一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊的制作方法
專利名稱:一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊，其中，所述功率放大器輸出級模塊包括襯底，功率放大電路和多個引腳；所述襯底表面設置有所述功率放大電路，所述多個引腳設置于所述襯底背離所述功率放大電路一側表面；所述功率放大電路包括：第一晶體管、第二晶體管、第一偏置電路和第二偏置電路，第一晶體管和第二晶體管的總柵寬均為預設尺寸；所述預設尺寸為第一預設參數或第二預設參數或第三預設參數。應用本申請實施例提供的射頻功率放大器輸出級模塊只需要對應的設計三種版圖即可滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求，相應的降低了所述射頻功率放大器輸出級模塊的設計成本以及后續的維護和管理成本。
【專利說明】
一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊
技術領域
[0001]本申請涉及電路設計技術領域，更具體地說，涉及一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊。
【背景技術】
[0002]功率放大器是各種無線通信系統中不可或缺的關鍵器件，它主要用于將收發信機輸出的已調制射頻信號進行功率放大，以得到滿足無線通信需求的射頻信號。主流的射頻功率放大器電路如圖1所示，主要包括第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第一電容M1、第一電感L、第二電容M2、第一偏置電路11、第二偏置電路12、輸入匹配13及輸出匹配14;其中，所述第一晶體管Ql、第二晶體管Q2、第一偏置電路11、第二偏置電路12、第一電容Ml和第二電容M2集成于同一個芯片當中作為射頻功率放大器輸出級模塊，圖1中的標號GND代表接地端；Vbiasl、Vbias2代表偏置電壓輸入端；Vcc代表電源輸入端；RFIN代表射頻信號輸入端；RFOUT代表射頻信號輸出端。
[0003]現有技術中在設計所述射頻功率放大器輸出級模塊時，通常要考慮其應用的無線通信模式，這是因為現今主流的2G、3G和4G無線通信模式的射頻信號頻段覆蓋700MHz-3500MHz，這些頻段通常可以分為3G/4G低頻段(700MHz-915MHz)、3G/4G中頻段(1710MHz-2025MHz)、GSM850頻段(824MHz-849MHz)、GSM900頻段(880MHz-915MHz)、DCS1800頻段(1710MHz-1785MHz)和PCS1900頻段(1850MHz-1910MHz)或按照其他分類標準進行頻段劃分。應用于2G低頻、中頻、高頻或3G/4G中不同射頻信號頻段的射頻功率放大器輸出級模塊，需要根據不同頻段的輸入射頻信號調整第二電容M2的電容值、第一晶體管Ql以及第二晶體管Q2的尺寸，而這帶來的問題是射頻功率放大器輸出級模塊的生產廠家為了滿足需求者對于輸入射頻信號的不同要求，而設計大量的不同的射頻功率放大器輸出級模塊的版圖，這些版圖不僅在設計過程中需要耗費生產廠家大量的人力物力，而且這些版圖在設計完成后的維護和管理過程中仍然需要生產廠家投入大量的人力物力，從而極大地提升了所述射頻功率放大器輸出級模塊的生產成本。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊，以解決由于需求者對于射頻信號頻段大量的不同要求而需要設計大量不同的射頻功率放大器輸出級模塊的版圖，而帶來的射頻功率放大器輸出級模塊的生產成本較高的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型實施例提供了如下技術方案:
[0006]—種功率放大器輸出級模塊，應用于無線通信系統，包括:襯底，功率放大電路和多個引腳;其中，
[0007]所述襯底表面設置有所述功率放大電路，所述多個引腳設置于所述襯底背離所述功率放大電路一側表面；
[0008]所述功率放大電路包括:第一晶體管、第二晶體管、第一偏置電路和第二偏置電路，其中，
[0009]所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端用于接收外界偏置電壓，所述第一偏置電路的控制電壓輸入端用于接收外界控制電壓，所述第一偏置電路的輸出端與所述第一晶體管的柵極連接，用于為所述第一晶體管提供偏置電壓；
[0010]所述第二偏置電路的電壓輸入端與所述第一偏置電路的控制電壓輸入端連接，用于接收外界控制電壓，所述第二偏置電路的輸出端與所述第二晶體管的柵極連接，用于為所述第二晶體管提供偏置電壓；
[0011]所述第一晶體管的漏極與所述第二晶體管的源極連接，所述第一晶體管的柵極作為射頻信號輸入端，所述第一晶體管的源極接地，所述第二晶體管的漏極作為射頻信號輸出立而;
[0012]所述第一晶體管和第二晶體管的總柵寬均為預設尺寸，用于將外界射頻信號放大后通過所述射頻信號輸出端輸出；
[0013]所述預設尺寸為第一預設參數或第二預設參數或第三預設參數。
[0014]優選的，所述第一預設參數大于或等于第一預設值；
[0015]所述第二預設參數大于或等于第二預設值；
[0016]所述第三預設參數大于或等于第三預設值。
[0017]優選的，所述第一預設值的取值范圍為20mm-30mm，包括端點值；
[00?8]所述第二預設值的取值范圍為I lmm-2Imm，包括端點值；
[0019]所述第三預設值的取值范圍為7mm-l7mm，包括端點值。
[0020]優選的，所述多個引腳為6個引腳，其中，
[0021]所述6個引腳中的兩個引腳為接地引腳，用于為所述功率放大電路提供接地端；
[0022]其他四個引腳分別為所述射頻信號輸入端的引腳、所述射頻信號輸出端的引腳、所述偏置電壓輸入端的引腳以及所述控制電壓輸入端的引腳。
[0023]優選的，所述第一偏置電路包括負反饋單元、第一電阻、第二電阻和第三晶體管；其中，
[0024]所述負反饋單元的第一端作為所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端，所述負反饋單元的第二端接地，所述負反饋單元的第三端通過所述第一電阻接地，所述負反饋單元的第四端與所述第三晶體管的漏極連接作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端；
[0025]所述第三晶體管的源極通過所述第二電阻接地，所述第三晶體管與所述第二電阻的連接節點作為所述第一偏置電路的輸出端，所述第三晶體管的柵極接于所述負反饋單元的第五端，以接收所述負反饋單元提供的穩定電壓。
[0026]優選的，所述負反饋單元包括第四晶體管和第五晶體管;其中，
[0027]所述第四晶體管的漏極與所述第五晶體管的柵極連接，且所述第四晶體管的漏極與所述第五晶體管的柵極的連接節點為所述負反饋單元的第五端，所述第五晶體管的柵極為所述負反饋單元的第一端;所述第四晶體管的源極為所述負反饋單元的第二端;所述第四晶體管的柵極與所述第五晶體管的源極連接，且通過所述第一電阻接地，所述第五晶體管的源極為所述負反饋單元的第三端；
[0028]所述第五晶體管的漏極為所述負反饋單元的第四端。
[0029]優選的，所述負反饋單元還包括:第三電阻和第四電阻；
[0030]其中，所述第三電阻接于所述第五晶體管的柵極與所述第三晶體管的柵極之間，所述第四電阻接于所述第四晶體管與所述第一電阻之間；
[0031]所述第三電阻和第四電阻用于為所述第四晶體管和第五晶體管提供溫度補償。
[0032]優選的，所述第一偏置電路還包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第一電容；
[0033]其中，所述第五電阻的一端作為所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元的第一端連接；
[0034]所述第六電阻的一端作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元的第四端連接；
[0035]所述第七電阻的一端與所述第六電阻連接，作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端，另一端與所述第三晶體管的漏極連接；
[0036]所述第八電阻的一端接于所述第三晶體管的源極與所述第二電阻的連接節點，另一端作為所述第一偏置電路的輸出端；
[0037]所述第一電容的一端接于所述第三晶體管的柵極，另一端接地，用于濾去所述外界偏置電壓中的交流成分；
[0038]所述第五電阻、第六電阻及第七電阻用于降低所述外界偏置電壓、外界控制電壓的波動對所述第一偏置電路的影響；
[0039]所述第八電阻用于降低射頻信號對所述第一偏置電路的影響。
[0040]優選的，所述第二偏置電路包括第九電阻、第十電阻和第二電容；
[0041]其中，所述第九電阻的一端作為所述第二偏置電路的電壓輸入端，另一端與所述第十電阻連接；
[0042]所述第十電阻遠離所述第九電阻一端接地，所述第九電阻和第十電阻的連接節點為所述第二偏置電路的輸出端；
[0043]所述第二電容的一端與所述第九電阻和第十電阻的連接節點連接，另一端接地，用于濾去所述外界控制電壓中的交流成分。
[0044]優選的，所述引腳為銅凸柱引腳或錫球引腳。
[0045]—種射頻前端模塊，應用于無線通信系統，包括:
[0046]至少一個功率放大器輸出級模塊，所述功率放大器輸出級模塊為上述任一實施例所述的功率放大器輸出級模塊；
[0047]與所述功率放大器輸出級模塊對應的電容，所述電容的電容值和與其對應的功率放大器輸出級模塊相匹配。
[0048]從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例提供了一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊，其中，所述功率放大器輸出級模塊包括襯底、功率放大電路和多個引腳；所述功率放大電路包括第一晶體管、第二晶體管、第一偏置電路和第二偏置電路，其中，所述第一晶體管和第二晶體管的總柵寬均為預設尺寸，而所述預設尺寸包括三種標準，分別為第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數。
[0049]發明人通過對無線通信系統中主流的2G、3G和4G無線通信模式不同頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的要求的研究發現，2G、3G和4G無線通信模式對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的需求分為三個級別:2G低頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為35dBm;2G高頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為32dBm;所有的3G和4G頻段，這些頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率的要求為28dBm;而在所述射頻功率放大器輸出級模塊中通過調整所述第一晶體管和第二晶體管的尺寸來滿足不同的輸出功率要求，因此，所述射頻功率放大器輸出級模塊中的第一晶體管和第二晶體管的總柵寬(晶體管尺寸的代表參數)分為三種規格(既所述第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數)，即可滿足現今主流的無線通信模式的所有射頻信號頻段的要求，因此，應用本申請實施例提供的射頻功率放大器輸出級模塊只需要對應的設計三種版圖即可滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求，相應的降低了所述射頻功率放大器輸出級模塊的設計成本以及后續的維護和管理成本。
[0050]并且，所述功率放大器輸出級模塊并沒有將起濾除二階諧波作用的電容集成在同一個芯片中，這是因為所述電容的電容值需要根據輸入的射頻信號的頻段的不同而相應變化，因此如果將所述電容也集成到所述功率放大器輸出級模塊中，就不能實現僅設計三種版圖就能夠滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求的目的。而應用所述功率放大器輸出級模塊時在片外設置與輸入的射頻信號的頻段相對應的電容即可同樣的滿足濾除二階諧波的要求。
【附圖說明】
[0051]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0052]圖1為現有技術中的功率放大器的電路結構示意圖；
[0053]圖2為本申請的一個實施例提供的一種功率放大器輸出級模塊的結構示意圖；
[0054]圖3為本申請的一個實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0055]圖4為本申請的一個實施例提供的一種多個引腳的分布示意圖；
[0056]圖5為本申請的另一個實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0057]圖6為本申請的又一個實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0058]圖7為本申請的再一個實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0059]圖8為本申請的一個優選實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0060]圖9為本申請的另一個優選實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0061]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0062]本申請實施例提供了一種功率放大器輸出級模塊，應用于無線通信系統，如圖2所示，包括:襯底100，功率放大電路200和多個引腳300;其中，
[0063]所述襯底100表面設置有所述功率放大電路200，所述多個引腳300設置于所述襯底100背離所述功率放大電路200—側表面；
[0064]如圖3所示，所述功率放大電路200包括:第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第一偏置電路210和第二偏置電路220，其中，
[0065]所述第一偏置電路210的偏置電壓輸入端用于接收外界偏置電壓，所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端用于接收外界控制電壓，所述第一偏置電路210的輸出端與所述第一晶體管Tl的柵極連接，用于為所述第一晶體管Tl提供偏置電壓；
[0066]所述第二偏置電路220的電壓輸入端與所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端連接，用于接收外界控制電壓，所述第二偏置電路220的輸出端與所述第二晶體管T2的柵極連接，用于為所述第二晶體管T2提供偏置電壓；
[0067]所述第一晶體管Tl的漏極與所述第二晶體管T2的源極連接，所述第一晶體管Tl的柵極作為射頻信號輸入端，所述第一晶體管Tl的源極接地，所述第二晶體管T2的漏極作為射頻信號輸出端；
[0068]所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬均為預設尺寸，用于將外界射頻信號放大后通過所述射頻信號輸出端輸出；
[0069]所述預設尺寸為第一預設參數或第二預設參數或第三預設參數。
[0070]附圖3中的標號Vbias表示所述偏置電壓輸入端，VCB表示所述控制電壓輸入端，RFOUT表示所述射頻信號輸出端，RFIN表示所述射頻信號輸入端，GND表示接地端。
[0071]需要說明的是，發明人通過對無線通信系統中主流的2G、3G和4G無線通信模式不同頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的要求的研究發現，2G、3G和4G無線通信模式對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的需求分為三個級別:2G低頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為35dBm; 2G高頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為32dBm;所有的3G和4G頻段，這些頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率的要求為28dBm;而在所述射頻功率放大器輸出級模塊中通過調整所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的尺寸來滿足不同的輸出功率要求，因此所述射頻功率放大器輸出級模塊中的第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬(晶體管尺寸的代表參數)分為三種規格(既所述第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數)即可滿足現今主流的無線通信模式的所有射頻信號頻段的要求，因此應用本申請實施例提供的射頻功率放大器輸出級模塊只需要對應的設計三種版圖即可滿足需求者對于無線通信模式的射頻信號的頻段的任意需求，相應的降低了所述射頻功率放大器輸出級模塊的設計成本以及后續的維護和管理成本。
[0072]并且，所述功率放大器輸出級模塊并沒有將起濾除二階諧波作用的電容集成在同一個芯片中，這是因為所述電容的電容值需要根據輸入的射頻信號的頻段的不同而相應變化，因此如果將所述電容也集成到所述功率放大器輸出級模塊中就不能實現僅設計三種版圖就能夠滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求的目的。而應用所述功率放大器輸出級模塊時在片外設置與輸入的射頻信號的頻段相對應的電容即可同樣的滿足濾除二階諧波的要求。
[0073]還需要說明的是，在本申請的一個實施例中，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2均為高電子遷移率晶體管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)或均為贗調制慘雜異質結場效應晶體管(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor，pHEMT);本申請對所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的具體類型并不做限定，具體視實際情況而定。
[0074]在本申請的一個實施例中，所述襯底100為砷化鎵襯底100或硅襯底100。本申請對所述襯底100的類型并不做限定，具體視實際情況而定。相應的，當所述襯底100為砷化鎵襯底100時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2為基于砷化鎵的pHEMT或基于砷化鎵的HEMT或基于砷化鎵的其他類型的晶體管；當所述襯底100為硅襯底100時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2為基于硅的場效應晶體管。本申請對此并不做限定，具體視實際情況而定。但在本申請的一個優選實施例中，所述第一晶體管TI和第二晶體管T2為砷化鎵pHEMT，這是因為砷化鎵PHEMT具有高電子迀移率、輸出電阻大、跨導高、更大的電流處理能力以及更低的噪聲等優點。由于砷化鎵贗調制摻雜異質結場效應晶體管的具體結構已為本領域技術人員所熟知，本實用新型在此不做贅述。
[0075]在上述實施例的基礎上，在本申請的一個實施例中，所述第一預設參數大于或等于第一預設值；
[0076]所述第二預設參數大于或等于第二預設值；
[0077]所述第三預設參數大于或等于第三預設值。
[0078]需要說明的是，當所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬大于第一預設值時，所述功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率大于35dBm，既能夠滿足2G低頻段的輸出功率需求；當所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬大于第二預設值時，所述功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率大于32dBm，既能夠滿足2G高頻段的輸出功率需求；當所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬大于第三預設值時，所述功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率大于28dBm，既能夠滿足所有的3G和4G頻段的要求。
[0079]從上述描述可以看出，所述第一預設值為所述功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率為35dBm時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的最小總柵寬；
[0080]所述第二預設值為所述功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率為32dBm時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的最小總柵寬；
[0081 ]所述第三預設值為所述功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率為28dBm時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的最小總柵寬。
[0082]眾所周知的，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬越大，所述功率放大器輸出級模塊占用的襯底面積也會相應增加，而增加的襯底面積會使得所述功率放大器輸出級模塊的成本增加。因此所述第一預設參數優選等于第一預設值;所述第二預設參數優選等于第二預設值;所述第三預設參數優選等于第三預設值。但本申請對此并不做限定，在本申請的其他實施例中，所述第一預設參數也可以大于所述第一預設值，所述第二預設參數也可以大于所述第二預設值，所述第三預設參數也可以大于所述第三預設值，具體視實際情況而定。
[0083]在上述實施例的基礎上，本申請的一個具體實施例提供了所述第一預設值、第二預設值及第三預設值的取值范圍:
[0084]所述第一預設值的取值范圍為20mm-30mm，包括端點值；
[0085]所述第二預設值的取值范圍為Ilmm-21mm，包括端點值；
[0086]所述第三預設值的取值范圍為7mm-l7mm，包括端點值。
[0087]需要說明的是，由于所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的種類不同，由其構成的功率放大器輸出級模塊的輸出功率也會有所差異，因此本申請對所述第一預設值、第二預設值和第三預設值的具體取值和取值范圍并不做限定，具體視實際情況而定。
[0088]但本申請的一個實施例提供了一種所述第一預設值、第二預設值和第三預設值的優選取值，在本實施例中，構成所述功率放大器輸出級模塊的第一晶體管Tl和第二晶體管T2均為砷化鎵pHEMT，在此條件下，所述第一預設值優選為25mm，所述第二預設值優選為16mm，所述第三預設值優選為12mm。但隨著晶體管工藝的不斷發展，所述第一預設值、第二預設值和第三預設值的取值還可能進一步變小，因此本申請對所述第一預設值、第二預設值和第三預設值的取值范圍和具體取值并不做限定，具體視實際情況而定。
[0089]在上述實施例的基礎上，在本申請的另一個實施例中，所述多個引腳300為6個引腳300，其中，
[0090]所述6個引腳300中的兩個引腳300為接地引腳300，用于為所述功率放大電路提供接地端；
[0091]其他四個引腳300分別為所述射頻信號輸入端的引腳300、所述射頻信號輸出端的引腳300、所述偏置電壓輸入端的引腳300以及所述控制電壓輸入端的引腳300。
[0092]需要說明的是，本實施例還提供了一種所述6個引腳300的具體分布方式，如圖4所示，圖4中的標號301代表所述射頻信號輸出端的引腳，302及303代表所述接地引腳，304代表所述射頻信號輸入端的引腳，305代表所述偏置電壓輸入端的引腳，306代表所述控制電壓輸入端的引腳。本申請對所述6個引腳300的具體分布方式并不做限定，只要與圖3中的所述功率放大電路200在所述襯底100表面的分布相對應即可，具體視實際情況而定。但由于射頻功率放大器輸出級模塊的大電流及大功率工作特性的限制，所述射頻信號輸出端的引腳以及兩個所述接地引腳的面積要大于其他引腳，以增強所述射頻信號輸出端的引腳以及兩個所述接地引腳的過電流能力并且減小所述射頻信號輸出端的引腳以及兩個所述接地引腳的寄生參數。
[0093]在上述實施例的基礎上，在本申請的一個優選實施例中，所述引腳300為銅凸柱引腳或錫球引腳。本申請對所述引腳300的具體種類并不做限定，具體視實際情況而定。
[0094]在上述實施例的基礎上，在本申請的又一個實施例中，如圖5所示，所述第一偏置電路210包括負反饋單元211、第一電阻R1、第二電阻R2和第三晶體管T3;其中，
[0095]所述負反饋單元211的第一端作為所述第一偏置電路210的偏置電壓輸入端，所述負反饋單元211的第二端接地，所述負反饋單元211的第三端通過所述第一電阻Rl接地，所述負反饋單元211的第四端與所述第三晶體管T3的漏極連接作為所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端；
[0096]所述第三晶體管T3的源極通過所述第二電阻R2接地，所述第三晶體管T3與所述第二電阻R2的連接節點作為所述第一偏置電路210的輸出端，所述第三晶體管T3的柵極接于所述負反饋單元211的第五端，以接收所述負反饋單元211提供的穩定電壓。
[0097]需要說明的是，在本實施例中，所述負反饋單元211用于將所述外界偏置電壓轉換為一個穩定的電壓提供給所述第三晶體管T3，使得流入所述第三晶體管T3的電流值不會受到所述外界偏置電壓的波動而發生變化。所述第三晶體管T3將接收到的穩定電流轉換后通過其源極輸出，所述第三晶體管Τ3源極輸出的電流與所述第二電阻R2的阻值的乘積既為向所述第一晶體管Tl輸出的電壓值，通過調節所述負反饋單元211的參數以及第二電阻R2的阻值即可調節向所述第一晶體管Tl輸出的電壓值的目的，從而起到了為所述第一晶體管Tl提供合適的偏置電壓的目的。
[0098]在上述實施例的基礎上，在本申請的再一個實施例中，如圖6所示，所述負反饋單元211包括第四晶體管Τ4和第五晶體管Τ5;其中，
[0099]所述第四晶體管Τ4的漏極與所述第五晶體管Τ5的柵極連接，且所述第四晶體管Τ4的漏極與所述第五晶體管Τ5的柵極的連接節點為所述負反饋單元211的第五端，所述第五晶體管Τ5的柵極為所述負反饋單元211的第一端;所述第四晶體管Τ4的源極為所述負反饋單元211的第二端;所述第四晶體管Τ4的柵極與所述第五晶體管Τ5的源極連接，且通過所述第一電阻Rl接地，所述第五晶體管Τ5的源極為所述負反饋單元211的第三端；
[0100]所述第五晶體管Τ5的漏極為所述負反饋單元211的第四端。
[0101]需要說明的是，本實施例僅提供了一種可能的負反饋單元211的構成形式，其他可能的負反饋單元211的構成結構也適用于本申請。
[0102]在上述實施例的基礎上，在本申請的一個優選實施例中，如圖7所示，所述負反饋單元211還包括:第三電阻R3和第四電阻R4;
[0103]其中，所述第三電阻R3接于所述第五晶體管Τ5的柵極與所述第三晶體管Τ3的柵極之間，所述第四電阻R4接于所述第四晶體管Τ4與所述第一電阻Rl之間；
[0104]所述第三電阻R3和第四電阻R4用于為所述第四晶體管Τ4和第五晶體管Τ5提供溫度補償。
[0105]在上述實施例的基礎上，在本申請的另一個優選實施例中，如圖8所示，所述第一偏置電路210還包括第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8和第一電容Cl;
[0106]其中，所述第五電阻R5的一端作為所述第一偏置電路210的偏置電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元211的第一端連接；
[0107]所述第六電阻R6的一端作為所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元211的第四端連接；
[0108]所述第七電阻R7的一端與所述第六電阻R6連接，作為所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端，另一端與所述第三晶體管Τ3的漏極連接；
[0109]所述第八電阻R8的一端接于所述第三晶體管Τ3的源極與所述第二電阻R2的連接節點，另一端作為所述第一偏置電路210的輸出端；
[0110]所述第一電容Cl的一端接于所述第三晶體管Τ3的柵極，另一端接地，用于濾去所述外界偏置電壓中的交流成分；
[0111]所述第五電阻R5、第六電阻R6及第七電阻R7用于降低所述外界偏置電壓、外界控制電壓的波動對所述第一偏置電路210的影響；
[0112]所述第八電阻R8用于降低射頻信號對所述第一偏置電路210的影響。
[0113]在上述實施例的基礎上，在本申請的又一個優選實施例中，如圖9所示，所述第二偏置電路220包括第九電阻R9、第十電阻RlO和第二電容C2;
[0114]其中，所述第九電阻R9的一端作為所述第二偏置電路220的電壓輸入端，另一端與所述第十電阻RlO連接；
[0115]所述第十電阻RlO遠離所述第九電阻R9—端接地，所述第九電阻R9和第十電阻RlO的連接節點為所述第二偏置電路220的輸出端；
[0116]所述第二電容C2的一端與所述第九電阻R9和第十電阻RlO的連接節點連接，另一端接地，用于濾去所述外界控制電壓中的交流成分。
[0117]需要說明的是，同所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2相似，當所述襯底100為砷化鎵襯底100時，所述第三晶體管T3為基于砷化鎵的pHEMT或基于砷化鎵的HEMT或基于砷化鎵的其他類型的晶體管；當所述襯底100為硅襯底100時，所述第三晶體管T3為基于硅的場效應晶體管。本申請對此并不做限定，具體視實際情況而定。同樣的，所述第三晶體管T3優選為砷化鎵贗調制摻雜異質結場效應晶體管。
[0118]還需要說明的是，所述第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9和第十電阻RlO優選為金屬薄膜電阻，可以在所述功率放大器輸出級模塊在所述襯底100上制備時通過第一層金屬或第二層金屬構成。但本申請對所述第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9和第十電阻RlO的種類并不做限定，也可以為其他類型的電阻。
[0119]所述第一電容Cl和第二電容C2優選為金屬-絕緣體-金屬(M頂，Metal-1nsulator-Metal)電容。MIM電容的電容密度大，對于同樣電容值的電容，MIM電容所需的面積小。但本申請對所述第一電容Cl和第二電容C2的具體種類并不做限定，還可以為其他種類的電容，具體視實際情況而定。
[0120]相應的，本申請實施例還提供了一種射頻前端模塊，應用于無線通信系統，包括:[0121 ]至少一個功率放大器輸出級模塊，所述功率放大器輸出級模塊為上述任一實施例所述的功率放大器輸出級模塊；
[0122]與所述功率放大器輸出級模塊一一對應的電容，所述電容的電容值和與其對應的功率放大器輸出級模塊相匹配。
[0123]需要說明的是，與所述功率放大器輸出級模塊一一對應的電容用于去除所述功率放大器輸出級模塊的二階諧波。所述電容的電容值和與其對應的功率放大器輸出級模塊相匹配是指:向所述功率放大器輸出級模塊輸入的射頻信號的頻段決定與該功率放大器輸出級模塊對應的電容的電容值。
[0124]綜上所述，本申請實施例提供了一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊，其中，所述功率放大器輸出級模塊包括襯底100、功率放大電路200和多個引腳300;所述功率放大電路200包括第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第一偏置電路210和第二偏置電路220，其中，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬均為預設尺寸，而所述預設尺寸包括三種標準，分別為第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數。
[0125]發明人通過對無線通信系統中主流的2G、3G和4G無線通信模式不同頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的要求的研究發現，2G、3G和4G無線通信模式對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的需求分為三個級別:2G低頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為35dBm;2G高頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為32dBm;所有的3G和4G頻段，這些頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率的要求為28dBm;而在所述射頻功率放大器輸出級模塊中通過調整所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的尺寸來滿足不同的輸出功率要求，因此所述射頻功率放大器輸出級模塊中的第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬(晶體管尺寸的代表參數)分為三種規格(既所述第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數)即可滿足現今主流的無線通信模式的所有射頻信號頻段的要求，因此應用本申請實施例提供的射頻功率放大器輸出級模塊只需要對應的設計三種版圖即可滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求，相應的降低了所述射頻功率放大器輸出級模塊的設計成本以及后續的維護和管理成本。
[0126]并且，所述功率放大器輸出級模塊并沒有將起濾除二階諧波作用的電容集成在同一個芯片中，這是因為所述電容的電容值需要根據輸入的射頻信號的頻段的不同而相應變化，因此如果將所述電容也集成到所述功率放大器輸出級模塊中就不能實現僅設計三種版圖就能夠滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求的目的。而應用所述功率放大器輸出級模塊時在片外設置與輸入的射頻信號的頻段相對應的電容即可同樣的滿足濾除二階諧波的要求。
[0127]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0128]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種功率放大器輸出級模塊，應用于無線通信系統，其特征在于，包括:襯底，功率放大電路和多個引腳;其中， 所述襯底表面設置有所述功率放大電路，所述多個引腳設置于所述襯底背離所述功率放大電路一側表面； 所述功率放大電路包括:第一晶體管、第二晶體管、第一偏置電路和第二偏置電路，其中， 所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端用于接收外界偏置電壓，所述第一偏置電路的控制電壓輸入端用于接收外界控制電壓，所述第一偏置電路的輸出端與所述第一晶體管的柵極連接，用于為所述第一晶體管提供偏置電壓； 所述第二偏置電路的電壓輸入端與所述第一偏置電路的控制電壓輸入端連接，用于接收外界控制電壓，所述第二偏置電路的輸出端與所述第二晶體管的柵極連接，用于為所述第二晶體管提供偏置電壓； 所述第一晶體管的漏極與所述第二晶體管的源極連接，所述第一晶體管的柵極作為射頻信號輸入端，所述第一晶體管的源極接地，所述第二晶體管的漏極作為射頻信號輸出端；所述第一晶體管和第二晶體管的總柵寬均為預設尺寸，用于將外界射頻信號放大后通過所述射頻信號輸出端輸出； 所述預設尺寸為第一預設參數或第二預設參數或第三預設參數。2.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第一預設參數大于或等于第一預設值； 所述第二預設參數大于或等于第二預設值； 所述第三預設參數大于或等于第三預設值。3.根據權利要求2所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第一預設值的取值范圍為20mm-30_，包括端點值； 所述第二預設值的取值范圍為I lmm-2 Imm，包括端點值； 所述第三預設值的取值范圍為7mm-17mm，包括端點值。4.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述多個引腳為6個引腳，其中， 所述6個引腳中的兩個引腳為接地引腳，用于為所述功率放大電路提供接地端； 其他四個引腳分別為所述射頻信號輸入端的引腳、所述射頻信號輸出端的引腳、所述偏置電壓輸入端的引腳以及所述控制電壓輸入端的引腳。5.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第一偏置電路包括負反饋單元、第一電阻、第二電阻和第三晶體管;其中， 所述負反饋單元的第一端作為所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端，所述負反饋單元的第二端接地，所述負反饋單元的第三端通過所述第一電阻接地，所述負反饋單元的第四端與所述第三晶體管的漏極連接作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端； 所述第三晶體管的源極通過所述第二電阻接地，所述第三晶體管與所述第二電阻的連接節點作為所述第一偏置電路的輸出端，所述第三晶體管的柵極接于所述負反饋單元的第五端，以接收所述負反饋單元提供的穩定電壓。6.根據權利要求5所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述負反饋單元包括第四晶體管和第五晶體管;其中， 所述第四晶體管的漏極與所述第五晶體管的柵極連接，且所述第四晶體管的漏極與所述第五晶體管的柵極的連接節點為所述負反饋單元的第五端，所述第五晶體管的柵極為所述負反饋單元的第一端;所述第四晶體管的源極為所述負反饋單元的第二端;所述第四晶體管的柵極與所述第五晶體管的源極連接，且通過所述第一電阻接地，所述第五晶體管的源極為所述負反饋單元的第三端； 所述第五晶體管的漏極為所述負反饋單元的第四端。7.根據權利要求6所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述負反饋單元還包括:第三電阻和第四電阻； 其中，所述第三電阻接于所述第五晶體管的柵極與所述第三晶體管的柵極之間，所述第四電阻接于所述第四晶體管與所述第一電阻之間； 所述第三電阻和第四電阻用于為所述第四晶體管和第五晶體管提供溫度補償。8.根據權利要求5所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第一偏置電路還包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第一電容； 其中，所述第五電阻的一端作為所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元的第一端連接； 所述第六電阻的一端作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元的第四端連接； 所述第七電阻的一端與所述第六電阻連接，作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端，另一端與所述第三晶體管的漏極連接； 所述第八電阻的一端接于所述第三晶體管的源極與所述第二電阻的連接節點，另一端作為所述第一偏置電路的輸出端； 所述第一電容的一端接于所述第三晶體管的柵極，另一端接地，用于濾去所述外界偏置電壓中的交流成分； 所述第五電阻、第六電阻及第七電阻用于降低所述外界偏置電壓、外界控制電壓的波動對所述第一偏置電路的影響； 所述第八電阻用于降低射頻信號對所述第一偏置電路的影響。9.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第二偏置電路包括第九電阻、第十電阻和第二電容； 其中，所述第九電阻的一端作為所述第二偏置電路的電壓輸入端，另一端與所述第十電阻連接； 所述第十電阻遠離所述第九電阻一端接地，所述第九電阻和第十電阻的連接節點為所述第二偏置電路的輸出端； 所述第二電容的一端與所述第九電阻和第十電阻的連接節點連接，另一端接地，用于濾去所述外界控制電壓中的交流成分。10.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述引腳為銅凸柱引腳或錫球引腳。11.一種射頻前端模塊，應用于無線通信系統，其特征在于，包括: 至少一個功率放大器輸出級模塊，所述功率放大器輸出級模塊為權利要求1-10任一項所述的功率放大器輸出級模塊； 與所述功率放大器輸出級模塊一一對應的電容，所述電容的電容值和與其對應的功率放大器輸出級模塊相匹配。
【文檔編號】H03F3/19GK205725666SQ201620322855
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】陳高鵬, 黃清華, 劉磊, 陳俊
【申請人】宜確半導體（蘇州）有限公司
【專利摘要】本申請公開了一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊，其中，所述功率放大器輸出級模塊包括襯底，功率放大電路和多個引腳；所述襯底表面設置有所述功率放大電路，所述多個引腳設置于所述襯底背離所述功率放大電路一側表面；所述功率放大電路包括：第一晶體管、第二晶體管、第一偏置電路和第二偏置電路，第一晶體管和第二晶體管的總柵寬均為預設尺寸；所述預設尺寸為第一預設參數或第二預設參數或第三預設參數。應用本申請實施例提供的射頻功率放大器輸出級模塊只需要對應的設計三種版圖即可滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求，相應的降低了所述射頻功率放大器輸出級模塊的設計成本以及后續的維護和管理成本。
【專利說明】
一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊
技術領域
[0001]本申請涉及電路設計技術領域，更具體地說，涉及一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊。
【背景技術】
[0002]功率放大器是各種無線通信系統中不可或缺的關鍵器件，它主要用于將收發信機輸出的已調制射頻信號進行功率放大，以得到滿足無線通信需求的射頻信號。主流的射頻功率放大器電路如圖1所示，主要包括第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第一電容M1、第一電感L、第二電容M2、第一偏置電路11、第二偏置電路12、輸入匹配13及輸出匹配14;其中，所述第一晶體管Ql、第二晶體管Q2、第一偏置電路11、第二偏置電路12、第一電容Ml和第二電容M2集成于同一個芯片當中作為射頻功率放大器輸出級模塊，圖1中的標號GND代表接地端；Vbiasl、Vbias2代表偏置電壓輸入端；Vcc代表電源輸入端；RFIN代表射頻信號輸入端；RFOUT代表射頻信號輸出端。
[0003]現有技術中在設計所述射頻功率放大器輸出級模塊時，通常要考慮其應用的無線通信模式，這是因為現今主流的2G、3G和4G無線通信模式的射頻信號頻段覆蓋700MHz-3500MHz，這些頻段通常可以分為3G/4G低頻段(700MHz-915MHz)、3G/4G中頻段(1710MHz-2025MHz)、GSM850頻段(824MHz-849MHz)、GSM900頻段(880MHz-915MHz)、DCS1800頻段(1710MHz-1785MHz)和PCS1900頻段(1850MHz-1910MHz)或按照其他分類標準進行頻段劃分。應用于2G低頻、中頻、高頻或3G/4G中不同射頻信號頻段的射頻功率放大器輸出級模塊，需要根據不同頻段的輸入射頻信號調整第二電容M2的電容值、第一晶體管Ql以及第二晶體管Q2的尺寸，而這帶來的問題是射頻功率放大器輸出級模塊的生產廠家為了滿足需求者對于輸入射頻信號的不同要求，而設計大量的不同的射頻功率放大器輸出級模塊的版圖，這些版圖不僅在設計過程中需要耗費生產廠家大量的人力物力，而且這些版圖在設計完成后的維護和管理過程中仍然需要生產廠家投入大量的人力物力，從而極大地提升了所述射頻功率放大器輸出級模塊的生產成本。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊，以解決由于需求者對于射頻信號頻段大量的不同要求而需要設計大量不同的射頻功率放大器輸出級模塊的版圖，而帶來的射頻功率放大器輸出級模塊的生產成本較高的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型實施例提供了如下技術方案:
[0006]—種功率放大器輸出級模塊，應用于無線通信系統，包括:襯底，功率放大電路和多個引腳;其中，
[0007]所述襯底表面設置有所述功率放大電路，所述多個引腳設置于所述襯底背離所述功率放大電路一側表面；
[0008]所述功率放大電路包括:第一晶體管、第二晶體管、第一偏置電路和第二偏置電路，其中，
[0009]所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端用于接收外界偏置電壓，所述第一偏置電路的控制電壓輸入端用于接收外界控制電壓，所述第一偏置電路的輸出端與所述第一晶體管的柵極連接，用于為所述第一晶體管提供偏置電壓；
[0010]所述第二偏置電路的電壓輸入端與所述第一偏置電路的控制電壓輸入端連接，用于接收外界控制電壓，所述第二偏置電路的輸出端與所述第二晶體管的柵極連接，用于為所述第二晶體管提供偏置電壓；
[0011]所述第一晶體管的漏極與所述第二晶體管的源極連接，所述第一晶體管的柵極作為射頻信號輸入端，所述第一晶體管的源極接地，所述第二晶體管的漏極作為射頻信號輸出立而;
[0012]所述第一晶體管和第二晶體管的總柵寬均為預設尺寸，用于將外界射頻信號放大后通過所述射頻信號輸出端輸出；
[0013]所述預設尺寸為第一預設參數或第二預設參數或第三預設參數。
[0014]優選的，所述第一預設參數大于或等于第一預設值；
[0015]所述第二預設參數大于或等于第二預設值；
[0016]所述第三預設參數大于或等于第三預設值。
[0017]優選的，所述第一預設值的取值范圍為20mm-30mm，包括端點值；
[00?8]所述第二預設值的取值范圍為I lmm-2Imm，包括端點值；
[0019]所述第三預設值的取值范圍為7mm-l7mm，包括端點值。
[0020]優選的，所述多個引腳為6個引腳，其中，
[0021]所述6個引腳中的兩個引腳為接地引腳，用于為所述功率放大電路提供接地端；
[0022]其他四個引腳分別為所述射頻信號輸入端的引腳、所述射頻信號輸出端的引腳、所述偏置電壓輸入端的引腳以及所述控制電壓輸入端的引腳。
[0023]優選的，所述第一偏置電路包括負反饋單元、第一電阻、第二電阻和第三晶體管；其中，
[0024]所述負反饋單元的第一端作為所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端，所述負反饋單元的第二端接地，所述負反饋單元的第三端通過所述第一電阻接地，所述負反饋單元的第四端與所述第三晶體管的漏極連接作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端；
[0025]所述第三晶體管的源極通過所述第二電阻接地，所述第三晶體管與所述第二電阻的連接節點作為所述第一偏置電路的輸出端，所述第三晶體管的柵極接于所述負反饋單元的第五端，以接收所述負反饋單元提供的穩定電壓。
[0026]優選的，所述負反饋單元包括第四晶體管和第五晶體管;其中，
[0027]所述第四晶體管的漏極與所述第五晶體管的柵極連接，且所述第四晶體管的漏極與所述第五晶體管的柵極的連接節點為所述負反饋單元的第五端，所述第五晶體管的柵極為所述負反饋單元的第一端;所述第四晶體管的源極為所述負反饋單元的第二端;所述第四晶體管的柵極與所述第五晶體管的源極連接，且通過所述第一電阻接地，所述第五晶體管的源極為所述負反饋單元的第三端；
[0028]所述第五晶體管的漏極為所述負反饋單元的第四端。
[0029]優選的，所述負反饋單元還包括:第三電阻和第四電阻；
[0030]其中，所述第三電阻接于所述第五晶體管的柵極與所述第三晶體管的柵極之間，所述第四電阻接于所述第四晶體管與所述第一電阻之間；
[0031]所述第三電阻和第四電阻用于為所述第四晶體管和第五晶體管提供溫度補償。
[0032]優選的，所述第一偏置電路還包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第一電容；
[0033]其中，所述第五電阻的一端作為所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元的第一端連接；
[0034]所述第六電阻的一端作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元的第四端連接；
[0035]所述第七電阻的一端與所述第六電阻連接，作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端，另一端與所述第三晶體管的漏極連接；
[0036]所述第八電阻的一端接于所述第三晶體管的源極與所述第二電阻的連接節點，另一端作為所述第一偏置電路的輸出端；
[0037]所述第一電容的一端接于所述第三晶體管的柵極，另一端接地，用于濾去所述外界偏置電壓中的交流成分；
[0038]所述第五電阻、第六電阻及第七電阻用于降低所述外界偏置電壓、外界控制電壓的波動對所述第一偏置電路的影響；
[0039]所述第八電阻用于降低射頻信號對所述第一偏置電路的影響。
[0040]優選的，所述第二偏置電路包括第九電阻、第十電阻和第二電容；
[0041]其中，所述第九電阻的一端作為所述第二偏置電路的電壓輸入端，另一端與所述第十電阻連接；
[0042]所述第十電阻遠離所述第九電阻一端接地，所述第九電阻和第十電阻的連接節點為所述第二偏置電路的輸出端；
[0043]所述第二電容的一端與所述第九電阻和第十電阻的連接節點連接，另一端接地，用于濾去所述外界控制電壓中的交流成分。
[0044]優選的，所述引腳為銅凸柱引腳或錫球引腳。
[0045]—種射頻前端模塊，應用于無線通信系統，包括:
[0046]至少一個功率放大器輸出級模塊，所述功率放大器輸出級模塊為上述任一實施例所述的功率放大器輸出級模塊；
[0047]與所述功率放大器輸出級模塊對應的電容，所述電容的電容值和與其對應的功率放大器輸出級模塊相匹配。
[0048]從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例提供了一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊，其中，所述功率放大器輸出級模塊包括襯底、功率放大電路和多個引腳；所述功率放大電路包括第一晶體管、第二晶體管、第一偏置電路和第二偏置電路，其中，所述第一晶體管和第二晶體管的總柵寬均為預設尺寸，而所述預設尺寸包括三種標準，分別為第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數。
[0049]發明人通過對無線通信系統中主流的2G、3G和4G無線通信模式不同頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的要求的研究發現，2G、3G和4G無線通信模式對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的需求分為三個級別:2G低頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為35dBm;2G高頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為32dBm;所有的3G和4G頻段，這些頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率的要求為28dBm;而在所述射頻功率放大器輸出級模塊中通過調整所述第一晶體管和第二晶體管的尺寸來滿足不同的輸出功率要求，因此，所述射頻功率放大器輸出級模塊中的第一晶體管和第二晶體管的總柵寬(晶體管尺寸的代表參數)分為三種規格(既所述第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數)，即可滿足現今主流的無線通信模式的所有射頻信號頻段的要求，因此，應用本申請實施例提供的射頻功率放大器輸出級模塊只需要對應的設計三種版圖即可滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求，相應的降低了所述射頻功率放大器輸出級模塊的設計成本以及后續的維護和管理成本。
[0050]并且，所述功率放大器輸出級模塊并沒有將起濾除二階諧波作用的電容集成在同一個芯片中，這是因為所述電容的電容值需要根據輸入的射頻信號的頻段的不同而相應變化，因此如果將所述電容也集成到所述功率放大器輸出級模塊中，就不能實現僅設計三種版圖就能夠滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求的目的。而應用所述功率放大器輸出級模塊時在片外設置與輸入的射頻信號的頻段相對應的電容即可同樣的滿足濾除二階諧波的要求。
【附圖說明】
[0051]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0052]圖1為現有技術中的功率放大器的電路結構示意圖；
[0053]圖2為本申請的一個實施例提供的一種功率放大器輸出級模塊的結構示意圖；
[0054]圖3為本申請的一個實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0055]圖4為本申請的一個實施例提供的一種多個引腳的分布示意圖；
[0056]圖5為本申請的另一個實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0057]圖6為本申請的又一個實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0058]圖7為本申請的再一個實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0059]圖8為本申請的一個優選實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖；
[0060]圖9為本申請的另一個優選實施例提供的一種功率放大電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0061]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0062]本申請實施例提供了一種功率放大器輸出級模塊，應用于無線通信系統，如圖2所示，包括:襯底100，功率放大電路200和多個引腳300;其中，
[0063]所述襯底100表面設置有所述功率放大電路200，所述多個引腳300設置于所述襯底100背離所述功率放大電路200—側表面；
[0064]如圖3所示，所述功率放大電路200包括:第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第一偏置電路210和第二偏置電路220，其中，
[0065]所述第一偏置電路210的偏置電壓輸入端用于接收外界偏置電壓，所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端用于接收外界控制電壓，所述第一偏置電路210的輸出端與所述第一晶體管Tl的柵極連接，用于為所述第一晶體管Tl提供偏置電壓；
[0066]所述第二偏置電路220的電壓輸入端與所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端連接，用于接收外界控制電壓，所述第二偏置電路220的輸出端與所述第二晶體管T2的柵極連接，用于為所述第二晶體管T2提供偏置電壓；
[0067]所述第一晶體管Tl的漏極與所述第二晶體管T2的源極連接，所述第一晶體管Tl的柵極作為射頻信號輸入端，所述第一晶體管Tl的源極接地，所述第二晶體管T2的漏極作為射頻信號輸出端；
[0068]所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬均為預設尺寸，用于將外界射頻信號放大后通過所述射頻信號輸出端輸出；
[0069]所述預設尺寸為第一預設參數或第二預設參數或第三預設參數。
[0070]附圖3中的標號Vbias表示所述偏置電壓輸入端，VCB表示所述控制電壓輸入端，RFOUT表示所述射頻信號輸出端，RFIN表示所述射頻信號輸入端，GND表示接地端。
[0071]需要說明的是，發明人通過對無線通信系統中主流的2G、3G和4G無線通信模式不同頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的要求的研究發現，2G、3G和4G無線通信模式對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的需求分為三個級別:2G低頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為35dBm; 2G高頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為32dBm;所有的3G和4G頻段，這些頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率的要求為28dBm;而在所述射頻功率放大器輸出級模塊中通過調整所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的尺寸來滿足不同的輸出功率要求，因此所述射頻功率放大器輸出級模塊中的第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬(晶體管尺寸的代表參數)分為三種規格(既所述第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數)即可滿足現今主流的無線通信模式的所有射頻信號頻段的要求，因此應用本申請實施例提供的射頻功率放大器輸出級模塊只需要對應的設計三種版圖即可滿足需求者對于無線通信模式的射頻信號的頻段的任意需求，相應的降低了所述射頻功率放大器輸出級模塊的設計成本以及后續的維護和管理成本。
[0072]并且，所述功率放大器輸出級模塊并沒有將起濾除二階諧波作用的電容集成在同一個芯片中，這是因為所述電容的電容值需要根據輸入的射頻信號的頻段的不同而相應變化，因此如果將所述電容也集成到所述功率放大器輸出級模塊中就不能實現僅設計三種版圖就能夠滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求的目的。而應用所述功率放大器輸出級模塊時在片外設置與輸入的射頻信號的頻段相對應的電容即可同樣的滿足濾除二階諧波的要求。
[0073]還需要說明的是，在本申請的一個實施例中，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2均為高電子遷移率晶體管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)或均為贗調制慘雜異質結場效應晶體管(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor，pHEMT);本申請對所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的具體類型并不做限定，具體視實際情況而定。
[0074]在本申請的一個實施例中，所述襯底100為砷化鎵襯底100或硅襯底100。本申請對所述襯底100的類型并不做限定，具體視實際情況而定。相應的，當所述襯底100為砷化鎵襯底100時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2為基于砷化鎵的pHEMT或基于砷化鎵的HEMT或基于砷化鎵的其他類型的晶體管；當所述襯底100為硅襯底100時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2為基于硅的場效應晶體管。本申請對此并不做限定，具體視實際情況而定。但在本申請的一個優選實施例中，所述第一晶體管TI和第二晶體管T2為砷化鎵pHEMT，這是因為砷化鎵PHEMT具有高電子迀移率、輸出電阻大、跨導高、更大的電流處理能力以及更低的噪聲等優點。由于砷化鎵贗調制摻雜異質結場效應晶體管的具體結構已為本領域技術人員所熟知，本實用新型在此不做贅述。
[0075]在上述實施例的基礎上，在本申請的一個實施例中，所述第一預設參數大于或等于第一預設值；
[0076]所述第二預設參數大于或等于第二預設值；
[0077]所述第三預設參數大于或等于第三預設值。
[0078]需要說明的是，當所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬大于第一預設值時，所述功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率大于35dBm，既能夠滿足2G低頻段的輸出功率需求；當所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬大于第二預設值時，所述功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率大于32dBm，既能夠滿足2G高頻段的輸出功率需求；當所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬大于第三預設值時，所述功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率大于28dBm，既能夠滿足所有的3G和4G頻段的要求。
[0079]從上述描述可以看出，所述第一預設值為所述功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率為35dBm時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的最小總柵寬；
[0080]所述第二預設值為所述功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率為32dBm時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的最小總柵寬；
[0081 ]所述第三預設值為所述功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率為28dBm時，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的最小總柵寬。
[0082]眾所周知的，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬越大，所述功率放大器輸出級模塊占用的襯底面積也會相應增加，而增加的襯底面積會使得所述功率放大器輸出級模塊的成本增加。因此所述第一預設參數優選等于第一預設值;所述第二預設參數優選等于第二預設值;所述第三預設參數優選等于第三預設值。但本申請對此并不做限定，在本申請的其他實施例中，所述第一預設參數也可以大于所述第一預設值，所述第二預設參數也可以大于所述第二預設值，所述第三預設參數也可以大于所述第三預設值，具體視實際情況而定。
[0083]在上述實施例的基礎上，本申請的一個具體實施例提供了所述第一預設值、第二預設值及第三預設值的取值范圍:
[0084]所述第一預設值的取值范圍為20mm-30mm，包括端點值；
[0085]所述第二預設值的取值范圍為Ilmm-21mm，包括端點值；
[0086]所述第三預設值的取值范圍為7mm-l7mm，包括端點值。
[0087]需要說明的是，由于所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的種類不同，由其構成的功率放大器輸出級模塊的輸出功率也會有所差異，因此本申請對所述第一預設值、第二預設值和第三預設值的具體取值和取值范圍并不做限定，具體視實際情況而定。
[0088]但本申請的一個實施例提供了一種所述第一預設值、第二預設值和第三預設值的優選取值，在本實施例中，構成所述功率放大器輸出級模塊的第一晶體管Tl和第二晶體管T2均為砷化鎵pHEMT，在此條件下，所述第一預設值優選為25mm，所述第二預設值優選為16mm，所述第三預設值優選為12mm。但隨著晶體管工藝的不斷發展，所述第一預設值、第二預設值和第三預設值的取值還可能進一步變小，因此本申請對所述第一預設值、第二預設值和第三預設值的取值范圍和具體取值并不做限定，具體視實際情況而定。
[0089]在上述實施例的基礎上，在本申請的另一個實施例中，所述多個引腳300為6個引腳300，其中，
[0090]所述6個引腳300中的兩個引腳300為接地引腳300，用于為所述功率放大電路提供接地端；
[0091]其他四個引腳300分別為所述射頻信號輸入端的引腳300、所述射頻信號輸出端的引腳300、所述偏置電壓輸入端的引腳300以及所述控制電壓輸入端的引腳300。
[0092]需要說明的是，本實施例還提供了一種所述6個引腳300的具體分布方式，如圖4所示，圖4中的標號301代表所述射頻信號輸出端的引腳，302及303代表所述接地引腳，304代表所述射頻信號輸入端的引腳，305代表所述偏置電壓輸入端的引腳，306代表所述控制電壓輸入端的引腳。本申請對所述6個引腳300的具體分布方式并不做限定，只要與圖3中的所述功率放大電路200在所述襯底100表面的分布相對應即可，具體視實際情況而定。但由于射頻功率放大器輸出級模塊的大電流及大功率工作特性的限制，所述射頻信號輸出端的引腳以及兩個所述接地引腳的面積要大于其他引腳，以增強所述射頻信號輸出端的引腳以及兩個所述接地引腳的過電流能力并且減小所述射頻信號輸出端的引腳以及兩個所述接地引腳的寄生參數。
[0093]在上述實施例的基礎上，在本申請的一個優選實施例中，所述引腳300為銅凸柱引腳或錫球引腳。本申請對所述引腳300的具體種類并不做限定，具體視實際情況而定。
[0094]在上述實施例的基礎上，在本申請的又一個實施例中，如圖5所示，所述第一偏置電路210包括負反饋單元211、第一電阻R1、第二電阻R2和第三晶體管T3;其中，
[0095]所述負反饋單元211的第一端作為所述第一偏置電路210的偏置電壓輸入端，所述負反饋單元211的第二端接地，所述負反饋單元211的第三端通過所述第一電阻Rl接地，所述負反饋單元211的第四端與所述第三晶體管T3的漏極連接作為所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端；
[0096]所述第三晶體管T3的源極通過所述第二電阻R2接地，所述第三晶體管T3與所述第二電阻R2的連接節點作為所述第一偏置電路210的輸出端，所述第三晶體管T3的柵極接于所述負反饋單元211的第五端，以接收所述負反饋單元211提供的穩定電壓。
[0097]需要說明的是，在本實施例中，所述負反饋單元211用于將所述外界偏置電壓轉換為一個穩定的電壓提供給所述第三晶體管T3，使得流入所述第三晶體管T3的電流值不會受到所述外界偏置電壓的波動而發生變化。所述第三晶體管T3將接收到的穩定電流轉換后通過其源極輸出，所述第三晶體管Τ3源極輸出的電流與所述第二電阻R2的阻值的乘積既為向所述第一晶體管Tl輸出的電壓值，通過調節所述負反饋單元211的參數以及第二電阻R2的阻值即可調節向所述第一晶體管Tl輸出的電壓值的目的，從而起到了為所述第一晶體管Tl提供合適的偏置電壓的目的。
[0098]在上述實施例的基礎上，在本申請的再一個實施例中，如圖6所示，所述負反饋單元211包括第四晶體管Τ4和第五晶體管Τ5;其中，
[0099]所述第四晶體管Τ4的漏極與所述第五晶體管Τ5的柵極連接，且所述第四晶體管Τ4的漏極與所述第五晶體管Τ5的柵極的連接節點為所述負反饋單元211的第五端，所述第五晶體管Τ5的柵極為所述負反饋單元211的第一端;所述第四晶體管Τ4的源極為所述負反饋單元211的第二端;所述第四晶體管Τ4的柵極與所述第五晶體管Τ5的源極連接，且通過所述第一電阻Rl接地，所述第五晶體管Τ5的源極為所述負反饋單元211的第三端；
[0100]所述第五晶體管Τ5的漏極為所述負反饋單元211的第四端。
[0101]需要說明的是，本實施例僅提供了一種可能的負反饋單元211的構成形式，其他可能的負反饋單元211的構成結構也適用于本申請。
[0102]在上述實施例的基礎上，在本申請的一個優選實施例中，如圖7所示，所述負反饋單元211還包括:第三電阻R3和第四電阻R4;
[0103]其中，所述第三電阻R3接于所述第五晶體管Τ5的柵極與所述第三晶體管Τ3的柵極之間，所述第四電阻R4接于所述第四晶體管Τ4與所述第一電阻Rl之間；
[0104]所述第三電阻R3和第四電阻R4用于為所述第四晶體管Τ4和第五晶體管Τ5提供溫度補償。
[0105]在上述實施例的基礎上，在本申請的另一個優選實施例中，如圖8所示，所述第一偏置電路210還包括第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8和第一電容Cl;
[0106]其中，所述第五電阻R5的一端作為所述第一偏置電路210的偏置電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元211的第一端連接；
[0107]所述第六電阻R6的一端作為所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元211的第四端連接；
[0108]所述第七電阻R7的一端與所述第六電阻R6連接，作為所述第一偏置電路210的控制電壓輸入端，另一端與所述第三晶體管Τ3的漏極連接；
[0109]所述第八電阻R8的一端接于所述第三晶體管Τ3的源極與所述第二電阻R2的連接節點，另一端作為所述第一偏置電路210的輸出端；
[0110]所述第一電容Cl的一端接于所述第三晶體管Τ3的柵極，另一端接地，用于濾去所述外界偏置電壓中的交流成分；
[0111]所述第五電阻R5、第六電阻R6及第七電阻R7用于降低所述外界偏置電壓、外界控制電壓的波動對所述第一偏置電路210的影響；
[0112]所述第八電阻R8用于降低射頻信號對所述第一偏置電路210的影響。
[0113]在上述實施例的基礎上，在本申請的又一個優選實施例中，如圖9所示，所述第二偏置電路220包括第九電阻R9、第十電阻RlO和第二電容C2;
[0114]其中，所述第九電阻R9的一端作為所述第二偏置電路220的電壓輸入端，另一端與所述第十電阻RlO連接；
[0115]所述第十電阻RlO遠離所述第九電阻R9—端接地，所述第九電阻R9和第十電阻RlO的連接節點為所述第二偏置電路220的輸出端；
[0116]所述第二電容C2的一端與所述第九電阻R9和第十電阻RlO的連接節點連接，另一端接地，用于濾去所述外界控制電壓中的交流成分。
[0117]需要說明的是，同所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2相似，當所述襯底100為砷化鎵襯底100時，所述第三晶體管T3為基于砷化鎵的pHEMT或基于砷化鎵的HEMT或基于砷化鎵的其他類型的晶體管；當所述襯底100為硅襯底100時，所述第三晶體管T3為基于硅的場效應晶體管。本申請對此并不做限定，具體視實際情況而定。同樣的，所述第三晶體管T3優選為砷化鎵贗調制摻雜異質結場效應晶體管。
[0118]還需要說明的是，所述第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9和第十電阻RlO優選為金屬薄膜電阻，可以在所述功率放大器輸出級模塊在所述襯底100上制備時通過第一層金屬或第二層金屬構成。但本申請對所述第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9和第十電阻RlO的種類并不做限定，也可以為其他類型的電阻。
[0119]所述第一電容Cl和第二電容C2優選為金屬-絕緣體-金屬(M頂，Metal-1nsulator-Metal)電容。MIM電容的電容密度大，對于同樣電容值的電容，MIM電容所需的面積小。但本申請對所述第一電容Cl和第二電容C2的具體種類并不做限定，還可以為其他種類的電容，具體視實際情況而定。
