CN117318636B - 一种高集成度双模放大器芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高集成度双模放大器芯片，属于集成电路设计技术领域，包括A通道第一开关网络、A通道第二开关网络、A通道第三开关网络、A通道第四开关网络、B通道第一开关网络、B通道第二开关网络、第一放大网络、第二放大网络、第一巴伦网络、第二巴伦网络、输入关断驻波匹配网络和输出关断驻波匹配网络；本发明芯片具有高集成度特点，集成了放大器、巴伦、平衡式和非平衡式开关，进而可实现单双通道双模转换。本发明结合了巴伦、达林顿结构、共源共栅结构和负反馈结构，由此可实现宽频带下的高增益和高线性，同时还具有较好的增益平坦度。

Description

一种高集成度双模放大器芯片

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种高集成度双模放大器芯片。

背景技术

随着通信技术的发展，当今对射频器件体积的小型化要求越来越高，因此也迫使芯片具有高集成度特性，不仅需要多种功能集成，而且单一的工作模式有时也不能满足系统的需求。而对于双通道放大系统，有时还需要根据使用实现单/双通道切换，完成不同放大功能。

为了减小信号失真，需要提高放大器的线性度，而目前实现宽频带的高线性设计仍然是一大挑战，特别是对信号放大能力还做较高要求的前提下，在高增益和高线性之间很难找到合适的匹配。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的高集成度双模放大器芯片解决了单芯片双模放大、单双通道可自由切换以及现有的双模放大器较难实现的宽频带内高线性，难以在高增益和高线性之间找到合适的匹配的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种高集成度双模放大器芯片，包括A通道第一开关网络、A通道第二开关网络、A通道第三开关网络、A通道第四开关网络、B通道第一开关网络、B通道第二开关网络、第一放大网络、第二放大网络、第一巴伦网络、第二巴伦网络、输入关断驻波匹配网络和输出关断驻波匹配网络；

所述A通道第一开关网络的输入端作为所述高集成度双模放大器芯片的A通道射频输入端，所述A通道第一开关网络的第一输出端与第一放大网络的输入端连接，所述A通道第一开关网络的第二输出端通过第一巴伦网络与A通道第三开关网络的输入端连接，所述A通道第三开关网络的第一输出端与第一放大网络的输入端连接，所述A通道第三开关网络的第二输出端与第二放大网络的输入端连接，所述第一放大网络的输出端分别与A通道第二开关网络的第一输入端和A通道第四开关网络的第一输入端连接，所述A通道第四开关网络的输出端通过第二巴伦网络与A通道第二开关网络的第二输入端连接，所述A通道第二开关网络的输出端作为所述高集成度双模放大器芯片的A通道射频输出端；

所述B通道第一开关网络的输入端作为所述高集成度双模放大器芯片的B通道射频输入端，所述B通道第一开关网络的第一输出端与第二放大网络的输入端连接，所述B通道第一开关网络的第二输出端与输入关断驻波匹配网络连接，所述第二放大网络的输出端与分别与A通道第四开关网络的第二输入端和B通道第二开关网络的第一输入端连接，所述B通道第二开关网络的第二输入端与输出关断驻波匹配网络连接，所述B通道第二开关网络的输出端作为所述高集成度双模放大器芯片的B通道射频输出端。

进一步地，所述A通道第一开关网络包括电容C1；

所述电容C1的一端作为所述A通道第一开关网络的输入端，电容C1的另一端分别与开关管Ms1漏极和开关管Ms3的漏极连接，所述开关管Ms1的栅极与电阻Rs1的一端连接，所述电阻Rs1的另一端与控制电压Vcon1连接，所述开关管Ms1的源极分别与开关管Ms2的漏极和微带线TL1的一端连接，所述微带线TL1的另一端作为所述A通道第一开关网络的第一输出端，所述开关管Ms2的栅极与电阻Rs2的一端连接，所述电阻Rs2的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms3的栅极与电阻Rs3的一端连接，所述电阻Rs3的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms3的源极作为所述A通道第一开关网络的第二输出端；

所述第一巴伦网络包括电感L1和接地电感L2；

所述电感L1的一端与开关管Ms3的源极连接，所述电感L1的另一端与接地电感L3连接；

所述A通道第三开关网络包括开关管Ms4和开关管Ms5；

所述开关管Ms4的漏极与电感L1的另一端连接，所述开关管Ms4的栅极与电阻Rs6的一端连接，所述电阻Rs6的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms4的源极作为所述A通道第三开关网络的第一输出端；

所述开关管Ms5的漏极与接地电感L2的非接地端连接，所述开关管Ms5的栅极与电阻Rs7的一端连接，所述电阻Rs7的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms5的源极作为所述A通道第三开关网络的第二输出端。

进一步地，所述第一放大网络包括电容C2；

所述电容C2的一端作为所述第一放大网络的输入端，电容C2的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R17的一端和放大管M1的栅极连接；

所述电阻R1的另一端分别与接地电阻R3和电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R11的一端、接地电容C8、电感L11的一端和电源电压VD1连接，所述电阻R11的另一端分别与微带线TL12的一端和接地电阻R9连接，所述微带线TL12的另一端与电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端分别与电阻R13的一端和放大管M3的栅极连接，所述电阻R13的另一端与接地电容C6连接；

