[发明专利]放大器电路和经封装的放大器电路

说明书

本公开涉及一种紧凑型F类芯片和接线匹配拓扑结构。放大器电路包括RF输入端口、RF输出端口、参考电势端口、以及具有输入端子和第一输出端子的RF放大器。输出阻抗匹配网络将第一输出端子电耦合至RF输出端口。第一电感器串联电连接在第一输出端子和RF输出端口之间，第一LC谐振器直接电连接在第一输出端子和参考电势端口之间，以及第二LC谐振器直接电连接在第一输出端子和参考电势端口之间。第一LC谐振器被配置用于在RF信号的中心频率处补偿RF放大器的输出电容。第二LC谐振器被配置用于补偿RF信号的二阶谐波。

技术领域

本申请涉及RF(射频)放大器，具体地，涉及用于RF放大器的阻抗匹配网络。

背景技术

RF功率放大器用于各种应用，诸如用于无线通信系统的基站等。由RF功率放大器所放大的信号经常包括具有在400兆赫兹(MHz)至60吉赫兹(GHz)范围中频率的高频调制载波的信号。调制载波的基带信号通常处于相对较低的频率，并且取决于应用，可以高达300MHz或更高。

RF功率放大器被设计为提供没有失真的线性操作。使用输入和输出阻抗匹配电路以将可以具有低输入和输出阻抗(例如对于高功率器件大约1欧姆或更小)的RF晶体管与诸如电路板之类的外部装置的阻抗匹配网络相匹配。

F类放大器配置因其在现代RF应用中高效操作而越来越受欢迎。F类放大器设计要求较高阶谐波的小心调谐。可以通过在阻抗匹配电路拓扑结构中包括谐波调谐电路而改进功率效率。提供这些谐波调谐电路的一种方式是将图形刻蚀至RF专用的低损耗PCB(印刷电路板)中。这些匹配网络的分布式本质以及金属化层和电介质的高品质产生高效的配置。不幸地，这些网络在物理上是大的，并且元件的精确尺寸取决于PCB的介电常数、PCB的厚度，并且与操作频率反向相关。其他阻抗匹配技术采用以空间高效方式实施谐波端接的高介电常数材料、与用于剩余匹配网络的低介电常数材料的混合。这些实施方式由于热机械问题而往往昂贵且难以制造。另一阻抗匹配技术出现在封装层级并且包括使用接合接线和芯片电容器以形成提供谐波调谐的集总元件。这些配置往往在DC和RF时呈现高损耗，但是由于它们“集总”的特性可以极其紧凑的形成。封装与裸片之间串联接合接线的DC电阻是不可忽略的，尤其是在其中功率密度可以极高且可以安装在焊盘上接合接线数目有限的高功率GaN应用中。

发明内容

公开了一种放大器电路。根据一个实施例，放大器电路包括RF输入端口、RF输出端口、参考电势端口、以及具有输入端子和第一输出端子的RF放大器。RF放大器被配置为放大跨RF频率范围的RF信号。放大器电路进一步包括将第一输出端子电耦合至RF输出端口的输出阻抗匹配网络。输出阻抗匹配网络具有在第一输出端子和RF输出端口之间串联电连接的第一电感器、在第一输出端子和参考电势端口之间直接电连接的第一LC谐振器、以及在第一输出端子和参考电势端口之间直接电连接并且与第一LC谐振器并联的第二LC谐振器。第一LC谐振器被配置为在RF信号的中心频率处补偿RF放大器的输出电容。第二LC谐振器被配置为补偿RF信号的二阶谐波。

根据另一实施例，放大器电路包括RF输入端口、RF输出端口、参考电势端口、具有输入端子和第一输出端子的RF放大器。RF放大器被配置为放大跨RF频率范围的RF信号。放大器电路进一步包括将RF输入端口电耦合至输入端子的输入阻抗匹配网络。输入阻抗匹配网络包括串联电连接在RF输入端口和第一输入端子之间的第四电感器、直接电连接在第一输入端子和参考电势端口之间的第三LC谐振器、以及直接电连接在第一输入端子和参考电势端口之间并与第三LC谐振器并联的第四LC谐振器。第三LC谐振器被配置用于在RF信号的中心频率处补偿RF放大器的输入电容。第四LC谐振器被配置用于补偿RF信号的二阶谐波。