[0120]相應的，本申請實施例還提供了一種射頻前端模塊，應用于無線通信系統，包括:[0121 ]至少一個功率放大器輸出級模塊，所述功率放大器輸出級模塊為上述任一實施例所述的功率放大器輸出級模塊；
[0122]與所述功率放大器輸出級模塊一一對應的電容，所述電容的電容值和與其對應的功率放大器輸出級模塊相匹配。
[0123]需要說明的是，與所述功率放大器輸出級模塊一一對應的電容用于去除所述功率放大器輸出級模塊的二階諧波。所述電容的電容值和與其對應的功率放大器輸出級模塊相匹配是指:向所述功率放大器輸出級模塊輸入的射頻信號的頻段決定與該功率放大器輸出級模塊對應的電容的電容值。
[0124]綜上所述，本申請實施例提供了一種功率放大器輸出級模塊及射頻前端模塊，其中，所述功率放大器輸出級模塊包括襯底100、功率放大電路200和多個引腳300;所述功率放大電路200包括第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第一偏置電路210和第二偏置電路220，其中，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬均為預設尺寸，而所述預設尺寸包括三種標準，分別為第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數。
[0125]發明人通過對無線通信系統中主流的2G、3G和4G無線通信模式不同頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的要求的研究發現，2G、3G和4G無線通信模式對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的輸出功率的需求分為三個級別:2G低頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為35dBm;2G高頻段，該頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的飽和輸出功率的要求為32dBm;所有的3G和4G頻段，這些頻段對于所述射頻功率放大器輸出級模塊的線性輸出功率的要求為28dBm;而在所述射頻功率放大器輸出級模塊中通過調整所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2的尺寸來滿足不同的輸出功率要求，因此所述射頻功率放大器輸出級模塊中的第一晶體管Tl和第二晶體管T2的總柵寬(晶體管尺寸的代表參數)分為三種規格(既所述第一預設參數、第二預設參數和第三預設參數)即可滿足現今主流的無線通信模式的所有射頻信號頻段的要求，因此應用本申請實施例提供的射頻功率放大器輸出級模塊只需要對應的設計三種版圖即可滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求，相應的降低了所述射頻功率放大器輸出級模塊的設計成本以及后續的維護和管理成本。
[0126]并且，所述功率放大器輸出級模塊并沒有將起濾除二階諧波作用的電容集成在同一個芯片中，這是因為所述電容的電容值需要根據輸入的射頻信號的頻段的不同而相應變化，因此如果將所述電容也集成到所述功率放大器輸出級模塊中就不能實現僅設計三種版圖就能夠滿足需求者對于無線通信模式及射頻信號的頻段的任意需求的目的。而應用所述功率放大器輸出級模塊時在片外設置與輸入的射頻信號的頻段相對應的電容即可同樣的滿足濾除二階諧波的要求。
[0127]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0128]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種功率放大器輸出級模塊，應用于無線通信系統，其特征在于，包括:襯底，功率放大電路和多個引腳;其中， 所述襯底表面設置有所述功率放大電路，所述多個引腳設置于所述襯底背離所述功率放大電路一側表面； 所述功率放大電路包括:第一晶體管、第二晶體管、第一偏置電路和第二偏置電路，其中， 所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端用于接收外界偏置電壓，所述第一偏置電路的控制電壓輸入端用于接收外界控制電壓，所述第一偏置電路的輸出端與所述第一晶體管的柵極連接，用于為所述第一晶體管提供偏置電壓； 所述第二偏置電路的電壓輸入端與所述第一偏置電路的控制電壓輸入端連接，用于接收外界控制電壓，所述第二偏置電路的輸出端與所述第二晶體管的柵極連接，用于為所述第二晶體管提供偏置電壓； 所述第一晶體管的漏極與所述第二晶體管的源極連接，所述第一晶體管的柵極作為射頻信號輸入端，所述第一晶體管的源極接地，所述第二晶體管的漏極作為射頻信號輸出端；所述第一晶體管和第二晶體管的總柵寬均為預設尺寸，用于將外界射頻信號放大后通過所述射頻信號輸出端輸出； 所述預設尺寸為第一預設參數或第二預設參數或第三預設參數。2.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第一預設參數大于或等于第一預設值； 所述第二預設參數大于或等于第二預設值； 所述第三預設參數大于或等于第三預設值。3.根據權利要求2所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第一預設值的取值范圍為20mm-30_，包括端點值； 所述第二預設值的取值范圍為I lmm-2 Imm，包括端點值； 所述第三預設值的取值范圍為7mm-17mm，包括端點值。4.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述多個引腳為6個引腳，其中， 所述6個引腳中的兩個引腳為接地引腳，用于為所述功率放大電路提供接地端； 其他四個引腳分別為所述射頻信號輸入端的引腳、所述射頻信號輸出端的引腳、所述偏置電壓輸入端的引腳以及所述控制電壓輸入端的引腳。5.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第一偏置電路包括負反饋單元、第一電阻、第二電阻和第三晶體管;其中， 所述負反饋單元的第一端作為所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端，所述負反饋單元的第二端接地，所述負反饋單元的第三端通過所述第一電阻接地，所述負反饋單元的第四端與所述第三晶體管的漏極連接作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端； 所述第三晶體管的源極通過所述第二電阻接地，所述第三晶體管與所述第二電阻的連接節點作為所述第一偏置電路的輸出端，所述第三晶體管的柵極接于所述負反饋單元的第五端，以接收所述負反饋單元提供的穩定電壓。6.根據權利要求5所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述負反饋單元包括第四晶體管和第五晶體管;其中， 所述第四晶體管的漏極與所述第五晶體管的柵極連接，且所述第四晶體管的漏極與所述第五晶體管的柵極的連接節點為所述負反饋單元的第五端，所述第五晶體管的柵極為所述負反饋單元的第一端;所述第四晶體管的源極為所述負反饋單元的第二端;所述第四晶體管的柵極與所述第五晶體管的源極連接，且通過所述第一電阻接地，所述第五晶體管的源極為所述負反饋單元的第三端； 所述第五晶體管的漏極為所述負反饋單元的第四端。7.根據權利要求6所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述負反饋單元還包括:第三電阻和第四電阻； 其中，所述第三電阻接于所述第五晶體管的柵極與所述第三晶體管的柵極之間，所述第四電阻接于所述第四晶體管與所述第一電阻之間； 所述第三電阻和第四電阻用于為所述第四晶體管和第五晶體管提供溫度補償。8.根據權利要求5所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第一偏置電路還包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第一電容； 其中，所述第五電阻的一端作為所述第一偏置電路的偏置電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元的第一端連接； 所述第六電阻的一端作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端，另一端與所述負反饋單元的第四端連接； 所述第七電阻的一端與所述第六電阻連接，作為所述第一偏置電路的控制電壓輸入端，另一端與所述第三晶體管的漏極連接； 所述第八電阻的一端接于所述第三晶體管的源極與所述第二電阻的連接節點，另一端作為所述第一偏置電路的輸出端； 所述第一電容的一端接于所述第三晶體管的柵極，另一端接地，用于濾去所述外界偏置電壓中的交流成分； 所述第五電阻、第六電阻及第七電阻用于降低所述外界偏置電壓、外界控制電壓的波動對所述第一偏置電路的影響； 所述第八電阻用于降低射頻信號對所述第一偏置電路的影響。9.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述第二偏置電路包括第九電阻、第十電阻和第二電容； 其中，所述第九電阻的一端作為所述第二偏置電路的電壓輸入端，另一端與所述第十電阻連接； 所述第十電阻遠離所述第九電阻一端接地，所述第九電阻和第十電阻的連接節點為所述第二偏置電路的輸出端； 所述第二電容的一端與所述第九電阻和第十電阻的連接節點連接，另一端接地，用于濾去所述外界控制電壓中的交流成分。10.根據權利要求1所述的功率放大器輸出級模塊，其特征在于，所述引腳為銅凸柱引腳或錫球引腳。11.一種射頻前端模塊，應用于無線通信系統，其特征在于，包括: 至少一個功率放大器輸出級模塊，所述功率放大器輸出級模塊為權利要求1-10任一項所述的功率放大器輸出級模塊； 與所述功率放大器輸出級模塊一一對應的電容，所述電容的電容值和與其對應的功率放大器輸出級模塊相匹配。
【文檔編號】H03F3/19GK205725666SQ201620322855
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】陳高鵬, 黃清華, 劉磊, 陳俊
【申請人】宜確半導體（蘇州）有限公司
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