一種用于功放線性化的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于功放線性化的電路，主要應(yīng)用于射頻功率放大器的線性化應(yīng)用，屬于射頻集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。根據(jù)NMOS柵電容和PMOS柵電容隨柵壓變化互補(bǔ)的特點(diǎn)，采用PMOS并聯(lián)在NMOS柵端的結(jié)構(gòu)，通過PMOS柵電容補(bǔ)償NMOS柵電容，使得輸入端電容隨柵壓變化為常量，從而功放電路在大信號工作模式下，輸入幅度變化時，輸入端電容恒為常量，消除因NMOS器件柵電容變化而造成的非線性，改善功放的線性度。同樣如果采用PMOS設(shè)計(jì)功放時，可通過NMOS補(bǔ)償PMOS，實(shí)現(xiàn)功放的線性化。
【專利說明】—種用于功放線性化的電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功放線性化補(bǔ)償?shù)碾娐?，主要?yīng)用于射頻功率放大器的線性化應(yīng)用，屬于射頻集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]功率放大器是射頻發(fā)射通路中的重要模塊，它的主要功能是將發(fā)射信號放大傳輸?shù)教炀€，功放工作在大信號狀態(tài)，對發(fā)射系統(tǒng)的線性度影響很大，尤其是在同時采用幅度、相位調(diào)制的通信應(yīng)用中，功放對系統(tǒng)線性度影響更大。因此功放往往有較高的線性度要求，設(shè)計(jì)中應(yīng)分析造成功率放大器非線性的來源，通過線性化技術(shù)來改善線性度。
[0003]在同時采用幅度和相位調(diào)制應(yīng)用場合，為了兼顧功放的功率、效率和線性度，功放一般工作在八8類或者八類，在大信號工作狀態(tài)下，共源結(jié)構(gòu)的晶體管柵端電壓隨輸入信號變化。匪03和？103器件柵源電容隨柵壓非線性變化，在功率放大器中，隨著輸入信號的變化，匪03或者？103器件柵源電壓發(fā)生變化，柵電容也隨之發(fā)生變化，造成信號的相位和幅度失真。為了提高功放電路的線性度，設(shè)計(jì)中需要采用線性化技術(shù)消除柵端電容非線性造成的影響。
[0004]匪03和？103器件柵電容由柵源電容和柵漏電容組成，其中柵漏電容隨柵壓基本不變，在分析器件柵電容隨電容變化關(guān)系時，我們只需考慮柵源電容隨電壓變化關(guān)系。分析表明，匪03和？顯3器件柵源電容隨柵源電壓變化趨勢剛好互補(bǔ)，如果匪03和？顯3柵端并聯(lián)，選取合適的器件尺寸情況下，可以使得輸入端電容隨柵壓變化基本保持不變，接近常量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本電路結(jié)構(gòu)主要是應(yīng)用4或者八8類線性功放中，通過匪03和？103柵電容補(bǔ)償?shù)姆绞?，使得柵電容為常量，從而在信號輸入幅度變化時，輸入電容恒為常量，消除因柵電容變化而造成的非線性，改善功放的線性度。
[0006]為了解決以上的技術(shù)要求，本發(fā)明提出的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0007]其中，匪03管11、電阻81、電感11以及電容01、02組成功率放大電路110。功率放大電路110內(nèi)部連接關(guān)系是的一端作為信號輸入，另外一端連接11的柵極；電阻尺1一端作為11偏置電壓％的輸入，另一端連接11柵極；電感一端連接功放的電源7001，另一端連接11的漏極；匪03管11的源極接地；電容02 —端連接11的漏極，另一端則作為輸出連接到匹配電路120。
[0008]匹配電路120由傳輸線、電容、電感或者電阻組成，主要起阻抗變換的作用。匹配電路120的輸出連接等效負(fù)載町似山等效負(fù)載實(shí)物可以為天線等。
[0009]？108管12、電阻以和電容03組成補(bǔ)償電路130。？108管的源極、漏極短接，并且分別連接到電阻以以及電容03的一端；電阻82另一端連接補(bǔ)償電路的電源7002 ；電容03的另一端則接地或者某個固定電平。
[0010]功率放大電路110、匹配電路120以及補(bǔ)償電路130的連接關(guān)系是:功率功率放大電路110的匪03管11的柵極和補(bǔ)償電路130柵極連接；功率放大電路110的輸出也就是02的一端連接到匹配電路120。
[0011]工作原理是:匪03器件為功率放大器件，工作在仙類或者八類狀態(tài)，在信號通路實(shí)現(xiàn)功率放大器件作為補(bǔ)償器件，柵端并聯(lián)接入匪03器件柵端，漏端和源端短接，接電源電路；匪03器件和？103器件的電源電路和電源去耦電路。由于匪03和？103器件柵電容隨電壓變化的互補(bǔ)，使得在任一柵壓下，輸入端電容接近為常量。當(dāng)電路輸入端有信號輸入時，匪03和？103器件柵端電壓同時隨信號變化，隨著信號變化，柵端電容始終為常量，從而消除了柵電容變化弓I起的信號失真。
[0012]基于本電路所實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013](1)通過合理的選擇？103器件的尺寸和供電電壓，補(bǔ)償匪03器件柵電容的非線性；
