專利名稱：可重構(gòu)功率放大器集成電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可重構(gòu)功率放大器集成電路，可應用于兩種不同頻率范圍的通信 模式，特別是應用于 IMT-A(International Mobile Telecommunications-Advanced)禾口超 寬帶(ultra-wide band, UffB)兩種通信系統(tǒng)的一種雙模可重構(gòu)功率放大器集成電路。
背景技術：
目前，移動通信發(fā)展的一個重要趨勢是單個通信終端可以兼容多種通信標 準(F.Agnelli, G.Albasini et al. , "Wireless multi-standard terminals :system analysis and design of a reconfigurable RF front-end",IEEE Circuits and Systems Magazine, Volume 6, Issue 1, Page (s) :38_59, First Quarter 2006.參考文獻 1)，如第 三代(3G)蜂窩移動通信系統(tǒng)與藍牙(Bluetooth)或無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)等無線通信系統(tǒng)的集成。兼容多個通信標準如GSM(Global System for Mobile Communications) > UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)、藍牙 (Bluetooth)或無線局域網(wǎng)(WLAN)等的通信終端，既可以用作長距離移動通信終端，又可 收發(fā)其他短程無線通信信號。兼容多種通信標準的通信系統(tǒng)需要具有多頻多通道與可重構(gòu)特性，從而，多頻可 重構(gòu)器件的設計成為移動通信技術發(fā)展中一個極為關鍵的問題。過去幾年，可重構(gòu)集成電 路的研究在國際上是一大熱點領域，包括射頻收發(fā)前端的各種集成電路芯片，比如功率放 大器、低噪聲放大器、混頻器、壓控振蕩器等都實現(xiàn)了多頻可重構(gòu)特性。其中，功率放大器作 為收發(fā)前端一個重要模塊，因為其價格相對較高，對性能要求比較嚴格，更成為可重構(gòu)集成 電路的一大難點。下面，我們將在簡單介紹功率放大器集成電路的實現(xiàn)方法基礎上，結(jié)合已經(jīng)公開 發(fā)表的可重構(gòu)功率放大器技術，來分析本發(fā)明的技術特點。功率放大器是通信系統(tǒng)中射頻收發(fā)前端的關鍵模塊。圍繞不同的系統(tǒng)架構(gòu)和指 標，功率放大器有多種設計技術，從而取得各項指標(輸出功率、功率增益、效率和互調(diào)失 真)的最佳折衷。目前，移動終端(如手機)功率放大器都是采用單片集成電路。經(jīng)過幾 十年的發(fā)展，單片集成電路功率放大器技術已經(jīng)相當成熟。常見的單片功率放大器電路包 括多種結(jié)構(gòu)，比如電抗匹配、有耗匹配、反饋式、有源匹配、分布式(行波放大器)、平衡式放 大器、推挽放大器等。從集成電路加工工藝上分析，移動終端的功率放大器大都采用砷化鎵 的雙極性晶體管工藝(GaAs HBT)，以及鍺硅的雙極性晶體管工藝(SiGe HBT)。因為硅的金 屬-氧化物-半導體(MOS)場效應管工藝(FET)的加工成本低廉，集成度高，利用硅MOS工 藝加工功率放大器集成電路也成為一大研究熱點。各種不同結(jié)構(gòu)的功率放大器集成電路各有其優(yōu)缺點，適合于不同設計指標的要 求。根據(jù)晶體管在放大時的信號工作狀態(tài)和靜態(tài)電流大小劃分，放大器電路主要有五種類 型一是A類放大器電路，二是B類放大器電路，三是AB類放大器電路，四是D類放大器電 路，五是E類放大器電路。
