北京應(yīng)用射頻功率放大器技術(shù)

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-10-28

   70年代末研制出了具有垂直溝道的絕緣柵型場效應(yīng)管,即VMOS管,其全稱為V型槽MOS場效應(yīng)管,它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來的高效功率器件,具有耐壓高,工作電流大,輸出功率高等優(yōu)良特性。垂直MOS場效應(yīng)晶體管(VMOSFET)的溝道長度是由外延層的厚度來控制的,因此適合于MOS器件的短溝道化,從而提高器件的高頻性能和工作速度。VMOS管可工作在VHF和UHF頻段,也就是30MHz到3GHz。封裝好的VMOS器件能夠在UHF頻段提供高達(dá)1kW的功率,在VHF頻段提供幾百瓦的功率,可由12V,28V或50V電源供電,有些VMOS器件可以100V以上的供電電壓工作。橫向擴(kuò)散MOS(LDMOS)橫向雙擴(kuò)散MOS晶體管(LateralDouble-diffusedMOSFET,LDMOS):這是為了減短溝道長度的一種橫向?qū)щ奙OSFET,通過兩次擴(kuò)散而制作的器件稱為LDMOS,在高壓功率集成電路中常采用高壓LDMOS滿足耐高壓、實(shí)現(xiàn)功率控制等方面的要求,常用于射頻功率電路。與晶體管相比,LDMOS在關(guān)鍵的器件特性方面,如增益、線性度、散熱性能等方面優(yōu)勢(shì)很明顯,由于更容易與CMOS工藝兼容而被采用。LDMOS能經(jīng)受住高于雙極型晶體管的駐波比,能在較高的反射功率下運(yùn)行而不被破壞;它較能承受輸入信號(hào)的過激勵(lì),具有較高的瞬時(shí)峰值功率。射頻功率放大器包括A類、AB類、B類和c類等,開關(guān)放大 器包括D類、E類和F類等。北京應(yīng)用射頻功率放大器技術(shù)

   較小的線圈自感和較大的寄生電容會(huì)額外影響變壓器的輸入輸出阻抗,需要增加或調(diào)節(jié)輸入輸出的匹配電容來調(diào)節(jié)阻抗,進(jìn)而產(chǎn)生額外的阻抗變換),這會(huì)影響變壓器有效的阻抗變化比和轉(zhuǎn)換后的阻抗相位,也會(huì)降低能量傳輸效率。在本發(fā)明實(shí)施例中,增加輔次級(jí)線圈,可以在不影響初級(jí)線圈和主次級(jí)線圈的前提下增加輸入到輸出的能量耦合路徑,減小耦合系數(shù)k值較小對(duì)阻抗變換的影響。根據(jù)初級(jí)線圈和主次級(jí)線圈的k值等參數(shù),選擇合適的輔次級(jí)線圈的大小和k值可以有效提高功率合成變壓器的阻抗變換工作頻率范圍,降低功率合成變壓器損耗。此外,將功率合成變壓器的主次級(jí)線圈和輔次級(jí)線圈以及匹配濾波電路協(xié)同設(shè)計(jì),能夠進(jìn)一步提高射頻功率放大器的寬帶阻抗變換和濾波性能。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種通信設(shè)備,包括上述任一實(shí)施例所提供的射頻功率放大器。通信設(shè)備中還可以存在其他模塊,例如基帶芯片、天線電路等,上述的其他模塊均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的模塊,本發(fā)明實(shí)施例不做贅述。雖然本發(fā)明披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動(dòng)與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。河北寬帶射頻功率放大器電話多少寬帶放大器是指上限工作頻率與下限工作頻率之比甚大于1的放大電路。

