江西射頻功率放大器電路

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-06-16

    圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控衰減電路和輸入匹配電路的示意圖。具體實(shí)施方式對(duì)于窄帶物聯(lián)網(wǎng)(narrowbandinternetofthings,nb-iot)的終端(userequipment,ue)來(lái)說(shuō),射頻前端系統(tǒng)中的射頻功率放大器電路一般要求發(fā)射功率可調(diào),當(dāng)射頻功率放大器電路之前射頻收發(fā)器的輸出動(dòng)態(tài)范圍有限時(shí),就要求功率放大器增益高低可調(diào)節(jié)。在廣域低功耗通信的應(yīng)用場(chǎng)景中,對(duì)射頻功率放大器電路的增益可調(diào)要求變得更突出,其動(dòng)態(tài)范圍要達(dá)到35~40db,并出現(xiàn)負(fù)增益的需求模式。例如,在窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信對(duì)象之間距離近(nb-iot的終端距離基站很近)的情況下會(huì)出現(xiàn)負(fù)增益的需求。在應(yīng)用中,一方面在射頻功率放大器的電路設(shè)計(jì)中,可以降低功率增益,在不過(guò)度影響原有電路匹配的前提下,通過(guò)增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)級(jí)晶體管的負(fù)反饋;另一方面,可以在輸入匹配電路中插入可控衰減電路的設(shè)計(jì),這樣對(duì)功率放大器的性能影響較小,降低增益的效果明顯。下面介紹一種射頻功率放大器電路,是在高增益模式的電路基礎(chǔ)上,一般通過(guò)增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)級(jí)的負(fù)反饋來(lái)降低增益。圖1a為相關(guān)技術(shù)中射頻功率放大器電路的組成結(jié)構(gòu)示意圖,圖1b為圖1a的電路結(jié)構(gòu)示意圖,參見(jiàn)圖1a和圖1b,方案。射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)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(shè)計(jì)目標(biāo)的。江西射頻功率放大器電路

    vgs是指柵源電壓,vth是指閾值電壓。開(kāi)關(guān)關(guān)斷的寄生電容:coff=fom/ron。其中fom為半導(dǎo)體工藝商提供的開(kāi)關(guān)ron與coff乘積,單位為fs(飛秒)。另,w/l較大,發(fā)生esd時(shí)有利于能提供直接的低阻抗電流泄放通道。用兩個(gè)sw疊加,相對(duì)單sw,能在esd大電流下保護(hù)sw的mos管不被損壞。當(dāng)可控衰減電路的sw使用了疊管設(shè)計(jì),兩個(gè)開(kāi)關(guān)sw1和sw2的控制邏輯是一樣的:(1)非負(fù)增益模式下,sw1和sw2同時(shí)關(guān)斷;(2)負(fù)增益模式下,sw1和sw2同時(shí)打開(kāi)。本申請(qǐng)實(shí)施例中的sw1和sw2在應(yīng)用中可以采用絕緣體上硅(silicononinsulator,soi)cmos管,也可以是bulkcmos管(平面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),如圖5a所示,圖5a中l(wèi)2、c1和r2構(gòu)成驅(qū)動(dòng)放大級(jí)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(dòng)放大級(jí)電路需要某種特定阻抗范圍,輸出功率才能實(shí)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(duì)并聯(lián)到地支路的寄生電容的匹配補(bǔ)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,輸入端口匹配良好,因此輸入端的回波損耗好。四川短波射頻功率放大器電話多少輸入/輸出駐波表示放大器輸入端阻抗和輸出端阻抗與系統(tǒng)要求阻抗(50Q)的 匹配程度。

經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,GaN技術(shù)在全球各大洲已經(jīng)普及。市場(chǎng)的廠商主要包括SumitomoElectric、Wolfspeed(Cree科銳旗下)、Qorvo,以及美國(guó)、歐洲和亞洲的許多其它廠商?;衔锇雽?dǎo)體市場(chǎng)和傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不同。相比傳統(tǒng)硅工藝,GaN技術(shù)的外延工藝要重要的多,會(huì)影響其作用區(qū)域的品質(zhì),對(duì)器件的可靠性產(chǎn)生巨大影響。這也是為什么目前市場(chǎng)的廠商都具備很強(qiáng)的外延工藝能力,并且為了維護(hù)技術(shù)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(shì)。盡管如此,F(xiàn)abless設(shè)計(jì)廠商通過(guò)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(guān)系以及銷售渠道,NXP和Ampleon等廠商或?qū)⒏淖兪袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。同時(shí),目前市場(chǎng)上還存在兩種技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng):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(shù)方案。不過(guò),M/A-COM等廠商則在極力推動(dòng)GaN-on-Silicon技術(shù)的應(yīng)用。未來(lái)誰(shuí)將主導(dǎo)還言之過(guò)早,目前來(lái)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(jìng)爭(zhēng)格局GaN微波射頻器件產(chǎn)品推出速度明顯加快。

