一種高效率射頻功率放大器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高效率射頻功率放大器，包括輸入匹配電路、放大管、寄生電容、饋電電感、電源、大容值片上電容和輸出匹配電路，所述放大管的發(fā)射極接地，所述放大管的基極與輸入匹配電路連接，所述放大管的集電極與輸出匹配電路連接；所述大容值片上電容和寄生電容并聯(lián)在放大管的集電極與大地之間，所述放大管的集電極還通過(guò)饋電電感進(jìn)而與電源的正極連接，所述電源的負(fù)極接地。本實(shí)用新型引入了大容值片上電容，提高了功率放大器的效率，大大減少了放大管輸出電路寄生電容對(duì)放大器整體性能的影響；未增加貼片元件且不需要提供打線用的PAD，便于基板進(jìn)行布局和降低了芯片的成本。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種高效率射頻功率放大器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，尤其是一種高效率射頻功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻功率放大器是無(wú)線通信系統(tǒng)射頻前端不可或缺的關(guān)鍵模塊。尤其是在手機(jī)終端產(chǎn)品中，手機(jī)的電池容量嚴(yán)重制約了手機(jī)的待機(jī)/通話時(shí)間，此時(shí)，提高射頻功率放大器這一最主要功耗模塊的效率就顯得尤為重要。
[0003]常用的高效率射頻功率放大器為F類放大器或近F類放大器，其中，F(xiàn)類放大器理論上效率可達(dá)100%，但其在實(shí)際中是不可實(shí)現(xiàn)的。因此，現(xiàn)有的高效率射頻功率放大器主要采用近F類放大器結(jié)構(gòu)，該放大器主要考慮少量低次諧波(如2或3次諧波)的影響。
[0004]圖1~3均為目前常用的近F類放大器結(jié)構(gòu)，圖1中，匹配電路一為輸入阻抗匹配，匹配電路二為輸出阻抗匹配，Cl和LI諧振在2次諧波，L2和C2諧振在3次諧波，這樣，就形成2次諧波短路，3次諧波開(kāi)路的近F類放大器結(jié)構(gòu)，其中LO為chock電感。對(duì)于射頻功率放大器，其所有的匹配電路均在基板上實(shí)現(xiàn)，而要在基板上同時(shí)實(shí)現(xiàn)2個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)匹配網(wǎng)路，難度較大，同時(shí)其需要采用較大數(shù)量的SMD (表面貼裝器件)元件，成本較高。圖2和圖3所采用的結(jié)構(gòu)相似，均采用貼片電容(Cl，C2)和基板走線電感而諧振到低次諧波處，圖3在圖2基礎(chǔ)上增加了由大容值片上電容C3和綁線電感L5組成的諧振網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化了輸出。但是，以上3種電路結(jié)構(gòu)均未考慮放大管Dl寄生電容CO的影響。而該寄生電容CO已經(jīng)達(dá)到0.5pF，會(huì)影響放大器的整體性能(如頻率等)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使放大器不能工作，因此被忽略是不合理的。
[0005]綜上所述，目前業(yè)內(nèi)亟需一種成本較低、能簡(jiǎn)化放大器輸出電路結(jié)構(gòu)和減少寄生電容影響的高效率射頻功率放大器。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是:提供一種成本較低、能簡(jiǎn)化放大器輸出電路結(jié)構(gòu)和減少寄生電容影響的高效率射頻功率放大器。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種高效率射頻功率放大器，包括輸入匹配電路、放大管、寄生電容、饋電電感、電源、大容值片上電容和輸出匹配電路，所述放大管的發(fā)射極接地，所述放大管的基極與輸入匹配電路連接，所述放大管的集電極與輸出匹配電路連接；所述大容值片上電容和寄生電容并聯(lián)在放大管的集電極與大地之間，所述放大管的集電極還通過(guò)饋電電感進(jìn)而與電源的正極連接，所述電源的負(fù)極接地。
[0008]進(jìn)一步，所述輸出匹配電路包括第一電感、第二電感、第三電感、第四電感、第一電容和第二電容，所述第一電感的一端與放大管的集電極連接，所述第一電感的另一端分別與第二電感的一端和第三電感的一端連接，所述第二電感的另一端通過(guò)第一電容進(jìn)而與大地連接，所述第三電感的另一端依次通過(guò)第四電感和第二電容進(jìn)而與大地連接。
[0009]進(jìn)一步，所述大容值片上電容的電容值為10皮法。[0010]進(jìn)一步，所述大容值片上電容的電容值為20皮法。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:引入了大容值片上電容，抑制了高次諧波，提高了功率放大器的效率；大容值片上電容和寄生電容并聯(lián)在放大管集電極與大地之間，大大減少了放大管輸出電路寄生電容對(duì)放大器整體性能的影響，簡(jiǎn)化了放大器的輸出電路結(jié)構(gòu)；未增加貼片元件且不需要提供打線用的PAD，便于基板進(jìn)行布局和降低了芯片的成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1為常用的近F類放大器的第一種電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0014]圖2為常用的近F類放大器的第二種電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0015]圖3為常用的近F類放大器的第三種電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型一種高效率射頻功率放大器的電路結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照?qǐng)D4，一種高效率射頻功率放大器，包括輸入匹配電路、放大管D1、寄生電容CO、饋電電感L0、電源VdcU大容值片上電容C3和輸出匹配電路，所述放大管Dl的發(fā)射極接地，所述放大管Dl的基極與輸入匹配電路連接，所述放大管Dl的集電極與輸出匹配電路連接；所述大容值片上電容C3和寄生電容(CO)并聯(lián)在放大管Dl的集電極與大地之間，所述放大管Dl的集電極還通過(guò)饋電電感LO進(jìn)而與電源Vdd的正極連接，所述電源Vdd的負(fù)極接地。
