專利名稱：一種輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種片上集成的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的射頻模擬前端大多采用SiGe、GaAs, HBT或者Bipolar等エ藝，它們具有高達(dá)IOOGHz以上的特征頻率和良好的電流驅(qū)動(dòng)能力。一般說來，晶體管的工作頻率應(yīng)該低于特征頻率的1/10，因此以上エ藝被廣泛應(yīng)用在各種RFIC模塊中。但是，隨著亞微米、深亞微米技術(shù)的發(fā)展，CMOSエ藝經(jīng)歷了飛躍性的發(fā)展，其溝道長度不斷減小，從O. 25μπι、0. 18ym減小到O. 13 μ m,乃至現(xiàn)在的90nm、45nm, CMOS技術(shù)在射頻領(lǐng)域的應(yīng)用得到了越來越多的突破，這ー轉(zhuǎn)變主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面一方面是CMOS器件的特征頻率得到了大幅度提高，如65nmエ藝器件達(dá)到了 170GHz的特征頻率，而90nmエ藝器件的特征頻率也有近100GHz，因 此頻率特性已不構(gòu)成RF CMOS的壁壘。另ー方面，隨著溝道長度的減小，CMOS器件的跨導(dǎo)得到了很大的改善，已經(jīng)與硅基Bipolar接近，可以滿足部分低端應(yīng)用的需要，并逐步向高端應(yīng)用邁迸。CMOSエ藝快速發(fā)展的背景，為數(shù)?；旌系膯纹珻MOS收發(fā)機(jī)的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。同時(shí)由于CMOSエ藝相比于其它エ藝在集成度、功耗、成本等方面具有的優(yōu)勢(shì)，CMOSエ藝已經(jīng)成為了通信系統(tǒng)SOC化的首選。這就要求CMOS必須在實(shí)現(xiàn)Digital、Analog、Memory等功能的同吋，還可以集成RF電路。在短短的幾年時(shí)間里，基于CMOSエ藝的短距離無線通信技術(shù)得到了巨大的發(fā)展。基于藍(lán)牙、Zigbee, UffB等各種無線通信協(xié)議以及自定義協(xié)議的芯片層出不窮，且應(yīng)用價(jià)格越來越低。這一切全都依賴于射頻集成電路技術(shù)的逐步成熟。采用CMOSエ藝實(shí)現(xiàn)短距離無線收發(fā)芯片的技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，短距離無線收發(fā)芯片已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在無線鼠標(biāo)、無線遙控、無線數(shù)傳、以及其他無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。在市場(chǎng)上，已經(jīng)出現(xiàn)了多款產(chǎn)品，無線收發(fā)芯片的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。如何縮減芯片面積，節(jié)省成本，降低功耗，已經(jīng)成為短距離無線收發(fā)芯片設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)。射頻功率放大器工作于無線收發(fā)芯片內(nèi)部的發(fā)射鏈路中，用于將有用信號(hào)進(jìn)行放大，并通過天線發(fā)射出去。采用CMOSエ藝設(shè)計(jì)射頻功率放大器技術(shù)已經(jīng)比較成熟。功率放大器的設(shè)計(jì)通常要求其輸出功率值穩(wěn)定，但是由于エ藝偏差，溫度變化等因素的影響，輸出功率值會(huì)在很大的范圍內(nèi)變化，這還沒有考慮到輸入信號(hào)的幅度受エ藝偏差以及溫度變化的影響，若是考慮到輸入信號(hào)的變化，則功率放大器輸出的功率值會(huì)在更大范圍內(nèi)變化。