毫米波功率放大器的製造方法
2023-05-23 04:32:56 1
毫米波功率放大器的製造方法
【專利摘要】公開了一種毫米波功率放大器。在示例性實施例中，MM波功率放大器(300)包括耦合在一起以接收MM波輸入信號並產生經放大的MM波輸出信號的多個放大器級(302、304、306、308)，以及跨各放大器級(302、304、306、308)耦合的一個或多個反饋元件(310、312)，每一反饋元件(310、312)跨奇數個放大器級(302、304、306、308)耦合以增加功率放大器(300)的工作帶寬。
【專利說明】毫米波功率放大器
【背景技術】
[0001]領域
[0002]本申請一般涉及放大器的操作和設計，更具體而言涉及被配置成以毫米(MM)波頻率操作的功率放大器。
[0003]背景
[0004]越來越需要使得行動裝置能夠進行高質量傳輸和接收。達成高質量的一個關鍵與功率放大器的性能相關聯。例如，在行動裝置中具有能以毫米波長範圍內的頻率(這是在30到300吉赫茲範圍內的極高頻率)操作的高性能功率放大器是合需的。這一高頻帶具有10毫米到I毫米的波長。
[0005]以這樣的頻率操作需要大帶寬(通常大於8GHz)功率放大器(PA)。然而，常規的開環設計無法同時達成大帶寬、高線性度以及低功率。因此，具有供在行動裝置中使用的小尺寸且低成本的MM波功率放大器是合需的。
[0006]附圖簡述
[0007]通過參照以下結合附圖考慮的描述，本文中所描述的以上方面將變得更易於明了，在附圖中:
[0008]圖1示出了 MM波功率放大器的示例性模型；
[0009]圖2示出了麗波PA的示例性實施例；
[0010]圖3示出了麗波PA的示例性實施例；
[0011]圖4示出了解說MM波功率放大器的替換配置的示例性框圖；以及
[0012]圖5示出了 MM波功率放大器設備的示例性實施例。
[0013]詳細描述
[0014]下面結合附圖闡述的詳細描述旨在作為對本發明的示例性實施例的描述，而非旨在代表可在其中實踐本發明的僅有實施例。貫穿本描述使用的術語「示例性」意指「用作示例、實例或解說」，並且不應一定解釋成優於或勝於其它示例性實施例。本詳細描述包括具體細節以提供對本發明的示例性實施例的透徹理解。對於本領域技術人員將顯而易見的是，沒有這些具體細節也可實踐本發明的示例性實施例。在一些實例中，公知的結構和設備以框圖形式示出以免湮沒本文中給出的示例性實施例的新穎性。
[0015]在本文中公開的示例性實施例提供了達成大帶寬(約25GHz)、良好線性度以及低功耗的MM波功率放大器。例如，所公開的功率放大器利用具有弱負反饋的多級架構來達成具有高增益的大帶寬。在示例性實施例中，交織式雙反饋環路被用來提供相對於常規系統的帶寬改進。
[0016]圖1示出了麗波功率放大器100的示例性模型。放大器100包括通過反饋元件106耦合到第二級104的第一級102。在示例性實施例中，電阻器被用作反饋元件106。然而，反饋元件106也可包括其它組件，如電容器或電感器。
[0017]第一級102包括基於輸入電壓來生成電流且具有值(gml*Vin)的電流源108。電流源108的第一端子連接至電阻器(Rpl) 110的第一端子，這導致中間電壓Vx。電流源108的第二端子連接至接地。電阻器110也具有連接至接地的第二端子。
[0018]第二級104包括基於中間電壓Vx來生成電流且具有值(gm2*Vx)的電流源112。電流源112的第一端子連接至電阻器(Rp2) 114的第一端子，這導致輸出電壓V。。電流源112的第二端子連接至接地。電阻器114也具有連接至接地的第二端子。
[0019]反饋元件106連接在電阻器110的第一端子和電阻器114的第一端子之間。麗波功率放大器100的模型可被用來確定作為輸出電壓V。和輸入電壓Vin之間的關係的增益。如果Rp2包括LC儲能電路，則增益可表達如下。
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 率禹合在一起以接收MM波輸入信號並產生經放大的MM波輸出信號的多個放大器級；以及 跨所述放大器級耦合的一個或多個反饋元件，每一反饋元件跨奇數個放大器級耦合以增加工作帶寬。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述一個或多個反饋元件被選擇成提供小於零的環路增益。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，每一反饋元件包括固定電阻器，所述固定電阻器具有被設置成達成期望工作帶寬的電阻值。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，每一反饋元件包括可變電阻器，所述可變電阻器具有被設置成達成期望工作帶寬的電阻值。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，至少一個反饋元件包括固定電阻器且至少第二反饋元件包括可變電阻器，所述固定電阻器和所述可變電阻器具有被設置成達成期望工作帶寬的電阻值。
