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    在這些年的WiFi產(chǎn)品開發(fā)中，接觸了多種型號(hào)的射頻功率放大器（以下簡(jiǎn)稱PA），本文對(duì)WiFi產(chǎn)品中常用的射頻功率放大器做個(gè)匯總，供讀者參考。本文中部分器件型號(hào)是FrontendModule，即包含內(nèi)PA，LNA，Switch，按不同廠牌對(duì)PA進(jìn)行介紹，按照廠牌字母順序進(jìn)行排列。ANADIGICSANADIGICS成立于1985年，率先開創(chuàng)制造高容量、低成本、高性能的砷化鎵集成電路(GaAsICs)。ANADIGICS是世界的通信產(chǎn)品供應(yīng)商。ANADIGICS為不斷發(fā)展的無線寬帶與無線通信市場(chǎng)，設(shè)計(jì)、制造射頻集成電路（RFIC）解決方案。公司創(chuàng)新的高頻率RFIC，能使通信設(shè)備制造商提高整體系統(tǒng)性能、減少產(chǎn)品的體積及重量、提高電源效率、提高穩(wěn)定性、并降造成本及制程時(shí)間。PartNumberFrequencySupply(V)GainP1dBEVM@54MbpsAWL6951b/g:–b/g:32b/g:27g:a:–a:29a:a:AWL9224–3–3227b:meetsACPR@+23dBmg:AWL9555–+2926-33dB@Pout=+19dBm-36dB@Pout=+5dBmAWL6153–3–528313%@Pout=+25dBmAWL6950–3–b/g:3225g:–a:33a:本文*給出ANADIGICS的**高規(guī)格WiFiPAAWL6153的性能指標(biāo)，如下圖。Avago這是一家從Agilent（現(xiàn)拆分為Agilent+Keysight）中分離出來的半導(dǎo)體公司，擁有50年的技術(shù)創(chuàng)新傳統(tǒng)。多年來。為減小 AM—AM失真，應(yīng)降低工作點(diǎn)，常稱為增益回退。遼寧EMC射頻功率放大器

5G時(shí)代，智能手機(jī)將采用2發(fā)射4接收方案，未來有望演進(jìn)為8接收方案。功率放大器（PA）是一部手機(jī)關(guān)鍵的器件之一，它直接決定了手機(jī)無線通信的距離、信號(hào)質(zhì)量，甚至待機(jī)時(shí)間，是整個(gè)射頻系統(tǒng)中除基帶外重要的部分。5G將帶動(dòng)智能移動(dòng)終端、基站端及IOT設(shè)備射頻PA穩(wěn)健增長(zhǎng)。功率放大器市場(chǎng)增長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)健，復(fù)合年增長(zhǎng)率為7%，將從2017年的50億美元增長(zhǎng)到2023年的70億美元。LTE功率放大器市場(chǎng)的增長(zhǎng)，尤其是高頻和超高頻，將彌補(bǔ)2G/3G市場(chǎng)的萎縮。15G智能移動(dòng)終端，射頻PA的大機(jī)遇5G推動(dòng)手機(jī)射頻PA量?jī)r(jià)齊升無論是在基站端還是設(shè)備終端，5G給供應(yīng)商帶來的挑戰(zhàn)都首先體現(xiàn)在射頻方面，因?yàn)檫@是設(shè)備“上”網(wǎng)的關(guān)鍵出入口，即將到來的5G手機(jī)將會(huì)面臨更多頻段的支持、不同的調(diào)制方向、信號(hào)路由的選擇、開關(guān)速度的變化等多方面的技術(shù)挑戰(zhàn)外，也會(huì)帶來相應(yīng)市場(chǎng)機(jī)遇。5G將給天線數(shù)量、射頻前端模塊價(jià)值量帶來翻倍增長(zhǎng)。以5G手機(jī)為例，單部手機(jī)的射頻半導(dǎo)體用量達(dá)到25美金，相比4G手機(jī)近乎翻倍增長(zhǎng)。其中濾波器從40個(gè)增加至70個(gè)，頻帶從15個(gè)增加至30個(gè)，接收機(jī)發(fā)射機(jī)濾波器從30個(gè)增加至75個(gè)，射頻開關(guān)從10個(gè)增加至30個(gè)，載波聚合從5個(gè)增加至200個(gè)。5G手機(jī)功率放大器。遼寧EMC射頻功率放大器微波固態(tài)功率放大器的工作狀態(tài)主要由功率、效率、失真及被放大信號(hào)的性 質(zhì)等要求來確定。