輸出功率值的大范圍變化，是設(shè)計(jì)中所不希望的，所必須對(duì)輸出功率值進(jìn)行反饋控制，使其穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)，以滿足系統(tǒng)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路,通過電路內(nèi)部的自動(dòng)反饋控制,該功率放大器電路能夠?qū)敵龉β蔬M(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),從而減弱エ藝偏差、溫度變化等因素對(duì)射頻放大器輸出功率值的影響，以滿足系統(tǒng)要求。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路，包括依次連接的偏置電路、射頻功率放大器電路和輸出功率檢測(cè)電路，輸出功率檢測(cè)電路的輸出端再連接到偏置電路的輸入端；所述偏置電路為射頻功率放大器電路提供偏置電壓，該偏置電壓根據(jù)輸出功率檢測(cè)電路的輸出電壓值自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制射頻功率放大器電路的輸出功率，使得輸出功率穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)；所述射頻功率放大器電路采用全差分放大器電路結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)進(jìn)行放大并輸出功率，驅(qū)動(dòng)后級(jí)負(fù)載；所述輸出功率檢測(cè)電路檢測(cè)射頻功率放大器電路的輸出功率值，并將功率值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)地直流電壓值進(jìn)行輸出，并供給偏置電路。具體的，所述偏置電路包括第八PMOS管的源端接電源，第八PMOS管的柵端和漏端連接在一起，并連接電流基準(zhǔn)的一端和第九PMOS管柵極，第八PMOS管為第九PMOS管提供偏置電壓，電流基準(zhǔn)的另一端接地，第九PMOS管的源端連接電源，漏端連接第十一 PMOS管的漏端，同時(shí)還連接到第十NMOS管的漏端和柵端，第十NMOS管的柵端和漏端連接在一起，形成一個(gè)偏置電壓提供給射頻功率放大器電路，第十NMOS管的源端連接地，第十一 PMOS管的源端經(jīng)過第三電阻連接到電源，第十一 PMOS管的柵端連接運(yùn)算放大器的輸出端，運(yùn)算放大器連接成單位增益負(fù)反饋的結(jié)構(gòu)，即其反相輸入端與輸出端相連，運(yùn)算放大器的同相輸入端連接功率檢測(cè)電路的輸出端；功率檢測(cè)電路的輸出信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器的隔離后控制第i PMOS管的柵端,從而控制流過第十NMOS管的電流,進(jìn)而能夠控制射頻功率放大器電路的輸出功率值，使其穩(wěn)定在設(shè)定值附近。所述射頻功率放大器電路的結(jié)構(gòu)包括第五NMOS管為射頻功率放大器電路的尾電流源，其柵端連接偏置電路中第十NMOS管的柵端和漏端，第五NMOS管源端接地，第五NMOS管漏端連接第一輸入NMOS管和第二輸入NMOS管的源端，為兩個(gè)輸入NMOS管提供偏置電流；第ー輸入NMOS管和第二輸入NMOS管的源端連接在一起，并連接第五NMOS管的漏端，其中第一輸入NMOS管的柵端連接系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)的一端,第二輸入NMOS管的柵端連接系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)的另一端；第ー輸入NMOS管的漏端連接第三NMOS管的源端，第三NMOS管柵端連接電源，第三NMOS管的漏端是射頻功率放大器電路的ー個(gè)輸出端，連接負(fù)載電路，同時(shí)輸出信號(hào)給后級(jí)負(fù)載；第ー輸入NMOS管和第三NMOS管構(gòu)成共源共柵輸入級(jí)，増加了輸出信號(hào)到輸入信號(hào)之間的隔離；第ニ輸入NMOS管的漏端連接第四NMOS管的源端，第四NMOS管的柵端連接電源，第四NMOS管的漏端是射頻功率放大器電路的另ー個(gè)輸出端，連接負(fù)載電路，同時(shí)輸出信號(hào)給后級(jí)負(fù)載；第ニ輸入匪OS管和第四NMOS管構(gòu)成共源共柵輸入級(jí)，増加了輸出信號(hào)到輸入信號(hào)之間的隔離；第一電感和第一電容的兩端分別連接在一起，形成第一負(fù)載電路，所述第一負(fù)載電路一端連接電源，另一端連接第三NMOS管的漏端，以及第三隔直電容的一端，將輸出信號(hào)經(jīng)第三隔直電容送到功率檢測(cè)電路；第二電感和第二電容的兩端分別連接在一起，形成第二負(fù)載電路，所述第二負(fù)載電路一端連接電源，另一端連接第四NMOS管的漏端，以及第四隔直電容的一端，將輸出信號(hào)經(jīng)第四隔直電容送到功率檢測(cè)電路。