[发明专利]一种0.1~1.2GHz射频CMOS差分功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及互补型金属氧化物半导体(CMOS)频功率放大器和集成电领域，特别是面向行业专网应用的一种CMOS差分射频功率放大器。

背景技术

手机、无绳电话、射频标签(RFID)、无线局域网(WLAN)等无线通信市场的快速发展,不断推动射频前端收发器向高集成、低功耗、结构紧凑、价格低廉的方向发展。功率放大器(简称功放)是无线发射器中必不可少的组成部分，也是整个发射机中耗能最多的部件,输出功率一般比较大。现代通信技术为了提高频谱利用率,普遍采用同时调幅调相的技术,要求功放有很好的线性度;通信的移动特性要求功放的功率效率尽可能地高。

目前，频率在0.1-1.2GHz范围内的宽带无线接入设备主要用于行业专网，但是行业专网的频点和带宽种类繁多，标准不统一。然而，目前行业专网所用的射频前端芯片多数被国外公司所垄断。行业专网核心器件应用国外芯片还存在诸多问题。因此，我们需要具有自主知识产权的射频前端芯片。

相对于其它无线收发组件，大功率、高线性、高效率是功率放大器的基本设计要求。目前很多商用功放使用GaAs器件，但是,GaAs器件比CMOS Si器件造价高,且混合工艺做成的系统体积比较大，而流行的片上系统要求功放能和其它射频前端组件、基带电路、DSP电路等用主流的CMOS工艺集成在同一芯片上,以减小体积、降低造价、增加系统可靠性。由于它的低成本、小面积、高集成度以及低功耗等优点，CMOS技术在超宽带功率放大器领域越来越受到人们的关注。在CMOS射频前端中,低噪声放大器、混频器、滤波器、放大器的研究和设计比较成熟,而宽带、高效率、高线性的深亚微米CMOS射频功率放大器仍然是CMOS片上系统最难实现的组件之一。

常见的宽带放大器的电路结构有很多，如共栅极放大器、负反馈放大器、以及分布式放大器等，要想同时满足各项参数的要求十分困难。通常其阻抗匹配的实现是以降低线性度，或增加功耗或芯片面积等为代价来获得的，并且带内增益的平坦度也不是很好。通常，很多射频功率放大器的输入信号和输出信号均为单端信号，因此其抗干扰能力差，不适合远距离传输。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种面向行业专网应用的差分结构的0.1～1.2GHz的CMOS宽带射频功率放大器，其具有良好的线性度，足够的增益、带宽和输出功率。