[發明專利]一種CMOS功率放大器及其射頻模塊

在審

• 申請號: 202010464778.3
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111711424A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 梁緒亮;汪洋
• 申請（專利權）人: 上海萍生微電子科技有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F3/189
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;李向英

本發明公開了一種CMOS功率放大器，包括輸入巴倫，接收射頻輸入信號并生成第一路輸入信號和第二路輸入信號；功率放大電路，分別對第一路輸入信號進行功率放大生成第一路輸出信號，以及對第二路輸入信號進行功率放大生成第二路輸出信號；以及功率合成器，連接功率放大電路，基于第一路輸出信號和第二路輸出信號生成射頻輸出信號，功率放大電路包括功率放大單元和偏置單元，偏置單元向功率放大單元的輸出端提供偏置電流以消除功率放大時產生的次諧波分量。本申請采用功率合成技術，大幅度提升了CMOS功率放大器的輸出功率。并且在功率放大電路中設置生成偏置電流的偏置單元，大大提升了CMOS功率放大器的線性度。

技術領域

本發明涉及電子電力技術領域，更具體地，涉及一種CMOS功率放大器及其射頻模塊。

背景技術

隨著便攜式數碼產品的普及，在通信系統中，射頻芯片所占的比重越來越高。功率放大器作為射頻芯片中的核心部件，其低成本、高性能成為本領域技術人員不斷追求的目標。CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)功率放大器憑借著其易集成、低成本的優勢，在射頻芯片中得到廣泛的應用。尤其隨著第五代(thefifth generation,簡稱5G)無線通信時代的到來，CMOS功率放大器將有更大的應用空間

目前，CMOS功率放大器因其自身耐壓性差導致無法提供較大的輸出功率，并且其非線性的特點使其在高頻段時諧波與其他階次諧波產生交調進而導致輸出信號失真。

現有技術中，通過提高偏置電流和偏置電壓從而達到改善線性度和輸出功率的目的，但是會導致效率降低，并且提升程度有限。或者通過增加輸出管的面積，有利于輸出功率的提升，但輸出管尺寸增加勢必會增大寄生電容，對線性度的不利影響也會加大，并且會導致效率的降低和成本的增加。

因此，為了滿足市場需求，期待能夠實現一種兼顧各種指標的功率放大器，從而在保證輸出功率的情況下，可以提升線性度。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提供一種CMOS功率放大器。

根據本發明實施例的第一方面，提供了一種CMOS功率放大器，包括：輸入巴倫，接收射頻輸入信號，并生成第一路輸入信號和第二路輸入信號；功率放大電路，分別對所述第一路輸入信號進行功率放大生成第一路輸出信號，以及對所述第二路輸入信號進行功率放大生成第二路輸出信號；以及功率合成器，連接所述功率放大電路，基于所述第一路輸出信號和所述第二路輸出信號生成射頻輸出信號，其中，功率放大電路包括功率放大單元和偏置單元，所述偏置單元向所述功率放大單元的輸出端提供偏置電流以消除功率放大時產生的三次諧波分量。

可選地，偏置單元包括:驅動電路，接收輸入電流，并提供驅動電壓；第二電流鏡，包括第六MOS管和第八MOS管，所述第六MOS管的控制端與所述第八MOS管的控制端連接，所述第六MOS管的第二通路端連接自身控制端并與第七MOS管的控制端相連，所述第六MOS管的第一通路端接地，所述第八MOS管的第一通路端接地，所述第八MOS管的第二通路端作為所述第二電流鏡的輸出端并經由電感提供所述偏置電流。

可選地，偏置單元還包括:第一電流鏡，包括第六MOS管和第七MOS管，所述第六MOS管的控制端與所述第七MOS管的控制端連接，所述第六MOS管的第二通路端連接自身控制端，并與第七MOS管的控制端相連，所述第六MOS管的第一通路端接地，所述第七MOS管的第一通路端接地，所述第七MOS管的第二通路端作為所述第一電流鏡的輸出端提供偏置電壓，將所述偏置電壓提供至所述功率放大單元的輸入端。