专利名称：射频功率放大集成电路及采用其的移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频领域，尤其是涉及一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路及采用其的移动终端。
背景技术：
在现代无线通信系统中，射频功率放大器是实现射频信号无线传输的关键部件。射频功率放大器的主要功能是将已调制的射频信号放大到所需的功率值，传输至天线发射，保证在一定区域的接收机可以接收到信号。作为射频部分的关键部件，射频功率放大器的性能对通信质量产生直接的影响，尤其在越来越广泛被采用的数字通信系统中，例如GSM (Global System for MobileCommunications,全球移动通信系统)，TD-SCDMA (TimeDivision-SynchronousCode Division Multiple Access,时分同步码分多址)，CDMA (CodeDivisionMultiple Access,又称码分多址)等标准。GSM协议规定，手机发射功率是可以被基站控制的。基站通过下行SACCH信道，发出命令控制手机的发射功率级别，每两个相邻功率等级之间的发射功率相差2dB，GSM900频段的最大发射功率级别是5 (33dBm)，最小发射功率级别是19 (5dBm), DCS1800频段的最大发射功率级别是0 (30dBm)，最小发射功率级别是15 (OdBm)0长期以来，采用砷化镓HBT (Heterojunction bipolartransistor,异质结双极晶体管)工艺设计的功率放大器集成电路一直是手机终端市场上的主流产品。由于砷化镓HBT晶体管具有高功率密度和高击穿电压的特性，使其在手机功率放大器中得到了广泛应用。如图1所示，GSM射频功率放大集成电路主要由功率控制器101和射频功率放大器102两部分组成，射频功率放大器102采用具有高性能的砷化镓HBT工艺制作，功率控制器101采用具有低成本的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制作。射频功率放大器102 —般由功率驱动级103和功率输出放大级104两部分级联而成。射频功率放大器102的供电由功率控制器101提供，并且供电电压由VRAMP信号的值决定。为了降低GSM射频功率放大器集成电路的产品成本，目前的研发趋势是将功率放大器和功率控制器采用同一种工艺实现，这样可以通过节省芯片面积和缩小芯片封装尺寸来降低产品的制作成本。随着集成电路制造工艺水平的发展，目前市场上已经出现了基于互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺设计的GSM单片集成功率放大器模块。由于CMOS工艺的器件击穿电压本身一般为6V左右，相比砷化镓HBT工艺的15V来说还是很低的。所以目前的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺设计的功率放大器都是采用Cascode结构，这种结构一般是把两个NMOS晶体管叠加起来，这样电路的击穿电压可以增大到12V左右，通过合理的设计，可以实现满足GSM指标的功率输出。其功率控制方法也和传统的砷化镓功率放大器控制方法一样，即通过控制功率放大器的电源电压来改变输出功率的大小。虽然完全采用了互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现了整个GSM射频功率放大器集成电路，但是由于采用了 Cascode结构，整个电路的芯片面积也有所增大，所以在降低成本方面没有太大的优势。具体地，如图1所示，GSM射频功率放大器模块主要由功率控制器101和射频功率放大器102两部分组成，其中，如上所述射频功率放大器102采用具有高性能的砷化镓(GaAs)HBT工艺制作，功率控制器101采用具有低成本的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制作。射频功率放大器102 —般由功率驱动级103和功率输出放大级104两部分级联而成。射频功率放大器102的供电由功率控制器101提供。功率控制器102 —般是一个具有可变输出的低压差线性稳压器(LDO)通过改变LDO输入控制电压信号VRAMP的值来改变其输出供电电压值，进而实现功率控制。由于GSM协议规定GSM900频段的最大发射功率级别是5即33dBm。