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(shù)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(shù)。諸如lte和,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(fā)射系統(tǒng)中的重要組成部分,對整個系統(tǒng)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。技術實現(xiàn)要素: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?zhí)峁┝艘环N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(wǎng)絡和自適應動態(tài)偏置電路,自適應動態(tài)偏置電路用于根據(jù)輸入功率等級調(diào)節(jié)功率放大器的柵極偏置電壓;功率放大器通過匹配網(wǎng)絡和激勵放大器連接射頻輸入端,功率放大器通過匹配網(wǎng)絡連接射頻輸出端;自適應動態(tài)偏置電路的輸入端連接射頻輸入端,自適應動態(tài)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(tài)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??蛇x的。效率:功率放大器的效率除了取決于晶體管的工作狀態(tài)、電路結構、負載 等因素外,還與輸出匹配電路密切相關。廣東超寬帶射頻功率放大器設計
經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,GaN技術在全球各大洲已經(jīng)普及。市場的廠商主要包括SumitomoElectric、Wolfspeed(Cree科銳旗下)、Qorvo,以及美國、歐洲和亞洲的許多其它廠商?;衔锇雽w市場和傳統(tǒng)的硅基半導體產(chǎn)業(yè)不同。相比傳統(tǒng)硅工藝,GaN技術的外延工藝要重要的多,會影響其作用區(qū)域的品質(zhì),對器件的可靠性產(chǎn)生巨大影響。這也是為什么目前市場的廠商都具備很強的外延工藝能力,并且為了維護技術秘密,都傾向于將這些工藝放在自己內(nèi)部生產(chǎn)。GaN-on-SiC更具有優(yōu)勢。盡管如此,F(xiàn)abless設計廠商通過和代工合作伙伴的合作,發(fā)展速度也很快。憑借與代工廠緊密的合作關系以及銷售渠道,NXP和Ampleon等廠商或?qū)⒏淖兪袌龈偁幐窬?。同時,目前市場上還存在兩種技術的競爭:GaN-on-SiC(碳化硅上氮化鎵)和GaN-on-Silicon(硅上氮化鎵)。它們采用了不同材料的襯底,但是具有相似的特性。理論上,GaN-on-SiC具有更好的性能,而且目前大多數(shù)廠商都采用了該技術方案。不過,M/A-COM等廠商則在極力推動GaN-on-Silicon技術的應用。未來誰將主導還言之過早,目前來看,GaN-on-Silicon仍是GaN-on-SiC解決方案的有力挑戰(zhàn)者。全球GaN射頻器件產(chǎn)業(yè)鏈競爭格局GaN微波射頻器件產(chǎn)品推出速度明顯加快。福建射頻功率放大器種類微波功率放大器的輸出功率主要有兩個指標:飽和輸出功率;ldB壓縮點輸出功率。
Microsemi的產(chǎn)品包括元器件和集成電路解決方案等,可通過改善性能和可靠性、優(yōu)化電池、減小尺寸和保護電路而增強客戶的設計能力。Microsemi公司所服務的主要市場包括植入式醫(yī)療機構、防御/航空和衛(wèi)星、筆記本電腦、監(jiān)視器和液晶電視、汽車和移動通信等應用領域。Microsemi在發(fā)展過程中收購了多家公司,包括熟知的Actel,Zarlink,Vitesee。Microsemi的WiFiPA產(chǎn)品線型號較多,也多次出現(xiàn)在Atheros早期的參考設計中,近期的參考設計就很少出現(xiàn)了。MicrosemiWiFiFrontendModulePartNumberFreq(GHz)Vin(V)Iq(mA)PALNASwitchGainPout(dBM)Pout(dBM)GainNoiseIP3(dB)@3%EVM@(dB)(dB)(dBM)LX5541LL902719N/A1325NoLX5543LU822517N/AN/AN/AN/ASP3TLX5551LQ902618N/AN/AN/AN/ASPDTLX5552LU802617N/A25SPDTLX5553LU822517N/A135SP3TLX5586ALLSPDTLX5586HLLSPDTMicrosemiWiFi***/NFreqGainVinPout(dBM)Pout(dBM)Currentat(GHz)(dB)(V)@3%EVM@3%EVM(mA)LX5511LQ2620N/A170LX5514LL2820N/A145LX5535LQ32–522N/A275LX5518LQ32–526N/A390LX5530LQ528–523NA360LX5531LQ532–52523350如果沒記錯的話,LX5511+LX5530出現(xiàn)在AtherosAP96低功率版本參考設計中。