    以對(duì)輸入至功率合成變壓器的信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的匹配濾波處理。在具體實(shí)施中,子濾波電路可以包括電容c1,電容c1的端可以與功率合成變壓器的輸入端以及功率放大單元的輸入端耦接,第二端可以接地。在本發(fā)明實(shí)施例中,為提高諧波濾波性能,子濾波電路還可以包括電感l(wèi)1,電感l(wèi)1可以設(shè)置電容c1的第二端與地之間。參照?qǐng)D2,給出了本發(fā)明實(shí)施例中的另一種射頻功率放大器的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2中,子濾波電路包括電感l(wèi)1以及電容c1,電感l(wèi)1串聯(lián)在電容c1的第二端與地之間。在具體實(shí)施中,第二子濾波電路可以包括第二電容c2,第二電容c2的端可以與功率合成變壓器的第二輸入端以及功率放大單元的第二輸入端耦接,第二端可以接地。在本發(fā)明實(shí)施例中,為提高諧波濾波性能,第二子濾波電路還可以包括第二電感l(wèi)2,第二電感l(wèi)2可以設(shè)置第二電容c2的第二端與地之間。繼續(xù)參照?qǐng)D2,第二子濾波電路包括第二電感l(wèi)2以及第二電容c2,第二電感l(wèi)2串聯(lián)在第二電容c2的第二端與地之間。在具體實(shí)施中,串聯(lián)電感的到地電容和該電感的諧振頻率可以在功率放大單元的二次諧波頻率附近。也就是說(shuō),當(dāng)子濾波電路包括電容c1以及電感l(wèi)1時(shí),電容c1與電感l(wèi)1的諧振頻率在功率放大單元的二次諧波頻率附近。相應(yīng)地。噪聲系數(shù)是指輸入端信噪比與放大器輸出端信噪比的比值,單位常用“dB'’。

    功率放大器通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)連接射頻輸出端rfout。自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路的輸入端連接射頻輸入端rfin,自適應(yīng)動(dòng)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(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路至少由若干nmos管、若干pmos管、若干電容和電阻組成??蛇x的,自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路的輸入端通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)連接射頻輸入端。自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路的輸出端連接功率放大器源放大器的柵極和共柵放大器的柵極。通過(guò)自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路動(dòng)態(tài)調(diào)整功率放大器源共柵放大器的柵極偏置電壓,提高了射頻功率放大器的線性度。圖2示出了本申請(qǐng)一實(shí)施例提供的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路的電路原理圖。如圖2所示,在自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路中,nmos管mn17的柵極為自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路的輸入端rfin_h。nmos管mn17的漏極連接pmos管mp04的源極。nmos管mn17的漏極和pmos管mp04之間hia連接有并聯(lián)的電容c17和電阻r12。nmos管mn17的漏極接電源電壓vdd,pmos管mp04的源極接電源電壓vdd。nmos管mn17的源極接地,pmos管mp04的漏極通過(guò)并聯(lián)的電容c18和電阻r16接地。第二nmos管mn18的漏極與第二pmos管mp01的漏極連接。第二nmos管mn18的源極接地。具體地,第二nmos管mn18的源極通過(guò)電阻r14接地。第二pmos管mp01的源極接電源電壓vdd。射頻功率放大器(RF PA)是發(fā)射系統(tǒng)中的主要部分,其重要性不言而喻。湖南超寬帶射頻功率放大器聯(lián)系電話

在所有微波發(fā)射系統(tǒng)中,都需要功率放大器將信號(hào)放大到足夠的功 率電平,以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射。江西射頻功率放大器電路

因此在寬帶應(yīng)用中的使用并不。新興GaN技術(shù)的工作電壓為28V至50V,優(yōu)勢(shì)在于更高功率密度及更高截止頻率(CutoffFrequency,輸出訊號(hào)功率超出或低于傳導(dǎo)頻率時(shí)輸出訊號(hào)功率的頻率),擁有低損耗、高熱傳導(dǎo)基板,開(kāi)啟了一系列全新的可能應(yīng)用,尤其在5G多輸入輸出(MassiveMIMO)應(yīng)用中,可實(shí)現(xiàn)高整合性解決方案。典型的GaN射頻器件的加工工藝,主要包括如下環(huán)節(jié):外延生長(zhǎng)-器件隔離-歐姆接觸(制作源極、漏極)-氮化物鈍化-柵極制作-場(chǎng)板制作-襯底減薄-襯底通孔等環(huán)節(jié)。GaN材料已成為基站PA的有力候選技術(shù)。GaN是極穩(wěn)定的化合物,具有強(qiáng)的原子鍵、高的熱導(dǎo)率、在Ⅲ-Ⅴ族化合物中電離度是高的、化學(xué)穩(wěn)定性好,使得GaN器件比Si和GaAs有更強(qiáng)抗輻照能力,同時(shí)GaN又是高熔點(diǎn)材料,熱傳導(dǎo)率高,GaN功率器件通常采用熱傳導(dǎo)率更優(yōu)的SiC做襯底,因此GaN功率器件具有較高的結(jié)溫,能在高溫環(huán)境下工作。GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)憑借其固有的高擊穿電壓、高功率密度、大帶寬和高效率,已成為基站PA的有力候選技術(shù)。GaN射頻器件更能有效滿足5G的高功率、高通信頻段和高效率等要求。相較于基于Si的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(SiLDMOS。江西射頻功率放大器電路

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