考虑到从射频功率放大器到天线之间的损耗，一般会把最大输出功率设计到35dBm。为了使射频功率放大器102的最大输出功率达到35dBm，必续把PMOS晶体管105的尺寸设计得足够大才可以提供充足的驱动电流。因此，如何设计一种在射频通信系统中，有效减小射频功率放大集成电路的芯片面积、降低产品制作成本，便成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路及采用其的移动终端，以解决现有无法有效减小射频功率放大集成电路的芯片面积、降低产品制作成本的问题。为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，由一功率控制器、三个功率单元模块、偏置电路以及匹配电路连接组成，其特征在于，所述三个功率单元模块由两个功率驱动级模块和一个功率输出放大级模块级联组成，所述两个功率驱动级模块和一个功率输出放大级模块均由BJT晶体管和NMOS晶体管叠加而成；其中，所述BJT晶体管的发射极接地，所述BJT晶体管的基极为功率信号输入端，所述BJT晶体管的集电极和NMOS晶体管的源极相连，NMOS晶体管的漏极为功率信号输出端，NMOS晶体管的栅极受来自所述功率控制器产生的一个可变电压信号控制。进一步地，其中，所述功率控制器进一步为一低压差线性稳压器。进一步地，其中，所述低压差线性稳压器进一步由一运算放大器、一 PMOS晶体管以及两个电阻组成，其中，所述PMOS晶体管的漏极与一电阻的连接输出端连接三个所述NMOS晶体管的栅极。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种移动终端，其特征在于，该移动终端中采用如上述的任一所述具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，该移动终端包括移动终端基带控制芯片、射频收发器、射频功率放大集成电路、低噪声放大器模块、射频开关模块以及天线；其中，所述基带控制芯片，分别与所述射频收发器和射频功率放大集成电路相连接，用于合成将要发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码；所述射频收发器，分别与所述基带控制芯片、射频功率放大集成电路和低噪声放大器模块相连接，用于对从所述基带控制芯片传输来的基带信号进行处理而生成射频信号，并将所生成的射频信号发送到所述射频功率放大集成电路，或对从所述低噪声放大器模块传输来的射频信号进行处理而生成基带信号，并将所生成的基带信号发送到所述基带控制芯片；所述射频功率放大集成电路，分别与所述射频收发器和射频开关模块相连接，用于对从所述射频收发器传输来的射频信号进行功率放大的处理后发送给所述射频开关模块；所述低噪声放大器模块，分别与所述射频收发器和射频开关模块相连接，用于接收来自射频开关模块的信号并将该接收信号处理后发送至所述射频收发器；所述射频开关模块，分别与所述射频功率放大集成电路、低噪声放大器模块以及天线相连接，用于通过所述天线从外界接收信号送到所述低噪声放大器模块或者发射从所述射频功率放大集成电路传输来的信号。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，由一功率控制器、三个功率单元模块、偏置电路以及匹配电路连接组成，其特征在于，所述三个功率单元模块由两个功率驱动级模块和一个功率输出放大级模块级联组成，其中，所述功率驱动级模块均由BJT晶体管组成，所述功率输出放大级模块由BJT晶体管和NMOS晶体管叠加而成；其中，所述功率输出放大级模块中的BJT晶体管的发射极接地，射频功率信号通过该功率输出放大级模块中的BJT晶体管的基极进入所述功率输出放大级模块，所述功率输出放大级模块中的BJT晶体管的集电极和所述功率输出放大级模块中的NMOS晶体管的源级相连，所述功率输出放大级模块中的NMOS晶体管的漏极是射频信号输出端，所述功率输出放大级模块中的NMOS晶体管的栅极和所述功率控制器的输出接点相连。进一步地，其中，所述功率控制器进一步为一低压差线性稳压器。进一步地，其中，所述低压差线性稳压器进一步由一运算放大器、一 PMOS晶体管以及两个电阻组成，其中，所述PMOS晶体管的漏极与一电阻的连接输出端连接所述功率输出放大级模块中的NMOS晶体管的栅极和两个所述功率驱动级模块的集电极。