[发明专利]具有组合的基带、基波和谐波调谐网络的RF功率放大器

说明书

一种用于射频（RF）放大器设备（108）的阻抗匹配网络（116）包括基带终止电路（122），其具有电抗部件，所述电抗部件被配置成对在低于与RF放大器设备（108）相关联的基波频率范围的基带频率范围中的信号呈现低阻抗。网络（116）还包括基波频率匹配电路（124），其具有电抗部件，所述电抗部件被配置成将基波频率范围中的RF放大器设备（108）的输出阻抗基本上匹配到预定值。网络（116）还包括二阶谐波终止电路（126），其具有电抗部件，所述电抗部件被配置成在具有基波频率范围中的基波频率的RF信号的二阶谐波处呈现低阻抗。其它实施例包括放大器电路，其包括网络（116）和RF放大器设备（108），以及封装的RF放大器，其包括金属凸缘（202）、RF晶体管（214）、以及包括网络（116）的集成无源设备（216）。

技术领域

本申请涉及RF（射频）放大器，特别是用于RF放大器的阻抗匹配网络。

背景技术

RF功率放大器用于多种应用，诸如用于无线通信系统等的基站。RF功率放大器被设计为在没有失真的情况下提供线性操作。由RF功率放大器放大的信号常常包括具有高频调制载波的信号，该高频调制载波具有在400兆赫兹（MHz）到4千兆赫兹（GHz）范围内的频率。调制载波的基带信号通常处于相对较低的频率，并且取决于应用，可以高达300MHz或更高。

RF功率放大器可以包括用于放大RF信号的晶体管管芯。在RF应用中使用的晶体管管芯的示例包括MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）、LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体）设备和HEMT（高电子迁移率晶体管）设备。这些设备通常具有相对低的特性阻抗（例如，2欧姆或更小）。

输入和输出阻抗匹配网络用于将针对高功率设备的RF晶体管的相对低的特性阻抗匹配到固定阻抗值（例如，50欧姆）。以此方式，通过负载匹配获得较大的效率。然而，输入和输出阻抗匹配网络是频率选择性的，并且引入阻抗分散与频率的关系，这导致带受限的功率放大器操作。因此，RF放大器设计的重要目标是在宽带宽上的高度高效操作。

高效的放大器操作可以通过适当地终止（terminate）基带频率中低于基波频率的RF信号并且通过适当地终止高于基波频率范围的基波信号的较高阶谐波来实现。滤除这些信号的一种方式是在电路板级（即，包括RF晶体管管芯的封装外部）处提供调谐电路。然而，电路板级终止（termination）技术是复杂的并且需要使用宝贵的空间。此外，由于影响晶体管管芯和电路板之间的信号的传播的寄生效应，这些技术具有受限的有效性。滤除这些信号的另一种方式是在封装级（即，在包括RF晶体管管芯的同一封装内）处。虽然此解决方案有利地将调谐电路放置在靠近晶体管管芯处，但其增加了设计的复杂性。此外，由于连接到调谐网络的各种部件的接合线之间的相互耦合效应，难以实现完美的调谐。当调谐网络的复杂性和部件计数增加时，这个问题变得特别有问题。

发明内容

公开了一种放大器电路。放大器电路包括第一端口、第二端口和参考电势端口。放大器电路附加地包括RF放大器设备，所述RF放大器设备具有电耦合到第一端口的第一端子、电耦合到第二端口的第二端子以及电耦合到参考电势端口的参考电势端子。RF放大器设备被配置成跨包括基波RF频率的RF频率范围放大如在第一和第二端子之间的RF信号。放大器电路附加地包括电耦合到RF放大器的第一端子和第一端口的阻抗匹配网络。阻抗匹配网络包括具有带有电参数的电抗部件的基带终止电路，所述电参数被调整成使得基带终止电路在低于RF频率范围的基带频率区中呈现低阻抗。阻抗匹配网络附加地包括具有带有电参数的电抗部件的基波频率匹配电路，所述电参数被调整成使得基波频率匹配电路呈现在RF频率范围中的RF放大器设备的固有阻抗的复共轭。放大器电路附加地包括具有带有电参数的电抗部件的二阶谐波终止电路，所述电参数被调整成使得二阶谐波终止电路在基波RF频率范围中的频率的二阶谐波处呈现低阻抗。