这个范围叫做“放大区”,集电极电流近似等于基极电流的N倍。双极性晶体管是一种较为复杂的非线性器件,如果偏置电压分配不当,将使其输出信号失真,即使工作在特定范围,其电流放大倍数也受到包括温度在内的因素影响。双极性晶体管的大集电极耗散功率是器件在一定温度与散热条件下能正常工作的大功率,如果实际功率大于这一数值,晶体管的温度将超出大许可值,使器件性能下降,甚至造成物理损坏。可通过高达28伏电源供电工作,工作频率可达几个GHz。为了防止由于热击穿导致的突发性故障,晶体管的偏置电压必须要仔细设计,因为热击穿一旦被触发,整个晶体管都将被立即毁坏。因此,采用这种晶体管技术的放大器必须具有保护电路以防止这种热击穿情况发生。金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)MOSFET场效应管属于单极性晶体管,它的工作方式涉及单一种类载流子的漂移作用。金属氧化物半导体场效应管依照其沟道极性的不同,可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型,通常被称为N型金氧半场效晶体管(NMOSFET)与P型金氧半场效晶体管(PMOSFET),没有BJT的一些致命缺点,如热破坏(thermalrunaway)。为了适合大功率运行。功率放大器有GAN,LDMOS初期主要面向移动电话基站、雷达,应用于 无线电广播传输器以及微波雷达与导航系统。30-500MHz射频功率放大器定制
gate)电压偏置电路由内部电压源vg、r8、r9和c13按照图7所示连接而成。r8、r9和c13组成的t型网络,起到隔离t3栅极较弱射频电压摆幅的作用。在实际模拟电路中设计电压源,可将vg电压分成多个档位,通过数字寄存器(属于微控制器)控制切换vg档位,达到t3栅极电压切换的效果。其中,t4和t5组成的叠管结构,与t2和t3组成的叠管结构,是一样的。t2和t3和器件尺寸一样,t4和t5和器件尺寸一样。t2(t3):t4(t5)的器件尺寸之比是2:5的关系。比如:t2和t3的mos管的沟道宽度为2mm左右,t4和t5的mos管的沟道宽度为5mm。则在非负增益模式下:vcc=,t2的偏置电流ib=12ma左右,t4的偏置电流ib=45ma左右,t3管和t5管的vg=。在负增益模式下:vcc=,t2的偏置电流ib=2ma左右;t4的偏置电流ib=6ma左右;t3管和t5管的vg=。在本申请文件实施例提供的射频功率放大器电路中,为了说明输入匹配的可控衰减电路设计,对级间匹配电路进行了简化处理,实际的级间匹配电路是一个较为复杂的lccl网络。级间匹配电路中的c7的电容数值较大,c7使r6在射频频率上并联接地。需要注意的是,在本申请实施例中,匹配这个概念针对的是射频信号,c7表示射频的短路,可在射频等效电路中省去。此外。超射频功率放大器设计在射频/微波 IC中一般用方形螺旋电感。
微控制器控制第五一开关导通、第五二开关关断,此时可实现低增益;微控制器控制第五一开关和第五二开关均导通,此时反馈电路的等效电阻小,可实现负增益。在一些实施例中,当射频放大器电路的高增益为30db左右,低增益为15db左右,负增益为-10db左右时,可设置第五三电阻的阻值为5kω,第五一电阻的电阻为1kω,第五二电阻的电阻为100ω。需要说明的是,本实施例对反馈电路的具体形式不做限定。可见,通过控制反馈电路中第二开关的通断,可以改变射频功率放大器电路的增益大小,实现增益的大范围调节。在一个可能的示例中,级间匹配电路104包括:第三电感l3、第七电容c7和第八电容c8,其中:第三电感的端连接第三mos管的漏级,第三电感的第二端连接第二电压信号和第七电容的一端,第七电容的端连接第二电压信号,第七电容的第二端接地,第八电容的端连接第三mos管的漏级。其中,第二电压信号为vcc。在本申请实施例中,考虑到级间匹配电路的复杂性,将级间匹配电路简化为用第三电感、第七电容和第八电容表示。在一个可能的示例率放大电路105包括:第四mos管t4、第五mos管t5和第九电容c9,其中:第四mos管的栅级与第八电容的第二端连接。