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种移动终端，其特征在于，该移动终端中采用如上述的任一所述具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，该移动终端包括移动终端基带控制芯片、射频收发器、射频功率放大集成电路、低噪声放大器模块、射频开关模块以及天线；其中，所述基带控制芯片，分别与所述射频收发器和射频功率放大集成电路相连接，用于合成将要发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码；所述射频收发器，分别与所述基带控制芯片、射频功率放大集成电路和低噪声放大器模块相连接，用于对从所述基带控制芯片传输来的基带信号进行处理而生成射频信号，并将所生成的射频信号发送到所述射频功率放大集成电路，或对从所述低噪声放大器模块传输来的射频信号进行处理而生成基带信号，并将所生成的基带信号发送到所述基带控制芯片；所述射频功率放大集成电路，分别与所述射频收发器和射频开关模块相连接，用于对从所述射频收发器传输来的射频信号进行功率放大的处理后发送给所述射频开关模块；所述低噪声放大器模块，分别与所述射频收发器和射频开关模块相连接，用于接收来自射频开关模块的信号并将该接收信号处理后发送至所述射频收发器；所述射频开关模块，分别与所述射频功率放大集成电路、低噪声放大器模块以及天线相连接，用于通过所述天线从外界接收信号送到所述低噪声放大器模块或者发射从所述射频功率放大集成电路传输来的信号。与现有技术相比，本发明所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路及采用其的移动终端，达到了如下效果I)本发明所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路及采用其的移动终端，使用BiCMOS工艺，由BJT晶体管和NMOS晶体管叠加形成。通过控制匪OS晶体管的栅极电压来控制放大器的输出功率。2)本发明所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路及采用其的移动终端，在这种电路结构中，NMOS晶体管叠加在BJT晶体管之上，减轻了 BJT晶体管击穿电压的压力，提高了功率放大器输出电压的摆幅，从而降低对BJT晶体管最大电流能力的要求，并减小输出晶体管的尺寸，进一步减小芯片面积，同时也降低制作成本。
图1是现有技术中的GSM射频功率放大器示意图。图2是本发明实施例一所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路结构框图。图3是本发明实施例一所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路的具体电路图。图4是本发明实施例一所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路中功率输出放大级模块的电路结构示意图。图5是本发明实施例二所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路的具体电路图。图6是采用本发明实施例一或二所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路的移动终端的连接结构框图。
具体实施例方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
如图2和3所示,本发明实施例一所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路2，由一功率控制器21、三个功率单元模块(Power Cell) 204、205、206，偏置电路207以及匹配电路208连接组成，其特征在于，所述三个功率单元模块204、205、206由两个功率驱动级模块204、205和一个功率输出放大级模块206级联组成，所述两个功率驱动级模块204、205和一个功率输出放大级模块206均由BJT (Bipolar Junction Transistor)晶体管 Ql、Q2、Q3 和 NMOS (N-Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管 Ml、M2、M3 叠加而成；其中，所述BJT晶体管Ql、Q2、Q3的发射极接地，所述BJT晶体管Ql、Q2、Q3的基极为功率信号输入端，所述BJT晶体管Q1、Q2、Q3的集电极和NMOS晶体管M1、M2、M3的源极相连，NMOS晶体管Ml、M2、M3的漏极为功率信号输出端，NMOS晶体管Ml、M2、M3的栅极受来自所述功率控制器21产生的一个可变电压信号控制。