CN111030607A - 一种二维行波高增益宽带cmos功率放大器 - Google Patents

一种二维行波高增益宽带cmos功率放大器 Download PDF

Info

Publication number
CN111030607A
CN111030607A CN201911398227.5A CN201911398227A CN111030607A CN 111030607 A CN111030607 A CN 111030607A CN 201911398227 A CN201911398227 A CN 201911398227A CN 111030607 A CN111030607 A CN 111030607A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gain
network
input
microstrip line
pile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911398227.5A
Other languages
English (en)
Inventor
林倩
邬海峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinghai Nationalities University
Original Assignee
Qinghai Nationalities University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qinghai Nationalities University filed Critical Qinghai Nationalities University
Priority to CN201911398227.5A priority Critical patent/CN111030607A/zh
Publication of CN111030607A publication Critical patent/CN111030607A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/42—Modifications of amplifiers to extend the bandwidth
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/602—Combinations of several amplifiers
    • H03F3/604—Combinations of several amplifiers using FET's
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/605—Distributed amplifiers
    • H03F3/607—Distributed amplifiers using FET's

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，包括输入功分网络、第一输入三阶人工传输线、第二输入三阶人工传输线、漏极偏置网络、第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络、第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络以及输出二维三阶人工传输线网络，本发明核心架构采用高增益二堆PMOS及NMOS放大网络在微波段的高功率、高增益特性，同时利用二维行波放大器结构的超宽带频响特性和简化的串联分压结构，使得整个功率放大器获得了良好的宽带、高增益、高效率和高功率输出能力，同时供电网络简易。

Description

一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器
技术领域
本发明涉及场效应晶体管射频功率放大器和集成电路领域，特别是针对射频微波收发机末端的发射模块应用的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器。
背景技术
随着无线通信系统和射频微波电路的快速发展，射频前端收发器也向高性能、高集成、低功耗的方向发展。因此市场迫切的需求发射机的射频与微波功率放大器具有高输出功率、高增益、高效率、低成本等性能，而集成电路正是有望满足该市场需求的关键技术。然而，当采用集成电路工艺设计实现射频与微波功率放大器芯片电路时，其性能和成本受到了一定制约，主要体现：
(1)宽带高增益放大能力受限：传统单晶体管收到增益带宽积的影响，需要牺牲增益才能获得超宽带放大能力，因此，宽带高增益放大能力受到严重的限制。
(2)宽带高功率放大能力受限：半导体工艺中晶体管的特征频率越来越高，由此带来了低击穿电压从而限制了单一晶体管的功率容量。为了获得高功率能力，往往需要多路晶体管功率合成，但是由于多路合成网络的能量损耗导致功率放大器的效率比较低，电路无法满足低功耗或者绿色通信需求。
常见的超宽带高功率放大器的电路结构有很多，最典型的是传统分布式放大器，但是，传统分布式放大器要同时满足各项参数的要求十分困难，主要是因为：
①在传统的分布式功率放大器中，核心放大电路是多个单晶体管采用分布式放大排列的方式实现，由于单晶体管受到寄生参数的影响，随着工作频率升高时，其功率增益会显著降低、同时功率特性等也会显著恶化，因此为了获得超宽带平坦的放大结构，必须要牺牲低频增益来均衡高频损耗，导致传统分布式放大器的超宽带增益很低；
②为了提高放大器增益提高隔离度的影响，也有采用Cascode双晶体管分布式放大结构，但是Cascode双晶体管虽然增加了电路隔离度，却无法增益随频率显著恶化的趋势，也无法实现Cascode双晶体管间的最佳阻抗匹配，从而降低了输出功率特性。
