一种射频功率放大器和射频前端模组的制作方法

本发明属于射频，特别是涉及一种射频功率放大器和射频前端模组。

背景技术：

1、新一代信息技术在当前正处于飞速发展的态势，各项细分领域的技术也在不断地更新和进步。其中，射频技术中的功率放大器(pa，power amplifier)，是射频前端模组中的重要组成部分。随着射频技术中对工作频段的要求越来越高，对功率放大器也带来了极大的考验。示例性地，随着第五代移动通信技术(5th generation mobile communicationtechnology，简称5g)地不断应用和普及，而对于功率放大器而言，各项性能指标能否满足在新的应用场景中的更高要求，是目前功率放大器的设计中的一个关键。

技术实现思路

1、本发明解决了现有技术中功率放大器至少部分性能指标难以满足在新的应用场景中的更高性能要求的技术问题，提供了一种射频功率放大器和射频前端模组。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种射频功率放大器，包括：

3、第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

4、第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

5、第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

6、第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

7、第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

8、所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

9、所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

10、可选地，所述射频功率放大器支持3gpp中的power class 2标准，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[2-6]之间。

11、可选地，所述射频功率放大器支持3gpp中的power class 1标准和/或powerclass 1.5标准，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间；所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1：[7-13]之间。

12、可选地，所述射频功率放大器支持n41频段和/或n77频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nh,2nh]之间。

13、可选地，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nh，1.2h]、(1.2nh,1.5nh]或者(1.5anh,2nh]之间。

14、可选地，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,8欧姆]之间。

15、可选地，所述第一输出端、所述第二输出端、第三输出端和第四输出端中任意两个输出端的基波输出阻抗的差值均小于0.5欧姆。

16、可选地，所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,4.5欧姆]、(4.5欧姆,6欧姆]或者(6欧姆,8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆,4.5欧姆]、(4.5欧姆,6欧姆]或者(6欧姆,8欧姆]之间。

17、可选地，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线宽相同，所述第一初级线圈的所述第一子线圈的线圈长度被配置为使得所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

18、和/或，

19、所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线宽相同，所述第二初级线圈的所述第二子线圈的线圈长度被配置为使得所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

20、可选地，所述第一差分对还包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端接收第一差分信号，所述第二输入端接收第二差分信号；所述第二差分对还包括第三输入端和第四输入端，所述第三输入端接收第三差分信号，所述第四输入端接收第四差分信号；

21、所述第一差分信号和所述第二差分信号的相位差为180±20度，所述第三差分信号和所述第四差分信号的相位差为180±20度，所述第一差分信号和所述第四差分信号的相位差为±20度，所述第二差分信号和所述第三差分信号的相位差为±20度。

22、可选地，还包括输入转换模块，所述输入转换模块接收输入的射频信号，并转化成多路差分信号输出至所述第一差分对和所述第二差分对。

23、可选地，所述输入转换模块包括第一转换巴伦和第二转换巴伦，所述第一转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，所述第一转换巴伦的主级线圈的第二端接地；所述第一转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第一差分对的第二输入端，所述第一转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第一差分对的第一输入端；所述第二转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，所述第二转换巴伦的主级线圈的第二端接地；所述第二转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第二差分对的第三输入端，所述第二转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第二差分对的第四输入端。

24、可选地，所述第一差分对的第一输入端和所述第一输出端相对应，所述第一差分对的第二输入端和所述第二输出端相对应；所述第二差分对的第三输入端和所述第三输出端相对应，所述第二差分对的第四输入端和所述第四输出端相对应。

25、可选地，所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-3.5]、1:(3.5-5.5]或者1:(5.5-7]、1:(7-9]或者1:(9-13]之间，所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比均在1:[1.5-3.5]、1:(3.5-5.5]或者1:(5.5-7]或者1:(7-9]之间。

26、可选地，所述第一子线圈的第一端连接至射频信号的输出端，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端接地；所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比大于1。

27、可选地，所述第一子线圈和所述第二子线圈的电感值之比在(1,1.2]之间。

28、第二方面，本发明实施例提供了一种射频功率放大器，包括：

29、第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

30、第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端连接至所述第一初级线圈的第二端；

31、第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

32、第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端连接至所述第二初级线圈的第二端；

33、第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

34、所述射频功率放大器支持n41频段和/或n77频段的射频信号的传输，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈的电感值均在[0.4nh，2nh]之间。

35、第三方面，本发明实施例提供了一种射频功率放大器，包括：

36、第一差分对，包括第一输出端和第二输出端；

37、第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

38、第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

39、第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

40、第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

41、所述第一差分对的第一输出端和第二输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间，所述第二差分对的第三输出端和第四输出端的基波输出阻抗均在[3欧姆，8欧姆]之间。

42、可选地，还包括供电电路，所述供电电路为所述第一差分对和/或所述第二差分对提供电源电压。

43、可选地，所述电源电压小于或等于3.5v。

44、可选地，还包括第一转换巴伦和第二转换巴伦；

45、所述第一转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，所述第一转换巴伦的主级线圈的第二端接地；第一转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第一差分对的第二输入端，第一转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第一差分对的第一输入端；

