[发明专利]两级差分功率放大器及射频功放模组

说明书

本发明公开了一种两级差分功率放大器及射频功放模组，其中，所述两级差分功率放大器包括依次连接的信号输入端、驱动级功率单元、放大级差分功率单元、输出合成单元以及信号输出端；所述放大级差分功率单元包括差分单元、第一末级功率单元、第二末级功率单元、第一电容和第二电容。本发明的两级差分功率放大器可以减少基极‑集电极电容对第一末级功率单元和第二末级功率单元的影响，从而提升两级差分功率放大器的电路增益效果。

【技术领域】

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种两级差分功率放大器及射频功放模组。

【背景技术】

5G-NR是一种基于OFDM的全新孔口设计的全球性5G标准，其中，N77频段和N79频段相对Sub-3G频段属于较高的频段，因此，在传播过程中其衰减得相对较快，路径的损失也相对较大，单载波覆盖的范围也有限。所以，为了提升用户体验，同时减小基站建设成本，3GPP定义了一种全新的功率标准Power Class2(PC2)，即无线终端设备在原有的Power Class3(PC3)的基础上，输出功率提升了3dB。

当无线终端设备的输出功率提升至PC2后，其便可以在补偿更高TDD频率的情况下降低传播损耗，并且降低基站建设的成本，这对于用户体验和降低成本而言，是一个双赢的局面。

但现有两级差分功率放大器的电路结构工作在5G-NR的高频段时(N77频段或N79频段及更高的毫米波频段)，其电路整体的增益效果都普遍表现较低，很难满足当前无线系统对射频功率放大器的应用需求。

而两级差分功率放大器的电路增益效果表现较低的原理为：两级差分功率放大器的电路结构中第一末级功率单元和第二末级功率单元通常工作在AB类，异质结双极型晶体管(Heterojunction bipolar transistor，简称为HBT)的基极-集电极电容(Cbc)在工作中提供了反馈路径，其随着工作频率的增加，便会引起两级差分功率放大器的增益效果明显降低。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种两级差分功率放大器及射频功放模组，以解决现有两级差分功率放大器的电路增益效果较低的问题。

第一方面，本发明提供了一种两级差分功率放大器，包括依次连接的信号输入端、驱动级功率单元、放大级差分功率单元、输出合成单元以及信号输出端；

所述驱动级功率单元用于将所述信号输入端接收的一路单端信号进行放大后输出；所述放大级差分功率单元用于接收经所述驱动级功率单元放大后的一路所述单端信号，并将其转换为两路差分信号后分别进行放大后输出；所述输出合成单元用于将经所述放大级差分功率单元转换并放大后的两路所述差分信号合成一路单端信号后输出至所述信号输出端；

所述放大级差分功率单元包括差分单元、第一末级功率单元、第二末级功率单元、第一电容和第二电容；所述第一电容串联至所述第一末级功率单元的输入端和所述第二末级功率单元的输出端之间，所述第二电容串联至所述第二末级功率单元的输入端和所述第一末级功率单元的输出端之间。

更优的，所述放大级差分功率单元还包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻串联至所述第一末级功率单元的输入端和所述第一电容之间，所述第二电阻串联至所述第二末级功率单元的输入端和所述第二电容之间。

更优的，所述输出合成单元包括第一变压器、第三电容、第四电容以及第五电容；

所述第一变压器包括第一初级线圈和第一次级线圈，所述第一初级线圈的第一端作为所述输出合成单元的第一输入端，以与所述第一末级功率单元的输出端连接，所述第一初级线圈的第二端作为所述输出合成单元的第二输入端，以与所述第二末级功率单元的输出端连接，所述第一次级线圈的第一端作为所述输出合成单元的输出端，以与所述信号输出端连接；

所述第三电容的第一端连接至所述第一初级线圈的中抽头，所述第三电容的第二端接地；