CN115567004A - 一种三路Doherty射频功率放大器 - Google Patents

一种三路Doherty射频功率放大器 Download PDF

Info

Publication number
CN115567004A
CN115567004A CN202110754515.0A CN202110754515A CN115567004A CN 115567004 A CN115567004 A CN 115567004A CN 202110754515 A CN202110754515 A CN 202110754515A CN 115567004 A CN115567004 A CN 115567004A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amplifier
network
capacitor
inductor
output
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
CN202110754515.0A
Other languages
English (en)
Inventor
杨梦苏
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.)
Suzhou Huatai Electronics Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Huatai Electronics Co Ltd
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 Suzhou Huatai Electronics Co Ltd filed Critical Suzhou Huatai Electronics Co Ltd
Priority to CN202110754515.0A priority Critical patent/CN115567004A/zh
Publication of CN115567004A publication Critical patent/CN115567004A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0288Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/42Modifications of amplifiers to extend the bandwidth
    • H03F1/48Modifications of amplifiers to extend the bandwidth of aperiodic amplifiers
    • H03F1/486Modifications of amplifiers to extend the bandwidth of aperiodic amplifiers with IC amplifier blocks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/213Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种三路Doherty射频功率放大器,其包括功率分配器、主放大器、效率峰值放大器、线性峰值放大器、移相网络以及相应的输出匹配网路;输出匹配网络包括视频带宽增强网络和合路阻抗匹配网络,其中,主放大器的输出端与效率峰值放大器的输出端通过合路阻抗匹配网络中的第一π型CLC网络连接,效率峰值放大器的输出端和线性峰值放大器的输出端通过第二π型CLC网络连接;视频带宽增强网络包括在主放大器输出端与地之间依次串接的第一电感和第一电容,第一电感与主放大器的输出电容形成一谐振网络,至少用于补偿合路阻抗匹配网络中相应的匹配电容。本发明解决了三路Doherty射频功率放大器的可实现性问题,并可改善其数字预失真友好度。

Description

一种三路Doherty射频功率放大器
技术领域
本发明涉及一种三路Doherty射频功率放大器,属于无线通信领域。
背景技术
现有的一种三路Doherty射频功率放大器的电路结构如图1所示,合路器中的两段90度传输线通过π型CLC网络实现,并且每一路放大器各自的漏极输出电容Cds_M
Figure BDA0003145438140000011
Figure BDA0003145438140000012
均被吸收进合路器中。具体来说,主放大器和效率峰值放大器之间通过Cds_M、Cm、Ls1和部分
Figure BDA0003145438140000014
来形成所需的传输线,而效率峰值放大器和线性峰值放大器之间通过部分
Figure BDA0003145438140000013
Cp1、Ls2
Figure BDA0003145438140000015
和Cp2来形成所需的传输线。