[0014](2)補(bǔ)償后放大通路輸入電容為常量，改善了電路的非線性；
[0015](3)相比其他預(yù)失真技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，效果明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為匪03器件柵端非線性電容補(bǔ)償電路

【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1圖解說明電路的【具體實(shí)施方式】如下:
[0018]其中，匪03管11、電阻81、電感11以及電容01、02組成功率放大電路110。功率放大電路110內(nèi)部連接關(guān)系是的一端作為信號輸入，另外一端連接11的柵極；電阻尺1一端作為11偏置電壓％的輸入，另一端連接11柵極；電感一端連接功放的電源7001，另一端連接11的漏極；匪03管11的源極接地；電容02 —端連接11的漏極，另一端則作為輸出連接到匹配電路120。
[0019]匹配電路120由傳輸線、電容、電感或者電阻組成，主要起阻抗變換的作用。匹配電路120的輸出連接等效負(fù)載町似山等效負(fù)載實(shí)物可以為天線等。
[0020]？108管12、電阻以和電容03組成補(bǔ)償電路130。？108管的源極、漏極短接，并且分別連接到電阻以以及電容03的一端；電阻82另一端連接補(bǔ)償電路的電源7002 ；電容03的另一端則接地或者某個固定電平。
[0021]功率放大電路110、匹配電路120以及補(bǔ)償電路130的連接關(guān)系是:功率功率放大電路110的匪03管11的柵極和補(bǔ)償電路130柵極連接；功率放大電路110的輸出也就是02的一端連接到匹配電路120。
[0022]功放放大管11 (^03)處于信號放大通路中，帶有供電電路8141和隔直電路01、02 ；12 (^108)作為補(bǔ)償電路并聯(lián)在11器件柵端，12器件帶有偏置電路82和去耦電路03。根據(jù)放大管11管的尺寸及工作狀態(tài)，通過合適的選取12器件和漏源偏置電壓，使得從輸入端看入電路方向電容隨柵壓變化接近常量，從而減小由柵電容變化引起的信號失真，改善電路的線性度。圖中町、1？2、11代表了 11和12的供電電路。
[0023]如果采用？103器件作為功率放大管，同樣可以采用并聯(lián)匪03的方式進(jìn)行電容補(bǔ)I石0
[0024]以上所述本專利的優(yōu)化電路實(shí)施結(jié)構(gòu)，凡依本申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本專利的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于功放線性化的電路，應(yīng)用于功放電路中，其特征在于通過PMOS管補(bǔ)償NMOS管的柵端非線性電容，電路包括功率放大電路、匹配電路和補(bǔ)償電路，其中: 功率放大電路由NMOS管Ml、電阻R1、電感LI以及電容Cl、電容C2組成； 補(bǔ)償電路由PMOS管M2、電阻R2和電容C3組成； 匹配電路由傳輸線、電容、電感或者電阻組成，主要起阻抗變換的作用； 功率放大電路的NMOS管Ml柵極和補(bǔ)償電路的PMOS管M2柵極連接；功率放大電路的輸出也就是電容C2的一端連接到匹配電路。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于當(dāng)電路輸入端有信號輸入時，NMOS管和PMOS管柵端電壓同時隨信號變化，隨著信號變化，柵端電容始終為常量，從而消除了柵電容變化引起的號失真。
3.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于補(bǔ)償電路PMOS管M2的源極、漏極短接，并且分別連接到電阻R2以及電容C3的一端；電阻R2另一端連接補(bǔ)償電路的電源VDD2，電容C3的另一端則接地或者固定電平。
4.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于功率放大電路電容Cl的一端作為信號輸入，另外一端連接NMOS管Ml的柵極；電阻Rl —端作為Ml偏置電壓Vg的輸入，另一端連接NMOS管Ml柵極；電感LI 一端連接功率放大電路的電源VDDl，另一端連接Ml的漏極；NM0S管Ml的源極接地；電容C2 —端連接Ml的漏極，另一端則作為輸出連接到匹配電路。
5.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于匹配電路的輸出連接等效負(fù)載Rload，等效負(fù)載Rload實(shí)物可以為天線。
6.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于如果采用PMOS管作為功率放大電路中的功率放大管，同樣可以采用補(bǔ)償電路中的NMOS管并聯(lián)PMOS管柵端的方式進(jìn)行電容補(bǔ)償。
【文檔編號】H03F3/189GK104362988SQ201410427087
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】李維忠, 李羅生 申請人:北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司