所述射頻功率放大器電路采用電感做負(fù)載抵消各種寄生電容的影響，提高射頻功率放大器的増益；第一電感、第二電感采由片上螺旋電感實(shí)現(xiàn)，集成在芯片內(nèi)部。所述的功率檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)包括第六NMOS管，第七NMOS管構(gòu)成功率檢測(cè)電路的輸入端；第六NMOS管的柵端連接第三隔直電容的另一端并通過第二電阻連接偏置電壓，偏置電壓經(jīng)過第二電阻為第六NMOS管的柵端提供偏置電壓；第三隔直電容隔斷射頻功率放大器電路輸出的直流信號(hào)，并讓交流信號(hào)通過進(jìn)入到功率檢測(cè)電路的輸入端；第二電阻和第三隔直電容構(gòu)成ー個(gè)交流耦合電路；第七NMOS管的柵端連接第四隔直電容的另一端并通過第一電阻連接偏置電壓，偏置電壓經(jīng)過第一電阻為第七NMOS管的柵端提供偏置電壓，第四隔直電容隔斷射頻功率放大器電路輸出的直流信號(hào)，并讓交流信號(hào)通過進(jìn)入到功率檢測(cè)電路的輸入端；第一電阻和第四隔直電容構(gòu)成ー個(gè)交流耦合電路；第六NMOS管的源端和第七NMOS管的源端相連，并連接偏置電流源的一端和第五電容的一端；偏置電流源的另ー端接地，偏置電流源為第六NMOS管、第七NMOS管提供偏置電流；第五電容另一端連接地，用于濾除高頻信號(hào)，從而得到輸出的直流電壓信號(hào)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由所述射頻功率放大器電路(22)，輸出功率檢測(cè)電路(23)和偏置電路(21)構(gòu)成的反饋環(huán)路，其環(huán)路增益有限，既減弱了エ藝偏差、溫度變化等因素對(duì)電路輸出功率的影響，又避免了環(huán)路的穩(wěn)定性問題。通過內(nèi)部的反饋控制，使得該電路的輸出功率值能夠穩(wěn)定在預(yù)定的范圍內(nèi)，該電路應(yīng)用在短距離無線收發(fā)芯片中。


圖I顯示了本發(fā)明提出的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路的原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明提出的出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路包括依次連接的偏置電路21、射頻功率放大器電路22和輸出功率檢測(cè)電路23，輸出功率檢測(cè)電路23的輸出端再連接到偏置電路21的輸入端；所述偏置電路21為射頻功率放大器電路22提供偏置電壓，該偏置電壓根據(jù)輸出功率檢測(cè)電路23的輸出電壓值自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制射頻功率放大器電路22的輸出功率，使得輸出功率穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)；所述射頻功率放大器電路22采用全差分放大器電路結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)進(jìn)行放大并輸出功率，驅(qū)動(dòng)后級(jí)負(fù)載；所述輸出功率檢測(cè)電路23檢測(cè)射頻功率放大器電路22的輸出功率值，并將功率值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的直流電壓值進(jìn)行輸出，并供給偏置電路21。