由此可以看出，基于集成电路工艺的超宽带射频功率放大器设计难点为：超宽带下高功率输出难度较大；传统单个晶体管结构或Cascode晶体管的分布式放大结构存在很多局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，结合了二堆叠大网络技术、PMOS和NMOS互补级联结构、二维行波放大技术，具有宽带、高功率、高增益且成本低，供电网络简易等优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，包括输入功分网络、第一输入三阶人工传输线、第二输入三阶人工传输线、漏极偏置网络、第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络、第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络以及输出二维三阶人工传输线网络；
输入功分网络的输入端为整个功率放大器的输入端，其第一输出端与第一输入三阶人工传输线的输入端连接，其第二输出端与第二输入三阶人工传输线的输入端连接；
第一输入三阶人工传输线的第一、第二、第三输出端分别与第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的第一输入端连接；
漏极偏置网络的第一、第二、第三输出端分别与第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的第二输入端连接；
第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的输出端与输出二维三阶人工传输线网络的第一、第二、第三输入端连接；
第二输入三阶人工传输线的第一、第二、第三输出端分别与第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络的输入端连接；
第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络的输出端与输出二维三阶人工传输线网络的第四、第五、第六输入端连接；
输出二维三阶人工传输线网络的输出端为整个功率放大器的输出端。
上述方案的有益效果是：本发明采用的二堆叠放大网络技术、PMOS和NMOS互补级联结构、二维行波放大技术具有超宽带频响特性和简化的串联分压结构，使得整个功率放大器获得了良好的宽带、高增益、高效率和高功率输出能力，同时供电网络简易。
进一步的，输入功分网络的输入端连接微带线TL1，微带线TL1的另一端连接微带线TL2和微带线TL3，微带线TL2另一端连接输入功分网络的第一输出端，微带线TL3另一端连接输入功分网络的第二输出端；
上述进一步方案的有益效果是：本发明输入功分网络可以在结构上实现功率等分，同时微带线长度可以根据电路结构的版图需要而调整。
进一步的，第一输入三阶人工传输线的输入端连接微带线TL23，微带线TL23的另一端连接微带线TL4和第一输入三阶人工传输线的第一输出端，微带线TL4另一端连接微带线TL5和第一输入三阶人工传输线的第二输出端，微带线TL5的另一端连接微带线TL6和第一输入三阶人工传输线的第三输出端，微带线TL6的另一端连接电阻R1，电阻R1的另一端连接微带线TL7，微带线TL7的另一端连接偏置电压Vg和接地电容C1；
上述进一步方案的有益效果是：本发明采用的第一输入三阶人工传输线网络除了能实现进行阻抗变换匹配后外，还具有宽带、反射系数指标好等优点。
进一步的，第二输入三阶人工传输线的输入端连接微带线TL24，微带线TL24的另一端连接微带线TL8和第二输入三阶人工传输线的第一输出端，微带线TL8另一端连接微带线TL9和第二输入三阶人工传输线的第二输出端，微带线TL9的另一端连接微带线TL10和第二输入三阶人工传输线的第三输出端，微带线TL10的另一端连接电阻R2，电阻R2的另一端连接微带线TL11，微带线TL1的另一端连接接地电容C2；
上述进一步方案的有益效果是：本发明采用的第二输入三阶人工传输线网络除了能实现进行阻抗变换匹配后外，还具有宽带、反射系数指标好等优点。
进一步的，漏极偏置网络的第一输出端连接电感Ls1，电感Ls1的另一端连接漏极偏置网络的第二输出端和电感Ls2，电感Ls2的另一端连接漏极偏置网络的第三输出端和电感Ls3，电感Ls3的另一端连接偏置电压Vd和接地电容C3；
上述进一步方案的有益效果是：本发明采用的漏极偏置网络稳定性好，且漏极电路可以很好地虑除电源杂波。
进一步的，第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的第一输入端连接电感Ltj，电感Ltj的另一端连接电感Lmj和接地电容Ctj；电感Lmj的另一端连接场效应管Mtj的栅极；第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的第二输入端连接场效应管Mtj的漏极，场效应管Mtj的源极连接场效应管Mmj的漏极，场效应管Mmj的栅极连接接地电容Cmj和电阻Rcj，电阻Rcj的另一端连接接地电阻Rwj和电阻Rfj，电阻Rfj的另一端连接场效应管Mmj的源极(其中j＝1、2、3)和第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的输出端。
上述进一步方案的有益效果是：本发明采用的堆叠高增益二堆PMOS放大技术和二维行波放大技术具有超宽带频响特性和简化的串联分压结构，使得整个功率放大器获得了良好的宽带、高增益、高效率和高功率输出能力。
