[发明专利]射频功率放大器

说明书

本发明公开一种射频功率放大器，涉及通信领域。其中射频功率放大器包括功率放大模块和控制模块，功率放大模块中包括功率放大电路和镜像电流生成电路，控制模块与功率放大电路和镜像电流生成电路连接，功率放大电路根据控制模块提供的偏置电压对输入信号RFin进行功率放大以生成输出信号RFout，镜像电流生成电路与功率放大电路连接，用于根据功率放大电路中的工作电流生成相应的镜像电流，控制模块给功率放大电路提供偏置电压，并根据所述镜像电流调整提供给功率放大电路的偏置电压。本发明通过利用功率放大器工作电流的反馈，对提供给功率放大器的偏置电压进行动态调整，从而能够保证晶体管的工作安全，能够使射频功率放大器在设计上更加灵活。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种射频功率放大器。

背景技术

射频功率放大器是各种无线通信应用中必不可少的关键部件，用于将收发信机输出的已调制射频信号进行功率放大，以满足无线通信所需的射频信号的功率要求。射频功率放大器属于大信号器件，因此要求用于制造射频功率放大器的半导体器件具有高击穿电压、高电流密度等特性。

如图1所示为现有技术中GSM功率放大器的功率控制方案，在GSM射频功率放大器芯片101中，包括了功率放大器管芯102及功率控制器管芯103，其中功率放大器管芯102中设有功率放大器104和105。其中RFin为输入端口，RFout为输出端口，功率控制信号V_ramp控制功率控制器管芯103上的电路，通过控制PMOS晶体管P1漏极输出的直流电压大小，亦即功率放大器管芯102的工作电压大小，来控制射频功率放大器输出的功率大小。在这种控制方式中，射频功率放大器管芯所需的所有工作电流都由PMOS晶体管P1提供，因此通常PMOS晶体管P1的总栅宽高达20毫米以上，使得功率控制器管芯的芯片面积较大且成本较高；同时，由于PMOS晶体管P1导通电阻的影响，GSM射频功率放大器的效率也被较大程度地损耗。

如图2所示为一个典型的射频功率放大器电路，晶体管203作为射频功率放大器中的重要有源器件，在实际中通常采用Si或GaAs工艺制造；射频功率放大器的输入信号端口RFin通过输入匹配网络201连接到晶体管203的栅极；晶体管203的栅极还通过偏置电路202连接到射频功率放大器的偏置电压端口Vbias；晶体管203的源极连接到地；晶体管203的漏极通过扼流电感204连接到射频功率放大器的供电电压端口Vcc；供电电压端口Vcc还连接到去耦电容205的一端，去耦电容205的另外一端连接到地；晶体管203的漏极还通过输出匹配网络206连接到射频功率放大器的输出信号端口RFout。射频功率放大器的输入信号电压摆幅较低，经过晶体管203功率放大之后，输出信号的电压摆幅大幅提升。

对于一个典型的Class-A/B/AB射频功率放大器，在供电电压Vcc下工作，晶体管漏极上的电压摆幅通常可以达到2×Vcc。譬如，当射频功率放大器的供电电压Vcc为5V时，晶体管漏极上的电压摆幅将达到10V。如果射频功率放大器工作于Class-E状态，那么晶体管漏极上的电压摆幅将会更高，达到3.5×Vcc以上。由此可见，射频功率放大器中的晶体管上将承受远高于供电电压的摆幅，对晶体管的击穿电压及可靠性提出了很高的要求。选用足够高击穿电压的半导体工艺来制造射频功率放大器，将使得选择余地严重受限，丧失了设计灵活性并将降低集成度。

因此，需要一种GSM射频功率放大器，并具有新颖的功率控制方案，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明实施例提供一种射频功率放大器，通过利用功率放大器工作电流的反馈，对提供给功率放大器的偏置电压进行动态调整，从而能够保证晶体管的工作安全，同时能够使得射频功率放大器在设计上更加灵活。

根据本发明的一个方面，提供一种射频功率放大器，包括功率放大模块和控制模块，功率放大模块中包括功率放大电路和镜像电流生成电路，控制模块与功率放大电路和镜像电流生成电路连接，其中：