所述偏置電路21包括第八PMOS管M8的源端接電源VDD，第八PMOS管M8的柵端和漏端連接在一起，并連接系統(tǒng)提供的電流基準(zhǔn)Ikef的一端和第九PMOS管M9柵極，第八PMOS管M8為第九PMOS管M9提供偏置電壓，電流基準(zhǔn)Ikef的另一端接地GND，第九PMOS管M9的源端連接電源VDD，漏端連接第i^一 PMOS管Mll的漏端，同時(shí)還連接到第十NMOS管MlO的漏端和柵端，第十NMOS管MlO的柵端和漏端連接在一起，形成ー個(gè)偏置電壓提供給射頻功率放大器電路22，第十NMOS管MlO的源端連接地GND，第i^一 PMOS管Mll的源端經(jīng)過第三電阻R3連接到電源VDD，第i^一 PMOS管Mll的柵端連接運(yùn)算放大器OPAl的輸出端，運(yùn)算放大器OPAl連接成單位增益負(fù)反饋的結(jié)構(gòu)，即其反相輸入端與輸出端相連，運(yùn)算放大器OPAl的同相輸入端連接功率檢測(cè)電路23的輸出端；功率檢測(cè)電路23的輸出信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器OPAl的隔離后控制第i^一 PMOS管Mll的柵端，從而控制流過第十NMOS管MlO的電流，進(jìn)而能夠控制射頻功率放大器電路22的輸出功率值,使其穩(wěn)定在設(shè)定值附近。所述射頻功率放大器電路22采用經(jīng)典的全差分放大器結(jié)構(gòu)，以減小共模信號(hào)對(duì)地GND的干擾，包括第五NMOS管M5為全差分放大器的尾電流源，其柵端連接偏置電路21中第十NMOS管MlO的柵端和漏端，第五NMOS管M5源端接地GND，第五NMOS管M5漏端連接第一輸入NMOS管Ml和第二輸入NMOS管M2的源端，為兩個(gè)輸入NMOS管提供偏置電流；第ー輸入NMOS管Ml和第二輸入NMOS管M2的源端連接在一起，并連接第五NMOS管M5的漏端，其中第一輸入NMOS管Ml的柵端連接系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)的一端Vin，第二輸入NMOS管M2的柵端連接系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)的另一端Vip ;第ー輸入NMOS管Ml的漏端連接第三NMOS管M3的源端，第三NMOS管M3柵端連接電源VDD，第三NMOS管M3的漏端是射頻功率放大器電路22的ー個(gè)輸出端V0P，連接負(fù)載電路，同時(shí)輸出信號(hào)給后級(jí)負(fù)載；第ー輸入NMOS管Ml和第三NMOS管M3構(gòu)成共源共柵輸入級(jí)，増加了輸出信號(hào)到輸入信號(hào)之間的隔離；第ニ輸入NMOS管M2的漏端連接第四NMOS管M4的源端，第四NMOS管M4的柵端連接電源VDD，第四NMOS管M4的漏端是射頻功率放大器電路22的另ー個(gè)輸出端V0N，連接負(fù)載電路，同時(shí)輸出信號(hào)給后級(jí)負(fù)載；第二輸入NMOS管M2和第四NMOS管M4構(gòu)成共源共柵輸入級(jí)，增加了輸出信號(hào)到輸入信號(hào)之間的隔離；第一電感LI和第一電容Cl的兩端分別連接在一起，形成第一負(fù)載電路，所述第一負(fù)載電路一端連接電源VDD，另一端連接第三NMOS管M3的漏端，以及第三隔直電容C3的一端，將輸出信號(hào)經(jīng)第三隔直電容C3送到功率檢測(cè)電路23 ;第二電感L2和第二電容C2的兩端分別連接在一起，形成第二負(fù)載電路，所述 第二負(fù)載電路一端連接電源VDD，另一端連接第四NMOS管M4的漏端，以及第四隔直電容C4的一端，將輸出信號(hào)經(jīng)第四隔直電容C4送到功率檢測(cè)電路23。所述射頻功率放大器電路22采用電感做負(fù)載抵消各種寄生電容的影響，提高射頻功率放大器的増益；第一電感LI、第二電感L2采由片上螺旋電感實(shí)現(xiàn)，集成在芯片內(nèi)部。