进一步的，第一高增益二堆NMOS放大网络、或第二高增益二堆NMOS放大网络、或第三高增益二堆NMOS放大网络的输入端连接电感LPi，电感LPi的另一端连接电感Lei和接地电容Cpi；电感Lei的另一端连接场效应管Mpi的栅极，场效应管Mpi的源极接地，场效应管Mpi的漏极连接场效应管Mgi的源极，场效应管Mgi的栅极连接接地电容Cei和电阻Rgi，电阻Rgi的另一端连接接地电阻R0j和电阻Rpi，电阻Rpi的另一端连接场效应管Mgi的漏极，(其中i＝1、2、3)和第一高增益二堆NMOS放大网络、或第二高增益二堆NMOS放大网络、或第三高增益二堆NMOS放大网络的输出端。
上述进一步方案的有益效果是：本发明采用的堆叠高增益二堆NMOS放大技术和二维行波放大技术具有超宽带频响特性和简化的串联分压结构，使得整个功率放大器获得了良好的宽带、高增益、高效率和高功率输出能力。
进一步的，输出二维三阶人工传输线网络的第一输入端连接微带线TL13，微带线TL13的另一端连接微带线TL12、微带线TL14和微带线TL15，微带线TL14的另一端为输出二维三阶人工传输线网络的第四输入端；微带线TL12的另一端连接电阻R3，电阻R3的另一端连接接地电容C4；微带线TL15的另一端连接微带线TL16、微带线TL17和微带线TL18，微带线TL16和微带线TL17的另一端分别为输出二维三阶人工传输线网络的第二和第五输入端；微带线TL18的另一端连接微带线TL19、微带线TL20和微带线TL21，微带线TL20和微带线TL21的另一端分别为输出二维三阶人工传输线网络的第三和第六输入端，微带线TL21的另一端连接电容C5，电容C5的另一端连接微带线TL22，微带线TL22的另一端为输出二维三阶人工传输线网络的输出端。
上述进一步方案的有益效果是：本发明采用的输出二维三阶人工传输线网络能实现六路射频信号的功率合成，这种人工传输线具有带宽宽、反射系数低等优点，可以保障了放大器的输出功率和效率。
附图说明
图1为本发明功率放大器原理框图；
图2为本发明功率放大器电路图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。
本发明实施例提供了一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，包括输入功分网络、第一输入三阶人工传输线、第二输入三阶人工传输线、漏极偏置网络、第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络、第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络以及输出二维三阶人工传输线网络；
如图1所示，输入功分网络的输入端为整个功率放大器的输入端，其第一输出端与第一输入三阶人工传输线的输入端连接，其第二输出端与第二输入三阶人工传输线的输入端连接；
第一输入三阶人工传输线的第一、第二、第三输出端分别与第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的第一输入端连接；
漏极偏置网络的第一、第二、第三输出端分别与第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的第二输入端连接；
第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的输出端与输出二维三阶人工传输线网络的第一、第二、第三输入端连接；
第二输入三阶人工传输线的第一、第二、第三输出端分别与第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络的输入端连接；
第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络的输出端与输出二维三阶人工传输线网络的第四、第五、第六输入端连接；
输出二维三阶人工传输线网络的输出端为整个功率放大器的输出端。
如图2所示，输入功分网络的输入端连接微带线TL1，微带线TL1的另一端连接微带线TL2和微带线TL3，微带线TL2另一端连接输入功分网络的第一输出端，微带线TL3另一端连接输入功分网络的第二输出端；
第一输入三阶人工传输线的输入端连接微带线TL23，微带线TL23的另一端连接微带线TL4和第一输入三阶人工传输线的第一输出端，微带线TL4另一端连接微带线TL5和第一输入三阶人工传输线的第二输出端，微带线TL5的另一端连接微带线TL6和第一输入三阶人工传输线的第三输出端，微带线TL6的另一端连接电阻R1，电阻R1的另一端连接微带线TL7，微带线TL7的另一端连接偏置电压Vg和接地电容C1；
第二输入三阶人工传输线的输入端连接微带线TL24，微带线TL24的另一端连接微带线TL8和第二输入三阶人工传输线的第一输出端，微带线TL8另一端连接微带线TL9和第二输入三阶人工传输线的第二输出端，微带线TL9的另一端连接微带线TL10和第二输入三阶人工传输线的第三输出端，微带线TL10的另一端连接电阻R2，电阻R2的另一端连接微带线TL11，微带线TL1的另一端连接接地电容C2；
漏极偏置网络的第一输出端连接电感Ls1，电感Ls1的另一端连接漏极偏置网络的第二输出端和电感Ls2，电感Ls2的另一端连接漏极偏置网络的第三输出端和电感Ls3，电感Ls3的另一端连接偏置电压Vd和接地电容C3；
第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的第一输入端连接电感Ltj，电感Ltj的另一端连接电感Lmj和接地电容Ctj；电感Lmj的另一端连接场效应管Mtj的栅极；第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的第二输入端连接场效应管Mtj的漏极，场效应管Mtj的源极连接场效应管Mmj的漏极，场效应管Mmj的栅极连接接地电容Cmj和电阻Rcj，电阻Rcj的另一端连接接地电阻Rwj和电阻Rfj，电阻Rfj的另一端连接场效应管Mmj的源极(其中j＝1、2、3)和第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的输出端。