然而,随着5G的演进,上述架构在实际应用中的缺陷逐步浮现出来,具体包括以下几个方面:首先,集成Doherty放大器已被用于实现具有中等输出功率的放大器,如10-50W,频率为2-4GHz。然而,在未来如MIMO***中微站,微微站,毫微站等应用中,功率放大器需要在更高的频率如3.5GHz处,输出较小的平均功率,如2W。当所需要的输出功率降低时,晶体管的尺寸同样也需要降低以保持合适的效率,尤其是3路应用中主放大器的尺寸进一步缩小,因此,呈现给晶体管的最佳阻抗将会上升。比如,使用28V LDMOS晶体管在3.5GHz输出一个2W的功率,其在饱和状态下的最佳阻抗Zlow_m大约为150欧姆,据此可以算出Ls1所需要的电感值约为7nH,这里存在可实现性的问题。一方面,大电感如果通过螺旋电感集成在半导体片上,电感的品质因数很差,尤其是集成在硅衬底上时,会导致效率严重恶化;另一方面,完全使用键合线去实现高电感值的可行性也很差,还会带来耦合振荡的隐患。其次,是关于π型CLC网络所需要的电容值。尤其是主放大器所需要的电容值会小于主放大器自身的实际输出电容。例如,使用28V LDMOS晶体管在3.5GHz获得一个2W的输出功率,晶体管自身的输出电容为0.43pF,然而形成π型CLC网络所需要的电容值为0.29pF,这里同样会引入可实现性的问题。最后,5G场景下普遍使用数字预失真技术对功率放大器进行线性化。初始信号的射频带宽已经超过200MHz,经过数字预失真的实际信号带宽可以很轻易的超过600MHz,这对功率放大器的数字预失真友好度提出了很高的挑战。良好的数字预失真友好度需要合适的基带阻抗匹配,在图1中,该放大器的偏置电路采用一段四分之一波长微带线实现,该结构在射频上可以起到很好的开路效果,在不影响匹配的基础上实现馈电作用,但是同时在基带呈现为非常大的电感,对放大器的输出电容会形成一个低频的谐振结构,不利于宽带调制信号的数字预失真校正。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种三路Doherty射频功率放大器,以解决现有技术存在的问题。
为实现前述发明目的,本发明采用如下技术方案:
本发明实施例提供了一种三路Doherty射频功率放大器,其包括:功率分配器、主放大器、效率峰值放大器、线性峰值放大器、移相网络以及相应的输出匹配网路;待放大的输入信号经所述功率分配器分别输入到主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器中,并最终流向负载阻抗,所述主放大器的输入端与功率分配器的第一输出端电连接,所述效率峰值放大器的输入端与功率分配器的第二输出端经第一移相网络电连接,所述线性峰值放大器的输入端与功率分配器的第三输出端经第二移相网络电连接;所述输出匹配网络包括视频带宽增强网络和合路阻抗匹配网络,其中,
所述合路阻抗匹配网络包括第一π型CLC网络和第二π型CLC网络,所述主放大器的输出端与效率峰值放大器的输出端通过第一π型CLC网络连接,所述效率峰值放大器的输出端和线性峰值放大器的输出端通过第二π型CLC网络连接;
所述视频带宽增强网络包括主放大器输出端与地之间依次串接的第一电感和第一电容,所述第一电感与主放大器的输出电容形成一谐振网络,所述谐振网络至少用于补偿所述合路阻抗匹配网络中相应的匹配电容。
进一步的,所述第一π型CLC网络包括第一电感、第一电容、第二电感、主放大器的输出电容、效率峰值放大器的输出电容和第二电容的一部分,所述第二π型CLC网络包括效率峰值放大器的输出电容、第二电容的另一部分、第三电感、线性峰值放大器的输出电容和第三电容;其中,
所述第二电感连接在主放大器的输出端与效率峰值放大器的输出端之间,所述第三电感连接在效率峰值放大器的输出端与线性峰值放大器的输出端之间,所述主放大器的输出电容、效率峰值放大器的输出电容并联在第二电感两侧,所述效率峰值放大器的输出电容、线性峰值放大器的输出电容并联在第三电感两侧,所述第二电容和第三电容并联在第三电感两侧。
进一步的,形成所述第一π型CLC网络所需要的匹配电容小于主放大器的输出电容,且所述谐振网络用于补偿主放大器的输出电容与第一π型CLC网络的匹配电容的差值。
进一步的,所述主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器均包括LDMOS或GaN晶体管,但不限于此。
进一步的,所述第一电感和第一电容依次串接在主放大器晶体管的漏极与地之间。
进一步的,所述第二电感和第三电感均包括相应键合线的等效电感和相应表贴电感元件的等效电感。
进一步的,所述主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器晶体管的漏极馈电流通过双偏置网络提供,所述双偏置网络包括第一四分之一波长微带线和第二四分之一波长微带线,所述第一四分之一波长微带线与第二四分之一波长微带线并联设置;其中,
所述第一四分之一波长微带线的一端与电源电压电连接,并经第一去耦电容接地,另一端与所述第二四分之一波长微带线的一端电连接,第二四分之一波长微带线的另一端经第二去耦电容接地。
进一步的,所述第一四分之一波长微带线和第二四分之一波长微带线之间的节点经第一LC网络与所述主放大器晶体管、效率峰值放大器晶体管和线性峰值放大器晶体管的漏极直接或间接地电连接,同时经第二LC网络与负载阻抗电连接。
本发明实施例还提供了一种电子器件,其包括上述的三路Doherty射频功率放大器,其中功率分配器、主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器集成设置为单片微波集成电路,所述单片微波集成电路封装在QFN封装外壳内,所述QFN封装外壳设置在印刷电路板上,并与所述印刷电路板上的相应元件相配合。