如图3所示,其中，所述功率控制器21是一个LD0(low dropout regulator,低压差线性稳压器)，由运算放大器202、PMOS (P-Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管203以及电阻R1、R2组成。通过改变输入控制电压信号VRAMP的值来改变LDO在结点209处的输出电压值。由于功率控制器21为现有技术中的内容，其是通过PMOS晶体管203的漏极与电阻Rl的连接输出端209连接NMOS晶体管M1、M2、M3的栅极。功率控制器21之所以采用上述设计，是为了使其不需要具有很大的驱动电流的能力，因而PMOS晶体管203的尺寸可以做得非常小。其中，如图3所示，功率驱动级模块204，由BJT晶体管Ql和NMOS晶体管Ml叠加而成。其中，BJT晶体管Ql的发射极接地，射频功率信号通过BJT晶体管Ql的基极进入功率驱动级模块204，BJT晶体管Ql的集电极和NMOS晶体管Ml的源级相连，NMOS晶体管Ml的漏极是射频信号输出端，NMOS晶体管Ml的栅极和功率控制器21的输出接点209相连。目的是通过改变接点209的输出电压，可以控制NMOS晶体管Ml栅极电压的大小，进而控制功率驱动级模块204的输出功率。其中，如图3所示，功率驱动级模块205，由BJT晶体管Q2和NMOS晶体管M2叠加而成。其中，BJT晶体管Q2的发射极接地，射频功率信号通过BJT晶体管Q2的基极进入功率驱动级模块205，BJT晶体管Q2的集电极和NMOS晶体管M2的源级相连，NMOS晶体管M2的漏极是射频信号输出端，NMOS晶体管M2的栅极和功率控制器21的输出接点209相连。目的是通过改变接点209的输出电压，可以控制NMOS晶体管M2栅极电压的大小，进而控制功率驱动级模块205的输出功率。其中，如图3所示，功率输出放大级模块206，由BJT晶体管Q3和NMOS晶体管M3叠加而成。其中，BJT晶体管Q3的发射极接地，射频功率信号通过BJT晶体管Q3的基极进入功率输出放大级模块206，BJT晶体管Q3的集电极和NMOS晶体管M3的源级相连，NMOS晶体管M3的漏极是射频信号输出端，NMOS晶体管M3的栅极和功率控制器21的输出接点209相连。目的是通过改变接点209的输出电压，可以控制NMOS晶体管M3栅极电压的大小，进而控制功率输出放大级模块206的输出功率。另外，如图4所示，为功率输出放大级模块，其中，NMOS晶体管M3栅漏之间承受的最闻电压为VDG—— = Voutmax-VCT
其中，Voutjiax是射频功率放大器的输出电压的最大值，VCT是NMOS晶体管M3栅极所加控制电压。而下面的BJT晶体管Q3的基极和集电极之间所承受的电压为Vbc — Vcas-Vin其中，Vcas为NMOS晶体管M3源级电压，Vin为输入电压。当Vin减小时，Vcas增加，当Vcas增加到VCT-Vth (阈值电压)时，NMOS晶体管M3截止，因此晶体管Q3基极和集电极之间所承受的最闻电压为Vbc (MAX) — VCT-Vth~VIN(MIN)通常状况下，VBC_小于晶体管的栅氧化层击穿电压(>2VDD)，因此NMOS晶体管M3的击穿电压是限制输出电压摆幅的主要因素。为了使NMOS晶体管M3不发生击穿，需满足Vout max = VCT+V0X ■·其中，Vra _是栅氧化层不被击穿是所能承受的最高电压。提高NMOS晶体管M3的栅极电压可以提高输出电压摆幅，通常状况下，VCT=VDD,假设Vra _=2VDD，那么采用这种BJT晶体管和NMOS晶体管叠加的技术后射频功率放大器的输出电压最高值为3VDD，而不采用这种技术时，输出电压最高值仅为2VDD+VIN_，VIN_通常为0甚至为负值，因此采用这种技术可以将输出电压峰值最少提高约1. 5倍，有效地减小了对晶体管最大电流能力的要求。如图5所示，为本发明实施例二所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路。由于GSM协议规定GSM900频段的最大发射功率级别是5即33dBm。考虑到从射频功率放大器到天线之间的损耗，一般会把最大输出功率设计到35dBm。通常情况下，射频功率放大器的功率驱动级模块比功率输出放大级的输出功率小IOdB左右，因此功率驱动级模块的最大输出功率设计为25dBm即可满足系统发射指标。