10、M11和M12，電容C1、C2、C3和C4；NMOS管M9的源級接地，NMOS管M9的柵極連接電容C2的一端和偏置電路2中電阻R6的另一端，電容C2的另一端作為差分信號的同相端連接射頻同相差分輸入信號IN_R，NMOS管M9的漏極與NMOS管M11的源極連接在一起構成共源共柵結構，NMOS管M11作為驅動級放大電路的控制管，其柵極接脈沖控制信號V_CTRL，NMOS管M11的漏極連接電容C4的一端和偏置電路2中電阻R4的另一端，電容C4的另一端連接偏置電路1中電阻R8的另一端；同樣地，NMOS管M10的源級接地，NMOS管M10的柵極連接電容C1的一端和偏置電路2中電阻R5的另一端，電容C1的另一端作為差分信號的反相端連接射頻反相差分輸入信號IN_L，NMOS管M10的漏極與NMOS管M12的源極連接在一起構成共源共柵結構，NMOS管M12亦作為驅動級放大電路的控制管，其柵極亦連接脈沖控制信號V_CTRL，NMOS管M12的漏極連接電容C3的一端和連接電感LD的另一端，電感LD抽頭連接電源VDD，電容C3的另一端連接偏置電路1中電阻R7的另一端，NMOS管M9和M11與NMOS管M10和M12構成差分結構；

輸出級放大電路包括NMOS管M13、M14、M15和M16，電容C5、C6、C7、C8、C9和C10，電感L1、L2，高頻扼流圈LRFC1和LRFC2；NMOS管M13的源級接地，NMOS管M13的柵極連接驅動級放大電路中電容C4與偏置電路1中電阻R8的連接端，NMOS管M13的漏極連接電容C6與C8的連接端和NMOS管M15的源級，NMOS管M13與M15構成共源共柵結構，NMOS管M15作為輸出級放大電路的控制管，其柵極連接脈沖控制信號V_CTRL，NMOS管M15的漏極連接電感L1的一端、高頻扼流圈LRFC1的一端以及電容C8的另一端，電容C6的另一端接地，高頻扼流圈LRFC1的另一端連接電源VDD，電感L1的另一端通過電容C10輸出射頻同相差分信號OUTR；同樣地，NMOS管M14的源級接地，NMOS管M14的柵極連接驅動級放大電路中電容C3與偏置電路1中電阻R7的連接端，NMOS管M14的漏極連接電容C5與C7的連接端和NMOS管M16的源級，NMOS管M14與M16構成共源共柵結構，NMOS管M16亦作為輸出級放大電路的控制管，其柵極連接脈沖控制信號V_CTRL，NMOS管M16的漏極電感L2的一端、高頻扼流圈LRFC2的一端以及電容C7的另一端，電容C5的另一端接地，高頻扼流圈LRFC2的另一端連接電源VDD，電感L2的另一端通過電容C9輸出射頻反相差分信號OUTL；NMOS管M13和M15與NMOS管M14和M16構成差分結構，輸出級放大電路的同相輸入端是NMOS管M13的柵極，反相輸入端是NMOS管M14的柵極。

2.根據權利要求1所述的采用漏極調制方式的脈沖功率放大器，其特征在于：為避免由于采用片外電感帶來的芯片引腳增多，高頻扼流圈LRFC1和LRFC2采用片上鍵合線實現。