发明实施例还提供了另一种器件结构,其包括上述的三路Doherty射频功率放大器,其中功率分配器、主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器集成设置为单片微波集成电路,所述单片微波集成电路设置在LGA基板上,并与相应的表贴元件相配合。
较之现有技术,本发明实施例提供的一种三路Doherty射频功率放大器,至少具有如下有益效果:
1)通过视频带宽增强网络中的电感补偿主放大器的输出电容与π型CLC网络所需要的匹配电容的差值部分,解决了三路Doherty射频功率放大器可实现性的问题。
2)通过视频带宽增强网络中的接地大电容,推高了三路Doherty射频功率放大器的低频响应谐振点,优化了基带阻抗,有效增强了Doherty射频功率放大器的视频带宽。
3)通过键合线电感与表贴电感元件共同实现π型CLC网络中的大电感,在具有可实现性的基础上有效降低了电感损耗。
4)通过两段并联的四分之一波长微带线构成的双偏执网络来为Doherty射频功率放大器提供漏极馈电流,推高了Doherty射频功率放大器的低频响应谐振点,改善了基带阻抗匹配性能,进而改善了Doherty射频功率放大器的数字预失真友好度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明的附图作简单地介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的一种三路Doherty射频功率放大器的电路图;
图2是本发明实施例中一种三路Doherty射频功率放大器的电路图;
图3是本发明实施例中三路Doherty射频功率放大器的一种器件结构示意图;
图4是本发明实施例中三路Doherty射频功率放大器的另一种器件结构示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术的不足,本案发明人经长期研究和实践,得以提出本发明的技术方案,如下将结合本发明的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电气连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图2,为本发明实施例提供的一种三路Doherty射频功率放大器,其包括:功率分配器120、主放大器103、效率峰值放大器104、线性峰值放大器105、移相网络以及相应的输出匹配网路;待放大的输入信号10经功率分配器120分别输入到主放大器103、效率峰值放大器104和线性峰值放大器105中,并最终流向负载阻抗RL,主放大器103的输入端与功率分配器120的第一输出端a电连接,效率峰值放大器104的输入端与功率分配器120的第二输出端b经第一移相网络电连接,线性峰值放大器105的输入端与功率分配器120的第三输出端c经第二移相网络电连接。
上述的输出匹配网络包括视频带宽增强网络和合路阻抗匹配网络,其中,合路阻抗匹配网络包括第一π型CLC网络和第二π型CLC网络,主放大器103的输出端与效率峰值放大器104的输出端通过第一π型CLC网络连接,效率峰值放大器104的输出端与线性峰值放大器105的输出端通过第二π型CLC网络连接。上述的视频带宽增强网络包括主放大器103输出端与地之间依次串接的第一电感Lp和第一电容Cp,第一电感Lp与主放大器103的输出电容Cds_M形成一谐振网络,该谐振网络至少用于补偿上述合路阻抗匹配网络中相应的匹配电容。
而与第一电感Lp串联的第一电容Cp,则用来实现射频接地的作用,同时Cp的大小对三路Doherty射频功率放大器在低频的响应十分重要,一般需要通过一个较大的电容来实现接地,以推高三路Doherty射频功率放大器低频响应的谐振点,并可以优化三路Doherty射频功率放大器的基带阻抗,以及增强其视频带宽。
具体的,第一移相网络包括电感Linl和并联在电感Lin1两侧的电容Cin1,第二移相网络包括电感Lin2和Lin3,以及并联在电感Lin2两侧的电容Cin2和并联在电感Lin3两侧的电容Cin3
进一步的,第一π型CLC网络包括第一电感Lp、第一电容Cp、第二电感Ls1、主放大器103的输出电容Cds_M、效率峰值放大器104的输出电容
Figure BDA0003145438140000051
和第二电容Cp1的一部分,第二π型CLC网络包括效率峰值放大器104的输出电容
Figure BDA0003145438140000052
第二电容Cp1的另一部分、第三电感Ls2、线性峰值放大器105的输出电容
Figure BDA0003145438140000053
和第三电容Cp2
其中,第二电感Ls1连接在主放大器103的输出端与效率峰值放大器104的输出端之间,第三电感Ls2连接在效率峰值放大器104的输出端与线性峰值放大器105的输出端之间,主放大器103的输出电容Cds_M、效率峰值放大器104的输出电容
Figure BDA0003145438140000054
并联在第二电感Ls1两侧,效率峰值放大器104的输出电容
Figure BDA0003145438140000055
线性峰值放大器的输出电容
Figure BDA0003145438140000056
并联在第三电感Ls2两侧,第二电容Cp1和第三电容Cp2也并联在第三电感Ls2两侧。
其中,第一π型CLC网络用于实现三路Doherty射频功率放大器中合路器的第一段四分之一波长传输线,第二π型CLC网络用于实现合路器的第二段四分之一波长传输线。
