[发明专利]一种Doherty射频集成功率放大器

说明书

本发明提供一种Doherty射频集成功率放大器，包括驱动放大器、载波输入匹配网络、载波功放、峰值输入匹配网络、峰值功放及功率合成和移相网络；驱动放大器的输出端分两路分别连接载波输入匹配网络的输入端和峰值输入匹配网络的输入端；载波输入匹配网络的输出端连接至载波功放的输入端；载波功放的输出端连接至功率合成和移相网络的第一输入端；峰值输入匹配网络的输出端连接至峰值功放的输入端；峰值功放的输出端连接至功率合成和移相网络的第二输入端；功率合成和移相网络包括巴伦阻抗变压器、电容Cb1、电容Cb2、电容Cb3、电容Cb4及电容Cb5。本发明Doherty射频集成功率放大器的版图面积小且功率附加效率高。

技术领域

本发明涉及射频集成电路技术领域，尤其涉及一种Doherty射频集成功率放大器。

背景技术

为了满足人们对数据高通信速率的要求，5G无线通信技术采用了高阶正交幅度调制(QAM)技术，调制信号具有非常高的峰均比(PAPR)。高峰均比信号对射频功率放大器的线性提出了严格的要求。为了保证信号的不失真传输，无线通信系统要求射频功率放大器工作远离功率压缩点的功率回退状态，以保证射频信号的线性放大。但是射频功率放大器的效率在接近饱和区域时效率最高，功率回退点的效率显著降低了。为了提高功率回退时射频功率放大器的效率，Doherty结构是射频功率放大器设计的一种常用方法。

相关技术的Doherty射频集成功率放大器一般包括功分器、载波放大器、峰值放大器以及四分之一波长传输线。请参考图1所示，图1为相关技术的Doherty射频集成功率放大器的电路结构示意图，其中，输入信号通过功分器将输入功率一分为二，分别输入到载波放大器的输入端和峰值放大器的输入端。载波放大器的输出端通过四分之一波长传输线连接输出负载，而峰值放大器的输出端直接连接输出负载。相关技术的Doherty射频集成功率放大器的工作原理为：载波放大器偏置在Class AB或Class B，峰值放大器偏置在Class C。在低输出功率状态下，峰值放大器处于关闭状态，载波放大器的负载阻抗为2Ropt。在高输出功率状态下，峰值放大器打开，载波放大器的负载阻抗随着输入功率的增加从2Ropt变化到Ropt，峰值放大器的负载阻抗也随着输入功率增加从无限大值逐步减小到Ropt，两个放大器在输出点A完成功率合成。由于这种负载调制的变化，Doherty功率放大器在功率回退时呈现出了较高的效率。

然而，相关技术的Doherty射频集成功率放大器对于单片微波集成电路而言，传统Doherty射频集成功率放大器的功分器和四分之一波长传输线，尺寸都过于庞大，难以在芯片上实现，尤其是Sub-6GHz频段，频率越低，四分之一波长传输线就越长。单片微波集成电路的小尺寸特性要求采用集成电路工艺设计Doherty射频集成功率放大器时必须采用小尺寸的无源器件。

因此，实有必要提供一种新的宽带Doherty射频集成功率放大器解决上述问题。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提出一种版图面积小且功率附加效率高的Doherty射频集成功率放大器。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种Doherty射频集成功率放大器，其包括驱动放大器、载波输入匹配网络、载波功放、峰值输入匹配网络、峰值功放以及功率合成和移相网络；

所述驱动放大器的输入端作为所述Doherty射频集成功率放大器的输入端；

所述驱动放大器的输出端分两路分别连接所述载波输入匹配网络的输入端和所述峰值输入匹配网络的输入端；

所述载波输入匹配网络的输出端连接至所述载波功放的输入端；

所述载波功放的输出端连接至所述功率合成和移相网络的第一输入端；

所述峰值输入匹配网络的输出端连接至所述峰值功放的输入端；

所述峰值功放的输出端连接至所述功率合成和移相网络的第二输入端；