    vgs是指柵源電壓，vth是指閾值電壓。開關(guān)關(guān)斷的寄生電容：coff＝fom/ron。其中fom為半導(dǎo)體工藝商提供的開關(guān)ron與coff乘積，單位為fs(飛秒)。另，w/l較大，發(fā)生esd時(shí)有利于能提供直接的低阻抗電流泄放通道。用兩個(gè)sw疊加，相對(duì)單sw，能在esd大電流下保護(hù)sw的mos管不被損壞。當(dāng)可控衰減電路的sw使用了疊管設(shè)計(jì)，兩個(gè)開關(guān)sw1和sw2的控制邏輯是一樣的：(1)非負(fù)增益模式下，sw1和sw2同時(shí)關(guān)斷；(2)負(fù)增益模式下，sw1和sw2同時(shí)打開。本申請(qǐng)實(shí)施例中的sw1和sw2在應(yīng)用中可以采用絕緣體上硅(silicononinsulator，soi)cmos管，也可以是bulkcmos管(平面結(jié)構(gòu)mos管)。下面提供一種采用可控衰減電路和輸入匹配電路的結(jié)構(gòu)，如圖5a所示，圖5a中l(wèi)2、c1和r2構(gòu)成驅(qū)動(dòng)放大級(jí)電路之前的輸入匹配電路，可以將輸入端口的阻抗匹配到適合射頻功率放大器電路的輸入阻抗位置，這是由于驅(qū)動(dòng)放大級(jí)電路需要某種特定阻抗范圍，輸出功率才能實(shí)現(xiàn)所需的效率，增益等性能?？煽厮p電路的并聯(lián)到地支路的sw1和r1，在它們之前的電感l(wèi)1用于對(duì)并聯(lián)到地支路的寄生電容的匹配補(bǔ)償。在高增益模式下，這種射頻功率放大器電路輸入的匹配結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，輸入端口匹配良好，因此輸入端的回波損耗好。

    此時(shí)信號(hào)將產(chǎn)生非線性，其功率需要小于-10dbm才能實(shí)現(xiàn)線性輸出，此時(shí)射頻功率放大器電路的線性增益為-10db，因此，其線性輸出功率范圍為：-45dbm～-10dbm。上述高、中、低功率模式中有功率等級(jí)的交疊，這是窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)的要求，這樣可保證應(yīng)用端配置的靈活性。比如同樣功率等級(jí)下，選擇耗電小的功率模式等。這樣發(fā)射信號(hào)功率即輸出功率覆蓋了-45dbm到，總共，可滿足廣域的信號(hào)覆蓋要求。參見圖1a和圖1b，在射頻功率放大器電路已經(jīng)加強(qiáng)負(fù)反饋基礎(chǔ)上(引入負(fù)反饋電路)，調(diào)節(jié)各級(jí)晶體管的偏置電路(例如調(diào)節(jié)t2和t4漏極的偏置電流，或者調(diào)節(jié)t3和t5漏極的偏置電壓)，再在輸入匹配電路之前引入可控衰減電路，可以進(jìn)一步降低增益。從理論來講，可控衰減電路通過設(shè)計(jì)可以滿足負(fù)增益的需求。這里，可控衰減電路需要考慮盡量降低其對(duì)放大器輸入匹配電路的影響，它好可以與輸入匹配電路的設(shè)計(jì)融合。另外，需要射頻功率放大器電路在沒有處于負(fù)增益工作模式下時(shí)，具有適當(dāng)?shù)纳漕l傳導(dǎo)功率容量和靜電保護(hù)能力(electro-staticdischarge，esd)。本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種射頻功率放大器電路，如圖2所示，與圖1a相比，在輸入端口和輸入匹配電路之間插入可控衰減電路。射頻功率放大器包括A類、AB類、B類和c類等，開關(guān)放大 器包括D類、E類和F類等。