所述的功率檢測(cè)電路23的結(jié)構(gòu)包括 第六NMOS管M6，第七NMOS管M7構(gòu)成功率檢測(cè)電路23的輸入端；第六NM0S-M6的柵端連接第三隔直電容C3的另一端并通過第二電阻R2連接偏置電壓VBl，偏置電壓VBl經(jīng)過第二電阻R2為第六NMOS管M6的柵端提供偏置電壓；第三隔直電容C3隔斷射頻功率放大器電路22輸出的直流信號(hào)，并讓交流信號(hào)通過進(jìn)入到功率檢測(cè)電路23的輸入端；第二電阻R2和第三隔直電容C3構(gòu)成ー個(gè)交流耦合電路；第七NMOS管M7的柵端連接第四隔直電容C4的另一端并通過第一電阻Rl連接偏置電壓VB1，偏置電壓VBl經(jīng)過第一電阻Rl為第七NMOS管M7的柵端提供偏置電壓，第四隔直電容C4隔斷射頻功率放大器電路22輸出的直流信號(hào)，并讓交流信號(hào)通過進(jìn)入到功率檢測(cè)電路23的輸入端；第ー電阻Rl和第四隔直電容C4構(gòu)成ー個(gè)交流耦合電路；第六NMOS管M6的源端和第七NMOS管M7的源端相連，并連接系統(tǒng)提供的偏置電流源Ikef2的一端和第五電容C5的一端；偏置電流源Ikef2另一端接地GND，為第六NMOS管M6、第七NMOS管M7提供偏置電流；第五電容C5另一端連接地GND，用于濾除高頻信號(hào)，從而得到直流輸出電壓信號(hào)。所述的射頻功率放大器電路22采用傳統(tǒng)的帶有尾電流源的全差分放大器結(jié)構(gòu)，工作在A類放大器模式，尾電流源M5的存在減小了功率放大器的共模增益。尾電流源M5的偏置電壓由偏置電路21提供，偏置電路21受功率檢測(cè)模塊23輸出電壓的控制，該輸出電壓控制著輸出偏置電壓的大小，使得偏置電壓能夠根據(jù)功率放大器輸出功率的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，偏置電路產(chǎn)生的偏置電壓送到射頻功率放大器電路22中，進(jìn)行反饋控制，使得輸出功率值穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)。射頻功率放大器電路22的負(fù)載采用電感電容諧振網(wǎng)絡(luò)形式，増加了放大器的增益，可以節(jié)省功耗。放大器的輸入采用共源共柵結(jié)構(gòu)，減小了輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的干擾，増加了隔離度。輸出功率檢測(cè)電路23其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便集成。輸出的直流電壓值供給偏置電路21。偏置電路21中，功率檢測(cè)電路23的控制電壓經(jīng)過運(yùn)算放大器輸出緩沖，控制PMOS管Mll的柵極，進(jìn)而控制流過NMOS管MlO的電流，產(chǎn)生相應(yīng)的控制電壓。當(dāng)輸出功率大于設(shè)定值時(shí)，功率檢測(cè)電路的輸出電壓變高，進(jìn)而控制偏置電路中的PMOS管MlI，使得流過MlI的電流變小，使得偏置電壓變低，進(jìn)而控制功率放大器的輸出功率變低。當(dāng)輸出功率小于設(shè)定值時(shí)，功率檢測(cè)電路的輸出電壓變低，進(jìn)而控制偏置電路中的PMOS管Ml I，使得流過Ml I的電流變大，使得偏置電壓變高，進(jìn)而控制功率放大器的輸出
功率變高。
連接成単位增益負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器OPAl増加了功率檢測(cè)電路23與偏置電路21之間的隔離度，保證環(huán)路工作穩(wěn)定。由所述射頻功率放大器電路22，輸出功率檢測(cè)電路23和偏置電路21構(gòu)成的功率反饋控制環(huán)路的環(huán)路增益有限，既減弱了エ藝偏差、溫度變化等對(duì)輸出功率的影響，又避免了整個(gè)反饋環(huán)路出現(xiàn)穩(wěn)定性問題。
權(quán)利要求
1.一種輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路，其特征是包括依次連接的偏置電路(21)、射頻功率放大器電路(22 )和輸出功率檢測(cè)電路(23 )，輸出功率檢測(cè)電路(23 )的輸出端再連接到偏置電路(21)的輸入端； 所述偏置電路(21)為射頻功率放大器電路(22)提供偏置電壓，該偏置電壓根據(jù)輸出功率檢測(cè)電路(23)的輸出電壓值自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制射頻功率放大器電路(22)的輸出功率，使得輸出功率穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)； 所述射頻功率放大器電路(22)采用全差分放大器電路結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)進(jìn)行放大并輸出功率，驅(qū)動(dòng)后級(jí)負(fù)載； 所述輸出功率檢測(cè)電路(23)檢測(cè)射頻功率放大器電路(22)的輸出功率值，并將功率值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)地直流電壓值進(jìn)行輸出，并供給偏置電路(21)。