进一步的,第一π型CLC网络的匹配电容CTL1小于主放大器103的输出电容Cds_M,且上述的谐振网络用于补偿主放大器103的输出电容Cds_M与第一π型CLC网络的匹配电容CTL1的差值。
具体的,由于形成第一π型CLC网络所需要的匹配电容CTL1小于主放大器103的输出电容Cds_M,因此,对于合路器的设计存在可实现性的问题,于是本实施例通过第一电感Lp来补偿主放大器103的输出电容Cds_M与匹配电容CTL1的差值部分。
其中,第一电感Lp可以通过下式确定:
Figure BDA0003145438140000061
进一步的,主放大器103、效率峰值放大器104和线性峰值放大器105均通过晶体管实现,例如可以是LDMOS晶体管或GaN晶体管,且第一电感Lp和第一电容Cp依次串接在主放大器晶体管的漏极与地之间。
进一步的,上述的第二电感Ls1和第三电感Ls2均包括相应键合线的等效电感和相应表贴电感元件的等效电感。
在小功率应用中所需要的第二电感Ls1、第三电感Ls2比较大,其感值往往不易实现,或者说会产生很大的损耗。因此本发明提出一种混合方式来实现低损耗的大电感。一方面,在内部,采用一根或者多根半导体片间的键合线将三路Doherty射频功率放大器中各放大器的输出端连接到外部的端口,比如LGA基板的焊盘或者QFN封装外壳的引脚,这些键合线从电气性能上来说可以等效于电感,即可以认为是第二电感Ls1或第三电感Ls2的小部分。另一方面,在外部,如LGA基板或印刷电路板上,使用高Q值的表贴电感元件或者微带线构成第二电感Ls1或第三电感Ls2的大部分,这样即实现了所需的大电感,也避免了片上集成螺旋电感的高损耗。
另外,第一电感Lp也可以通过键合线电感与表贴电感元件共同实现。
进一步的,主放大器103、效率峰值放大器104和线性峰值放大器105的漏极馈电流通过双偏置网络提供,该双偏置网络包括第一四分之一波长微带线TL1和第二四分之一波长微带线TL2,且第一四分之一波长微带线TL1与第二四分之一波长微带线TL2并联设置。
其中,第一四分之一波长微带线TL1的一端与电源电压VDD1电连接,并经第一去耦电容Cdecoup1接地,另一端与第二四分之一波长微带线TL2的一端电连接,第二四分之一波长微带线TL2的另一端经第二去耦电容Cdecoup2接地。
进一步的,第一四分之一波长微带线TL1和第二四分之一波长微带线TL2之间的节点经第一LC网络与所述主放大器晶体管、效率峰值放大器晶体管和线性峰值放大器晶体管的漏极直接或间接地电连接,同时经第二LC网络与负载阻抗电连接。
其中,第一LC网络包括电感L1和电容C1,电感L1连接在第一四分之一波长微带线TL1和第二四分之一波长微带线TL2之间的节点与合路点11之间,电容C1一端与电感L1电连接,另一端接地。第二LC网络包括电容C2和电感L2,电容C2连接在第一四分之一波长微带线TL1和第二四分之一波长微带线TL2之间的节点与负载RL之间,电感L2一端与电容C2电连接,另一端接地。
具体的,第一四分之一波长微带线TL1和第二四分之一波长微带线TL2并联设置后,其对应的电感值相较于传统的一段四分之一波长微带线构成的偏置网络而言会变小,从而可以优化基带阻抗,推高三路Doherty射频功率放大器的低频响应谐振点。
进一步的,本发明实施例还提供一个3.5GHz的三路Doherty射频功率放大器的具体设计方案,其中,主放大器103、效率峰值放大器104和线性峰值放大器105均通过LDMOS晶体管实现。该三路Doherty射频功率放大器的总输出功率为12W,主放大器103的输出电容为0.76pF,最佳负载为130Ω,由此可以确定,合路阻抗匹配网络中第一四分之一波长微带线TL1和第二四分之一波长微带线TL2的特征阻抗分别为130Ω和44Ω。由此可以计算出第一π型CLC网络中所需要的匹配电容CTL1为0.35pF,故通过以下公式:
Figure BDA0003145438140000071
可得第一电感Lp的感值大小为5.1nH,合路阻抗匹配网络中的其他元件Ls1、Ls2、Cp1、和Cp2可以确定为10.36nH、3.45nH、0.85pF和0.23pF。对于本领域技术人员来讲,此设计方案中相应元件参数的确定是习知的,故不进行具体的描述。
进一步的,本发明实施例还提供了一种电子器件,具体为三路Doherty射频功率放大器的一种布版结构,其包括:集成有功率分配器120、主放大器103、效率峰值放大器104和线性峰值放大器105的单片微波集成电路102,单片微波集成电路102封装在QFN封装外壳101内,QFN封装外壳101设置在印刷电路板100上,并与印刷电路板100上的相应表贴元件相配合。
具体的,请参阅图3,一个基于LDMOS或GaN工艺的单片微波集成电路(MMIC)102,封装在一个QFN封装外壳101内,配合上***的印刷电路板(PCB)100上的匹配元件而形成的三路Doherty射频功率放大器。在单片微波集成电路102上集成有功率分配器120、主放大器103、效率峰值放大器104和线性峰值放大器105。另外,单片微波集成电路102还包含电容元件108A和108B,用以实现第二电容Cp1和第三电容Cp2,这些电容可以通过金属-氧化物-金属电容或者边缘电容实现。根据实际情况也可以选择在印刷电路板100上通过相应的表贴元件和微带线实现。
