[发明专利]一种采用漏极调制方式的脉冲功率放大器

摘要

一种采用漏极调制方式的脉冲功率放大器，将脉冲调制电路复用为功率放大电路的一部分，以解决传统脉冲调制电路器中使用单个晶体管作为控制管引起的大压降，从而导致输出功率和效率的降低。包括具有中心抽头的电感LD、驱动级放大电路、输出级放大电路以及分别为输出级放大电路及驱动级放大电路提供直流偏置的偏置电路1与偏置电路2，射频差分输入信号连接驱动级放大电路的同相输入端和反相输入端，驱动级放大电路输出端将放大后的射频信号通过电容耦合到输出级放大电路的输入端，最终输出级放大电路输出同相和反相两路差分信号。

主权项

一种采用漏极调制方式的脉冲功率放大器，包括脉冲调制电路和功率放大电路两个电路模块，脉冲信号控制脉冲调制电路中晶体管的导通与关断，从而控制功率放大电路的工作状态，其特征在于：将脉冲调制电路复用为功率放大电路的一部分，以解决传统脉冲调制电路器中使用单个晶体管作为控制管引起的大压降，从而导致输出功率和效率的降低；包括具有中心抽头的电感LD、驱动级放大电路、输出级放大电路以及分别为输出级放大电路及驱动级放大电路提供直流偏置的偏置电路1与偏置电路2，射频差分输入信号连接驱动级放大电路的同相输入端和反相输入端，驱动级放大电路输出端将放大后的射频信号通过电容耦合到输出级放大电路的输入端，最终输出级放大电路输出同相和反相两路差分信号，其中：偏置电路1包括NMOS管M1、M2、M3和M4，电阻R2、R3、R7和R8；NMOS管M1的源极接地，NMOS管M1的栅极和漏极连接在一起构成MOS二极管并与NMOS管M3的源极连接，NMOS管M3作为偏置电路1的控制管，其栅极连接脉冲控制信号VCTRL，NMOS管M3的漏极连接电阻R3的一端和电阻R8的一端，电阻R3的另一端连接电感LD的一端，电感LD抽头连接电源VDD；同样地，NMOS管M2的源极接地，NMOS管M2的栅极和漏极连接在一起构成MOS二极管并与NMOS管M4的源极连接，NMOS管M4亦作为偏置电路1的控制管，其栅极亦连接脉冲控制信号VCTRL，NMOS管M4的漏极连接电阻R2的一端和电阻R7的一端,电阻R2的另一端与电阻R3的另一端连接；偏置电路2包括NMOS管M5、M6、M7和M8，电阻R1、R4、R5和R6；NMOS管M6的源级接地，NMOS管M6的栅极和漏极连接在一起构成MOS二极管并与NMOS管M8的源极连接，NMOS管M8作为偏置电路2的控制管，其栅极连接脉冲控制信号VCTRL，NMOS管M8的漏极连接电阻R1的一端和电阻R5的一端，电阻R1的另一端连接偏置电路1中电阻R2和R3的另一端；同样地，NMOS管M5的源极接地，NMOS管M5的栅极和漏极连接在一起构成MOS二极管并与NMOS管M7的源极连接，NMOS管M7亦作为偏置电路2的控制管，其栅极亦连接脉冲控制信号VCTRL，NMOS管M7的漏极连接电阻R4的一端和电阻R6的一端,电阻R4的另一端连接电阻R1的另一端；驱动级放大电路包括NMOS管M9、M10、M11和M12，电容C1、C2、C3和C4；NMOS管M9的源级接地，NMOS管M9的栅极连接电容C2的一端和偏置电路2中电阻R6的另一端，电容C2的另一端作为差分信号的同相端连接射频同相差分输入信号INR，NMOS管M9的漏极与NMOS管M11的源极连接在一起构成共源共栅结构，NMOS管M11作为驱动级放大电路的控制管，其栅极接脉冲控制信号VCTRL，NMOS管M11的漏极连接电容C4的一端和偏置电路2中电阻R4的另一端，电容C4的另一端连接偏置电路1中电阻R8的另一端；同样地，NMOS管M10的源级接地，NMOS管M10的栅极连接电容C1的一端和偏置电路2中电阻R5的另一端，电容C1的另一端作为差分信号的反相端连接射频反相差分输入信号INL，NMOS管M10的漏极与NMOS管M12的源极连接在一起构成共源共栅结构，NMOS管M12亦作为驱动级放大电路的控制管，其栅极亦连接脉冲控制信号VCTRL，NMOS管M12的漏极连接电容C3的一端和连接电感LD的另一端，电感LD抽头连接电源VDD，电容C3的另一端连接偏置电路1中电阻R7的另一端，NMOS管M9和M11与NMOS管M10和M12构成差分结构；输出级放大电路包括NMOS管M13、M14、M15和M16，电容C5、C6、C7、C8、C9和C10，电感L1、L2，高频扼流圈LRFC1和LRFC2；NMOS管M13的源级接地，NMOS管M13的栅极连接驱动级放大电路中电容C4与偏置电路1中电阻R8的连接端，NMOS管M13的漏极连接电容C6与C8的连接端和NMOS管M15的源级，NMOS管M13与M15构成共源共栅结构，NMOS管M15作为输出级放大电路的控制管，其栅极连接脉冲控制信号VCTRL，NMOS管M15的漏极连接电感L1的一端、高频扼流圈LRFC1的一端以及电容C8的另一端，电容C6的另一端接地，高频扼流圈LRFC1的另一端连接电源VDD，电感L1的另一端通过电容C10输出射频同相差分信号OUTR；同样地，NMOS管M14的源级接地，NMOS管M14的栅极连接驱动级放大电路中电容C3与偏置电路1中电阻R7的连接端，NMOS管M14的漏极连接电容C5与C7的连接端和NMOS管M16的源级，NMOS管M14与M16构成共源共栅结构，NMOS管M16亦作为输出级放大电路的控制管，其栅极连接脉冲控制信号VCTRL，NMOS管M16的漏极电感L2的一端、高频扼流圈LRFC2的一端以及电容C7的另一端，电容C5的另一端接地，高频扼流圈LRFC2的另一端连接电源VDD，电感L2的另一端通过电容C9输出射频反相差分信号OUTL；NMOS管M13和M15与NMOS管M14和M16构成差分结构，输出级放大电路的同相输入端是NMOS管M13的栅极，反相输入端是NMOS管M14的栅极。