[发明专利]一种CMOS功率放大及功率控制电路及控制方法

说明书

本发明揭示了一种CMOS功率放大及功率控制电路及控制方法，包括功率控制电路、第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器；第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器分别与功率控制电路相连；功率控制电路接收控制芯片输出电压后为第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器提供偏置信号；所述第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器依次相连，第一功率放大器和第二功率放大器为驱动级，驱动第三功率放大器输出射频输出信号。本发明采用功率控制电路为功率放大电路中的三级功率放大器提供偏置信号，实现良好的功率控制的情况下，省去了较大尺寸的低压线性稳压器，降低了控制芯片的制造成本。

技术领域

本发明涉及种功率放大器设计领域，特别是涉及CMOS功率放大及功率控制电路及控制方法。

背景技术

应用于2G通信的射频功率放大器需要精准和实时的功率控制。为实现功率控制，传统的功率放大器会采用一个输出电压随控制芯片输出电压Vramp线性变化的低压差线性稳压器来给功率放大器电路供电，如图1所示，第一功率放大器stage1、第二功率放大器stage2和第三功率放大器stage3依次相连后与低压差线性稳压器LDO相连，低压线性稳压器LDO为功率放大器提供足够的电流，由第三功率放大器stage3输出射频输出信号。

为了给功率放大器电路提供足够的电流，低压差线性稳压器的物理尺寸一般会比较大，使得控制芯片成本上升。且传统的功率放大器在输出失配的情况下，会发生射频输出信号的反射，从而使功率放大器内部器件承受过大的射频电压，导致器件击穿和控制芯片烧毁。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用多级放大器混合偏置的CMOS功率放大及功率控制电路及控制方法，摒弃了传统的低压差线性稳压器，降低了射频控制芯片的设计成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS功率放大及功率控制电路，包括：功率控制电路、第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器；

所述第一功率放大器、所述第二功率放大器和所述第三功率放大器分别与所述功率控制电路相连；所述功率控制电路接收控制芯片输出的电压信号后为所述第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器提供偏置信号；

所述第一功率放大器、所述第二功率放大器和所述第三功率放大器依次相连，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器驱动所述第三功率放大器输出射频输出信号。

进一步的，所述第一功率放大器电路包括第一NMOS管、第一PMOS管和第一电阻；

射频输入信号与所述第一NMOS管的栅极、第一PMOS管的栅极和所述第一电阻的一端相连；所述第一电阻的另一端与所述第一NMOS管的漏极和所述第一PMOS管的漏极相连，并作为所述第一功率放大器的输出端，输出第二射频输出信号；所述第一NMOS管的源极接所述偏置信号；所述第一PMOS管的源极接地。

进一步的，所述第二功率放大器包括第二PMOS管、第一电感和第二电阻；

所述第二PMOS管的栅极接收所述第二射频信号，且与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端接所述偏置信号；所述第二PMOS管的漏极与所述第一电感的一端相连，并作为所述第二功率放大器的输出端，输出第三射频信号，所述第一电感的另一端与电源相连；所述第二PMOS管的源极接地。

进一步的，所述第三功率放大器包括第二电感、第三电阻、第三PMOS管和第四PMOS管；

所述第四PMOS管的栅极接收所述第三射频信号；所述第四PMOS管的栅极与所述第三电阻相连后接收所述偏置信号；所述第四PMOS管的漏极与所述第三PMOS管的源极相连，所述第四PMOS管的源极接地；所述第三PMOS管的栅极接第一固定偏置电压；所述第三PMOS管的漏极与所述第二电感的一端相连，并作为所述第三功率放大器的输出端，输出所述射频输出信号；所述第二电感的另一端接电源。