一种cmos线性功率放大器中的自适应偏置电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及功率放大器，具体涉及一种CMOS线性功率放大器中的自适应偏置电路。
【背景技术】
[0002]当今CMOS工艺在数字电路、混合信号甚至射频电路上都得到了广泛的应用，而集成功率放大器成为了 CMOS IC面临的最大障碍。原因在于，首先CMOS器件的特性，尤其是鲁棒性要大大弱于主流手机功放所采用的GaAs，SiGe等工艺，而随着尺寸的降低，这一缺陷变得越发突出。包括栅氧击穿电压低、源漏穿通电压小、热载流子效应明显等因素造成了CMOS器件在应对大电流、大电压的情况下性能和可靠性较差。
[0003]传统的CMOS功率放大器(CMOS PA)在涉及鲁棒性设计中，通常采用叠加多个Cascode甚至采用Stacked等方式来增加电路的可靠性，但是在负载失配较为严重的情况下，这些方法仍然存在风险。其次，CMOS器件在线性特性上也较传统工艺器件差，因此往往需要依靠线性化技术进行校正。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型公开了一种CMOS线性功率放大器中的自适应偏置电路。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种CMOS线性功率放大器中的自适应偏置电路，包括反相器放大电路、失真放大电路、反相放大电路和电压电流转换电路；所述反相器放大电路的输入端是所述偏置电路的输入端，所述反相器放大电路的输出端连接所述失真放大电路的输入端，所述失真放大电路的输出端连接所述反相放大电路的输入端，所述反相放大电路的输出端连接所述电压电流转换电路；还包括第七场效应管，所述第七场效应管是P沟道型，所述电压电流转换电路的输出端连接所述第七场效应管的门级，所述第七场效应管的漏极作为所述偏置信号的输出端。
[0007]其进一步的技术方案为:所述反相器放大电路包括第一场效应管、第二场效应管、可变电阻；所述第一场效应管为N沟道型，所述第二场效应管为P沟道型，所述第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极相连接，所述第一场效应管的门级和第二场效应管的门级相连接，所述可变电阻一端连接所述第一场效应管的门级，另一端连接第一场效应管的漏极；所述第一场效应管的门级为反相器放大电路的输入端，漏极为反相器放大电路(I)的输出端。
[0008]其进一步的技术方案为:所述失真放大电路包括为N沟道型的第三场效应管和第四场效应管；所述第三场效应管的门级连接所述反相器放大电路的输出端；所述第三场效应管的漏极连接第四场效应管的源极，其公共端作为所述失真放大电路的输出端。
[0009]其进一步的技术方案为:所述反相放大电路包括P沟道型的第五场效应管、第一电阻和第一电容，所述第一电阻和第一电容并联，所述第一电阻的一端连接所述第五场效应管的漏极；所述第一电阻和所述第五场效应管的公共端为所述反相放大电路的输出端。
[0010]其进一步的技术方案为:所述电压电流转换电路包括误差放大器、第二电阻、第二电容和第六场效应管；所述第六场效应管的漏极连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地；所述误差放大器的正向输入端连接所述第六场效应管和第二电阻的公共端，所述反相放大电路的输出端连接所述误差放大器的负向输出端；所述误差放大器的输出端连接所述第七场效应管的门级。
[0011]本实用新型的有益技术效果是:
[0012]1、本实用新型采用动态跟踪输出电压信号幅度，并提取出相关信息动态的调整偏置电路，使其可以自适应负载失配的情况。
[0013]2、本实用新型同时采用动态的跟踪输出电流的变化，实时调整功放的工作电流，从而可以在根本上改善CMOS功放在各个恶劣条件下的可靠性。
[0014]3、本实用新型采用动态的跟踪信号幅度，然后相应的调整偏置电路以适应当前的信号幅度需求，同时辅助模拟线性化装置或谐波抑制网络，同时改善功放的线性度和效率。
[0015]综上，本实用新型的自适应偏置技术很好的解决了不同信号输入下，对功率放大器在待机功耗和线性度之间的折中，在不同输入幅度下产生不同的偏置信号，在大信号下提升偏置改善功放的线性，在小信号下降低偏置，保证线性的情况下尽可能降低直流功耗。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型示意图。
[0017]图2显示了不同反相器增益下对功率放大器增益的影响。
[0018]图3显示了对于不同输入信号幅度下对应的功放的工作电流。
[0019]图4显示了带自适应偏置电路和没有带自适应偏置电路的增益变化
【具体实施方式】
[0020]图1是本实用新型示意图。本实用新型包括反相器放大电路1、失真放大电路2、反相放大电路3和电压电流转换电路4.反相器放大电路I的输入端是偏置电路的输入端，反相器放大电路I的输出端连接失真放大电路2的输入端，失真放大电路2的输出端连接反相放大电路3的输入端，反相放大电路3的输出端连接电压电流转换电路4。还包括场效应管M7，场效应管M7是P沟道型，电压电流转换电路4的输出端连接场效应管M7的门级，场效应管M7的漏极作为偏置电路的输出端。
[0021]反相器放大电路I包括场效应管M1、场效应管M2、可变电阻R0。场效应管Ml为N沟道型，场效应管M2为P沟道型，场效应管Ml的漏极和场效应管M2的漏极相连接，场效应管Ml的门级和场效应管M2的门级相连接，可变电阻RO—端连接场效应管Ml的门级，另一端连接场效应管Ml的漏极。场效应管Ml的门级为反相器放大电路I的输入端，漏极为反相器放大电路I的输出端。通过调节可变电阻RO的大小，改变放大器的增益，就可以调节自适应偏置电路的起始点。
[0022]失真放大电路2包括为N沟道型的场效应管M3和场效应管M4。场效应管M3的门级连接反相器放大电路I的输出端，场效应管M3的漏极连接场效应管M4的源极，其公共端作为失真放大电路2的输出端。场效应管M3和场效应管M4组成了一个增益固定的失真放大电路2，即在小信号模式下，电路节点b的平均电压相对固定，而在大信号下，电路节点b产生的失真将导致电路节点B点的平均电压下降。
[0023]反相放大电路3包括P沟道型的场效应管M5、电阻Rl和电容Cl。电阻Rl和电容Cl并联，电阻Rl的一端连接场效应管M5的漏极，电阻Rl和场效应管M5的公共端为反相放大电路3的输出端。场效应管M5和电阻R1、电容Cl组成的反相放大电路3具有滤波作用，经过失真放大电路后电路节点2的平均电平随着