请继续参阅图3,其上的细线用于表示印刷电路板100、QFN封装外壳101和单片微波集成电路102上的轨迹线,粗线用于表示金属键合线。画出的单线可表示单根键合线或者平行并联的多根键合线。其中,键合线在单片微波集成电路102上的焊盘分别是109A,109B,109C,在QFN封装外壳101上的焊盘分别是111A,111B,111C,111D,111E和111F。
且如前所述,第二电感Ls1基于可实现性的因素在印刷电路板100上通过表贴元件112、键合线110B和键合线110C的混合方式来实现,第三电感Ls2通过表贴电感元件113、键合线110D和键合线110E来实现,同样,第一电感Lp通过表贴电感元件106和键合线110A来实现。
此外,电感L1、电容C1、电感L2、电容C2以及双偏执网络的第一四分之一波长微带线TL1和第二四分之一波长微带线TL2也均在印刷电路板100上通过相应的表贴元件实现。
需要说明的是,移相网络中的电感Lin1、Lin2、Lin3,电容Cin1、Cin2、Cin3可以集成在单片微波集成电路102上,根绝实际情况,也可以在印刷电路板100上通过相应的表贴元件和微带线实现,图3中未示出此部分结构。
进一步的,本发明实施例还提供了另一种电子器件,其包括:集成有功率分配器120、主放大器103、效率峰值放大器104和线性峰值放大器105的单片微波集成电路102,该单片微波集成电路102设置在LGA基板121上,并与相应的表贴元件相配合。
具体的,请参阅图4,一个基于LDMOS或GaN工艺的单片微波集成电路102,封装在一个LGA基板121内,并且在LGA基板121上刻蚀走线或焊盘并放置相应的表贴元件而形成的三路Doherty射频功率放大器。此器件结构与图3中器件结构的主要区别在于,相应的表贴元件均被集成到LGA基板121上,集成度进一步提高。在具体的实现方式上,由于LGA基板121的灵活性更高,例如第一电感Lp,第二电感Ls1和第三电感Ls2可以根据实际的情况引入微带线结构进行替换。
以上所述,仅为本发明中的具体实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内,可理解想到的变换或替换,都应涵盖在本发明的包含范围之内。

Claims (10)

1.一种三路Doherty射频功率放大器,其特征在于包括:功率分配器、主放大器、效率峰值放大器、线性峰值放大器、移相网络以及相应的输出匹配网路;待放大的输入信号经所述功率分配器分别输入到主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器中,并最终流向负载阻抗;所述主放大器的输入端与功率分配器的第一输出端电连接,所述效率峰值放大器的输入端与功率分配器的第二输出端经第一移相网络电连接,所述线性峰值放大器的输入端与功率分配器的第三输出端经第二移相网络电连接;所述输出匹配网络包括视频带宽增强网络和合路阻抗匹配网络;其中,
所述合路阻抗匹配网络包括第一π型CLC网络和第二π型CLC网络,所述主放大器的输出端与效率峰值放大器的输出端通过第一π型CLC网络连接,所述效率峰值放大器的输出端与线性峰值放大器的输出端通过第二π型CLC网络连接;
所述视频带宽增强网络包括在主放大器输出端与地之间依次串接的第一电感和第一电容,所述第一电感与主放大器的输出电容形成一谐振网络,所述谐振网络至少用于补偿所述合路阻抗匹配网络中相应的匹配电容。
2.根据权利要求1所述的三路Doherty射频功率放大器,其特征在于:所述第一π型CLC网络包括第一电感、第一电容、第二电感、主放大器的输出电容、效率峰值放大器的输出电容和第二电容的一部分,所述第二π型CLC网络包括效率峰值放大器的输出电容、第二电容的另一部分、第三电感、线性峰值放大器的输出电容和第三电容;其中,
所述第二电感连接在主放大器的输出端与效率峰值放大器的输出端之间,所述第三电感连接在效率峰值放大器的输出端与线性峰值放大器的输出端之间,所述主放大器的输出电容、效率峰值放大器的输出电容并联在第二电感两侧,所述效率峰值放大器的输出电容、线性峰值放大器的输出电容并联在第三电感两侧,所述第二电容和第三电容并联在第三电感两侧。
3.根据权利要求2所述三路Doherty射频功率放大器,其特征在于:所述第一π型CLC网络的匹配电容小于主放大器的输出电容,且所述谐振网络用于补偿主放大器的输出电容与第一π型CLC网络的匹配电容的差值。
4.根据权利要求1所述的三路Doherty射频功率放大器,其特征在于:所述主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器均包括LDMOS或GaN晶体管。
5.根据权利要求4所述的三路Doherty射频功率放大器,其特征在于:所述第一电感和第一电容依次串接在主放大器晶体管的漏极与地之间。
6.根据权利要求2所述的三路Doherty射频功率放大器,其特征在于:所述第二电感和第三电感均包括相应键合线的等效电感和相应表贴电感元件的等效电感。
7.根据权利要求1所述的三路Doherty射频功率放大器,其特征在于:所述主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器晶体管的漏极馈电流通过双偏置网络提供,所述双偏置网络包括第一四分之一波长微带线和第二四分之一波长微带线,所述第一四分之一波长微带线与第二四分之一波长微带线并联设置;其中,
