[發(fā)明專利]一種基于正反饋的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610053833.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN105515540B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林俊明;章國(guó)豪;張志浩;余凱;黃亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03F1/32
• 分類號(hào): H03F1/32;H03F1/42;H03F1/52;H03F1/56;H03F3/19;H03F3/21;H03F3/24
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

本發(fā)明公開了一種基于正反饋的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，包括輸入匹配電路，輸出寬帶匹配電路，偏置電路A，偏置電路B，以及至少由兩個(gè)晶體管漏極源極相連堆疊起來的功率放大電路；信號(hào)源通過輸入匹配電路連接功率放大電路的最底層的晶體管的柵極，偏置電路B也連接此柵極；偏置電路A連接功率放大電路的其余晶體管的柵極；所述其余晶體管的柵極和源極之間連接有反饋電容；最上層的晶體管的漏極通過輸出寬帶匹配電路連接負(fù)載。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)提高了射頻功率放大器的線性度和耐壓能力，同時(shí)還能提高射頻功率放大器的輸出電壓擺幅、工作帶寬、功率效率、功率增益和最大輸出功率，并有著較好的二次諧波抑制效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率放大器，尤其涉及一種射頻功率放大器。

背景技術(shù)

射頻功率放大器是現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的重要組成部分，能將功率很小的射頻信號(hào)無失真地進(jìn)行功率放大，進(jìn)而通過天線輻射出去。

隨著便攜式設(shè)備的功能模塊和現(xiàn)代通信系統(tǒng)的調(diào)制方式越來越復(fù)雜，如為滿足不同用戶的使用需要，無線手機(jī)一般都支持兩種或兩種以上的網(wǎng)絡(luò)制式，且為了滿足用戶的大數(shù)據(jù)要求，現(xiàn)代通信系統(tǒng)采用諸如QPSK等調(diào)制方式，這要求應(yīng)用于新一代通信系統(tǒng)的功率放大器必須有著較高的功率效率、線性度與帶寬。

另外，隨著便攜式設(shè)備的功能模塊越來越復(fù)雜，將各個(gè)功能模塊集成在一塊芯片上，將大大縮短設(shè)備制造商的量產(chǎn)和加工時(shí)間，并減少在流片方面的資金消耗，因此，如何減小芯片的有效面積和用廉價(jià)的工藝在單一芯片上實(shí)現(xiàn)整個(gè)射頻模組具有重要的研究意義。

由于硅工藝是最為成熟的，也是成本最低、集成度最高且與多數(shù)無線收發(fā)機(jī)的基帶處理部分工藝相兼容，因此，硅CMOS工藝是單片實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊集成的理想方案，不過CMOS工藝自身存在著物理缺陷，如低擊穿電壓和較差的電流能力等。工作于低電壓的功率放大器，需要通過減小負(fù)載阻值進(jìn)而增大電流的方法來提高輸出功率，然后，這種方法使輸出匹配電路的設(shè)計(jì)變得異常困難。

在中國(guó)專利201510150849.1中，通過采用共源共柵結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)來提升功率級(jí)的耐壓能力，然而共源共柵結(jié)構(gòu)的第二個(gè)晶體管的柵極因去耦電容在交流時(shí)呈接地狀態(tài)。隨著輸入信號(hào)功率的增大，輸出的電壓信號(hào)也隨著變大，從而會(huì)使該結(jié)構(gòu)最上層的晶體管最先出現(xiàn)擊穿問題。另外，由于共源共柵結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)晶體管的輸出阻抗并不是最佳阻抗，所以輸出功率較小。

發(fā)明內(nèi)容

在中國(guó)專利201510150849.1中，射頻功率放大器采用共源共柵結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能提高射頻功率放大器的耐壓能力。然而，這種結(jié)構(gòu)由于堆疊在最底下的晶體管上面的晶體管的柵極的去耦電容的作用，晶體管的柵極在交流時(shí)呈接地狀態(tài)，因此會(huì)導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)中最上層的晶體管最先出現(xiàn)擊穿而最底下面的晶體管最先出現(xiàn)進(jìn)入線性區(qū)的情況；另外，該結(jié)構(gòu)不能很好地保證每個(gè)晶體管的輸出阻抗都為最佳阻抗，因此，該結(jié)構(gòu)輸出功率相對(duì)下降。本發(fā)明的的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，而提供一種基于正反饋的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：