[发明专利]一种0.1～1.2GHz的CMOS超宽带射频功率放大器

摘要

本发明公开了一种0.1～1.2GHz的CMOS超宽带射频功率放大器，包括多级放大电路，多级放大电路包括驱动级放大电路用于实现整个放大器的增益，并保证整个电路的输入匹配（S11参数）达到要求；中间级放大电路用于保证整个电路的增益、效率和级间匹配；功率输出级放大电路用于保证整个电路的良好的输出匹配（S22参数）和功率输出。还包括驱动级有源偏置和匹配电路、中间级有源偏置和匹配电路和输出级有源偏置和匹配电路。本发明采用的是一个三级的单端A类电路结构，由此可以产生较好的线性度。本发明采用CMOS Si工艺，使用单端结构可以使整个电路省去输入输出巴伦，由此可以节省芯片面积并提升整个电路的性能。

主权项

一种0.1～1.2GHz的CMOS超宽带射频功率放大器，包括多级放大电路，其特征在于，多级放大电路包括输入隔直电容C1、驱动级偏置及输入匹配电路、驱动级放大电路、级间隔直电容C2、中间级偏置及级间匹配电路、中间级放大电路、级间隔直电容C3、功率级偏置及级间匹配电路、功率级放大电路、输出隔直电容C4和芯片电源，所述芯片电源采用电压节点VDD；所述驱动级放大电路包括两个共栅共源结构的NMOS管M1和NMOS管M2，一个片外电感L0，其电感值至少为100nH；所述中间级放大电路包括两个共栅共源结构的NMOS管M4和NMOS管M5，一个片外电感L1，其电感值至少为100nH；所述功率级放大电路包括一共源结构的NMOS管M7和一个片外电感L2，其电感值至少为100nH，所述NMOS管M7的漏级和栅级之间设有一反馈电阻Rf；所述驱动级偏置及输入匹配电路、中间级偏置及级间匹配电路和功率级偏置及级间匹配电路结构相同，均分别包括有一个NMOS管、第一电阻和第二电阻；所述驱动级放大电路中，所述NMOS管M2的源极接地，所述NMOS管M2的栅极通过驱动所述驱动级偏置及输入匹配电路和输入隔直电容C1后连接至放大器的输入端Vin，所述NMOS管M2的漏极与所述NMOS管M1的源极相连，所述NMOS管M1的栅极偏置接至电压节点VDD，所述NMOS管M1的漏极与所述片外电感L0连接，所述片外电感L0的另一端接电压节点VDD；所述中间级放大电路中，所述NMOS管M5的源极接地，所述NMOS管M5的栅极通过中间级偏置及级间匹配电路和级间隔直电容C2后连接至所述NMOS管M1的漏极，所述NMOS管M5的漏极与所述NMOS管M4的源极相连，所述NMOS管M4的栅极偏置接至所述电压节点VDD，所述NMOS管M4的漏极与所述片外电感L1连接，所述片外电感L1的另一端接电压节点VDD；所述功率级放大电路中，所述NMOS管M7的源极接地，所述NMOS管M7的栅极通过功率级偏置及级间匹配电路和级间隔直电容C3后连接至所述NMOS管M4的漏极，所述NMOS管M7的漏极与所述片外电感L2连接，所述NMOS管M7的漏极与所述输出隔直电容C4并接后连接至放大器的输出端口Vout，所述片外电感L2的另一端接电压节点VDD。