一种射频前端芯片及电子设备的制作方法

本申请涉及半导体，尤其涉及一种射频前端芯片及电子设备。

背景技术：

1、5g时代下，移动设备能够使用的频段逐渐增多，这也意味着需要增加更多的射频元件。然而消费终端产品体积有限，随着射频器件的增多，射频器件的集成化是必然趋势。集成化可以降低成本、提高性能，以及给系统集成商提供turn-key方案。目前集成主要是由sip（系统级封装）方式整合不同制程技术来制作功率放大器(pa)、低噪声放大器(lna)、滤波器(filter)、开关(switch)和被动元件(passive)等，5gmmwave射频模组将走向高度整合趋势。射频前端模块的发展趋势将逐渐由离散型的rf元件，朝向整合型模组的femid与pamid形式转变。

2、在模块化的进程中，仍有诸多难点需要克服。主要的难点集中于产品研发： pa、switch、filter、lna等各类射频产品的性能需要提高，产品功能的高度集成并不是简单的整合，还涉及到性能的改善，兼容性、耦合互扰等问题的优化解决。随着5gmmwave射频模组将走向高度整合趋势，pamid需要集成的频段越来愈多，设计上面临着严重的频段耦合、信号互扰以及效率功耗等问题。

3、因此，亟需提出一种新的射频前端芯片，以解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述一个或多个技术问题，本申请实施例提供了一种射频前端芯片及电子设备，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了达到上述目的，本申请就解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、第一方面，本申请提供了一种射频前端芯片，包括信号输入端、信号输出端以及连接在所述信号输入端与所述信号输出端之间的开关电路、功率放大器、差分滤波电路以及耦合电路；

4、所述开关电路至少包括第一、第二以及第三开关电路；

5、所述第一开关电路连接在所述信号输入端与所述功率放大器的输入端之间；

6、所述第二开关电路包括至少一个第一差分开关，所述第一差分开关连接在所述功率放大器的输出端与所述差分滤波电路的输入端之间；

7、所述第三开关电路包括至少一个第二差分开关，所述第二差分开关连接在所述差分滤波电路的输出端与所述耦合电路的输入端之间。

8、在一个具体的实施例中，所述第一开关电路包括至少一个第一单刀多掷开关，所述第一单刀多掷开关连接在所述信号输入端与所述功率放大器的输入端之间。

9、在一个具体的实施例中，所述第三开关电路还包括至少一个第二单刀多掷开关，所述第二单刀多掷开关连接在所述耦合电路的输出端与所述信号输出端之间。

10、在一个具体的实施例中，所述开关电路还包括控制器，所述控制器与所述第一、第二以及第三开关电路电连接。

11、在一个具体的实施例中，所述控制器包括硅控制器或cmos控制器中的一种。

12、在一个具体的实施例中，所述功率放大器包括依次连接的驱动放大级、输入匹配、功率放大单元和输出匹配；

13、所述输入匹配用于将来自所述驱动放大级的单端输入信号转换成差分信号输入至所述功率放大单元并实现宽带阻抗匹配；

14、所述功率放大单元用于对所述差分信号进行功率放大；

15、所述输出匹配用于对功率放大后的所述差分信号实现宽带阻抗匹配。

16、在一个具体的实施例中，所述功率放大单元包括采用砷化镓高电子迁移率晶体管工艺设计的超宽带全差分功率放大器。

17、在一个具体的实施例中，所述差分滤波电路包括双工器和滤波器。

18、在一个具体的实施例中，所述双工器的tx和ant端口以及所述滤波器均采用差分设计。

19、在一个具体的实施例中，所述耦合电路包括耦合线，用于将差分信号转换为单端信号。

20、第二方面，对应于上述射频前端芯片，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的射频前端芯片。

21、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

22、本申请实施例提供的射频前端芯片，包括信号输入端、信号输出端以及连接在所述信号输入端与所述信号输出端之间的开关电路、功率放大器、差分滤波电路以及耦合电路，所述开关电路至少包括第一、第二以及第三开关电路，所述第一开关电路连接在所述信号输入端与所述功率放大器的输入端之间，所述第二开关电路包括至少一个第一差分开关，所述第一差分开关连接在所述功率放大器的输出端与所述差分滤波电路的输入端之间，所述第三开关电路包括至少一个第二差分开关，所述第二差分开关连接在所述差分滤波电路的输出端与所述耦合电路的输入端之间。本申请采用差分架构设计的射频前端芯片，通过采用差分开关大幅提高开关端口的隔离度以及抗干扰能力强的差分走线减少频段间的串扰耦合，同时通过差分开关和差分滤波模块的较低损耗进而降低pa的输出功率要求从而降低功耗。

23、本申请所有产品并不需要具备上述所有效果。

技术特征：

1.一种射频前端芯片，其特征在于，包括信号输入端、信号输出端以及连接在所述信号输入端与所述信号输出端之间的开关电路、功率放大器、差分滤波电路以及耦合电路；

2.根据权利要求1所述的射频前端芯片，其特征在于，所述第一开关电路包括至少一个第一单刀多掷开关，所述第一单刀多掷开关连接在所述信号输入端与所述功率放大器的输入端之间。

3.根据权利要求1或2所述的射频前端芯片，其特征在于，所述第三开关电路还包括至少一个第二单刀多掷开关，所述第二单刀多掷开关连接在所述耦合电路的输出端与所述信号输出端之间。

4.根据权利要求1或2所述的射频前端芯片，其特征在于，所述开关电路还包括控制器，所述控制器与所述第一、第二以及第三开关电路电连接。

5.根据权利要求4所述的射频前端芯片，其特征在于，所述控制器包括硅控制器或cmos控制器中的一种。

6.根据权利要求1或2所述的射频前端芯片，其特征在于，所述功率放大器包括依次连接的驱动放大级、输入匹配、功率放大单元和输出匹配；

7.根据权利要求6所述的射频前端芯片，其特征在于，所述功率放大单元包括采用砷化镓高电子迁移率晶体管工艺设计的超宽带全差分功率放大器。

8.根据权利要求1或2所述的射频前端芯片，其特征在于，所述差分滤波电路包括双工器和滤波器。

9.根据权利要求8所述的射频前端芯片，其特征在于，所述双工器的tx和ant端口以及所述滤波器均采用差分设计。

10.根据权利要求1或2所述的射频前端芯片，其特征在于，所述耦合电路包括耦合线，用于将差分信号转换为单端信号。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-10任一项所述的射频前端芯片。

技术总结
本申请提供了一种射频前端芯片及电子设备，包括信号输入端、信号输出端、开关电路、功率放大器、差分滤波电路以及耦合电路，开关电路至少包括第一、第二以及第三开关电路，第一开关电路连接在信号输入端与功率放大器的输入端之间，第二开关电路包括连接在功率放大器的输出端与差分滤波电路的输入端之间的至少一个第一差分开关，第三开关电路包括连接在差分滤波电路的输出端与耦合电路的输入端之间的至少一个第二差分开关。本申请采用差分架构设计的射频前端芯片，通过采用差分开关大幅提高开关端口的隔离度以及抗干扰能力强的差分走线减少频段间的串扰耦合，同时通过差分开关和差分滤波模块的较低损耗进而降低PA的输出功率要求从而降低功耗。

技术研发人员：马举,陈俊
受保护的技术使用者：宜确半导体（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14