提高共源共柵CMOS功率放大器效率的方案

　　2 功率放大器設(shè)計(jì)

　　放大電路如圖2所示，電路結(jié)構(gòu)為差分形式，采取兩級(jí)放大，分別為驅(qū)動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)。驅(qū)動(dòng)級(jí)采用差分的共源共柵（Cascode）結(jié)構(gòu)，可以提供適當(dāng)?shù)碾妷涸鲆?；輸出?jí)也是差分的共源共柵結(jié)構(gòu)，在提供一定的電壓增益的同時(shí)，還提供輸出功率，這種結(jié)構(gòu)可以提高功放輸出電壓的擺幅，從而降低對(duì)MOS管最大電流能力的要求，提高功放的效率。兩級(jí)之間采用的耦合電容Cp和Cn在提高隔離度的同時(shí)起到級(jí)間阻抗匹配的作用。電感Lp1、Lp2、Ln1、Ln2用作負(fù)載，電感Lnp用來(lái)抵消源極寄生電容對(duì)功放效率的影響，其中Lp1、Ln1和Lnp采用工藝庫(kù)里的片上螺旋電感來(lái)實(shí)現(xiàn)，而Lp2和Ln2可以采用高Q值的鍵合線電感實(shí)現(xiàn)，這樣可以有效提高功放的增益，當(dāng)然只要工藝條件允許，在對(duì)增益要求不是很高的情況下，也可以采用工藝庫(kù)里的片上螺旋電感來(lái)實(shí)現(xiàn)。單路輸入信號(hào)經(jīng)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)由巴倫轉(zhuǎn)換成兩路信號(hào)Vpin和Vnin,放大后的兩路信號(hào)Vpout和Vnout經(jīng)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)由巴倫轉(zhuǎn)換成一路信號(hào)送至天線。其中，輸入匹配采用共軛匹配以達(dá)到最大增益，輸出匹配采用功率匹配以輸出最大功率，都是以簡(jiǎn)單的LC匹配網(wǎng)絡(luò)為實(shí)現(xiàn)形式，通過(guò)高頻輔助設(shè)計(jì)軟件ADS中的Smithchart來(lái)設(shè)計(jì)。

圖2 兩級(jí)A類放大電路結(jié)構(gòu)示意圖

　3 仿真結(jié)果