[發明專利]高線性射頻功率放大器

有效

• 申請號: 202010119720.5
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111313849B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 任江川;戴若凡
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H03F3/189
• 分類號: H03F3/189;H03F3/20
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 羅雅文

本申請公開了一種高線性射頻功率放大器，涉及射頻前端集成電路領域。該高線性射頻功率放大器包括功率放大器、激勵放大器、匹配網絡和自適應動態偏置電路，自適應動態偏置電路用于根據輸入功率等級調節功率放大器的柵極偏置電壓；功率放大器通過匹配網絡和激勵放大器連接射頻輸入端，功率放大器通過匹配網絡連接射頻輸出端；自適應動態偏置電路的輸入端連接射頻輸入端，自適應動態偏置電路的輸出端連接功率放大器中的共源共柵放大器；其中，自適應動態偏置電路至少由若干個NMOS、若干個PMOS管、若干個電容和電阻組成；解決了現有的射頻功率放大器難以滿足線性度需求的問題，提高了射頻功率放大器的線性度。

技術領域

本申請涉及射頻前端集成電路領域，具體涉及一種高線性射頻功率放大器。

背景技術

射頻功率放大器的主要參數是線性和效率。線性是表示射頻功率放大器能否真實地放大信號的參數。諸如LTE和IEEE802.11ac之類的無線通信標準，要求射頻前端模塊具有極高的線性度，射頻功率放大器作為一個發射系統中的重要組成部分，對整個系統的線性度起著至關重要的作用。

目前采用CMOS器件的射頻功率放大器適用于和其他通信部分電路做片上集成，但是難以嚴格地滿足線性度需求。

發明內容

為了解決相關技術中射頻功率放大器的線性度難以滿足需求的問題，本申請提供了一種高線性射頻功率放大器。技術方案如下：

一方面，本申請實施例提供了一種高線性射頻功率放大器，包括功率放大器、激勵放大器、匹配網絡和自適應動態偏置電路，自適應動態偏置電路用于根據輸入功率等級調節功率放大器的柵極偏置電壓；

功率放大器通過匹配網絡和激勵放大器連接射頻輸入端，功率放大器通過匹配網絡連接射頻輸出端；

自適應動態偏置電路的輸入端連接射頻輸入端，自適應動態偏置電路的輸出端連接功率放大器中的共源共柵放大器；

其中，自適應動態偏置電路至少由若干個NMOS、若干個PMOS管、若干個電容和電阻組成。

可選的，自適應動態偏置電路的輸入端通過匹配網絡連接射頻輸入端；

自適應動態偏置電路的輸出端連接功率放大器中共源放大器的柵極和共柵放大器的柵極。

可選的，在自適應動態偏置電路中，第一NMOS管的柵極為自適應動態偏置電路的輸入端，第一NMOS管的漏極連接第一PMOS管的源極，第一NMOS管的源極接地；

第二NMOS管的漏極與第二PMOS管的漏極連接，第二NMOS管的源極接地，第二PMOS管的源極接電源電壓，第二NMOS管的柵極與第二PMOS管的柵極連接后與第一NMOS管的漏極連接；

第三NMOS管的漏極與第三PMOS管的漏極連接，第三NMOS管的源極接地，第三PMOS管的源極接電源電壓，第三NMOS管的柵極與漏極連接，第三PMOS管的柵極和漏極連接；

第二NMOS管的漏極與第二PMOS管的漏極的公共端記為第一連接點，第三NMOS管的漏極與第三PMOS管的漏極的公共端記為第二連接點，第一連接點與第二連接點連接，第二連接點通過電阻接自適應動態偏置電路的第一輸出端，第一輸出端用于為功率放大器中共源放大器的柵極提供偏置電壓；

第四NMOS管的漏極與第四PMOS管的漏極連接后與第一PMOS管的柵極連接，第四NMOS管的源極接地，第四PMOS管的源極接電源電壓，第四NMOS管的柵極和第四PMOS管的柵極連接后與第一NMOS管的漏極連接；

第一PMOS管的漏極通過電阻接自適應動態偏置電路的第二輸出端，第二輸出端用于為功率放大器中共柵放大器的柵極提供偏置電壓。

可選的，射頻輸入端和射頻輸出端之間設置有兩個主體電路，每個主體電路包括激勵放大器和功率放大器，激勵放大器和功率放大器通過匹配網絡連接；