第三变压器t02、第四变压器t04和电容c16构成一个匹配网络。第三变压器t02的原边连接有电容c07,第四变压器t04的原边连接有电容c14。第三变压器t02的副边连接射频输出端rfout,第四变压器t04的副边接地。每个主体电路中的激励放大器包括2个共源共栅放大器。如图3所示,主体电路的激励放大器中,nmos管mn01和nmos管mn03构成一个共源共栅放大器,nmos管mn02和nmos管mn04构成一个共源共栅放大器;第二主体电路的激励放大器中,nmos管mn09和nmos管mn11构成一个共源共栅放大器,nmos管mn10和nmos管mn12构成一个共源共栅放大器。在主体电路中,激励放大器源放大器的栅极与变压器的副边连接,激励放大器栅放大器的漏极通过电容与功率放大器的输入端连接。如图3所示,nmos管mn01的栅极和nmos管mn02的栅极分别与变压器t01的副边连接,nmos管mn03的漏极连接电容c04,nmos管mn04的漏极连接电容c05。nmos管mn03的漏极和nmos管mn04的漏极为主体电路中激励放大器的输出端。在第二主体电路中,激励放大器中源放大器的栅极与第二变压器的副边连接,激励放大器栅放大器的漏极通过电容与功率放大器的输入端连接。如图3所示,nmos管mn09的栅极和nmos管mn10的栅极分别与变压器t01的副边连接。阻抗匹配,关系到功率放大器的稳定性、增益;输出功率、带内平坦度、噪声、谐波、驻波、线性等一系列指标 。
功率放大器通过匹配网络连接射频输出端rfout。自适应动态偏置电路的输入端连接射频输入端rfin,自适应动态偏置电路的输出端连接功率放大器中的共源共栅放大器。其中,自适应动态偏置电路至少由若干nmos管、若干pmos管、若干电容和电阻组成。可选的,自适应动态偏置电路的输入端通过匹配网络连接射频输入端。自适应动态偏置电路的输出端连接功率放大器源放大器的栅极和共栅放大器的栅极。通过自适应动态偏置电路动态调整功率放大器源共栅放大器的栅极偏置电压,提高了射频功率放大器的线性度。图2示出了本申请一实施例提供的自适应动态偏置电路的电路原理图。如图2所示,在自适应动态偏置电路中,nmos管mn17的栅极为自适应动态偏置电路的输入端rfin_h。nmos管mn17的漏极连接pmos管mp04的源极。nmos管mn17的漏极和pmos管mp04之间hia连接有并联的电容c17和电阻r12。nmos管mn17的漏极接电源电压vdd,pmos管mp04的源极接电源电压vdd。nmos管mn17的源极接地,pmos管mp04的漏极通过并联的电容c18和电阻r16接地。第二nmos管mn18的漏极与第二pmos管mp01的漏极连接。第二nmos管mn18的源极接地。具体地,第二nmos管mn18的源极通过电阻r14接地。第二pmos管mp01的源极接电源电压vdd。微波功率放大器工作处于非线性状态放大过程中会产生的谐波分量,输入、输出匹配网络除起到阻抗变换作用外。坪山区射频功率放大器定制
射频功率放大器地用于多种有线和无线应用中,包括 CATV,ISM,WLL,PCS,GSM,CDMA 和 WCDMA 等各种频段。30-500MHz射频功率放大器定制
图10为本发明实施例提供的可控衰减电路和输入匹配电路的示意图。具体实施方式对于窄带物联网(narrowbandinternetofthings,nb-iot)的终端(userequipment,ue)来说,射频前端系统中的射频功率放大器电路一般要求发射功率可调,当射频功率放大器电路之前射频收发器的输出动态范围有限时,就要求功率放大器增益高低可调节。在广域低功耗通信的应用场景中,对射频功率放大器电路的增益可调要求变得更突出,其动态范围要达到35~40db,并出现负增益的需求模式。例如,在窄带物联网通信对象之间距离近(nb-iot的终端距离基站很近)的情况下会出现负增益的需求。在应用中,一方面在射频功率放大器的电路设计中,可以降低功率增益,在不过度影响原有电路匹配的前提下,通过增强驱动级晶体管的负反馈;另一方面,可以在输入匹配电路中插入可控衰减电路的设计,这样对功率放大器的性能影响较小,降低增益的效果明显。下面介绍一种射频功率放大器电路,是在高增益模式的电路基础上,一般通过增强驱动级的负反馈来降低增益。图1a为相关技术中射频功率放大器电路的组成结构示意图,图1b为图1a的电路结构示意图,参见图1a和图1b,方案。30-500MHz射频功率放大器定制
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