[发明专利]一种基于动态反馈的高线性度功率放大器

说明书

本发明公开了一种基于动态反馈的高线性度功率放大器，包括驱动级输入匹配网络、驱动级放大网络、驱动级偏置电路、级间匹配网络、功率级偏置电路、动态反馈网络和功率级放大匹配网络。本发明基于双级异质结双极性晶体管的共射共基放大结构，结合动态反馈网络，能够实现高输出功率和低输出功率下的高线性度指标，同时具有较高的效率和增益指标。

技术领域

本发明属于射频集成电路技术领域，具体涉及一种基于动态反馈的高线性度功率放大器。

背景技术

随着软件无线电、宽带仪表、5G通信和超宽带通信等技术的发展，其系统带宽速率指标不断提升，因此导致市场对于其中宽带放大器的线性度指标提出了更高的要求。尤其为了处理高速率的峰均比信号，要求放大器能够实现高输出功率和低输出功率下的高线性度指标。

为了提高驱动放大器芯片的高输出功率和低输出功率下线性化指标，在进行芯片设计的时候，可以采用如下技术手段，但是这些手段均存在一些不足：

(1)功率回退技术，即选用功率较大的晶体管或者采用多路大功率合成结构，让放大器工作在回退的线性放大区域获得高线性度指标，但是为了实现高输出功率和低输出功率下的高线性度，比如采用很大的晶体管尺寸，大大牺牲了放大器的直流功耗，放大器的效率很低。

(2)包络跟踪技术，利用检波电路、偏置调节技术等跟踪放大器的输出功率的高低，根据输出功率的动态范围自动调整放大器的偏置电路，从而规避功率回退技术中的大功率晶体管“一刀切”的弊端，这种方法改善效果较好，但是电路结构极其复杂，很难片上集成。

(2)无源负反馈技术，利用负反馈技术将一部分输出射频信号反馈回放大器的输入端，进行交调分量对消后，改善放大器线性度，但是这种反馈技术往往采用无源的RLC电路，针对高输出功率和低输出功率下的协同调节能力比较有限，往往很难实现两种状态的兼顾，无法达到最佳对消效果，丧失动态调节的意义。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于动态反馈的高线性度功率放大器。

本发明的技术方案是：一种基于动态反馈的高线性度功率放大器包括驱动级输入匹配网络、驱动级放大网络、驱动级偏置电路、级间匹配网络、功率级偏置电路、动态反馈网络和功率级放大匹配网络；

驱动级输入匹配网络的输入端作为高线性度功率放大器的输入端，其输出端分别与驱动级放大网络的输入端、驱动级偏置电路的输出端和动态反馈网络的输出端连接；

驱动级放大网络的输出端分别与级间匹配网络的输入端和功率级偏置电路的输入端连接；

功率级放大匹配网络的第一输出端作为高线性度功率放大器的输出端，其第二输出端与动态反馈网络的输入端连接，其输入端分别与级间匹配网络的输出端和功率级偏置电路的输出端连接。

本发明的有益效果是：本发明基于双级异质结双极性晶体管的共射共基放大结构，结合动态反馈网络，能够实现高输出功率和低输出功率下的高线性度指标，同时具有较高的效率和增益指标。

进一步地，驱动级输入匹配网络包括电容C₁、接地电容C₂、电容C₁₇、接地电阻R₁、电阻R₂和电感L₁；

电容C₁的一端作为驱动级输入匹配网络的输入端，并与接地电阻R₁连接；电容C₁的另一端分别与接地电容C₂和电感L₁的一端连接；电感L₁的另一端分别与电阻R₂的一端和电容C₁₇的一端连接；电阻R₂的另一端作为驱动级输入匹配网络的输出端，并与电容C₁₇的另一端连接。