[发明专利]一种用于CMOS PA的自适应偏置电路

说明书

本申请公开了一种用于CMOS PA的自适应偏置电路，包括堆叠连接的PMOS管和NMOS管、以及滤波电路，其中，PMOS管和NMOS管均为二极管连接形式；射频输入信号经过隔直电容C1后进入功率放大器PA和偏置电路；PMOS和NMOS管连接处的输出电压Vg经过滤波电路后输出进入功率放大器PA。采用本发明提供的自适应偏置电路，可以使CMOS PA在大信号时gate bias电压增加，以便使PA工作于接近class A的状态，从而提供更好的线性度。同时，适当调整该电路也可以使PA在大信号时的gate电压降低，这种效果正好可以用于模拟预失真，通过模拟预失真可进一步实现更好的线性度。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于CMOS PA的自适应偏置电路。

背景技术

无线通信技术正在显著地改变人们的生活。万物互连对于高速率，低延时,高吞吐的无线连接变得越来越迫切。在一个无线通信系统中，发射机和接收机占有显著地位置。而随着信号带宽和载波频率的增长，发射机中RF PA的设计面临着更大的挑战。这种挑战主要来自于线性度和效率的折中。手持终端需要更高的效率来提高电路的续航和待机能力，而与此同时持续增长的信号带宽和越来越复杂的调制方式需要发射机的PA具有更好的线性度。

得益于摩尔定律的持续，目前大量的无线射频收发机芯片是基于CMOS工艺设计制造的。由于CMOS工艺的一些缺陷，比如较低的击穿电压，缺少背空工艺，CMOS PA设计十分困难。尤其是高频高功率，宽带的PA在CMOS工艺上挑战巨大。

发明内容

为了改善CMOS PA的线性度，本申请提供了一种用于CMOS PA的自适应偏置电路。

本申请采用的技术方案是：一种用于CMOS PA的自适应偏置电路，包括堆叠连接的PMOS管和NMOS管、以及滤波电路，其中，PMOS管和NMOS管均为二极管连接形式；

射频输入信号经过隔直电容C1后进入功率放大器PA和偏置电路；PMOS和NMOS管连接处的输出电压Vg经过滤波电路后输出进入功率放大器PA。

所述堆叠连接的PMOS管和NMOS管，具体为PMOS管的漏极与NMOS管的漏极相连，且连接之处设为G点；PMOS管的源极与体端相连，连接处设为A点，并在A点提供一个直流电位；NMOS管的源极与体端相连并且接地。

所述PMOS管和NMOS管均为二极管连接形式，具体为：PMOS管的栅极与漏极相连，NMOS管的栅极与漏极相连。

所述射频输入信号进入偏置电路后会作用于PMOS和NMOS管，导致偏置电路的输出电压Vg随着进入偏置电路中射频输入信号功率的增加而变化。

所述滤波电路是由RC(L型)或者CRC(π型)组成的滤波网络，用于滤除高阶谐波。

输出电压Vg经过滤波电路后输出进入功率放大器PA，具体为输出电压Vg经过滤波网络滤除高次谐波然后输出至功率放大器PA。

若PMOS管和NMOS管的面积比不同，则输出电压Vg随着进入偏置电路中的射频输入信号的功率的增加而表现出不同的变化趋势。

如果PMOS管的面积大于NMOS管，则G点的电压会随着进入偏置电路的射频输入信号功率的增加而被上拉，且M1与M2的面积比越大，G点电压被上拉的幅度就越大；如果NMOS管的面积大于PMOS管，则G点的电压会随着进入偏置电路的射频输入信号功率的增加而被下拉，且M2与M1的面积比越大，G点电压被下拉的幅度就越大；当PMOS管与NMOS管的面积比接近1时，G点电压基本保持不变。

一种用于CMOS PA的自适应偏置电路，包括PMOS管或NMOS管、分压电阻R1与R2、负载电阻R3、反馈电容C2以及滤波电路；