[发明专利]一种低压缩高线性氮化镓功率放大器

说明书

本发明公开了一种低压缩高线性氮化镓功率放大器，属于氮化镓功率放大器技术领域，用于提高氮化镓功率放大器的1dB增益压缩输出功率，包括至少两个氮化镓功率放大器，其中，工作状态偏置在浅AB类的氮化镓功率放大器依次串联构成增益压缩部件，工作状态偏置在深AB类的氮化镓功率放大器依次串联构成增益扩张部件，增益压缩部件中位于尾端的氮化镓功率放大器与增益扩张部件中位于首端的氮化镓功率放大器连接；保证具有较高的功率附加效率的同时充分利用管芯的自身特性缓解氮化镓工艺的缓慢增益压缩现象，不需要额外的预失真电路，也不会引入额外的功率损耗，提高了整个芯片的1dB增益压缩输出功率和线性度。

技术领域

本发明属于氮化镓功率放大器技术领域，用于提高氮化镓功率放大器的1dB增益压缩输出功率，涉及一种低压缩高线性氮化镓功率放大器。

背景技术

传统氮化镓工艺具有增益缓慢压缩现象，导致氮化镓功率放大器增益压缩严重，1dB增益压缩输出功率低，线性度差。传统解决方式为模拟或者数字预失真方法，但是该方法需要测量不同环境下功率放大器芯片的功率特性曲线，并且具有很大局限性。其中，数字预失真技术是在芯片输入级添加预失真电路，其结构如图1所示，该电路需要检测功放的福相特性，并将检测结果反馈给预失真单元，预失真单元根据反馈信息调整输入信号的幅度，进行预失真后传递给功放，实现整个电路的恒定增益；在氮化镓芯片设计中一般根据氮化镓管芯特性在输入级设计如图2所示的模拟预失真电路单元，通过二极管结电容的非线性实现增益补偿。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种低压缩高线性氮化镓功率放大器，解决了模拟或者数字预失真方法需要测量不同环境下功率放大器芯片的功率特性曲线，需要牺牲效率，需要增大芯片面积的问题。本申请提出一种新的氮化镓功率放大器设计技术，该技术在不牺牲芯片的附加效率条件下缓解增益压缩现象，提高功放芯片的线性度，该技术在5G基站及移动通信领域的功率放大器芯片设计中应用前景巨大。

本发明采用的技术方案如下：

一种低压缩高线性氮化镓功率放大器，包括至少两个氮化镓功率放大器，其中，工作状态偏置在浅AB类的氮化镓功率放大器依次串联构成增益压缩部件，工作状态偏置在深AB类的氮化镓功率放大器依次串联构成增益扩张部件，增益压缩部件中位于尾端的氮化镓功率放大器与增益扩张部件中位于首端的氮化镓功率放大器连接。

进一步地，工作状态偏置在浅AB类的氮化镓功率放大器与工作状态偏置在深AB类的氮化镓功率放大器的数量比为1：1～1：2。

优选地，工作状态偏置在浅AB类的氮化镓功率放大器与工作状态偏置在深AB类的氮化镓功率放大器的数量比为1：1。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明一种低压缩高线性氮化镓功率放大器，保证具有较高的功率附加效率的同时充分利用管芯的自身特性缓解氮化镓工艺的缓慢增益压缩现象，不需要额外的预失真电路，也不会引入额外的功率损耗，提高了整个芯片的1dB增益压缩输出功率和线性度，另外不会增大芯片的面积，能够节约芯片的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图，其中：

图1是现有的预失真电路原理图；

图2是现有的预失真电路图；

图3是实施例1的框架示意图；

图4是实施例2的功率放大器芯片原理图；

图5是氮化镓工艺功放的增益特性图；

图6是实施例2的偏置设计图；