[發明專利]射頻功率放大器

在審

• 申請號: 202210428822.4
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114629455A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 張畢禪;王顯泰;龍海波;王虹;錢永學;孟浩;蔡光杰;黃鑫
• 申請（專利權）人: 深圳昂瑞微電子技術有限公司
• 主分類號: H03F3/21
• 分類號: H03F3/21;H03F3/19;H03F3/24;H03F1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 梁棟國

本發明提供了一種射頻功率放大器，包括：驅動級放大器；功率級放大器；以及預驅動級放大器，其中，所述驅動級放大器與所述功率級放大器組成級聯結構，并且被配置為在高功率模式下開啟，以進行高功率發射，以及其中，所述預驅動級放大器被配置為在中低發射功率模式下開啟，以進行中低功率發射。

技術領域

本發明涉及射頻功率放大器，并且具體地，涉及提升中低功率模式的工作效率的5G射頻功率放大器。

背景技術

射頻功率放大器芯片(Power Amplifier，PA)是手機智能終端中重要的元件，其主要功能是將數據信號加載到特定載波頻點，然后將信號放大到一定的功率，滿足遠端的基站的接收要求，以保持數據傳輸的穩定。

在當前的4G和5G通信網絡中，射頻功率放大器已被基站或者手機等終端產品中大量使用。射頻功率放大器一般處于發射上行鏈路中，其中的一個重要指標是射頻功率放大器的工作效率。常規的射頻功率放大器一般會重點考慮發射大功率下的發射效率，而在手機等終端設備在發射模式下，射頻功率放大器長期是處于中低功率的工作狀態，卻很少關注中低功率模式下的工作效率。大功率模式下，功耗大但時間短；中低功率模式下，功耗小但時間長。從整體功耗角度來看，中低功率模式的功耗所占比重大。有效提升中低功率模式的工作效率更有意義，更有助于延長手機等終端的使用時間。

常規的5G射頻功率放大器為了支持可以發射足夠大的功率信號，一般由兩級或者多級結構組成，以保證在大功率模式下有較高的功率增益。但是處于中低功率模式下時，其多級結構必然會帶來工作效率的下降。

常規的5G射頻功率放大器在處于中低功率模式下時，可以通過降低工作電壓和工作靜態電流等方式改善工作效率，但這種提升工作效率的方式會影響到射頻功率放大器的其他工作指標，比如線性度，增益平坦度等因素。

5G射頻功率放大器的功耗問題已經是當前5G通信網絡中的重大問題。從基站角度來看，超高的功耗直接影響著基站的后期維護成本。從手機等終端角度來看，超高的功耗直接影響著手機的使用時間和待機時間。尤其是在長期處于中低功率模式下的功耗問題，其所占比重大。因此，提升5G射頻功率放大器在中低功率模式下的工作效率十分重要。

發明內容

本發明的一方面提供一種射頻功率放大器，通過在射頻功率放大器中增加預驅動級的結構，通過在中低功率工作模式下，徹底關閉驅動級和功率級，使其功率消耗為零，僅使用預驅動級進行中低功率的信號發射，從而使得工作效率進行了極大的提升。

本發明的一方面提供一種射頻功率放大器，包括：驅動級放大器；功率級放大器；以及預驅動級放大器，其中，所述驅動級放大器與所述功率級放大器組成級聯結構，并且被配置為在高功率模式下開啟，以進行高功率發射，以及其中，所述預驅動級放大器被配置為在中低發射功率模式下開啟，以進行中低功率發射。

本發明的一方面提供一種射頻功率放大器，其中，所述射頻功率放大器還包括驅動級偏置電路和功率級偏置電路，其中，所述驅動級偏置電路被配置為為所述驅動級放大器提供偏置電流，并且所述功率級偏置電路被配置為為所述功率級放大器提供偏置電流。

本發明的一方面提供一種射頻功率放大器，其中，所述射頻功率放大器還包括輸入匹配網絡、級間匹配網絡以及輸出匹配網絡。

本發明的一方面提供一種射頻功率放大器，其中，當射頻功率放大器在高功率模式下時，所述驅動級偏置電路和功率級偏置電路以及所述級間匹配網絡和輸出匹配網絡處于高電壓模式。

本發明的一方面提供一種射頻功率放大器，其中，所述射頻功率放大器還包括預驅動級偏置電路和預驅動級匹配網絡。

本發明的一方面提供一種射頻功率放大器，其中，當射頻功率放大器在中功率模式下時，所述預驅動級偏置電路和預驅動級匹配網絡處于高電壓模式。