2.如權(quán)利要求I所述的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路，其特征在于，所述偏置電路(21)包括第八PMOS管(M8)的源端接電源(VDD)，第八PMOS管(M8)的柵端和漏端連接在一起，并連接電流基準(zhǔn)(Ieef)的一端和第九PMOS管(M9)柵極，第八PMOS管(M8)為第九PMOS管(M9)提供偏置電壓，電流基準(zhǔn)(Ikef)的另一端接地(GND)，第九PMOS管(M9)的源端連接電源(VDD)，漏端連接第i^一 PMOS管(MlI)的漏端，同時(shí)還連接到第十NMOS管(MlO)的漏端和柵端，第十NMOS管(MlO)的柵端和漏端連接在一起，形成一個(gè)偏置電壓提供給射頻功率放大器電路(22)，第十NMOS管(M10)的源端連接地(GND)，第i^一 PMOS管(Mil)的源端經(jīng)過第三電阻(R3)連接到電源(VDD)，第十一 PMOS管(MlI)的柵端連接運(yùn)算放大器(OPAl)的輸出端，運(yùn)算放大器(OPAl)連接成單位增益負(fù)反饋的結(jié)構(gòu)，即其反相輸入端與輸出端相連，運(yùn)算放大器(OPAl)的同相輸入端連接功率檢測(cè)電路(23)的輸出端；功率檢測(cè)電路(23)的輸出信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器(OPAl)的隔離后控制第十一 PMOS管(Mll)的柵端，從而控制流過第十NMOS管(MlO)的電流，進(jìn)而能夠控制射頻功率放大器電路(22)的輸出功率值，使其穩(wěn)定在設(shè)定值附近。
3.如權(quán)利要求2所述的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路，其特征在于，所述射頻功率放大器電路(22)的結(jié)構(gòu)包括 第五NMOS管(M5)為射頻功率放大器電路(22)的尾電流源，其柵端連接偏置電路(21)中第十NMOS管(MlO)的柵端和漏端，第五NMOS管(M5)源端接地(GND)，第五NMOS管(M5)漏端連接第一輸入NMOS管(Ml)和第二輸入NMOS管(M2)的源端，為兩個(gè)輸入NMOS管提供偏置電流； 第一輸入NMOS管(Ml)和第二輸入NMOS管(M2)的源端連接在一起，并連接第五NMOS管(M5)的漏端,其中第一輸入NMOS管(Ml)的柵端連接系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)的一端(VIN)，第二輸入NMOS管(M2)的柵端連接系統(tǒng)前級(jí)提供的差分輸入信號(hào)的另一端(Vip)； 第一輸入NMOS管(Ml)的漏端連接第三NMOS管(M3)的源端，第三NMOS管(M3)柵端連接電源(VDD)，第三NMOS管(M3)的漏端是射頻功率放大器電路(22)的一個(gè)輸出端(V0P)，連接負(fù)載電路，同時(shí)輸出信號(hào)給后級(jí)負(fù)載；第一輸入NMOS管(Ml)和第三NMOS管(M3)構(gòu)成共源共柵輸入級(jí)，增加了輸出信號(hào)到輸入信號(hào)之間的隔離； 第二輸入NMOS管(M2)的漏端連接第四NMOS管(M4)的源端，第四NMOS管(M4)的柵端連接電源(VDD)，第四NMOS管(M4)的漏端是射頻功率放大器電路(22)的另一個(gè)輸出端(V0N)，連接負(fù)載電路，同時(shí)輸出信號(hào)給后級(jí)負(fù)載；第二輸入NMOS管(M2)和第四NMOS管(M4)構(gòu)成共源共柵輸入級(jí)，增加了輸出信號(hào)到輸入信號(hào)之間的隔離； 第一電感(LI)和第一電容(Cl)的兩端分別連接在一起，形成第一負(fù)載電路，所述第一負(fù)載電路一端連接電源(VDD)，另一端連接第三NMOS管(M3)的漏端，以及第三隔直電容(C3)的一端，將輸出信號(hào)經(jīng)第三隔直電容(C3)送到功率檢測(cè)電路(23)； 第二電感(L2)和第二電容(C2)的兩端分別連接在一起，形成第二負(fù)載電路，所述第二負(fù)載電路一端連接電源(VDD)，另一端連接第四NMOS管(M4)的漏端，以及第四隔直電容(C4)的一端，將輸出信號(hào)經(jīng)第四隔直電容(C4)送到功率檢測(cè)電路(23)。
