[发明专利]一种可编程毫米波数字功率放大器

权利要求书

1.一种可编程毫米波数字功率放大器，其特征在于包括：NMOS开关管M0、NMOS开关管M1、NMOS放大管M2、NMOS放大管M3、NMOS放大管M4和NMOS放大管M5、偏置电阻R1、偏置电阻R2、隔直电容C1、隔直电容C2、中和电容C3、中和电容C4、共模抑制电感L1和差分转单端变压器TF1；所述NMOS 是指N沟道金属氧化物半导体；

前级毫米波信号差分输入，IN+表示信号输入正端，IN-表示信号输入负端；

NMOS放大管M2、NMOS放大管M4的栅极均分别与偏置电阻R1的一端、隔直电容C1的一端和中和电容C3的一端连接，NMOS放大管M3、NMOS放大管M5的栅极均分别与偏置电阻R2的一端、隔直电容C2的一端和中和电容C4的一端连接；偏置电阻R1和偏置电阻R2的另一端分别连接到偏置电压Vg；

前级毫米波信号分别从IN+和IN-差分输入放大器；一路毫米波信号经过隔直电容C1的另一端输入到NMOS放大管M2、NMOS放大管M4的栅极，该信号经过NMOS放大管M2、NMOS放大管M4放大之后从NMOS放大管M2、NMOS放大管M4的漏极输出；另一路毫米波信号经过隔直电容C2的另一端输入到NMOS放大管M3、NMOS放大管M5的栅极，该信号经过NMOS放大管M3、NMOS放大管M5放大之后从NMOS放大管M3、NMOS放大管M5的漏极输出；两路放大信号进入变压器TF1的两个输入端口；经变压器TF1，放大信号差分转单端输出；

NMOS放大管M2、NMOS放大管M3的源极与NMOS开关管M0的漏极连接，NMOS放大管M4、NMOS放大管M5的源极与NMOS开关管M1的漏极连接；NMOS开关管M0、NMOS开关管M1的源极与共模抑制电感L1一端连接，共模抑制电感L1的另一端接地；NMOS开关管M0、NMOS开关管M1的栅极分别与数字控制信号D0、数字控制信号D1的输入端连接；数字控制信号D0和数字控制信号D1控制NMOS开关管M0、NMOS开关管M1的导通、关断以及放大器的输出功率；

NMOS放大管M2、NMOS放大管M4的漏极与中和电容C4一端连接，为信号放大输出正端，NMOS放大管M3、NMOS放大管M5的漏极与中和电容C3的一端连接，为信号放大输出负端；信号放大输出的正端和负端分别连接到变压器TF1的两个输入端口；变压器TF1的输入线圈中心抽头连接到电源电压Vd；

NMOS放大管M2、NMOS放大管M3尺寸一致，互为差分对称， NMOS放大管M4、NMOS放大管M5尺寸一致，互为差分对称；NMOS放大管M4、NMOS放大管M5的尺寸大于NMOS放大管M2、NMOS放大管M3的尺寸；

NMOS开关管M0、NMOS开关管M1的尺寸比例与NMOS放大管M2、NMOS放大管M4的尺寸比例相同；

NMOS开关管M0的尺寸大于NMOS放大管M2和NMOS放大管M3尺寸之和，NMOS开关管M1的尺寸大于NMOS放大管M4和NMOS放大管M5尺寸之和；

中和电容C3与中和电容C4的值相等；

数字控制信号D0和数字控制信号D1控制NMOS开关管M0、NMOS开关管M1的导通和关断，当数字控制信号D0为高电平时，NMOS开关管M0导通；当数字控制信号D0为低电平时，NMOS开关管M0关断；当数字控制信号D1为高电平时，NMOS开关管M1导通；当数字控制信号D1为低电平时，NMOS开关管M1关断。

2.如权利要求1所述的可编程毫米波数字功率放大器，其特征在于，当数字控制信号D0与数字控制信号D1全为0时，放大器关断，输出功率为0；当数字控制信号D0为1，数字控制信号D1为0时，放大器中的NMOS放大管M2和NMOS放大管M3导通，输出功率为P_A；当数字控制信号D0为0，数字控制信号D1为1时，放大器中的NMOS放大管M4、NMOS放大管M5导通，输出功率为P_B；当数字控制信号D0为1，数字控制信号D1为1时，放大器全导通，输出功率为P_C，且P_A＜P_B＜P_C。

3.如权利要求1所述的可编程毫米波数字功率放大器，其特征在于，中和电容C3的值大于NMOS放大管M2的米勒电容，且中和电容C3的值小于NMOS放大管M2和NMOS放大管M4米勒电容之和。