204的柵極，所述偏置電路BS卩202連接所述所述晶體管204的柵極，所述晶體管204的源極接地;所述偏置電路AS卩203連接所述功率放大電路的其余晶體管(205至207)的柵極，晶體管205至207的柵極通過(guò)連接?xùn)艠O電容(208至210)接地;所述功率放大電路最上層的晶體管207的漏極通過(guò)所述輸出寬帶匹配電路214連接負(fù)載215。電源VDD經(jīng)濾波電路連接到所述功率放大電路的最上層的晶體管207的漏極;所述濾波電路由低頻濾波電容Cp IS卩211、高頻濾波電容Cp2S卩212和扼流電感Lc即213組成。對(duì)于共柵結(jié)構(gòu)的晶體管205、206和207，連接了柵電容208、209和210，從而分別調(diào)整從對(duì)應(yīng)源端往輸出端看過(guò)去的阻抗分別為Ropt、2Ropt和3Ropt。在射頻信號(hào)輸入端連接輸入匹配電路201，對(duì)功率放大器進(jìn)行阻抗匹配，從而實(shí)現(xiàn)功率增益最大化。輸入匹配電路201的另一端與共源結(jié)構(gòu)的晶體管204的柵極相連，對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大;在信號(hào)輸出端連接輸出寬帶匹配電路214，對(duì)寬帶射頻功率放大器的放大信號(hào)進(jìn)行有效地輸出，并將負(fù)載RL即215轉(zhuǎn)換為4Ropt。采用單獨(dú)的偏置電路BS卩202給晶體管204進(jìn)行偏置，偏置電路AS卩203分別給晶體管205、206和207進(jìn)行偏置。扼流電感213參與輸出電路的匹配，而濾波電容211和212的取值為別為2pF和10pF。
[0031]偏置電路AS卩203如圖6所示，為電阻分壓式偏置，由四個(gè)電阻以串聯(lián)分壓的形式構(gòu)成，晶體管207、206和205的柵極分別通過(guò)Rchoke電阻與Bondwire電感串聯(lián)電路連接到電阻303與電阻304的連接處，電阻304的另一端與電阻305的連接處，以及電阻305的另一端與電阻306的連接處。濾波電容301和302的取值分別為2pF和100pF。
[0032]偏置電路BS卩202如圖7所示，為電阻與晶體管組成的偏置電路，由電阻403，晶體管404，電容405，Rchoke電阻，電容401和電容402構(gòu)成。電阻403的一端連接于晶體管404的柵極，晶體管404的漏極，電容405與Rchoke電阻的連接處，晶體管404的源極與電容405的另一端接地。電阻403的另一端連接于濾波電容401，濾波電容402與電源Vibas2的連接處，晶體管204的柵極與Vbl端相連。
[0033]輸出寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)214如圖8所示，由二次諧波網(wǎng)絡(luò)與寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)組成。其中所述的二次諧波網(wǎng)絡(luò)由電容501與電感502串聯(lián)組成且一端連接于功率放大器輸出端與電感503的連接處，另一端接地。寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)由電感503，電感504，電容505，電容506和隔直電容507組成。電容505連接于電感503的另一端與電感504的連接處，另一端接地。電容506連接于電感504的另一端與隔直電容⑶即507的連接處，另一端接地。隔直電容507的另一端接負(fù)載RL。該匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)合二次諧波網(wǎng)絡(luò)，扼流電感，功率放大器輸出級(jí)的輸出電容和寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)二次諧波短路，三次諧波開(kāi)路，從而使功率放大器的輸出電壓波形更接近方波，而電流波形更接近半波，從而增強(qiáng)了功率放大器的效率。
[0034]輸入匹配電路201如圖9所示，由電感601，電感603與電感602組成。信號(hào)輸入端連接電感601的一端。電感603連接于電感601的另一端與電容602的連接處，電容602的另一端接晶體管204的柵極。
[0035]由于隨著輸入信號(hào)功率的增大，晶體管204的直流漏源電壓會(huì)呈較強(qiáng)的下降趨勢(shì)，而晶體管207會(huì)呈較強(qiáng)的上升趨勢(shì)，因此晶體管204的偏置稍高，而晶體管207的偏置稍低，晶體管205和206的偏置介于前兩者之間。
[0036]采用該電路結(jié)構(gòu)不僅提高了射頻功率放大器的耐壓能力，而且通過(guò)非等分方式的偏置方法并結(jié)合柵電容所提供的交流阻抗，使每個(gè)堆疊的晶體管的負(fù)載都為最佳阻抗，從而提高了射頻功率放大器的功率輸出能力。另外，本實(shí)用新型所提供的結(jié)構(gòu)在輸出高功率時(shí)，各個(gè)晶體管的電壓一致，從而提高了線性度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:該射頻功率放大器包括輸入匹配電路，輸出寬帶匹配電路，偏置電路A，偏置電路B，以及至少由兩個(gè)晶體管漏極源極相連堆疊起來(lái)的功率放大電路;其中，射頻信號(hào)源通過(guò)所述輸入匹配電路連接所述功率放大電路的最底層的晶體管的柵極，所述偏置電路B連接所述最底層晶體管的柵極，所述最底層晶體管的源極接地;所述偏置電路A連接所述功率放大電路的除所述最底層晶體管的其余晶體管的柵極，所述其余晶體管的柵極通過(guò)連接?xùn)艠O電容接地;所述功率放大電路最上層的晶體管的漏極通過(guò)所述輸出寬帶匹配電路連接負(fù)載。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:所述其余晶體管的漏極和源極之間連接有電容。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:所有堆疊晶體管的漏極通過(guò)連接電容接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:所述偏置電路A和偏置電路B由一個(gè)整合的偏置電路代替。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:所述偏置電路B為電阻與晶體管組成的偏置電路，偏置電路A為電阻分壓式偏置電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:所述功率放大電路中堆疊的晶體管的偏置電壓不等分，最上層晶體管的偏置電壓最低，最下層晶體管的偏置電壓最高，其余晶體管的偏置電壓介于兩者之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:電源經(jīng)濾波電路連接到所述功率放大電路的最上層的晶體管的漏極。8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:所述輸出寬帶匹配電路中設(shè)有二次諧波抑制電路。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:所述濾波電路由濾波電容和扼流電感組成。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，其特征在于:所述濾波電路由低頻濾波電容、高頻濾波電容和扼流電感組成。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種堆疊結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器，包括輸入匹配電路，輸出寬帶匹配電路，偏置電路A，偏置電路B，以及至少由兩個(gè)晶體管漏極源極相連堆疊起來(lái)的功率放大電路；射頻信號(hào)源通過(guò)輸入匹配電路連接功率放大電路的底層的晶體管的柵極，偏置電路B連接底層晶體管的柵極，底層晶體管的源極接地；偏置電路A連接功率放大電路的除底層晶體管的柵極，其余晶體管的柵極通過(guò)連接?xùn)艠O電容接地；功率放大電路最上層的晶體管的漏極通過(guò)所述輸出寬帶匹配電路連接負(fù)載。本實(shí)用新型提高了射頻功率放大器整體的線性度、輸出電壓擺幅、工作帶寬、功率效率、功率增益和最大輸出功率，并有著較好的二次諧波抑制效果。
【IPC分類(lèi)】H03F3/21, H03F1/56, H03F3/24, H03F1/32, H03F3/19, H03F1/42, H03F1/52
【公開(kāi)號(hào)】CN205320036
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620078216
【發(fā)明人】林俊明, 章國(guó)豪, 張志浩, 余凱, 黃亮, 李嘉進(jìn), 陳錦濤
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日