通过合理的阻抗匹配设计，完全可以使得功率驱动级模块的输出端电压摆幅不超过双击晶体管的击穿电压，对于BiCMOS工艺来说，NPN晶体管的击穿电压为8V左右。实施例二所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，由一功率控制器41、三个功率单元模块(Power Cell)404、405、406，偏置电路407以及匹配电路408连接组成，其特征在于，所述三个功率单元模块404、405、406由两个功率驱动级模块404、405和一个功率输出放大级模块406级联组成，其中，所述功率驱动级模块404、405均由BJT晶体管Ql、Q2组成，所述功率输出放大级模块406由BJT晶体管Q3和NMOS晶体管M3叠加而成；其中，所述BJT晶体管Q3的发射极接地，射频功率信号通过该BJT晶体管Q3的基极进入功率输出放大级模块406，BJT晶体管Q3的集电极和NMOS晶体管M3的源级相连，NMOS晶体管M3的漏极是射频信号输出端，NMOS晶体管M3的栅极和功率控制器41的输出接点409相连。本发明实施例二的作用是通过控制Ql集电极电压来控制其输出功率，通过控制Q2集电极电压来控制其输出功率，同时通过改变接点409的输出电压，可以控制M3栅极电压的大小，进而控制功率输出放大级模块406的输出功率。其中，所述功率控制器41是一个LD0，由运算放大器402、PM0S晶体管403以及电阻R1、R2组成。通过改变输入控制电压信号VRAMP的值来改变LDO在结点409处的输出电压值。LDO的输出连接M3的栅极，Ql的集电极和Q2的集电极。由于功率驱动级模块404、405的最大输出功率仅为25dBm，通常需要的驱动电流为400mA左右，而功率输出放大级模块406的最大输出功率为35dBm，通常需要的驱动电流为1.5A左右。因此，相比于图1中的常规功率控制方式，这种控制方式不需要LDO具有很大的驱动电流的能力，因而PMOS晶体管403的尺寸可以做得非常小。如图5所示，显示了采用本发明上述实施例一或二，所制作的移动终端结构示意图。该移动终端包括基带控制芯片111、射频收发器112、射频功率放大集成电路113、低噪声放大器模块115、射频开关模块116以及天线114。其中， 所述基带控制芯片111，分别与所述射频收发器112和射频功率放大集成电路113相连接，用于合成将要发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码；所述射频收发器112，分别与所述基带控制芯片111、射频功率放大集成电路113和低噪声放大器模块115相连接，用于对从所述基带控制芯片111传输来的基带信号进行处理而生成射频信号，并将所生成的射频信号发送到所述射频功率放大集成电路113，或对从所述低噪声放大器模块115传输来的射频信号进行处理而生成基带信号，并将所生成的基带信号发送到所述基带控制芯片111 ;所述射频功率放大集成电路113，分别与所述射频收发器112和射频开关模块116相连接，用于对从所述射频收发器112传输来的射频信号进行诸如功率放大的处理后发送给所述射频开关模块116 ；所述低噪声放大器模块115，分别与所述射频收发器112和射频开关模块116相连接，用于接收来自射频开关模块116的信号并将该接收信号处理后发送至所述射频收发器112 ；所述射频开关模块116，分别与所述射频功率放大集成电路113、低噪声放大器模块115以及天线114相连接，用于通过所述天线114从外界接收信号送到所述低噪声放大器模块115或者发射从所述射频功率放大集成电路113传输来的信号。具体而言，进行信号发射时，所述基带控制芯片111把要发射的信息编译成基带码(基带信号)并将其传输给所述射频收发器112，所述射频收发器112对该基带信号进行处理生成射频信号，并将该射频信号传输到所述射频功率放大集成电路113，所述射频功率放大集成电路113将从所述射频收发器112传输来的射频信号进行功率放大并通过所述射频开关模块116和天线114向外发射；进行信号接收时，所述低噪声放大器模块115将通过所述射频开关模块116和天线114将接收到的射频信号传输给所述射频信号收发器112，所述射频信号收发器112将从所述低噪声放大器模块115接收到的射频信号转换为基带信号，并将该基带信号传输到所述基带控制芯片111，最后由所述基带控制芯片111将从所述射频收发器112传输来的基带信号解译为接收信息。