4.如權(quán)利要求3所述的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路，其特征在于，所述射頻功率放大器電路(22)采用電感做負(fù)載抵消各種寄生電容的影響，提高射頻功率放大器的增益；第一電感(LI)、第二電感(L2)采由片上螺旋電感實(shí)現(xiàn)，集成在芯片內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求3所述的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路，其特征在于，所述的功率檢測(cè)電路(23)的結(jié)構(gòu)包括第六NMOS管(M6)，第七NMOS管(M7)構(gòu)成功率檢測(cè)電路(23)的輸入端；第六NMOS管(M6)的柵端連接第三隔直電容(C3)的另一端并通過第二電阻(R2)連接偏置電壓(VB1)，偏置電壓(Vbi)經(jīng)過第二電阻(R2)為第六NMOS管(M6)的柵端提供偏置電壓；第三隔直電容(C3)隔斷射頻功率放大器電路(22)輸出的直流信號(hào)，并讓交流信號(hào)通過進(jìn)入到功率檢測(cè)電路(23)的輸入端；第二電阻(R2)和第三隔直電容(C3)構(gòu)成一個(gè)交流耦合電路；第七NMOS管(M7)的柵端連接第四隔直電容(C4)的另一端并通過第一電阻(Rl)連接偏置電壓(VB1)，偏置電壓(Vbi)經(jīng)過第一電阻(Rl)為第七NMOS管(M7)的柵端提供偏置電壓，第四隔直電容(C4)隔斷射頻功率放大器電路(22)輸出的直流信號(hào)，并讓交流信號(hào)通過進(jìn)入到功率檢測(cè)電路(23)的輸入端；第一電阻(Rl)和第四隔直電容(C4)構(gòu)成一個(gè)交流耦合電路；第六NMOS管(M6)的源端和第七NMOS管(M7)的源端相連，并連接偏置電流源(Ieef2)的一端和第五電容(C5)的一端；偏置電流源(Ieef2)的另一端接地(GND),偏置電流源(Ikef2)為第六NMOS管(M6)、第七NMOS管(M7)提供偏置電流；第五電容(C5)另一端連接地(GND)，用于濾除高頻信號(hào)，從而得到輸出的直流電壓信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的射頻功率放大器電路，包括依次連接的偏置電路、射頻功率放大器電路和輸出功率檢測(cè)電路，輸出功率檢測(cè)電路的輸出端再連接到偏置電路的輸入端；所述偏置電路為射頻功率放大器電路提供偏置電壓，該偏置電壓根據(jù)輸出功率檢測(cè)電路的輸出電壓值自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制射頻功率放大器電路的輸出功率；射頻功率放大器電路將輸入信號(hào)進(jìn)行放大并輸出功率，驅(qū)動(dòng)后級(jí)負(fù)載；輸出功率檢測(cè)電路檢測(cè)射頻功率放大器電路的輸出功率值，并將功率值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的直流電壓值進(jìn)行輸出，并供給偏置電路。其優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)敵龉β蔬M(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而減弱工藝偏差、溫度變化等因素對(duì)射頻放大器輸出功率值的影響，可用于無線收發(fā)器芯片中。
文檔編號(hào)H03F3/20GK102843107SQ20121035979
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者潘文光, 肖時(shí)茂, 黃偉, 于云豐 申請(qǐng)人:無錫中科微電子工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司