被公認(rèn)為是很合適的通信用半導(dǎo)體材料。在手機(jī)無線通信應(yīng)用中,目前射頻功率放大器絕大部分采用GaAs材料。在GSM通信中,國內(nèi)的紫光展銳和漢天下等芯片設(shè)計(jì)企業(yè)曾憑借RFCMOS制程的高集成度和低成本的優(yōu)勢(shì),打破了采用國際廠商采用傳統(tǒng)的GaAs制程完全主導(dǎo)射頻功放的格局。但是到了4G時(shí)代,由于Si材料存在高頻損耗、噪聲大和低輸出功率密度等缺點(diǎn),RFCMOS已經(jīng)不能滿足要求,手機(jī)射頻功放重新回到GaAs制程完全主導(dǎo)的時(shí)代。與射頻功放器件依賴于GaAs材料不同,90%的射頻開關(guān)已經(jīng)從傳統(tǒng)的GaAs工藝轉(zhuǎn)向了SOI(Silicononinsulator)工藝,射頻收發(fā)機(jī)大多數(shù)也已采用RFCMOS制程,從而滿足不斷提高的集成度需求。5G時(shí)代,GaN材料適用于基站端。在宏基站應(yīng)用中,GaN材料憑借高頻、高輸出功率的優(yōu)勢(shì),正在逐漸取代SiLDMOS;在微基站中,未來一段時(shí)間內(nèi)仍然以GaAsPA件為主,因其目前具備經(jīng)市場驗(yàn)證的可靠性和高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì),但隨著器件成本的降低和技術(shù)的提高,GaNPA有望在微基站應(yīng)用在分得一杯羹;在移動(dòng)終端中,因高成本和高供電電壓,GaNPA短期內(nèi)也無法撼動(dòng)GaAsPA的統(tǒng)治地位。全球GaAs射頻器件被國際巨頭壟斷。全球GaAs射頻器件市場以IDM模式為主。

5G時(shí)代,智能手機(jī)將采用2發(fā)射4接收方案,未來有望演進(jìn)為8接收方案。功率放大器(PA)是一部手機(jī)關(guān)鍵的器件之一,它直接決定了手機(jī)無線通信的距離、信號(hào)質(zhì)量,甚至待機(jī)時(shí)間,是整個(gè)射頻系統(tǒng)中除基帶外重要的部分。5G將帶動(dòng)智能移動(dòng)終端、基站端及IOT設(shè)備射頻PA穩(wěn)健增長。功率放大器市場增長相對(duì)穩(wěn)健,復(fù)合年增長率為7%,將從2017年的50億美元增長到2023年的70億美元。LTE功率放大器市場的增長,尤其是高頻和超高頻,將彌補(bǔ)2G/3G市場的萎縮。15G智能移動(dòng)終端,射頻PA的大機(jī)遇5G推動(dòng)手機(jī)射頻PA量價(jià)齊升無論是在基站端還是設(shè)備終端,5G給供應(yīng)商帶來的挑戰(zhàn)都首先體現(xiàn)在射頻方面,因?yàn)檫@是設(shè)備“上”網(wǎng)的關(guān)鍵出入口,即將到來的5G手機(jī)將會(huì)面臨更多頻段的支持、不同的調(diào)制方向、信號(hào)路由的選擇、開關(guān)速度的變化等多方面的技術(shù)挑戰(zhàn)外,也會(huì)帶來相應(yīng)市場機(jī)遇。5G將給天線數(shù)量、射頻前端模塊價(jià)值量帶來翻倍增長。以5G手機(jī)為例,單部手機(jī)的射頻半導(dǎo)體用量達(dá)到25美金,相比4G手機(jī)近乎翻倍增長。其中濾波器從40個(gè)增加至70個(gè),頻帶從15個(gè)增加至30個(gè),接收機(jī)發(fā)射機(jī)濾波器從30個(gè)增加至75個(gè),射頻開關(guān)從10個(gè)增加至30個(gè),載波聚合從5個(gè)增加至200個(gè)。5G手機(jī)功率放大器。丙類狀態(tài):在信號(hào)周期內(nèi)存在工作電流的時(shí)間不到半個(gè)周期即導(dǎo)通角0小于18度,丙類功放的優(yōu)點(diǎn)是效率非常高。