第一高增益二堆NMOS放大网络、或第二高增益二堆NMOS放大网络、或第三高增益二堆NMOS放大网络的输入端连接电感LPi，电感LPi的另一端连接电感Lei和接地电容Cpi；电感Lei的另一端连接场效应管Mpi的栅极，场效应管Mpi的源极接地，场效应管Mpi的漏极连接场效应管Mgi的源极，场效应管Mgi的栅极连接接地电容Cei和电阻Rgi，电阻Rgi的另一端连接接地电阻R0j和电阻Rpi，电阻Rpi的另一端连接场效应管Mgi的漏极，(其中i＝1、2、3)和第一高增益二堆NMOS放大网络、或第二高增益二堆NMOS放大网络、或第三高增益二堆NMOS放大网络的输出端。
输出二维三阶人工传输线网络的第一输入端连接微带线TL13，微带线TL13的另一端连接微带线TL12、微带线TL14和微带线TL15，微带线TL14的另一端为输出二维三阶人工传输线网络的第四输入端；微带线TL12的另一端连接电阻R3，电阻R3的另一端连接接地电容C4；微带线TL15的另一端连接微带线TL16、微带线TL17和微带线TL18，微带线TL16和微带线TL17的另一端分别为输出二维三阶人工传输线网络的第二和第五输入端；微带线TL18的另一端连接微带线TL19、微带线TL20和微带线TL21，微带线TL20和微带线TL21的另一端分别为输出二维三阶人工传输线网络的第三和第六输入端，微带线TL21的另一端连接电容C5，电容C5的另一端连接微带线TL22，微带线TL22的另一端为输出二维三阶人工传输线网络的输出端。
下面结合图2对本发明的具体工作原理及过程进行介绍：
射频输入信号通过输入端RFin进入电路，通过第一输入三阶人工传输线、第二输入三阶人工传输线网络进行阻抗变换匹配后，同时进入第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络、第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络的输入端，通过放大网络进行功率放大后同时从第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络、第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络的输出端输出，再经过输出二维三阶人工传输线网络后，将六路信号合成为一路单端信号从输出端RFout输出。
基于上述电路分析，本发明提出的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器与以往的基于集成电路工艺的放大器结构的不同之处在于核心架构采用高增益二堆PMOS放大网络和高增益二堆NMOS放大网络串接的形式：
高增益二堆PMOS放大网络和高增益二堆NMOS放大网络与传统单一晶体管在结构上有很大不同，此处不做赘述；
二维分布式的高增益二堆PMOS放大网络和高增益二堆NMOS放大网络与传统分布式场效应管的不同在于，传统分布式功率放大器只有一个输入人工传输线，和一条输出人工传输线，尤其晶体管的输入阻抗较高时，要实现50欧姆匹配，往往需要进行电容分压，从而恶化输入匹配特性，高频滚降较严重，增益平坦度指标较差；而本发明的二维分布式的高增益二堆PMOS放大网络和高增益二堆NMOS放大网络，有两条输入人工传输线，和一条共用的输出人工传输线，等效为两条100欧姆的输入人工传输线并联，输入阻抗匹配较好，同时，输出匹配采用共用传输线的形式，在与传统分布式功率放大器等功率的条件下，可以显著改善效率和功率指标。
在整个大功率增强型场效应晶体管功率放大器中，晶体管的尺寸和其他电阻、电容的大小是综合考虑整个电路的增益、带宽和输出功率等各项指标后决定的，通过后期的版图设计与合理布局，可以更好地实现所要求的各项指标，实现在高功率输出能力、高功率增益、良好的输入输出匹配特性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，包括输入功分网络、第一输入三阶人工传输线、第二输入三阶人工传输线、漏极偏置网络、第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络、第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络以及输出二维三阶人工传输线网络；
所述输入功分网络的输入端为整个所述功率放大器的输入端，其第一输出端与所述第一输入三阶人工传输线的输入端连接，其第二输出端与所述第二输入三阶人工传输线的输入端连接；
所述第一输入三阶人工传输线的第一、第二、第三输出端分别与所述第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的第一输入端连接；
所述漏极偏置网络的第一、第二、第三输出端分别与所述第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的第二输入端连接；
所述第一高增益二堆PMOS放大网络、第二高增益二堆PMOS放大网络、第三高增益二堆PMOS放大网络的输出端与所述输出二维三阶人工传输线网络的第一、第二、第三输入端连接；
所述第二输入三阶人工传输线的第一、第二、第三输出端分别与所述第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络的输入端连接；
所述第一高增益二堆NMOS放大网络、第二高增益二堆NMOS放大网络、第三高增益二堆NMOS放大网络的输出端与所述输出二维三阶人工传输线网络的第四、第五、第六输入端连接；
所述输出二维三阶人工传输线网络的输出端为整个所述功率放大器的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，所述输入功分网络的输入端连接微带线TL1，微带线TL1的另一端连接微带线TL2和微带线TL3，微带线TL2另一端连接所述输入功分网络的第一输出端，微带线TL3另一端连接所述输入功分网络的第二输出端。
