[发明专利]一种5G基站的宽带高线性度低噪声驱动放大器

说明书

本发明公开了一种5G基站的宽带高线性度低噪声驱动放大器，包括输入匹配网络、功率保护网络、驱动达林顿放大网络、驱动基极偏置网络、级间匹配偏置网络、末级功率放大网络、末级基极偏置网络和输出匹配偏置网络，本发明利用多级放大网络技术，实现一种能够应用于5G基站的宽带、高线性度、低噪声的驱动放大器结构。本发明采用达林顿管作为驱动放大网络，显著提升了放大器的驱动带宽并降低了噪声系数，同时采用了功率保护网络使得驱动放大器具有良好的抗烧毁特性，结合末级高线性功率放大网络，使得整个放大器具有高线性、高增益、低噪声等优点。

技术领域

本发明属于5G通信和集成电路技术领域，具体涉及一种5G基站的宽带高线性度低噪声驱动放大器的设计。

背景技术

随着5G民用通信市场的快速发展，射频前端接收器也向高性能、高集成、低功耗的方向发展。因此市场迫切的需求超宽带、高增益、高线性度、低功耗、低噪声的射频与微波驱动放大器芯片。然而，当前传统射频与微波驱动放大器芯片设计中，一直存在一些设计难题，主要体现在：

（1）低功耗、高增益、低噪声放大指标相互制约：由于市场的驱使，射频前端接收器的待机功耗需要尽量降低，从而实现节能的功能，但是传统的共源（或共射）放大器设计中，满足实现噪声最优的最佳噪声偏置点，和满足增益与跨导最大的偏置点往往不能实现放大器的功耗最低，因此两个指标不能很好地兼容。

（2）低功耗和高线性度指标相互制约：传统共源（或共射）放大器设计中，高线性度指标需要在固定工艺下选择功率容量高且1dB压缩点高的放大器晶体管，而高功率容量往往需要消耗较大的直流功耗，因此低功耗和线性度两者不能很好的兼容。

此外，典型的高线性度低噪声驱动放大器不具备大功率信号卸放通道，在面对5G基站前端应用过程中，存在大功率烧毁的风险。

发明内容

本发明的目的是提出一种5G基站的宽带高线性度低噪声驱动放大器，利用达林顿管放大技术、功率保护卸放技术和多级放大网络技术，实现一种能够应用于5G基站的宽带、高线性度、低噪声的驱动放大器结构。

本发明的技术方案为：一种5G基站的宽带高线性度低噪声驱动放大器，包括输入匹配网络、功率保护网络、驱动达林顿放大网络、驱动基极偏置网络、级间匹配偏置网络、末级功率放大网络、末级基极偏置网络和输出匹配偏置网络；输入匹配网络的输入端作为宽带高线性度低噪声驱动放大器的射频输入端，其输出端与驱动达林顿放大网络的输入端连接；输入匹配网络还与功率保护网络连接，驱动基极偏置网络分别与功率保护网络以及驱动达林顿放大网络连接；级间匹配偏置网络的输入端与驱动达林顿放大网络的输出端连接，其输出端与末级功率放大网络的输入端连接；末级功率放大网络还与末级基极偏置网络连接；输出匹配偏置网络的输入端与末级功率放大网络的输出端连接，其输出端作为宽带高线性度低噪声驱动放大器的射频输出端。

本发明的有益效果是：本发明采用达林顿管作为驱动放大网络，显著提升了放大器的驱动带宽并降低了噪声系数，同时采用了功率保护网络使得驱动放大器具有良好的抗烧毁特性，结合末级高线性功率放大网络，整个放大器具有高线性、高增益、低噪声等优点。

进一步地，输入匹配网络包括电感L₁、接地电感L₂、电容C₁、接地电容C₂以及电感L₃，电感L₁的一端作为输入匹配网络的输入端，其另一端分别与接地电感L₂以及电容C₁的一端连接，电容C₁的另一端分别与接地电容C₂以及电感L₃的一端连接，电感L₃的另一端作为输入匹配网络的输出端。

上述进一步方案的有益效果是：输入匹配网络可以同时实现驱动达林顿放大网络的噪声匹配和阻抗匹配，并且具有ESD保护功能。