所述第一四分之一波长微带线的一端与电源电压电连接,并经第一去耦电容接地,另一端与所述第二四分之一波长微带线的一端电连接,第二四分之一波长微带线的另一端经第二去耦电容接地。
8.根据权利要求7所述的三路Doherty射频功率放大器,其特征在于:所述第一四分之一波长微带线和第二四分之一波长微带线之间的节点经第一LC网络与所述主放大器晶体管、效率峰值放大器晶体管和线性峰值放大器晶体管的漏极直接或间接地电连接,同时经第二LC网络与负载阻抗电连接。
9.一种电子器件,其特征在于包括权利要求1-8中任一项所述的三路Doherty射频功率放大器,其中功率分配器、主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器集成设置为单片微波集成电路,所述单片微波集成电路封装在QFN封装外壳内,所述QFN封装外壳设置在印刷电路板上,并与所述印刷电路板上的相应元件相配合。
10.一种电子器件,其特征在于包括权利要求1-8中任一项所述的三路Doherty射频功率放大器,其中功率分配器、主放大器、效率峰值放大器和线性峰值放大器集成设置为单片微波集成电路,所述单片微波集成电路设置在LGA基板上,并与相应的表贴元件相配合。
CN202110754515.0A 2021-07-02 2021-07-02 一种三路Doherty射频功率放大器 Pending CN115567004A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110754515.0A CN115567004A (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种三路Doherty射频功率放大器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110754515.0A CN115567004A (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种三路Doherty射频功率放大器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115567004A true CN115567004A (zh) 2023-01-03

Family

ID=84737903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110754515.0A Pending CN115567004A (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种三路Doherty射频功率放大器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115567004A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120139641A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-07 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for capacitive load reduction
US20130116017A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-09 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for power amplifiers
US20150180428A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Enhanced and Versatile N-Way Doherty Power Amplifier
CN111277226A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 恩智浦美国有限公司 具有管芯上组合节点结构的一体成型的多路径功率放大器
US20200321918A1 (en) * 2019-04-05 2020-10-08 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Integrated doherty amplifier
CN112134533A (zh) * 2019-06-24 2020-12-25 恩智浦美国有限公司 集成多路功率放大器
US10903182B1 (en) * 2019-09-06 2021-01-26 Nxp Usa, Inc. Amplifier die bond pad design and amplifier die arrangement for compact Doherty amplifier modules

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120139641A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-07 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for capacitive load reduction