3.根据权利要求1所述的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，所述第一输入三阶人工传输线的输入端连接微带线TL23，微带线TL23的另一端连接微带线TL4和所述第一输入三阶人工传输线的第一输出端，微带线TL4另一端连接微带线TL5和所述第一输入三阶人工传输线的第二输出端，微带线TL5的另一端连接微带线TL6和所述第一输入三阶人工传输线的第三输出端，微带线TL6的另一端连接电阻R1，电阻R1的另一端连接微带线TL7，微带线TL7的另一端连接偏置电压Vg和接地电容C1。
4.根据权利要求1所述的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，所述第二输入三阶人工传输线的输入端连接微带线TL24，微带线TL24的另一端连接微带线TL8和所述第二输入三阶人工传输线的第一输出端，微带线TL8另一端连接微带线TL9和所述第二输入三阶人工传输线的第二输出端，微带线TL9的另一端连接微带线TL10和所述第二输入三阶人工传输线的第三输出端，微带线TL10的另一端连接电阻R2，电阻R2的另一端连接微带线TL11，微带线TL1的另一端连接接地电容C2。
5.根据权利要求1所述的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，所述漏极偏置网络的第一输出端连接电感Ls1，电感Ls1的另一端连接所述漏极偏置网络的第二输出端和电感Ls2，电感Ls2的另一端连接所述漏极偏置网络的第三输出端和电感Ls3，电感Ls3的另一端连接偏置电压Vd和接地电容C3。
6.根据权利要求1所述的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，所述第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的第一输入端连接电感Ltj，电感Ltj的另一端连接电感Lmj和接地电容Ctj；电感Lmj的另一端连接场效应管Mtj的栅极；第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的第二输入端连接场效应管Mtj的漏极，场效应管Mtj的源极连接场效应管Mmj的漏极，场效应管Mmj的栅极连接接地电容Cmj和电阻Rcj，电阻Rcj的另一端连接接地电阻Rwj和电阻Rfj，电阻Rfj的另一端连接场效应管Mmj的源极(其中j＝1、2、3)和第一高增益二堆PMOS放大网络、或第二高增益二堆PMOS放大网络、或第三高增益二堆PMOS放大网络的输出端。
7.根据权利要求1所述的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，所述第一高增益二堆NMOS放大网络、或第二高增益二堆NMOS放大网络、或第三高增益二堆NMOS放大网络的输入端连接电感LPi，电感LPi的另一端连接电感Lei和接地电容Cpi；电感Lei的另一端连接场效应管Mpi的栅极，场效应管Mpi的源极接地，场效应管Mpi的漏极连接场效应管Mgi的源极，场效应管Mgi的栅极连接接地电容Cei和电阻Rgi，电阻Rgi的另一端连接接地电阻R0j和电阻Rpi，电阻Rpi的另一端连接场效应管Mgi的漏极，(其中i＝1、2、3)和第一高增益二堆NMOS放大网络、或第二高增益二堆NMOS放大网络、或第三高增益二堆NMOS放大网络的输出端。
8.根据权利要求1所述的一种二维行波高增益宽带CMOS功率放大器，其特征在于，所述输出二维三阶人工传输线网络的第一输入端连接微带线TL13，微带线TL13的另一端连接微带线TL12、微带线TL14和微带线TL15，微带线TL14的另一端为所述输出二维三阶人工传输线网络的第四输入端；微带线TL12的另一端连接电阻R3，电阻R3的另一端连接接地电容C4；微带线TL15的另一端连接微带线TL16、微带线TL17和微带线TL18，微带线TL16和微带线TL17的另一端分别为所述输出二维三阶人工传输线网络的第二和第五输入端；微带线TL18的另一端连接微带线TL19、微带线TL20和微带线TL21，微带线TL20和微带线TL21的另一端分别为所述输出二维三阶人工传输线网络的第三和第六输入端，微带线TL21的另一端连接电容C5，电容C5的另一端连接微带线TL22，微带线TL22的另一端为所述输出二维三阶人工传输线网络的输出端。
CN201911398227.5A 2019-12-30 2019-12-30 一种二维行波高增益宽带cmos功率放大器 Pending CN111030607A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911398227.5A CN111030607A (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一种二维行波高增益宽带cmos功率放大器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911398227.5A CN111030607A (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一种二维行波高增益宽带cmos功率放大器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111030607A true CN111030607A (zh) 2020-04-17

Family