    因?yàn)樵O(shè)計(jì)的可控衰減電路中電感的品質(zhì)因數(shù)q較低，因此頻選特性不明顯，頻率響應(yīng)帶寬較寬，帶來的射頻信號(hào)的插入損耗相對(duì)較小。負(fù)增益模式下的回波損耗和頻率響應(yīng)帶寬也能滿足要求。假設(shè)fh為上限頻率，fl為下限頻率，fo為中心頻率；且有：fh＝900mhz，fl＝600mhz，fo＝800mhz，回波損耗大于15db，頻率響應(yīng)的帶寬可達(dá)到300mhz以上，相對(duì)帶寬可達(dá)到(fh-fl)/fo＝(900-600)/800＝％。下面再提供一種采用可控衰減電路和輸入匹配電路的結(jié)構(gòu)，如圖5b所示，在該結(jié)構(gòu)中的可控衰減電路的電阻r1可以變?yōu)殚_關(guān)sw2，增強(qiáng)了對(duì)射頻輸入端口rfin的esd保護(hù)能力。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果在于：通過在信號(hào)的輸入端設(shè)計(jì)可控衰減電路，在實(shí)現(xiàn)功率放大器增益負(fù)增益的同時(shí)，對(duì)高增益模式性能的影響很小，并且加強(qiáng)了對(duì)rfin端口的esd保護(hù)。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，對(duì)芯片面積占用小，能降低硬件成本。在本申請(qǐng)實(shí)施例提供的射頻功率放大器電路中，反饋電路中可以用于切換的電阻有多種，例如當(dāng)射頻功率放大器電路需要實(shí)現(xiàn)三檔增益模式：高增益30db左右，低增益15db左右，負(fù)增益-10db左右。此時(shí)，反饋電路如圖6所示，c51、c52、c53和c54是1pf～2pf范圍的電容。電阻r53大于r51大于r52。微波固態(tài)功率放大器通常安裝在一個(gè)腔體內(nèi)，由于頻率高，往往容易產(chǎn)生寄 生藕合與干擾。遼寧EMC射頻功率放大器

放大器能把輸入信號(hào)的電壓或功率放大的裝置，由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成。遼寧EMC射頻功率放大器

    控制信號(hào)vgg通過電阻與開關(guān)連接，同時(shí)通過備用電阻與備用開關(guān)連接。備用電阻的參數(shù)與電阻的參數(shù)相同，二者都是作為上拉電阻給開關(guān)供電。備用開關(guān)的參數(shù)與開關(guān)的參數(shù)相同，開關(guān)和備用開關(guān)的寄生電阻皆為單開關(guān)的寄生電阻值ron的一半，因此雙開關(guān)的整體寄生電阻值與單開關(guān)的寄生電阻值相同。開關(guān)和備用開關(guān)的控制邏輯相同：非負(fù)增益模式下，開關(guān)和備用開關(guān)同時(shí)關(guān)斷；負(fù)增益模式下，開關(guān)和備用開關(guān)同時(shí)打開，不需要考慮電阻r1和備用電阻rn。其中，開關(guān)和備用開關(guān)均為n型mos管，其具體的類型可以是絕緣體上硅mos管，也可以是平面結(jié)構(gòu)mos管。可見，在本申請(qǐng)實(shí)施例中，因?yàn)槭褂昧睡B管設(shè)計(jì)，將開關(guān)和備用開關(guān)疊加，使得mos管的耐壓能力和靜電釋放能力提升，相對(duì)于單mos管，能在大電流下更好的保護(hù)開關(guān)和備用開關(guān)，使其不被損壞。在一個(gè)可能的示例中，輸入匹配電路101包括第三電阻r3、電容c1和第二電感l(wèi)2，第二電感的端連接第二電阻的第二端，第二電感的第二端連接電容的端，電容的第二端連接第三電阻的端。在圖9中，假設(shè)輸入端的輸入阻抗zin＝r0-jx0，可控衰減電路的等效阻抗為z20＝r20+jx20，輸入匹配電路的等效阻抗為z30＝r30+jx30，為了實(shí)現(xiàn)z20和zin的共軛匹配。遼寧EMC射頻功率放大器

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