目前移動終端應用最為廣泛的是基于AB類、D類以及E類的功率放大器。其中， AB類是界于A類和B類之間，推挽放大的每一只功率管導通時間大于信號的半個周期而小 于一個周期，從而使兩只功率管輪流放大的過渡平滑，有效解決了乙類放大器的交越失真 問題，效率又比A類放大器高。詳情參照Yuen Sum Ng, Lincoln Lai Kan Leung, Ka Nang Leung," A 3-GHz fully-integrated CMOS Class-AB power amplifier," Circuits and Systems, Midwest Symposium on, pp.995-998,2009 52nd IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems, 2009 (參考文獻 2)。因為移動終端對高效率、低功耗、低成本等方面的要求，功率放大器集成電路設計 一直是一個技術難點。而可工作在多頻段下的功率放大器其設計難度更大?，F(xiàn)有的解決辦 法中，主要有以下兩種方案方案一電路中不包括可調(diào)元件。此類電路是不需要改變?nèi)魏坞娐穮?shù)就可在兩 個頻段內(nèi)性能指標都能達到優(yōu)化。詳情可參照美國專利申請?zhí)?1/047，594，名稱為“DUAL BAND POWER AMPLIFIER” (參考專利 1)。方案二 電路中包括可調(diào)元件。此類電路是通過改變電路中的一部分元件的參數(shù) 以實現(xiàn)雙頻段之間的切換。按具體調(diào)節(jié)方法主要可以分為以下兩種方法 1 通過改變微機電系統(tǒng) MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)的元 件，如電感、電容、電阻等值的大小來實現(xiàn)不同的阻抗匹配。詳情參照D.Qiao，R. Molfino, S. Μ. Lardizabal,B. Pillans,P. Μ. Asbeck,and G. Jerinic,"An intelligently controlled RF power amplifier with a reconfigurable MEMS-varactor tuner,"IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, vol. 53, no. 3, pp. 1089-1095，Mar. 2005 (參考文獻 3)。方法2 采用低通切比雪夫阻抗變壓器的設計。詳情參照Koji Uchida, Yoichiro Takayama,Takayuki Fujita,Kazusuke Maenaka, "Dual-band GaAs FET power amplifier with two-frequency matching circuits,，，in Asia-Pacific Microw. Conf. , Dec. 2005, vol. l，pp. 4-7 (參考文獻 4)。下面我們分析以上兩種方案的優(yōu)缺點。方案一(參考專利1所公布)中采用的電路設計，不需要改變?nèi)魏坞娐吩?shù)， 也不需要可調(diào)節(jié)單元，而是通過把電路優(yōu)化到可同時工作在不同的頻段，其設計思想和電 路相對簡單。但因為電路缺少可調(diào)節(jié)參數(shù)，電路很難在兩個不同的頻段同時達到最優(yōu)化，從 而可能導致性能降低。因為缺少可調(diào)節(jié)單元，相關電路所適用的不同頻率范圍將受到限制， 比如，當兩個頻段之間相差比較大時，將很難實現(xiàn)在兩個頻段的同時優(yōu)化。此外，參考專利1所實現(xiàn)的功率放大器是采用分離元件的方式，而不是以集成電 路的方式。方案二(參考文獻3，參考文獻4)中采用的電路設計，是通過在集成電路中包括可 調(diào)節(jié)單元來實現(xiàn)的。其中，方法1是通過改變微機電系統(tǒng)(MEMS)中的元件，而方法2是通 過改變變壓器元件，來實現(xiàn)不同頻段之間的轉(zhuǎn)化。以上方法在進行頻段轉(zhuǎn)換時，需要同時改 變電路中幾個器件的參數(shù)，實施起來困難，芯片面積大，成本較高。通過以上對現(xiàn)有技術的分析，我們發(fā)現(xiàn)，迄今尚缺少一種集成電路的設計方法，通 過控制集成電路中的一個元件，來實現(xiàn)工作在不同頻段的功率放大器集成電路。所實現(xiàn)的可重構(gòu)功率放大器集成電路，在寬頻率區(qū)間可滿足增益、輸出功率、線性度等指標的同時優(yōu) 化。本發(fā)明專利中，在阻抗匹配的基礎上，加入開關控制的可調(diào)單元。通過打開/合上 可調(diào)單元的開關來控制一個電感元件，并通過優(yōu)化電感元件的參數(shù)使電路工作在不同頻段 時可同時達到性能最優(yōu)化。作為對比，參考文獻3是利用改變微機電系統(tǒng)(MEMS)元件的方法，參考文獻4是 利用改變變壓器元件，來實現(xiàn)不同頻段之間的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明的集成電路綜合性能指標，比如線性度，增益，輸出功率，復雜度以及芯片 面積和功耗等因素，與參考文獻3以及參考文獻4相比都有較大改善。為論證本發(fā)明的設計思想，我們采用2微米GaAs HBT (heterojunction bipolar transistor)工藝，設計了可工作于IMT-A與UWB兩個不同頻段的可重構(gòu)功率放大器。電路 設計結(jié)果驗證了本發(fā)明的可行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的關鍵技術問題是提供一種可工作于不同頻率區(qū)間、特別是IMT-A 頻段和UWB頻段的可重構(gòu)功率放大器集成電路，并使該可重構(gòu)功率放大器集成電路的線性 度，增益，輸出功率，諧波失真度等指標在IMT-A與UWB兩個頻段內(nèi)同時達到最優(yōu)。本發(fā)明提供的技術方案是在可重構(gòu)功率放大器集成電路中加入開關選頻調(diào)諧網(wǎng) 絡，打開開關時，使可重構(gòu)功率放大器集成電路工作在IMT-A頻段；合上開關時，可重構(gòu)功 率放大器集成電路在UWB頻段工作，并且各項指標能同時達到最優(yōu)。該可重構(gòu)功率放大器集成電路的頻率可重構(gòu)性，是通過一個開關選頻調(diào)諧網(wǎng)絡實 現(xiàn)。這個開關選頻調(diào)諧網(wǎng)絡由開關和電感元件組成，通過開關來打開/合上一個可控電感 就可以實現(xiàn)不同頻段之間的切換，而不需修改電路的其他參數(shù)。與目前報道的其他結(jié)構(gòu)功 率放大器相比(參考文獻3，4)，本發(fā)明加入開關選頻調(diào)諧網(wǎng)絡，通過打開或者合上開關，使 電路在兩種工作模式間切換，不需要調(diào)節(jié)其他相關參數(shù)，使電路在兩頻段同時達到性能最 優(yōu)化。綜合考慮線性度，電壓增益，輸出功率，復雜度以及芯片面積和功耗等因素，本發(fā)明對 現(xiàn)有的其他結(jié)構(gòu)功率放大器有較大改進。下面我們詳細解釋本發(fā)明的具體實施方法。圖1顯示本發(fā)明提出的一種可重構(gòu)功率放大器集成電路的電路完整拓撲圖。該可 重構(gòu)功率放大器集成電路包括輸入匹配單元；增益級單元；中間匹配單元；功率級單元以 及輸出匹配與可調(diào)單元。其中輸入匹配單元包括電容Cl、C2、電感Li，處于輸入端與增益級單元之間，用于 實現(xiàn)可重構(gòu)功率放大器集成電路的輸入匹配以及用于匹配可重構(gòu)功率放大器集成電路的 最大增益。增益級單元包括電感L2、L3、電容C3、HBT晶體管VBIC1、直流電壓Vbbl、Vccl，用 于實現(xiàn)可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大增益。其中，HBT晶體管VBICl工作在線性放大 區(qū)，為AB類模式；電壓Vbbl，Vccl用于提供HBT晶體管VBICl的直流工作點，提供直流工作 點的方式為晶體管的基極接一電壓Vbbl和電感L2串聯(lián)，集電極接一電容C3電感L3并聯(lián) 和電壓Vccl串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
中間匹配單元包括電容C4、C5、電感L4，處于增益級單元與功率級單元之間，用于 匹配可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大增益以及最大輸出功率。功率級單元包括電感L5、L6、電容C6、HBT晶體管VBIC2、直流電壓Vbb2、Vcc2，用 于實現(xiàn)可重構(gòu)功率放大器集成電路最大功率輸出。其中，HBT晶體管VBIC2工作在線性放 大區(qū)，為AB類模式；電壓Vbb2，Vcc2用于提供HBT晶體管VBIC2的直流工作點，提供直流工 作點的方式為晶體管的基極接一電壓Vbb2和電感L5串聯(lián)，集電極接一電容C6電感L6并 聯(lián)和電壓Vcc2串聯(lián)結(jié)構(gòu)。輸出匹配與可調(diào)單元包括電容C7、C8、C9、電感L7、開關；處于輸出端與功率級單 元之間，匹配可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大功率。其中，開關用于實現(xiàn)電路的輸出匹 配與可調(diào)，且通過開關對電感進行打開/合上實現(xiàn)兩個頻段的切換。開關打開時，工作在 IMT-A (3. 4-3. 6GHz)頻段；開關合上時，工作在UWB (4. 2-4. 8GHz)頻段，電路中其他參數(shù)無 需改變，且兩頻段都能實現(xiàn)其最佳優(yōu)化。本發(fā)明的可重構(gòu)功率放大器集成電路的可重構(gòu)性主要通過以下方式實現(xiàn)。當工作 在IMT-A頻段時，通過輸出匹配與可調(diào)單元中的開關選頻調(diào)諧網(wǎng)絡，開關打開時輸入射頻 信號通過輸入匹配單元進入電壓增益級單元，電壓被放大的信號通過中間匹配單元后，進 入功率級單元，經(jīng)功率放大后，通過輸出匹配與可調(diào)單元輸出；開關合上時，輸入射頻信號 通過輸入匹配單元進入電壓增益級單元，電壓被放大的信號通過中間匹配單元后，進入功 率級單元，經(jīng)功率放大后，通過輸出匹配與可調(diào)單元輸出，此時工作在UWB頻段。本發(fā)明中采用“共發(fā)射級-共發(fā)射級”級聯(lián)結(jié)構(gòu)，第一級為增益級單元，第二級為 功率級單元，輸入匹配單元用于連接射頻信號輸入端和增益級單元，中間匹配單元處于增 益級單元和功率級單元之間，輸出匹配與可調(diào)單元處于功率級單元和輸出端之間，增益級 單元用于實現(xiàn)電壓最大增益，功率級單元用于實現(xiàn)功率最大輸出，輸入匹配單元用于實現(xiàn) 增益級單元的最大增益，輸出匹配與可調(diào)單元用于實現(xiàn)功率級單元的最大功率輸出。本發(fā)明中增益級單元為AB類放大模式，功率級單元也為AB類放大模式，且增益級 單元和功率級單元中的晶體管都工作于線性放大區(qū)。本發(fā)明中輸入匹配單元和中間匹配單元都是兩個電容與一電感構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)；輸 出匹配與可調(diào)單元中工作于IMT-A頻段時為兩電容C7、C8并聯(lián)和第三電容C9構(gòu)成L型結(jié) 構(gòu)；工作于UWB頻段時為為一個電感L7和一個電容C9并聯(lián)，再與兩個并聯(lián)電容C7、C8構(gòu)成 L型結(jié)構(gòu)。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。圖1是本發(fā)明可重構(gòu)功率放大器集成電路的完整拓撲圖；圖2是系統(tǒng)框圖；圖3輸出匹配與可調(diào)單元；圖4是可重構(gòu)功率放大器集成電路在IMT-A工作頻段上的主要性能參數(shù)；圖5是可重構(gòu)功率放大器集成電路在UWB工作頻段上的主要性能參數(shù)。圖 1 中10-電容 Cl
11-電容 C212-電感 Ll13-射頻輸入端20-電感 L221-電容 C322-電感 L323-HBT 晶體管 VBICl24-直流電壓 Vbbl25-直流電壓 Vccl30-電容 C431-電感 L432-電容 C540-電感 L541-電容 C642-電感 L643-HBT 晶體管 VBIC244-直流電壓 Vbb245-直流電壓 Vcc250-電容 C751-電容 C852-電容 C953-電感 L754-開關60-射頻輸出端
具體實施例方式圖1是本發(fā)明可重構(gòu)功率放大器集成電路的完整拓撲圖。本發(fā)明的可重構(gòu)功率放大器集成電路分為五個單元(見圖2)。本發(fā)明的可重構(gòu)功率放大器集成電路五個單元分別為A單元是輸入匹配單元；B 單元是增益級單元；C單元是中間匹配單元；D單元是功率級單元；E單元是輸出匹配與可 調(diào)單元，實現(xiàn)頻段切換。A 單元包括電容 Cl(IO)、C2 (11)、電感 Ll (12)；B單元包括電感L2 (20)、L3 (22)、電容C3 (21)、HBT晶體管VBICl (23)、直流電壓 Vbbl (24)、Vccl (25)；〇單元包括電容04(30)、05(32)、電感1^4(31)；D單元包括電感L5 (40)、L6 (42)、電容C6 (41)、HBT晶體管VBIC2 (43)、直流電壓 Vbb2(44)、Vcc2(45)；E單元包括電容C7(50)、C8(51)、C9(52)、電感L7(53)、開關(54)。射頻信號由射頻輸入端13通過輸入匹配單元A進入增益級單元B，電壓被放大的信號通過中間匹配單元C后，進入功率級單元D，經(jīng)功率放大后，通過輸出匹配與可調(diào)單元E 輸出到射頻輸出端60。本發(fā)明可重構(gòu)功率放大器集成電路的輸入匹配單元A用于實現(xiàn)電路的輸入匹配， 處于射頻輸入端13與增益級單元B之間，用于匹配可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大增益。增益級單元B用于實現(xiàn)最大增益，其中HBT晶體管VBICl (23)工作在線性放大區(qū)， 為AB類模式，。中間匹配單元C用于匹配可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大增益，以及用于匹配 該功率放大器集成電路的最大功率。功率級單元D用于實現(xiàn)最大功率輸出，其中HBT晶體管VBIC2(43)工作在線性放 大區(qū)，為AB類模式。圖3是本發(fā)明可重構(gòu)功率放大器集成電路的輸出匹配與可調(diào)單元E，用于實現(xiàn)電 路的輸出匹配以及工作模式可調(diào)，且通過開關(54)對電感L7(53)進行打開/合上實現(xiàn)兩 個頻段的切換，處于輸出端(60)與功率級單元D之間，匹配可重構(gòu)功率放大器集成電路的 最大功率。開關(54)打開時，輸出匹配與可調(diào)單元中工作在IMT-A(3. 4-3. 6GHz)頻段，其中 兩電容C7(50)、C8(51)并聯(lián)和第三電容C9(52)構(gòu)成L型結(jié)構(gòu)；開關(54)合上時，工作在 UffB (4. 2-4. 8GHz)頻段，其中電感L7 (53)和電容C9(52)并聯(lián)，再與兩個并聯(lián)電容C7 (50)、 C8(51)構(gòu)成L型結(jié)構(gòu)；電路中其他參數(shù)無需改變，且兩頻段都能實現(xiàn)其最佳優(yōu)化。開關(54)打開時，射頻信號由射頻輸入端13通過輸入匹配單元A進入增益級單 元B，被放大的信號通過中間匹配單元C后，進入功率級單元D，經(jīng)功率放大后，通過輸出匹 配與可調(diào)單元E輸出，工作在IMT-A (3. 4-3. 6GHz)頻段；開關(54)合上時，射頻信號由射頻 輸入端13通過輸入匹配單元A進入增益級單元B，被放大的信號通過中間匹配單元C后，進 入功率級單元D，經(jīng)功率放大后，通過輸出匹配與可調(diào)單元E輸出，工作在UWB (4. 2-4. 8GHz) 頻段。案例分析為了證明本發(fā)明電路的可行性，采用2 μ m GaAs HBT工藝，利用仿真工 具ADS進行仿真。作為一種特例，相關的電路元件參數(shù)如下電感L1，L2，L5，L6 導線寬度W :7 μ m，導線間隔S 8 μ m,內(nèi)徑D :70 μ m，螺旋圈數(shù) T 2. 25，L3 導線寬度W:5ym，導線間隔S :5μπι，內(nèi)徑D :50um，螺旋圈數(shù)T :2. 25，L4 導線寬度W :5 μ m，導線間隔S :5 μ m，內(nèi)徑D :50um，螺旋圈數(shù)T :1. 25。電容 Cl 寬度30μ ，長度80μ ，C2 寬度15μπι，長度60μπι，C4 寬度31μπι，長度100μπι，C5 寬度50μπι，長度90μπι，C6 寬度10μ ，長度70μ 。晶體管VBICl，VBIC2 寬度20μπι，長度2μπι，柵指數(shù)4。電路工作電壓為4. 5V。圖4是可重構(gòu)功率放大器集成電路在IMT-A工作頻段上的主要性能參數(shù)。將輸出匹配與可調(diào)單元E中的開關(54)打開。電路在IMT-A(3. 4-3. 6GHz)頻段內(nèi)電壓增益，輸出功率，端口 1的反射系數(shù)端，端 口 2的反射系數(shù)，電路的穩(wěn)定系數(shù)如圖4所示。在IMT-A (3. 4-3. 6GHz)頻段內(nèi)，電壓增益為28dB，輸出功率為19dBm，端口 1的反 射系數(shù)Sll為-lldB，端口 2的反射系數(shù)S22為_18dB，穩(wěn)定系數(shù)StabMess為1，StabFact 為15。圖5是可重構(gòu)功率放大器集成電路在UWB工作頻段上的主要性能參數(shù)。將輸出匹 配與可調(diào)單元E中的開關(54)合上。電路在UWB (4. 2-4. 8GHz)頻段內(nèi)電壓增益，輸出功率，端口 1的反射系數(shù)端，端口 2的反射系數(shù)，電路的穩(wěn)定系數(shù)如圖5所示。在UWB (4. 2-4. 8GHz)頻段內(nèi)，電壓增益為23dB，輸出功率為15dBm，端口 1的反射 系數(shù)Sll為-19dB，端口 2的反射系數(shù)S22為_13dB，穩(wěn)定系數(shù)StabMess為0. 95，StabFact 為21。同其它已經(jīng)發(fā)表的結(jié)果相比，本發(fā)明的性能列表如下表1。表1與已發(fā)表功率放大器的性能比較
權利要求
一種可重構(gòu)功率放大器集成電路，應用于IMT A(International Mobile Telecommunications Advanced)和UWB(Ultra Wideband)通信系統(tǒng)，其特征在于所述可重構(gòu)功率放大器集成電路包括輸入匹配單元，增益級單元，中間匹配單元，功率級單元，輸出匹配與可調(diào)單元；所述輸入匹配單元包括電容C1、C2、電感L1，增益級單元包括電感L2、L3、電容C3、HBT晶體管VBIC1、直流電壓Vbb1、Vcc1，中間匹配單元包括電容C4、C5、電感L4，功率級單元包括電感L5、L6、電容C6、HBT晶體管VBIC2、直流電壓Vbb2、Vcc2，輸出匹配與可調(diào)單元包括電容C7、C8、C9、電感L7、開關；所述輸出匹配與可調(diào)單元中加入開關選頻調(diào)諧網(wǎng)絡，該開關選頻調(diào)諧網(wǎng)絡由開關和電感L7組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的可重構(gòu)功率放大器集成電路，其特征在于所述輸入匹配單 元用于可重構(gòu)功率放大器集成電路的輸入匹配，處于信號輸入端與增益級單元之間，用于 匹配該可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大增益。
3.根據(jù)權利要求1所述的可重構(gòu)功率放大器集成電路，其特征在于所述增益級單元 用于實現(xiàn)該可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大增益；HBT晶體管VBICl工作在線性放大區(qū)， 為AB類模式；直流電壓Vbbl，Vccl用于提供HBT晶體管VBICl的直流工作點，提供直流工 作點的方式為HBT晶體管VBICl基極接一直流電壓Vbbl和電感L2串聯(lián)，集電極接一電容 C3電感L3并聯(lián)和直流電壓Vccl串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權利要求1所述的可重構(gòu)功率放大器集成電路，其特征在于所述中間匹配單 元用于匹配該可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大增益以及最大輸出功率。
5.根據(jù)權利要求1所述的可重構(gòu)功率放大器集成電路，其特征在于所述功率級單元 用于實現(xiàn)該可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大功率輸出；HBT晶體管VBIC2工作在線性放 大區(qū)，為AB類模式；直流電壓Vbb2，Vcc2用于提供HBT晶體管VBIC2的直流工作點，提供直 流工作點的方式為HBT晶體管VBIC2的基極接一直流電壓直流電壓Vbb2和電感L5串聯(lián)， 集電極接一電容C6電感L6并聯(lián)和直流電壓Vcc2串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權利要求1所述的可重構(gòu)功率放大器集成電路，其特征在于所述輸出匹配與 可調(diào)單元處于輸出端與功率級單元之間，用于匹配該可重構(gòu)功率放大器集成電路的最大功 率；其中開關用于實現(xiàn)輸出匹配與可調(diào)單元的輸出匹配，且通過開關對電感L7進行打開/ 合上實現(xiàn)兩個頻段的切換；開關打開時，輸入射頻信號通過輸入匹配單元進入增益級單元， 被放大的信號通過中間匹配單元后，進入功率級單元，經(jīng)功率放大后，通過輸出匹配與可調(diào) 單元輸出，該可重構(gòu)功率放大器集成電路工作在IMT-A(3. 4-3. 6GHz)頻段；開關合上時，輸 入射頻信號通過輸入匹配單元進入增益級單元，被放大的信號通過中間匹配單元后，進入 功率級單元，經(jīng)功率放大后，通過輸出匹配與可調(diào)單元輸出，該可重構(gòu)功率放大器集成電路 工作在UWB (4. 2-4. 8GHz)頻段；該可重構(gòu)功率放大器集成電路中其他參數(shù)無需改變，且兩 頻段可分別實現(xiàn)最佳優(yōu)化。
7.根據(jù)權利要求1所述的可重構(gòu)功率放大器集成電路，其特征在于所述輸入匹配 單元和中間匹配單元都是兩個電容與一電感構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)；輸出匹配與可調(diào)單元工作于 IMT-A(3. 4-3. 6GHz)頻段時為兩電容C7、C8并聯(lián)和第三電容C9構(gòu)成L型結(jié)構(gòu)；輸出匹配與 可調(diào)單元工作于UWB (4. 2-4. 8GHz)頻段時為一個電感L7和一個電容C9并聯(lián)，再與兩個并 聯(lián)電容C7、C8構(gòu)成L型結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權利要求1所述的可重構(gòu)功率放大器集成電路，其特征在于所述電感L7用于切換可重構(gòu)功率放大器集成電路的頻段；開關打開時，該電感L7未接入電路，該可重構(gòu)功 率放大器集成電路工作在IMT-A(3. 4-3. 6GHz)頻段；開關合上時，該電感L7接入電路與電 容C9并聯(lián)，該可重構(gòu)功率放大器集成電路在UWB (4. 2-4. 8GHz)頻段工作。
9.根據(jù)權利要求1所述的可重構(gòu)功率放大器集成電路，其特征在于所述可重構(gòu)功率 放大器集成電路采用“共發(fā)射級_共發(fā)射級”級聯(lián)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可重構(gòu)功率放大器集成電路，可應用于兩個不同頻率范圍的通信模式，特別是應用于IMT-A(International Mobile Telecommunications-Advanced)和超寬帶(ultra-wide band，UWB)兩種通信系統(tǒng)的一種雙?？芍貥?gòu)功率放大器集成電路。該可重構(gòu)功率放大器集成電路由五個主要單元組成，包括輸入匹配單元，增益級單元，中間匹配單元，功率級單元，以及輸出匹配與可調(diào)單元。該可重構(gòu)功率放大器集成電路只需通過開關控制輸出匹配與可調(diào)單元中的電感元件，即可實現(xiàn)在兩個不同頻段之間的頻率切換，而無需改變電路中的其他參數(shù)。
文檔編號H03F3/20GK101997496SQ20101029141
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權日2010年9月15日
發(fā)明者姜楠, 孫小鵬, 陳利軻, 黃風義 申請人:愛斯泰克(上海)高頻通訊技術有限公司