ID=70199861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911398227.5A Pending CN111030607A (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一种二维行波高增益宽带cmos功率放大器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111030607A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114362685A (zh) * 2021-12-14 2022-04-15 成都嘉纳海威科技有限责任公司 一种基于高q值差分耦合技术的功率放大器
EP4362328A1 (en) * 2022-10-25 2024-05-01 Shanghai Wuqi Microelectronics Co., Ltd. Fully integrated cmos multiple mosfet-stacked double push-pull rf power amplifier

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102717902A (zh) * 2012-06-26 2012-10-10 上海卫星工程研究所 火星探测深空航天器的分阶段多码率自适应测控系统
US20180067182A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 The Royal Institution For The Advancement Of Learning/Mcgill University Topologically-protected traveling-wave amplifier
CN211046870U (zh) * 2019-12-30 2020-07-17 青海民族大学 一种大功率二维行波cmos功率放大器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102717902A (zh) * 2012-06-26 2012-10-10 上海卫星工程研究所 火星探测深空航天器的分阶段多码率自适应测控系统
US20180067182A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 The Royal Institution For The Advancement Of Learning/Mcgill University Topologically-protected traveling-wave amplifier
CN211046870U (zh) * 2019-12-30 2020-07-17 青海民族大学 一种大功率二维行波cmos功率放大器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114362685A (zh) * 2021-12-14 2022-04-15 成都嘉纳海威科技有限责任公司 一种基于高q值差分耦合技术的功率放大器
CN114362685B (zh) * 2021-12-14 2022-09-20 成都嘉纳海威科技有限责任公司 一种基于高q值差分耦合技术的功率放大器
EP4362328A1 (en) * 2022-10-25 2024-05-01 Shanghai Wuqi Microelectronics Co., Ltd. Fully integrated cmos multiple mosfet-stacked double push-pull rf power amplifier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106411268B (zh) 一种考虑密勒效应的分布式二堆叠结构的功率放大器
CN106712725A (zh) 一种基于单片微波集成电路的超宽带高增益低噪声放大器
CN211046870U (zh) 一种大功率二维行波cmos功率放大器
CN206195723U (zh) 一种基于单片微波集成电路的超宽带高增益低噪声放大器
CN112910417B (zh) 一种宽带高效率微波功率放大器
CN106487338B (zh) 一种考虑密勒效应的分布式三堆叠结构的功率放大器
CN112583369B (zh) 一种双频毫米波低噪声放大器
CN109687831B (zh) 一种基于达林顿堆叠管的超宽带放大器
CN113381713A (zh) 一种基于可重构电感的双频段低噪声放大器
CN111030607A (zh) 一种二维行波高增益宽带cmos功率放大器
CN110932687A (zh) 一种交流堆叠功率放大器
CN102938637A (zh) 超宽带低噪声放大器电路
CN104065346A (zh) 一种基于交叉耦合反馈的宽频带低噪声放大器电路
CN111030621A (zh) 一种用于无线终端的交流堆叠功率放大器
CN110719078A (zh) 一种用于汽车雷达收发机的毫米波功率放大器
CN112865717B (zh) 一种基于自适应线性化技术的高增益功率放大器
CN111934632B (zh) 一种超宽带高功率放大器
CN107276547B (zh) 一种单片集成的毫米波开关模式功率放大器电路
CN109450389B (zh) 一种基于堆叠型三阶达林顿管的超宽带放大器
CN210693872U (zh) 一种毫米波变压耦合合成高功率放大器
CN109687830B (zh) 一种基于hbt-hemt堆叠技术的超宽带放大器
CN210693863U (zh) 一种基于增强型晶体管的高效率功率放大器
WO2023045543A1 (zh) 基于变压器匹配的三级功率放大器及射频前端架构
TWI483542B (zh) 放大器電路
CN111030622B (zh) 一种二维分布式高增益行波功率放大器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination