[發明專利]一種支持高低增益模式的收發前端模塊電路

在審

• 申請號: 202210732760.6
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115296684A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 朱彥青;莫宇;周猛;侯文杰;汪寧歡;李國科;鄭遠
• 申請（專利權）人: 南京國博電子股份有限公司;南京國微電子有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 葉立劍

1.一種支持高低增益模式的收發前端模塊電路，其特征在于：包括射頻收發前端模組，所述射頻收發前端模組包括：

GaAs HBT功率放大器，其為采用2um GaAs HBT工藝的兩級共發射級結構，且其包括GaAs HBT可變增益功率放大器以及GaAs HBT可變增益放大器偏置電路；

GaAs pHEMT低噪聲電路，其采用0.5um GaAs pHEMT工藝，采用cascode結構設計的單級低噪聲放大器，采用基板表貼元件調節輸入阻抗，源級金絲電感調節輸入阻抗點；采用邏輯控制的串聯、并聯、串聯的開關bypass電路結構；

MIPI控制電路，通過SDATA和SCLK端口發送符合MIPI協議的指令來控制驅動電路的工作狀態和按功能表輸出符合要求的控制電壓，為功放電路和射頻開關電路提供控制電壓和偏置電壓；

SOI收發切換開關，其采用0.18um SOI工藝，在開關芯片各個IO口通過植球方式與LGA基板實現互聯，芯片集成有射頻電路與驅動電路，其中射頻電路通過對場效應管導通與關斷狀態組合實現開關切換、電源濾波與功放匹配調整功能；驅動電路實現電壓轉換、ESD保護、提供場效應管狀態切換控制信號功能；

其中，該射頻收發前端模塊電路各芯片通過6層LGA基板走線互聯，所述SOI收發切換開關采用倒扣結構與基板進行連接，通過將功率放大器的輸出匹配電路和低噪聲放大器的輸入匹配電路采用表貼元件，可以獲得較小的射頻損耗，即更大的功率輸出和更低的噪聲系數。

2.根據權利要求1所述的一種支持高低增益模式的收發前端模塊電路，其特征在于：所述射頻收發前端模組可選擇將外部管腳LNA IN和RX OUT連接，實現完整的收發前端模塊，也可以單獨使用。

3.根據權利要求1所述的一種支持高低增益模式的收發前端模塊電路，其特征在于：所述GaAs HBT功率放大器具體包括：

①低增益和高增益兩種模式共用的輸入匹配電路，包含了由C1、L1組成的低頻諧波抑制單元；

②第一級放大電路，包含了由三個放大單元組成的T1和由1個放大單元組成的T2，兩種模式分別由Note1和Note2通過偏置電路加電；

③功率放大器的級間匹配電路，包含了由C7、L3組成的二次諧波抑制；

④第二級放大電路，其與所述第一級放大電路均包含了電阻電容串聯組成的RC反饋電路；

⑤輸出匹配電路，包含了二次諧波和三次諧波抑制單元，整個功率放大器射頻部分通過多個諧波抑制單元，在高功率模式下，獲得了較高的功率附加效率。

4.根據權利要求1所述的一種支持高低增益模式的收發前端模塊電路，其特征在于：所述GaAs HBT可變增益放大器偏置電路具體包括：

①控制部分，其通過Pin1、Pin4、Pin5控制整個偏置電路的高低功率邏輯切換，外部電壓通過Pin2為T1、T11、T10為第一級兩個功率模塊和第二級功率模塊提供電流，MIPI控制電路通過Pin3、Pin6提供的電壓，從偏置電路中抽取電流，用于MIPI控制電路精確調節每級電流，低增益模式偏置由Pin4、Pin5通過R14、R4為T11提供穩定的基極電壓，高增益模式偏置由Pin4、Pin5通過T4、T5、T6、T7為T1建立穩定的基極電壓，其中T2、T3、R9為當溫度以及基極電壓的變化時產生負反饋以穩定靜態偏置，同樣的，T9、T16也為T10提供穩定的基極電壓；

②第一級放大器偏置電路，其由T1和T11分別通過Note1和Note2為射頻部分第一級中的低增益功率單元和高增益功率單元提供偏置電流；

③第二級放大器偏置電路，其由T16通過Note3為射頻部分第二級中的低增益功率單元和高增益功率單元提供偏置電流。

5.根據權利要求1所述的一種支持高低增益模式的收發前端模塊電路，其特征在于：所述GaAs pHEMT低噪聲電路的RFIN、VL和VB為內部端口，VDD和LNA_OUT為外部端口，C1、L1和L2為基板表貼元件；低噪聲放大器通過MIPI控制電路，向低噪聲放大器芯片中的VL、VB端口提供高低邏輯電平控制，切換低噪聲放大器的LNA ON、Bypass OFF；LNA OFF、Bypass ON；LNA OFF、Bypass OFF三種狀態。