可选地，上述要发射的信息或者接收信息可以包括音频信息、地址信息(例如手机号码或网站地址)、文字信息(例如短信息文字或网站文字)、图片信息等。所述基带控制芯片111的主要组件为处理器(如DSP、ARM等)和内存(如SRAM、Flash等)。可选地，该基带控制芯片111由单一芯片实现。上述实施例一和二均采用BiCMOS工艺制作，这里需要说明的是BiCMOS (BipolarCMOS)是继CMOS后的新一代高性能VLSI工艺。CMOS以低功耗、高密度成为80年VLSI的主流工艺。随着尺寸的逐步缩小，电路性能不断得到提高，但是当尺寸降到Ium以下时，由于载流子速度饱和等原因，它的潜力受到很大的限制。把CMOS和Bipolar集成在同一芯片上，发挥各自的优势，克服缺点，可以使电路达到高速度、低功耗。BiCMOS工艺一般以CMOS工艺为基础，增加少量的工艺步骤而成。BiCMOS (Bipolar CMOS)是CMOS和双极器件同时集成在同一块芯片上的技术，其基本思想是以CMOS器件为主要单元电路，而在要求驱动大电容负载之处加入双极器件或电路。因此BiCMOS电路既具有CMOS电路高集成度、低功耗的优点，又获得了双极电路高速、强电流驱动能力的优势。本发明使用BiCMOS工艺，把功率控制器和射频功率放大器(即三个功率单元模块)集成到一颗芯片上，同时改变了传统的功率控制，通过控制NMOS晶体管的栅极电压来控制放大器的输出功率。在这种电路结构中，NMOS晶体管叠加在BJT晶体管之上，减轻了 BJT晶体管击穿电压的压力，提高了功率放大器输出电压的摆幅，从而降低对BJT晶体管最大电流能力的要求，并减小输出晶体管的尺寸，减小芯片面积，降低制作成本。与现有技术相比，本发明所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路及采用其的移动终端，达到了如下效果I)本发明所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路及采用其的移动终端，使用BiCMOS工艺，由BJT晶体管和NMOS晶体管叠加形成。通过控制匪OS晶体管的栅极电压来控制放大器的输出功率。2)本发明所述的一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路及采用其的移动终端，在这种电路结构中，NMOS晶体管叠加在BJT晶体管之上，减轻了 BJT晶体管击穿电压的压力，提高了功率放大器输出电压的摆幅，从而降低对BJT晶体管最大电流能力的要求，并减小输出晶体管的尺寸，进一步减小芯片面积，同时也降低制作成本。上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，由一功率控制器、三个功率单元模块、偏置电路以及匹配电路连接组成，其特征在于，所述三个功率单元模块由两个功率驱动级模块和一个功率输出放大级模块级联组成，所述两个功率驱动级模块和一个功率输出放大级模块均由BJT晶体管和NMOS晶体管叠加而成；其中，所述BJT晶体管的发射极接地，所述BJT晶体管的基极为功率信号输入端，所述BJT晶体管的集电极和NMOS晶体管的源极相连，NMOS晶体管的漏极为功率信号输出端，NMOS晶体管的栅极受来自所述功率控制器产生的一个可变电压信号控制。
2.如权利要求I所述具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，其特征在于，所述功率控制器进一步为一低压差线性稳压器。
3.如权利要求2所述具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器进一步由一运算放大器、一 PMOS晶体管以及两个电阻组成，其中，所述 PMOS晶体管的漏极与一电阻的连接输出端连接三个所述NMOS晶体管的栅极。