US20130116017A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-09 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for power amplifiers
US20150180428A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Enhanced and Versatile N-Way Doherty Power Amplifier
CN111277226A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 恩智浦美国有限公司 具有管芯上组合节点结构的一体成型的多路径功率放大器
US20200321918A1 (en) * 2019-04-05 2020-10-08 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Integrated doherty amplifier
CN112134533A (zh) * 2019-06-24 2020-12-25 恩智浦美国有限公司 集成多路功率放大器
US10903182B1 (en) * 2019-09-06 2021-01-26 Nxp Usa, Inc. Amplifier die bond pad design and amplifier die arrangement for compact Doherty amplifier modules

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李晨: ""高效率线性Doherty功率放大器研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》, no. 01, 15 January 2020 (2020-01-15), pages 26 - 29 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10673387B2 (en) Amplifiers with in-package radial stub harmonic traps
US8638171B2 (en) Radiofrequency amplifier
US8487703B2 (en) Radiofrequency amplifier
EP2195921B1 (en) Integrated doherty amplifier
US9531328B2 (en) Amplifiers with a short phase path, packaged RF devices for use therein, and methods of manufacture thereof
US20090212858A1 (en) Integrated Doherty type amplifier arrangement with high power efficiency
JP3735270B2 (ja) 高周波半導体装置
TWI822757B (zh) 混合功率放大器電路或系統及其操作方法
JP2005516515A (ja) 半導体増幅器素子用の出力回路
WO2006123289A2 (en) Integrated doherty type amplifier arrangement with high power efficiency
JP2020184749A (ja) 集積ドハティ増幅器
CN111010093A (zh) 一种集成Doherty放大器及其合路器
US10177714B1 (en) Multiple-resonator circuits and devices
US8643438B2 (en) Class-AB power amplifier
CN117546407A (zh) 结合内部连接的输出集成晶体管放大器器件封装
JP5239905B2 (ja) 高周波増幅器
US6127894A (en) High frequency shunt feedback amplifier topology
CN115567004A (zh) 一种三路Doherty射频功率放大器
US11522497B2 (en) Doherty amplifier incorporating output matching network with integrated passive devices
CN116566329A (zh) 巴伦、射频前端芯片和射频前端模组
US20240162862A1 (en) Amplifier device with low frequency resonance decoupling circuitry
JP2013115760A (ja) ドハティ増幅器
US20240146251A1 (en) Differential doherty amplifier circuit
CN114389546A (zh) 一种多路Doherty功率放大器及电子器件
CN118156230A (zh) 功率放大器模块

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