46、第二转换巴伦的主级线圈的第一端接收输入的射频信号，第二转换巴伦的主级线圈的第二端接地；第二转换巴伦的次级线圈的第一端连接至所述第二差分对的第三输入端，第二转换巴伦的次级线圈的第二端连接至所述第二差分对的第四输入端。

47、可选地，所述第一差分对的第一输出端通过第一电容连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第一差分对的第二输出端通过第二电容连接至所述第一初级线圈的第二端；所述第二差分对的第三输出端通过第三电容连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第二差分对的第四输出端通过第四电容连接至所述第二初级线圈的第二端。

48、可选地，所述第一子线圈的第一端连接至信号输出端，所述第一子线圈的第二端和所述第二子线圈的第一端连接，所述第二子线圈的第二端通过第五电容接地。

49、第四方面，本发明实施例提供了一种射频前端模组，包括：

50、基板；

51、第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

52、第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

53、第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

54、第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

55、第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

56、所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间；

57、所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间。

58、可选地，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一次级线圈设置在所述基板上。

59、可选地，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一次级线圈设置在第二芯片中，所述第二芯片设置在所述基板上。

60、可选地，所述第二芯片为集成无源器件芯片。

61、可选地，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈在所述第二芯片的至少一层金属层中，按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置。

62、可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第一金属层中，所述第一次级线圈设置在第二金属层中；

63、或者，

64、所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中，所述第一次级线圈设置在第一金属层中。

65、可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈包括设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈，所述第二初级线圈包括设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈，所述第一子线圈包括设置在第二金属层的第九部分线圈和第十部分线圈；

66、所述第五部分线圈和所述第六部分线圈并联连接，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈并联连接，所述第九部分线圈和第十部分线圈串联连接；

67、所述第五部分线圈和所述第六部分线圈与所述第九部分线圈相互耦合，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈与所述第十部分线圈相互耦合。

68、可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中；

69、所述第一子线圈包括设置在第一金属层的第一部分线圈和设置在第三金属层的第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第一初级线圈，以及所述第二部分线圈和所述第一初级线圈上下耦合；

70、所述第二子线圈包括设置在第一金属层的第三部分线圈和设置在第三金属层的第四部分线圈，所述第三部分线圈和所述第二初级线圈，以及所述第四部分线圈和所述第二初级线圈上下耦合。

71、第五方面，本发明实施例提供了一种射频前端模组，包括：

72、基板；

73、第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

74、第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

75、第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

76、第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

77、第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

78、所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈在所述基板的至少一层金属层中。

79、可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第一金属层中，所述第一次级线圈设置在第二金属层中；

80、或者，

81、所述基板包括上下顺序设置的第一金属层和第二金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中，所述第一次级线圈设置在第一金属层中。

82、可选地，所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈包括设置在第一金属层的第五部分线圈和设置在第三金属层的第六部分线圈，所述第二初级线圈包括设置在第一金属层的第七部分线圈和设置在第三金属层的第八部分线圈，所述第一子线圈包括设置在第二金属层的第九部分线圈和第十部分线圈；

83、所述第五部分线圈和所述第六部分线圈并联连接，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈并联连接，所述第九部分线圈和第十部分线圈串联连接；

84、所述第五部分线圈和所述第六部分线圈与所述第九部分线圈相互耦合，所述第七部分线圈和所述第八部分线圈与所述第十部分线圈相互耦合。

85、可选地，所述第一初级线圈、所述第二初级线圈和所述第一子线圈按照所述第一初级线圈和所述第一子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间，以及所述第二初级线圈和所述第二子线圈的电感值之比在1:[1.5-13]之间进行配置，设置在所述基板的至少一层金属层中。

86、第六方面，本发明实施例提供了一种射频前端模组，包括：

87、基板；

88、第一芯片，设置在所述基板上，包括第一差分对和第二差分对，所述第一差分对包括第一输出端和第二输出端，所述第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

89、第一初级线圈，所述第一输出端连接至所述第一初级线圈的第一端，所述第二输出端耦合至所述第一初级线圈的第二端；

90、第二差分对，包括第三输出端和第四输出端；

91、第二初级线圈，所述第三输出端连接至所述第二初级线圈的第一端，所述第四输出端耦合至所述第二初级线圈的第二端；

92、第一次级线圈，包括串联连接的第一子线圈和第二子线圈，所述第一子线圈和所述第一初级线圈耦合，所述第二子线圈和所述第二初级线圈耦合；

93、所述基板包括上下顺序设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈设置在第二金属层中；

94、所述第一子线圈包括设置在第一金属层的第一部分线圈和设置在第三金属层的第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第一初级线圈，以及所述第二部分线圈和所述第一初级线圈上下耦合；

95、所述第二子线圈包括设置在第一金属层的第三部分线圈和设置在第三金属层的第四部分线圈，所述第三部分线圈和所述第二初级线圈，以及所述第四部分线圈和所述第二初级线圈上下耦合。

96、本发明实施例提出的射频功率放大器和射频前端模组中，通过采用第一差分对和第二差分对进行射频信号的放大处理，并且通过第一初级线圈、第二初级线圈和第一次级线圈之间的耦合以及合理设置第一初级线圈和所述第一子线圈以及第二初级线圈和所述第二子线圈之间的电感值比值关系，以在实现高功率的性能前提下，还可以保证射频功率放大器较好的插损和带宽性能。