[0018]其中，大容值片上電容C3與寄生電容CO并聯(lián)，C3的電容值一般在IOpF到20pF之間，大于寄生電容CO的電容值(0.5pF左右)；而且C3的電容值是可調(diào)的，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)C3的電容值來(lái)減小寄生電容對(duì)整體性能的影響。
[0019]參照?qǐng)D4，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述輸出匹配電路包括第一電感L3、第二電感L1、第三電感L4、第四電感L2、第一電容Cl和第二電容C2，所述第一電感L3的一端與放大管Dl的集電極連接，所述第一電感L3的另一端分別與第二電感LI的一端和第三電感L4的一端連接，所述第二電感LI的另一端通過(guò)第一電容Cl進(jìn)而與大地連接，所述第三電感L4的另一端依次通過(guò)第四電感L2和第二電容C2進(jìn)而與大地連接。
[0020]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述大容值片上電容C3的電容值為10皮法。
[0021]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述大容值片上電容C3的電容值為20皮法。
[0022]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型的第一具體實(shí)施例:
[0024]如圖4所示，本實(shí)用新型的功率放大器包括放大管Dl，饋電電感LO，寄生電容CO，輸入匹配電路，片上電容C3，輸出匹配電路(由L1、C1、L2、C2、L3和L4組成)，其中LI與Cl組成LC諧振回路，L2與C2組成LC諧振回路，從而抑制低次諧波；C3和CO并聯(lián)，抑制高次諧波。同時(shí)，C1、C2、L3和L4構(gòu)成兩個(gè)L型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，將負(fù)載阻抗匹配到最佳阻抗。Cl、C2、L1、L2、L3和L4均可在基板上實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行自由調(diào)節(jié)。
[0025]本實(shí)用新型在輸出直接增加一大的片上電容C3到地，C3與CO并聯(lián)，C3的電容值大于CO的電容值，且C3的電容值可調(diào)，能減小CO的不確定性對(duì)整體性能的影響。本實(shí)用新型根據(jù)數(shù)據(jù)需要合理選擇C3的值，使得放大管漏極對(duì)高次諧波短路，并通過(guò)基板上的LC諧振網(wǎng)絡(luò)(LI與C1、L2與C2)對(duì)低次諧波進(jìn)行抑制，從而實(shí)現(xiàn)了高效率的射頻功率放大器。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]( I)片上電容C3的引入，抑制了高次諧波，提高了效率；
[0028](2)C3和CO的并聯(lián)，大大減小了放大管輸出寄生電容CO對(duì)輸出匹配的影響，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)；
[0029](3)該電路未增加貼片元件和無(wú)需提供打線用的PAD，便于基板布局和成本控制。
[0030]以上是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本實(shí)用新型創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效率射頻功率放大器，其特征在于:包括輸入匹配電路、放大管(D1)、寄生電容(CO)、饋電電感(L0)、電源(Vdd)、大容值片上電容(C3)和輸出匹配電路，所述放大管(Dl)的發(fā)射極接地，所述放大管(Dl)的基極與輸入匹配電路連接，所述放大管(Dl)的集電極與輸出匹配電路連接；所述大容值片上電容(C3)和寄生電容(CO)并聯(lián)在放大管(Dl)的集電極與大地之間,所述放大管(Dl)的集電極還通過(guò)饋電電感(LO)進(jìn)而與電源(Vdd)的正極連接，所述電源(Vdd)的負(fù)極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效率射頻功率放大器，其特征在于:所述輸出匹配電路包括第一電感(L3)、第二電感(LI)、第三電感(L4)、第四電感(L2)、第一電容(Cl)和第二電容(C2),所述第一電感(L3)的一端與放大管(Dl)的集電極連接,所述第一電感(L3)的另一端分別與第二電感(LI)的一端和第三電感(L4)的一端連接，所述第二電感(LI)的另一端通過(guò)第一電容(Cl)進(jìn)而與大地連接，所述第三電感(L4)的另一端依次通過(guò)第四電感(L2)和第二電容(C2)進(jìn)而與大地連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高效率射頻功率放大器，其特征在于:所述大容值片上電容(C3)的電容值為10皮法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高效率射頻功率放大器，其特征在于:所述大容值片上電容(C3)的電容值為20皮法。
【文檔編號(hào)】H03F3/189GK203590161SQ201320697734
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】鄧金亮 申請(qǐng)人:廣州鈞衡微電子科技有限公司