4.一种移动终端，其特征在于，该移动终端中采用如权利要求I至3中的任一所述具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，该移动终端包括移动终端基带控制芯片、射频收发器、射频功率放大集成电路、低噪声放大器模块、射频开关模块以及天线；其中，所述基带控制芯片，分别与所述射频收发器和射频功率放大集成电路相连接，用于合成将要发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码；所述射频收发器，分别与所述基带控制芯片、射频功率放大集成电路和低噪声放大器模块相连接，用于对从所述基带控制芯片传输来的基带信号进行处理而生成射频信号，并将所生成的射频信号发送到所述射频功率放大集成电路，或对从所述低噪声放大器模块传输来的射频信号进行处理而生成基带信号，并将所生成的基带信号发送到所述基带控制芯片;所述射频功率放大集成电路，分别与所述射频收发器和射频开关模块相连接，用于对从所述射频收发器传输来的射频信号进行功率放大的处理后发送给所述射频开关模块；所述低噪声放大器模块，分别与所述射频收发器和射频开关模块相连接，用于接收来自射频开关模块的信号并将该接收信号处理后发送至所述射频收发器；所述射频开关模块，分别与所述射频功率放大集成电路、低噪声放大器模块以及天线相连接，用于通过所述天线从外界接收信号送到所述低噪声放大器模块或者发射从所述射频功率放大集成电路传输来的信号。
5.一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，由一功率控制器、三个功率单元模块、偏置电路以及匹配电路连接组成，其特征在于，所述三个功率单元模块由两个功率驱动级模块和一个功率输出放大级模块级联组成，其中，所述功率驱动级模块均由BJT晶体管组成，所述功率输出放大级模块由BJT晶体管和NMOS晶体管叠加而成；其中，所述功率输出放大级模块中的BJT晶体管的发射极接地，射频功率信号通过该功率输出放大级模块中的BJT晶体管的基极进入所述功率输出放大级模块，所述功率输出放大级模块中的BJT晶体管的集电极和所述功率输出放大级模块中的NMOS晶体管的源级相连，所述功率输出放大级模块中的NMOS晶体管的漏极是射频信号输出端，所述功率输出放大级模块中的NMOS晶体管的栅极和所述功率控制器的输出接点相连。
6.如权利要求5所述具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，其特征在于，所述功率控制器进一步为一低压差线性稳压器。
7.如权利要求6所述具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器进一步由一运算放大器、一 PMOS晶体管以及两个电阻组成，其中，所述PMOS晶体管的漏极与一电阻的连接输出端连接所述功率输出放大级模块中的NMOS晶体管的栅极和两个所述功率驱动级模块的集电极。
8.一种移动终端，其特征在于，该移动终端中采用如权利要求5至7中的任一所述具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，该移动终端包括移动终端基带控制芯片、射频收发器、射频功率放大集成电路、低噪声放大器模块、射频开关模块以及天线；其中， 所述基带控制芯片，分别与所述射频收发器和射频功率放大集成电路相连接，用于合成将要发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码； 所述射频收发器，分别与所述基带控制芯片、射频功率放大集成电路和低噪声放大器模块相连接，用于对从所述基带控制芯片传输来的基带信号进行处理而生成射频信号，并将所生成的射频信号发送到所述射频功率放大集成电路，或对从所述低噪声放大器模块传输来的射频信号进行处理而生成基带信号，并将所生成的基带信号发送到所述基带控制芯片; 所述射频功率放大集成电路，分别与所述射频收发器和射频开关模块相连接，用于对从所述射频收发器传输来的射频信号进行功率放大的处理后发送给所述射频开关模块； 所述低噪声放大器模块，分别与所述射频收发器和射频开关模块相连接，用于接收来自射频开关模块的信号并将该接收信号处理后发送至所述射频收发器； 所述射频开关模块，分别与所述射频功率放大集成电路、低噪声放大器模块以及天线相连接，用于通过所述天线从外界接收信号送到所述低噪声放大器模块或者发射从所述射频功率放大集成电路传输来的信号。
全文摘要
本发明公开了一种具有功率控制功能的射频功率放大集成电路，由一功率控制器、三个功率单元模块、偏置电路以及匹配电路连接组成，其特征在于，所述三个功率单元模块由两个功率驱动级模块和一个功率输出放大级模块级联组成。本发明解决了现有无法有效减小射频功率放大集成电路的芯片面积、降低产品制作成本的问题。
文档编号H03F3/189GK102983823SQ201210504648
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者路宁, 陈高鹏, 刘磊, 黄清华 申请人:锐迪科创微电子(北京)有限公司