令rj為射頻功率放大器檢測模塊的電阻值,rj=vgpio*r0/(vdd-vgpio);vgpio為處理器引腳的電壓值,vdd為電源電壓,r0為計算電阻的電阻值。計算電阻r0的電阻值已知,本申請對于計算電阻r0的電阻值的設置不作限定,計算電阻r0用于計算射頻功率放大模塊的電阻值。圖2為本申請實施例提供的射頻功率放大器檢測電路的連接示意圖。請參閱圖2,以四個射頻功率放大器并聯(lián)為例,計算電阻201的一端與電源電壓vdd相連,計算電阻201的另一端與射頻功率放大器211、212、213和214并聯(lián)而成的一端相連,射頻功率放大器211、212、213和214并聯(lián)而成的另一端與接地端相連,計算電阻201與射頻功率放大器的連接之間設置處理器202。其中,在本申請實施例中,射頻功率放大器211、212、213和214的電阻值分別設為r1、r2、r3和r4,射頻功率放大器211、212、213和214各自的匹配電阻的電阻值分別為r11、r22、r33和r44。在移動終端進行頻段切換前,設所有射頻功率放大器的初始狀態(tài)都是關閉的,即此時射頻功率放大器的電阻值分別為r1、r2、r3和r4。當移動終端進行頻段切換時,需要開啟射頻功率放大器211,則預設射頻功率放大器的配置狀態(tài)為射頻功率放大器211開啟,射頻功率放大器212、213和214保持關閉。射頻功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率如何提高輸出功率和效率,是射頻功率放大器設計目標的。
射頻功率放大器的配置狀態(tài)電阻值包括開啟狀態(tài)的電阻值與關閉狀態(tài)的電阻值。根據(jù)移動終端所切換的頻段,預設該頻段對應的射頻功率放大器的配置狀態(tài),由射頻功率放大器的配置狀態(tài)得知射頻功率放大器的配置狀態(tài)電阻值。(2)計算單元302計算單元302,用于計算所述射頻功率放大器檢測模塊的電阻值。例如,移動終端進行頻段切換時,射頻功率放大器檢測模塊的電阻值即此時射頻功率放大器的電阻值,通過計算射頻功率放大器檢測模塊的電阻值,從而獲取此時射頻功率放大器的狀態(tài)。其中,計算單元還包括計算電阻和處理器,計算電阻一端與射頻功率放大器檢測模塊連接,計算電阻另一端與電源電壓連接;處理器的引腳與計算電阻和射頻功率放大器檢測模塊連接。(3)比較單元303比較單元303,用于比較所述射頻功率放大器檢測模塊的電阻值與所述配置狀態(tài)電阻值。例如,將射頻功率放大器檢測模塊的電阻值與預設的配置狀態(tài)電阻值作比較,可以得知此時射頻功率放大器是否已完成配置。射頻功率放大器檢測模塊的電阻值即移動終端頻段切換時的射頻功率放大器的電阻值。其中,射頻功率放大器檢測模塊與配置狀態(tài)的電阻值不相同,則表示射頻功率放大器還沒有開啟,移動終端開啟此射頻功率放大器。微波固態(tài)功率放大器的電路設計應盡可能合理簡化。陜西短波射頻功率放大器設計
根據(jù)晶體管的增益斜率和放大器增益要求,確定待綜合匹配網(wǎng)絡的衰減斜 率、波紋、帶寬,并導出其衰減函數(shù)。廣東超寬帶射頻功率放大器設計
vgs是指柵源電壓,vth是指閾值電壓。開關關斷的寄生電容:coff=fom/ron。其中fom為半導體工藝商提供的開關ron與coff乘積,單位為fs(飛秒)。另,w/l較大,發(fā)生esd時有利于能提供直接的低阻抗電流泄放通道。用兩個sw疊加,相對單sw,能在esd大電流下保護sw的mos管不被損壞。當可控衰減電路的sw使用了疊管設計,兩個開關sw1和sw2的控制邏輯是一樣的:(1)非負增益模式下,sw1和sw2同時關斷;(2)負增益模式下,sw1和sw2同時打開。本申請實施例中的sw1和sw2在應用中可以采用絕緣體上硅(silicononinsulator,soi)cmos管,也可以是bulkcmos管(平面結構mos管)。下面提供一種采用可控衰減電路和輸入匹配電路的結構,如圖5a所示,圖5a中l(wèi)2、c1和r2構成驅(qū)動放大級電路之前的輸入匹配電路,可以將輸入端口的阻抗匹配到適合射頻功率放大器電路的輸入阻抗位置,這是由于驅(qū)動放大級電路需要某種特定阻抗范圍,輸出功率才能實現(xiàn)所需的效率,增益等性能??煽厮p電路的并聯(lián)到地支路的sw1和r1,在它們之前的電感l(wèi)1用于對并聯(lián)到地支路的寄生電容的匹配補償。在高增益模式下,這種射頻功率放大器電路輸入的匹配結構簡潔,輸入端口匹配良好,因此輸入端的回波損耗好。廣東超寬帶射頻功率放大器設計
能訊通信科技(深圳)有限公司主要經(jīng)營范圍是電子元器件,擁有一支專業(yè)技術團隊和良好的市場口碑。公司業(yè)務涵蓋射頻功放,寬帶射頻功率放大器,射頻功放整機,無人機干擾功放等,價格合理,品質(zhì)有保證。公司注重以質(zhì)量為中心,以服務為理念,秉持誠信為本的理念,打造電子元器件良好品牌。能訊通信立足于全國市場,依托強大的研發(fā)實力,融合前沿的技術理念,飛快響應客戶的變化需求。