[发明专利]毫米波功率放大器

说明书

背景技术

领域

本申请一般涉及放大器的操作和设计，更具体而言涉及被配置成以毫米(MM)波频率操作的功率放大器。

背景

越来越需要使得移动设备能够进行高质量传输和接收。达成高质量的一个关键与功率放大器的性能相关联。例如，在移动设备中具有能以毫米波长范围内的频率(这是在30到300吉赫兹范围内的极高频率)操作的高性能功率放大器是合需的。这一高频带具有10毫米到1毫米的波长。

以这样的频率操作需要大带宽(通常大于8GHz)功率放大器(PA)。然而，常规的开环设计无法同时达成大带宽、高线性度以及低功率。因此，具有供在移动设备中使用的小尺寸且低成本的MM波功率放大器是合需的。

附图简述

通过参照以下结合附图考虑的描述，本文中所描述的以上方面将变得更易于明了，在附图中：

图1示出了MM波功率放大器的示例性模型；

图2示出了MM波PA的示例性实施例；

图3示出了MM波PA的示例性实施例；

图4示出了解说MM波功率放大器的替换配置的示例性框图；以及

图5示出了MM波功率放大器设备的示例性实施例。

详细描述

下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应一定解释成优于或胜于其它示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性实施例的新颖性。

在本文中公开的示例性实施例提供了达成大带宽(约25GHz)、良好线性度以及低功耗的MM波功率放大器。例如，所公开的功率放大器利用具有弱负反馈的多级架构来达成具有高增益的大带宽。在示例性实施例中，交织式双反馈环路被用来提供相对于常规系统的带宽改进。

图1示出了MM波功率放大器100的示例性模型。放大器100包括通过反馈元件106耦合到第二级104的第一级102。在示例性实施例中，电阻器被用作反馈元件106。然而，反馈元件106也可包括其它组件，如电容器或电感器。

第一级102包括基于输入电压来生成电流且具有值(g_m1*V_in)的电流源108。电流源108的第一端子连接至电阻器(R_p1)110的第一端子，这导致中间电压V_x。电流源108的第二端子连接至接地。电阻器110也具有连接至接地的第二端子。

第二级104包括基于中间电压V_x来生成电流且具有值(g_m2*V_x)的电流源112。电流源112的第一端子连接至电阻器(R_p2)114的第一端子，这导致输出电压V_o。电流源112的第二端子连接至接地。电阻器114也具有连接至接地的第二端子。

反馈元件106连接在电阻器110的第一端子和电阻器114的第一端子之间。MM波功率放大器100的模型可被用来确定作为输出电压V_o和输入电压V_in之间的关系的增益。如果R_P2包括LC储能电路，则增益可表达如下。