   處理器308即處理器,用于控制所述射頻功率放大器的開啟和關(guān)閉。輸入單元403可用于接收輸入的數(shù)字或字符信息,以及產(chǎn)生與用戶設(shè)置以及功能控制有關(guān)的鍵盤、鼠標(biāo)、操作桿、光學(xué)或者軌跡球信號(hào)輸入。具體地,在一個(gè)具體的實(shí)施例中,輸入單元403可包括觸敏表面以及其他輸入設(shè)備。觸敏表面,也稱為觸摸顯示屏或者觸控板,可收集用戶在其上或附近的觸摸操作(比如用戶使用手指、觸筆等任何適合的物體或附件在觸敏表面上或在觸敏表面附近的操作),并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程式驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的連接裝置??蛇x的,觸敏表面可包括觸摸檢測(cè)裝置和觸摸控制器兩個(gè)部分。其中,觸摸檢測(cè)裝置檢測(cè)用戶的觸摸方位,并檢測(cè)觸摸操作帶來的信號(hào),將信號(hào)傳送給觸摸控制器;觸摸控制器從觸摸檢測(cè)裝置上接收觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo),再送給處理器408,并能接收處理器408發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。此外,可以采用電阻式、電容式、紅外線以及表面聲波等多種類型實(shí)現(xiàn)觸敏表面。除了觸敏表面,輸入單元403還可以包括其他輸入設(shè)備。具體地,其他輸入設(shè)備可以包括但不限于物理鍵盤、功能鍵(比如音量控制按鍵、開關(guān)按鍵等)、軌跡球、鼠標(biāo)、操作桿等中的一種或多種。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。福建U段射頻功率放大器經(jīng)驗(yàn)豐富

乙類工作狀態(tài):功率放大器在信號(hào)周期內(nèi)只有半個(gè)周期存在工作電流,即導(dǎo)通角0為180度.對(duì)于AM。北京應(yīng)用射頻功率放大器技術(shù)

   在本發(fā)明實(shí)施例率放大單元的輸入端可以輸入差分信號(hào)input_p,功率放大單元的第二輸入端可以輸入第二差分信號(hào)input_n。功率放大單元可以對(duì)輸入的差分信號(hào)input_p以及第二差分信號(hào)input_n分別進(jìn)行放大處理,功率放大單元的輸出端可以輸出經(jīng)過放大的差分信號(hào),功率放大單元的第二輸出端可以輸出經(jīng)過放大的第二差分信號(hào)。差分信號(hào)input_p以及第二差分信號(hào)input_n的放大倍數(shù)可以由功率放大單元的放大系數(shù)決定,且差分信號(hào)input_p的放大倍數(shù)和對(duì)第二差分信號(hào)input_n的放大倍數(shù)相同。在具體實(shí)施中,差分信號(hào)input_p以及第二差分信號(hào)input_n可以是對(duì)輸入至射頻功率放大器的輸入信號(hào)進(jìn)行差分處理后得到的。具體的,對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行差分處理的原理及過程可以參照現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明實(shí)施例不做贅述。在具體實(shí)施率合成變壓器可以包括初級(jí)線圈11以及次級(jí)線圈。在本發(fā)明實(shí)施例中,初級(jí)線圈11的端可以與功率放大單元的輸出端耦接,輸入經(jīng)過放大的差分信號(hào);初級(jí)線圈11的第二端可以與功率放大單元的第二輸出端耦接,輸入經(jīng)過放大的第二差分信號(hào)。在本發(fā)明實(shí)施例中,次級(jí)線圈可以包括主次級(jí)線圈121以及輔次級(jí)線圈122。主次級(jí)線圈121的端接地。北京應(yīng)用射頻功率放大器技術(shù)

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