LateralDouble-diffusedMetal-oxideSemiconductor)和GaAs,在基站端GaN射频器件更能有效满足5G的高功率、高通信频段和高效率等要求。目前针对3G和LTE基站市场的功率放大器主要有SiLDMOS和GaAs两种,但LDMOS功率放大器的带宽会随着频率的增加而大幅减少,在不超过约,而GaAs功率放大器虽然能满足高频通信的需求,但其输出功率比GaN器件逊色很多。在5G高集成的MassiveMIMO应用中,它可实现高集成化的解决方案,如模块化射频前端器件。在毫米波应用上,GaN的高功率密度特性在实现相同覆盖条件及用户追踪功能下,可有效减少收发通道数及整体方案的尺寸。实现性能成本的优化组合。随着5G时代的到来,小基站及MassiveMIMO的飞速发展,会对集成度要求越来越高,GaN自有的先天优势会加速功率器件集成化的进程。5G会带动GaN这一产业的飞速发展。然而,在移动终端领域GaN射频器件尚未开始规模应用,原因在于较高的生产成本和供电电压。GaN将在高功率,高频率射频市场发挥重要作用。GaN射频PA有望成为5G基站主流技术预测未来大部分6GHz以下宏网络单元应用都将采用GaN器件,小基站GaAs优势更明显。就电信市场而言,得益于5G网络应用的日益临近。功率放大器因此要尽量采用典型可 靠的电路、合理分配增益、减少放大器的级数,以降低故障概率。湖南有什么射频功率放大器设计
4G/5G基础设施用RF半导体的市场规模将达到16亿美元,其中,MIMOPA年复合增长率将达到135%,射频前端模块的年复合增长率将达到119%。预计未来5~10年,GaN将成为3W及以上RF功率应用的主流技术。根据Yole预测,2017年,全球GaN射频市场规模约为,在3W以上(不含手机PA)的RF射频市场的渗透率超过20%。GaN在基站、雷达和航空应用中,正逐步取代LDMOS。随着数据通讯、更高运行频率和带宽的要求日益增长,GaN在基站和无线回程中的应用持续攀升。在未来的网络设计中,针对载波聚合和大规模输入输出(MIMO)等新技术,GaN将凭借其高效率和高宽带性能,相比现有的LDMOS处于更有利的位置。未来5~10年内,预计GaN将逐步取代LDMOS,并逐渐成为3W及以上RF功率应用的主流技术。而GaAs将凭借其得到市场验证的可靠性和性价比,将确保其稳定的市场份额。LDMOS的市场份额则会逐步下降,预测期内将降至整体市场规模的15%左右。到2023年,GaNRF器件市场规模达到13亿美元,约占3W以上的RF功率市场的45%。截止2018年底,整个RFGaN市场规模接近。未来大多数低于6GHz的宏网络单元实施将使用GaN器件,无线基础设施应用占比将进一步提高至近43%。RFGaN市场的发展方向GaN技术主要以IDM为主。江西短波射频功率放大器定制微波固态功率放大器通常安装在一个腔体内,由于频率高,往往容易产生寄 生藕合与干扰。
因为这些特性,GaAs器件被应用在无线通信、卫星通讯、微波通信、雷达系统等领域,能够在更高的频率下工作,高达Ku波段。与LDMOS相比,击穿电压较低。通常由12V电源供电,由于电源电压较低,使得器件阻抗较低,因此使得宽带功率放大器的设计变得比较困难。GaAsMESFET是电磁兼容微波功率放大器设计的常用选择,在80MHz到6GHz的频率范围内的放大器中被采用。GaAs赝晶高电子迁移率晶体管(GaAspHEMT)GaAspHEMT是对高电子迁移率晶体管(HEMT)的一种改进结构,也称为赝调制掺杂异质结场效应晶体管(PMODFET),具有更高的电子面密度(约高2倍);同时,这里的电子迁移率也较高(比GaAs中的高9%),因此PHEMT的性能更加优越。PHEMT具有双异质结的结构,这不提高了器件阈值电压的温度稳定性,而且也改善了器件的输出伏安特性,使得器件具有更大的输出电阻、更高的跨导、更大的电流处理能力以及更高的工作频率、更低的噪声等。采用这种材料可以实现频率达40GHz,功率达几W的功率放大器。在EMC领域,采用此种材料可以实现,功率达200W的功率放大器。氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)氮化镓(GaN)HEMT是新一代的射频功率晶体管技术,与GaAs和Si基半导体技术相比。
此时信号将产生非线性,其功率需要小于-10dbm才能实现线性输出,此时射频功率放大器电路的线性增益为-10db,因此,其线性输出功率范围为:-45dbm~-10dbm。上述高、中、低功率模式中有功率等级的交叠,这是窄带物联网技术平台的要求,这样可保证应用端配置的灵活性。比如同样功率等级下,选择耗电小的功率模式等。这样发射信号功率即输出功率覆盖了-45dbm到,总共,可满足广域的信号覆盖要求。参见图1a和图1b,在射频功率放大器电路已经加强负反馈基础上(引入负反馈电路),调节各级晶体管的偏置电路(例如调节t2和t4漏极的偏置电流,或者调节t3和t5漏极的偏置电压),再在输入匹配电路之前引入可控衰减电路,可以进一步降低增益。从理论来讲,可控衰减电路通过设计可以满足负增益的需求。这里,可控衰减电路需要考虑尽量降低其对放大器输入匹配电路的影响,它好可以与输入匹配电路的设计融合。另外,需要射频功率放大器电路在没有处于负增益工作模式下时,具有适当的射频传导功率容量和静电保护能力(electro-staticdischarge,esd)。本申请实施例提供一种射频功率放大器电路,如图2所示,与图1a相比,在输入端口和输入匹配电路之间插入可控衰减电路。射频功率放大器包括A类、AB类、B类和c类等,开关放大 器包括D类、E类和F类等。
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。功率放大器在无线通信系统中是一个不可缺少的重要组成部分通信体制的发展功率放大器进入了快速发展的阶段。湖南EMC射频功率放大器系列
输出匹配电路主要应具备损耗低,谐波抑制度高,改善驻波比,提高输出功 率及改善非线性等功能。湖南有什么射频功率放大器设计
使射频功率放大器电路实现负增益模式。可见,通过微控制器可控制第二mos管和第四mos管的漏级电流、第三mos管和第五mos管的门级电压,进而可调节驱动放大电路和功率放大电路的放大倍数,从而实现对射频功率放大器电路的增益的线性调节。根据上述实施例可知,若需要使射频功率放大器电路为非负增益模式,需要微控制器控制开关关断,控制第二开关关断,控制偏置电路使第二mos管的漏级电流和第三mos管的栅级电压均变大,控制第二偏置电路使第四mos管的漏级电流和第五mos管的栅级电压均变大。其中,第二开关关断时,反馈电路的放大系数af较大,有助于输入信号的放大,偏置电路和第二偏置电路中漏极电流、门极电压、漏级供电电压较大,也有助于输入信号的放大,开关关断,则可控衰减电路被隔离开,对输入信号的影响较小,通过这样的控制,可以实现输入信号的放大。当射频功率放大器电路的输出功率(较大)确定后,微处理器可以进一步得到其输入功率和增益值,微处理器对输入功率进行调节,控制电压信号vgg,使开关关断,控制第二开关关断,通过控制偏置电路和第二偏置电路中的内部电流源和内部电压源,并对漏级供电电压vcc进行控制,从而使偏置电路中漏级电流、栅级电压变小。湖南有什么射频功率放大器设计