CN106685369A - 一种射频功率放大器的输出电路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频功率放大器的输出电路结构，包括三级管，所述三极管基极为输入端，集电极为输出端，发射极接地，输出端连接有由第一电容器和电感器依次串联组成的谐波陷阱电路，其中电感器之终端接地，还包括由若干二极管串联形成的ESD保护串，该ESD保护串的正极终端与第一电容器近集电极一端处于相同电位且一节点或负极终端连接至第一电容器与电感器之间以部分或全部与第一电容器并联，所述ESD保护串的导通电压小于所述第一电容器的击穿电压，在起到ESD保护作用的同时避免第一电容器过压损坏，提高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及射频功率放大器技术领域，特别是涉及一种射频功率放大器的输出电路结构。
背景技术
射频功率放大器是无线信号传输中的重要组成部分。由调制振荡电路所产生的射频信号功率很小且传输中衰减较快，因而需要经过功率放大后再发射出去。射频功率放大器的非线性特征使得输出除了包含基波信号，同时还存在谐波，且谐波大小与基波信号大小成一定比例关系。在功率放大器中，由于输出的基波功率较大，谐波功率也较大，对系统造成了不可忽略的干扰。
为消除谐波，广泛应用的方法是在输出端配制由电容器和电感器串联组成的LC谐振电路，其对于所调谐的谐波来说是一个低阻抗的陷阱，在其调谐频率处阻抗为零，因此可以吸收掉要滤除的谐波。在射频功放应用中，谐波电容电压降可能会比集电极端电压高得多，在阻抗不匹配的条件下，电容的电压降可能超过允许的电容最大电压，这将导致电容器特性退化或过压损伤，从而失去谐波滤除能力，尤其在应用于移动电话终端时，容易导致失效损伤等灾难性的问题。
发明内容
本发明提供了一种射频功率放大器的输出电路结构，其克服了现有技术所存在的不足之处。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种射频功率放大器的输出电路结构，所述射频功率放大器包括一三级管，所述三极管基极为输入端，集电极为输出端，发射极接地，输出端连接有由第一电容器和电感器依次串联组成的谐波陷阱电路，其中电感器之终端接地；还包括由若干二极管串联形成的ESD保护串，该ESD保护串的正极终端与第一电容器近集电极一端处于相同电位且一节点或负极终端连接至第一电容器与电感器之间以部分或全部与第一电容器并联，所述ESD保护串的导通电压小于所述第一电容器的击穿电压。
优选的，所述三极管、第一电容器以及ESD保护串设置于芯片上，所述电感器设置于芯片外之印刷电路板上。
优选的，所述第一电容器是MIM电容，集成于所述芯片之上。
优选的，所述MIM电容的击穿电压为60～100V。
优选的，还包括第二电容器以及电阻器；第二电容器一端用于接收射频信号，另一端连接至所述三极管的基极；所述电阻器一端用于接收偏置电路的直流偏置电压，另一端连接至所述三极管的基极。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过ESD保护电路的设计，ESD保护串正极端与第一电容器近集电极一端处于相同电位、负极端连接至第一电容器与电感器之中间节点，ESD保护串经由电感接地，一方面实现对射频功率放大器输出端的静电保护，另一方面借由ESD导通电压限制该电容器的最大电压从而实现对谐波陷阱中电容器的保护，进而避免电容器过压损坏，提高可靠性，确保谐波滤除效果。
2.ESD保护串同时实现静电保护以及谐波陷阱电容器的过压保护，简化了整体结构，无需额外设置电路；此外，可以根据实际需求从ESD二极管串中间的节点引出至电容器终端以配制适合的电容器保护电压，设计灵活，可变性强。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种射频功率放大器的输出电路结构不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的电路示意图。
具体实施方式
参考图1，一种射频功率放大器的输出电路结构，所述射频功率放大器包括一三级管，所述三极管的基极b为输入端，集电极c为输出端，发射极e接地。输入端设有第二电容器C2和电阻器R；第二电容器C2的一端用于接收射频信号，另一端连接至所述三极管的基极b；所述电阻器R一端用于接收偏置电路的直流偏置电压，另一端连接至所述三极管的基极b。输出端连接有由第一电容器C1和电感器L依次串联组成的谐波陷阱电路，其中电感器L之终端接地。输出端还包括由若干二极管串联形成的ESD保护串，该ESD保护串的正极终端与第一电容器C1近集电极一端处于相同电位且一节点或负极终端连接至第一电容器C1与电感器L之间以部分或全部与第一电容器并联C1，所述ESD保护串的导通电压小于所述第一电容器C1的击穿电压，利用ESD保护串保护第一电容器C1过压。
所述ESD保护串是由若干基极发射极二极管或基极集电极二极管串联而成，在信号引脚和地之间提供一个低阻通道，从而避免静电放电对集成电路造成的能量冲击，其导通电压是串内各二极管的导通电压之和。所述三极管、第一电容器C1以及ESD保护串设置于芯片上，所述电感器L设置于芯片外之印刷电路板上。所述第一电容器C1是MIM电容，集成于所述芯片之上。具体，MIM电容是芯片上金属层对金属层的平行板电容器，中间电介质的厚度非常薄，因而在极端电压下易过压损坏。应用在射频功率放大器中时，由于其设计和信号特征，谐波陷阱电容(C1)通常被过压到一个方向，这个方向上电容的最大电压由ESD导通特性保护，从而避免第一电容器C1过压损坏，提高了器件可靠性，且无需额外再设置电路。
在本发明的电路结构中，所用MIM电容的击穿电压范围为60～100V，无需过高击穿电压的电容器，节约了成本。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种射频功率放大器的输出电路结构，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种射频功率放大器的输出电路结构，所述射频功率放大器包括一三级管，所述三极管基极为输入端，集电极为输出端，发射极接地，输出端连接有由第一电容器和电感器依次串联组成的谐波陷阱电路，其中电感器之终端接地，其特征在于：还包括由若干二极管串联形成的ESD保护串，该ESD保护串的正极终端与第一电容器近集电极一端处于相同电位且一节点或负极终端连接至第一电容器与电感器之间以部分或全部与第一电容器并联，所述ESD保护串的导通电压小于所述第一电容器的击穿电压。
2.根据权利要求1所述的射频功率放大器的输出电路结构，其特征在于：所述三极管、第一电容器以及ESD保护串设置于芯片上，所述电感器设置于芯片外之印刷电路板上。
3.根据权利要求2所述的射频功率放大器的输出电路结构，其特征在于：所述第一电容器是MIM电容，集成于所述芯片之上。
4.根据权利要求3所述的射频功率放大器的输出电路结构，其特征在于：所述MIM电容的击穿电压为60～100V。
5.根据权利要求1所述的射频功率放大器的输出电路结构，其特征在于：还包括第二电容器以及电阻器；第二电容器一端用于接收射频信号，另一端连接至所述三极管的基极；所述电阻器一端用于接收偏置电路的直流偏置电压，另一端连接至所述三极管的基极。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107493084A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-12-19 | 无锡泽太微电子有限公司 | 一种射频芯片高功率放大器的防静电保护电路 |
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