[发明专利]一种0.1~1.2GHz射频CMOS差分功率放大器

摘要

本发明公开了一种0.1～1.2GHz射频CMOS差分功率放大器，包括输入隔直电路、驱动级偏置及输入匹配电路、驱动级、级间隔直电路、功率级偏置及级间匹配电路、功率级和输出隔直电路，所述驱动级提供驱动增益与良好的输入匹配；所述功率级放大电路提供功率增益与良好的输出匹配。所述驱动级和所述功率级放大电路均分别包括两个NMOS管、两个电感、两个电流偏置电路、两个片外隔直电容，所述功率输出级还包括两个反馈电阻，及级间隔直电容。本发明采用共源结构，芯片面积小。整个差分结构的电路中，采用器件的参数大小可以综合整个电路增益、带宽和输出功率等各项指标后决定，从而实现在0.1～1.2GHz内高增益、高线性度和较大的输出功率。

主权项

一种0.1～1.2GHz射频CMOS差分功率放大器，包括输入隔直电路、驱动级偏置及输入匹配电路、驱动级放大电路、级间隔直电路、功率级偏置及级间匹配电路、功率级、输出隔直电路和芯片电源，其特征在于，所述驱动级放大电路用于实现放大器的驱动增益，所述功率级用于实现功率增益及阻抗匹配，所述芯片电源采用电压节点VDD；所述驱动级放大电路和所述功率级均分别包括两个NMOS管、两个电感，所述功率级还包括两个反馈电阻；所述级间隔直电路由两个片上隔直耦合电容构成，所述输入隔直电路和所述输出隔直电路均分别由两个芯片外接的隔直耦合电容构成；所述驱动级放大电路中，针对差分信号分为正、负两路对称的放大结构，所述驱动级放大电路中的两个NMOS管，其中一个为正路NMOS管，另一个为负路NMOS管；正向电路结构由正路NMOS管和所述驱动级放大电路中的一个电感构成；所述正路NMOS管采用共源结构，所述正路NMOS管的源极接地，所述正路NMOS管的漏极与所述电感连接，所述正路NMOS管的栅极连接至驱动级偏置及输入匹配电路的正路部分，同时所述正路NMOS管的栅极连接正路的一个片外隔直电容后再连接至放大器的输入端Vin+，与所述正路NMOS管漏极连接的电感的另一端接芯片电源，所述正路NMOS管的漏极为所述驱动级放大电路的正向输出端；负向电路结构与所述正向电路结构为镜像对称，所述负路NMOS管的栅极连接至所述驱动级偏置及输入匹配电路的负路部分，所述负向电路连接至放大器的输入端Vin‑，所述负路NMOS管的漏极为所述驱动级放大电路的负向输出端；所述功率级中，针对差分信号分为正、负两路对称的放大结构，所述功率级中的两个NMOS管，其中一个为正路NMOS管，另一个为负路NMOS管；正向电路结构由正路NMOS管和所述功率级中的一个电感构成；所述正路NMOS管采用共源结构，所述正路NMOS管的源极接地，所述正路NMOS管的漏极与所述电感连接，所述正路NMOS管的栅极连接至功率级偏置及级间匹配电路的正路部分，同时所述正路NMOS管的栅极连接正路的一个片上隔直电容后再连接至前一级正路NMOS管的漏极，与所述正路NMOS管的漏极连接的电感的另一端接芯片电源，所述正路NMOS管的漏极连接正路的一个片外隔直电容后，再连接至放大器的输出端Vout+，所述正路NMOS管的漏级和栅级之间连接一正路反馈电阻；负向电路结构与所述正向电路结构为镜像对称，所述负路NMOS管的栅极连接至功率级偏置及级间匹配电路的负路部分，并同时通过一负路片上隔直电容连接至前一级负路NMOS管的漏极，负路NMOS管的漏极连接负路的一个片外隔直电容后连接至放大器的输出端Vout‑；所述驱动级放大电路中两个NMOS管的漏极与所述功率输出级中两个NMOS管的栅极之间连接有正、负两路的两个片上隔直耦合电容。