[发明专利]射频功率放大模块

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及射频功率放大模块。

背景技术

射频功率放大器(RFPA)是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过放大，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。

当前的射频功率放大器的工作频率很高，但工作电压较低，输出电压动态范围较小，必须在负载阻抗足够小的时候，才能在有限的输出电压下得到足够大的输出电流和输出功率，射频功率放大器就需要包含阻抗变换电路。

另外，随着电子器件集成化的发展，射频功率放大器的高集成度要求也成了重要发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种射频功率放大模块，使得增加功率放大芯片的输出摆幅，提高功率放大芯片的效率，降低直流功耗。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种射频功率放大模块，包含：第一放大电路、第二放大电路、第三放大电路、第一变压器、第二变压器和第三变压器；射频信号依次经所述第一放大电路、所述第二放大电路、所述第三放大电路放大后，再通过串联合成的的所述第三变压器功率合成，并通过其单端输出端输出。

其中，所述射频信号通过所述第一变压器输入所述第一放大电路；所述第二放大电路的输出通过所述第二变压器输入至所述第三放大电路。

本发明实施方式相对于现有技术而言，主要区别及其效果在于：采用变压器作为输入输出以及级间的匹配和阻抗变换电路，具有较大的工作带宽。射频信号经变压器输入转换成差分信号，经第一放大电路放大，产生电压增益，第二放大电路利用第二变压器提供足够大的驱动电流，用于驱动第三放大电路，通过第二变压器变换阻抗，使第二放大电路看到的负载电阻变大，降低它的直流功耗，提高第二放大电路的效率，也就是提高本发明实施方式中射频功率放大器的效率，然后第三放大电路输出给功率合成变压器(也就是串联合成的变压器)，最终合成为单端信号并输出，使得增加功率放大芯片的输出摆幅。

作为进一步改进，所述第一放大电路为第一放大器，所述第一放大器为class AB放大器。进一步限定第一放大电路为第一放大器，且第一放大器为class AB放大器，使得第一放大电路的结构简单，实现方便，也使得第一放大电路可以利用较小的静态电流实现较大的增益。

作为进一步改进，所述第一放大器为采用共源共栅互补金属氧化物半导体晶体管管的互补CMOS结构伪差分Class AB放大器。使得可以补偿第一放大电路中的线性度。

作为进一步改进，所述第二放大电路包含至少2个第二放大器；各所述第二放大器的正负输入端分别与所述第一放大电路的正负输出端相连，各所述第二放大器的输出端分别作为所述第二放大电路的输出端。

进一步限定了第二放大电路的具体结构，使得本发明具有可实现性。

作为进一步改进，所述第三放大电路包含至少2个第三放大器；所述第三放大器与所述第二放大器一一对应；所述第三放大电路的各所述第三放大器的正负输入端分别与所述第二放大电路的输出端通过所述第二变压器相连，各所述第三放大器的输出端分别作为所述第三放大电路的输出端。

进一步限定了第三放大电路的具体结构，第三放大器与第二放大器间利用第二变压器隔直，同时利用第二变压器进行阻抗变换，使得第二放大电路输出端看到的电容小于第三级实际的输入电容，有利于在较小的直流电流下实现较大的增益，同时第三放大电路的电容(也就是第三放大电路中MOS管栅极上寄生的电容)在低频时不构成第二放大电路的负载，有利于本发明实施方式中射频功率放大模块低频时的稳定性。

作为进一步改进，所述第三放大器为伪差分非对称互补CMOS放大器。使得第三放大电路的输出摆幅大。

作为进一步改进，所述第二放大器为NMOS结构伪差分放大器。使得第二放大电路的输出摆幅大，共模稳定。

作为进一步改进，所述第二放大器的数量为4个，所述第三放大器的数量为4个。数量分别为4个的第二放大器和第三放大器使得本发明具有可实现性。

作为进一步改进，所述第一放大电路和所述第二放大电路间设有隔直电容。使得减小本发明实施方式中的射频功率放大模块的占用面积，提高芯片集成度。