6.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述多個放大器級包括四個放大器級並且所述一個或多個反饋元件包括交織式雙反饋，所述交織式雙反饋具有耦合在第四級的輸出與第二級的輸入之 間的第一反饋網絡和耦合在第三級的輸出與第一級的輸入之間的第二反饋網絡。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述第一反饋元件和所述第二反饋元件被選擇成提供小於零的環路增益。
8.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述第一反饋元件和所述第二反饋元件包括固定電阻器，所述固定電阻器具有被設置成達成期望工作帶寬的電阻值。
9.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還包括輸入匹配網絡，所述輸入匹配網絡包括將至少一個放大器級的輸入耦合至接地以提供靜電放電(ESD)保護的共平面波導(CPff) ο
10.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還包括輸出匹配網絡，所述輸出匹配網絡包括將至少一個放大器級的輸出耦合至接地以提供ESD保護的微帶線(MSL)。
11.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還包括: 跨偶數個放大器級耦合的所選反饋元件；以及 耦合在所選反饋元件與所選放大器級之間的移相器，所述移相器被配置成引入所選相移量以致使所選反饋元件如同圍繞所選奇數個放大器級耦合那樣起作用。
12.—種設備,包括: 用於使用耦合在一起的多個放大器級來放大MM波輸入信號以產生經放大的MM波輸出信號的裝置；以及 用於提供跨所述放大器級耦合的一個或多個反饋元件的裝置，每一反饋元件跨奇數個放大器級耦合以增加工作帶寬。
13.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，所述用於提供的裝置包括用於提供所述一個或多個反饋元件以提供小於零的環路增益的裝置。
14.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，所述用於提供的裝置包括用於提供具有被設置成達成期望工作帶寬的電阻值的每一反饋元件的裝置。
15.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，所述用於提供的裝置包括用於提供具有被設置成達成期望工作帶寬的可變電阻值的每一反饋元件的裝置。
16.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，所述用於提供的裝置包括用於提供包括固定電阻的至少一個反饋元件以及包括可變電阻的至少第二反饋元件的裝置，所述固定電阻和所述可變電阻被設置成達成期望工作帶寬。
17.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，所述用於放大的裝置包括用於使用四個放大器級和交織式雙反饋來放大的裝置，所述交織式雙反饋具有耦合在第四級的輸出與第二級的輸入之間的第一反饋網絡和耦合在第三級的輸出與第一級的輸入之間的第二反饋網絡。
18.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，還包括提供靜電放電(ESD)保護的用於輸入匹配的裝置。
19.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，還包括提供ESD保護的用於輸出匹配的裝置。
20.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，還包括: 用於提供跨偶數個放大器級耦合的所選反饋元件的裝置；以及 耦合在所選反饋元件與所選放大器級之間的用於移相的裝置，所述用於移相的裝置被配置成引入所選相移量以致使所選反饋元件如同圍繞所選奇數個放大器級耦合那樣起作用。
【文檔編號】H03F1/52GK103999359SQ201280061771
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月14日 優先權日:2011年12月15日
【發明者】S·林, Y·丁, C－W·李 申請人:高通股份有限公司