所述放大管M1的源极分别与接地电阻R15和放大管M2的栅极连接，所述放大管M2的源极接地，所述放大管M2的漏极分别与放大管M1的漏极和放大管M3的源极连接；

所述电阻R17的另一端通过电容C4与电感L7的一端连接，所述电感L7的另一端分别与放大管M3的漏极和电感L9的一端连接，所述电感L9的另一端分别与电感L11的另一端和电容C10的一端连接，所述电容C10的另一端与接地电容C12连接，并作为所述第一放大网络的输出端；

所述第二放大网络包括电容C3；

所述电容C3的一端作为所述第二放大网络的输入端，电容C3的另一端分别与电阻R2的一端、放大管M5的栅极和电阻R18的一端连接；

所述电阻R2的另一端分别与接地电阻R4和电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与电阻R12的一端、接地电容C9、电感L12的一端和电源电压VD2连接，所述电阻R12的另一端分别与微带线TL13的一端和接地电阻R10连接，所述微带线TL13的另一端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端分别与电阻R14的一端和放大管M4的栅极连接，所述电阻R14的另一端与接地电容C7连接；

所述放大管M5的源极分别与接地电阻R16和放大管M6的栅极连接，所述放大管M6的源极接地，所述放大管M6的漏极分别与放大管M5的漏极和放大管M4的源极连接；

所述电阻R18的另一端通过电容C5与电感L8的一端连接，所述电感L8的另一端分别与放大管M4的漏极和电感L10的一端连接，所述电感L10的另一端分别与电感L12的另一端和电容C11的一端连接，所述电容C11的另一端与接地电容C13连接，并作为所述第二放大网络的输出端。

进一步地，所述A通道第四开关网络包括开关管Ms6和开关管Ms7；

所述开关管Ms6的源极作为所述A通道第四开关网络的第一输入端，所述开关管Ms6的栅极通过电阻Rs6与控制电压Vcon2连接；所述开关管Ms7的源极作为所述A通道第四开关网络的第二输入端，所述开关管Ms7的栅极通过电阻Rs7与控制电压Vcon2连接；所述开关管Ms6的漏极和开关管Ms7的漏极共同作为所述A通道第四开关网络的输出端；

所述第二巴伦网络包括电感L4和接地电感L5；

所述电感L4的一端分别与开关管Ms6的漏极和接地电感L6连接，所述电感L4的另一端作为所述第二巴伦网络的输出端，所述接地电感L5的非接地端与开关管Ms7的漏极连接。

进一步地，所述A通道第二开关网络包括开关管Ms8和开关管Ms10；

所述开关管Ms10的漏极分别与微带线TL4的一端和开关管Ms9的源极连接，所述微带线TL4的另一端作为所述A通道第二开关网络的第一输入端，所述开关管Ms10的栅极通过电阻Rs10与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms9的栅极通过电阻Rs9与控制电压Vcon1连接；

所述开关管Ms8的源极作为所述A通道第二开关网络的第二输入端，所述开关管Ms8的栅极通过电阻Rs8与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms8的漏极分别与开关管Ms9的漏极和电容C14的一端连接，所述电容C14的另一端作为所述A通道第二开关网络的输出端。

进一步地，所述B通道第一开关网络包括电容C15；

所述电容C15的一端作为所述B通道第一开关网络的输入端，电容C15的另一端分别与开关管Ms13的漏极和开关管Ms11的漏极连接；

所述开关管Ms13的栅极通过电阻Rs13与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms13的源极作为所述B通道第一开关网络的第二输出端；

所述开关管Ms11的栅极通过电阻Rs11与控制电压Vcon3连接，所述开关管Ms11的源极分别与开关管Ms12的漏极和微带线TL15的一端连接，所述开关管Ms12的栅极通过电阻Rs12与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms12的源极接地，所述微带线TL15的另一端作为所述B通道第一开关网络的第一输出端。

进一步地，所述B通道第二开关网络包括开关管Ms16和开关管Ms15；

所述开关管Ms15的漏极分别与微带线TL6的一端和开关管Ms14的源极连接，所述微带线TL6的另一端作为所述B通道第二开关网络的第一输入端，所述开关管Ms15的栅极通过电阻Rs15与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms14的栅极通过电阻Rs14与控制电压Vcon3连接；

所述开关管Ms16的源极作为所述B通道第二开关网络的第二输入端，所述开关管Ms16的栅极通过电阻Rs16与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms16的漏极分别与开关管Ms14的漏极和电容C20的一端连接，所述电容C20的另一端作为所述B通道第二开关网络的输出端。

进一步地，所述输入关断驻波匹配网络包括电感L11；

所述电感L11的一端作为所述输入关断驻波匹配网络的输入端，电感L11的另一端分别与电阻R19的一端和接地电容C17连接，所述电阻R19的另一端与接地电容C16连接；

所述输出关断驻波匹配网络包括电感L12；

所述电感L12的一端作为所述输出关断驻波匹配网络的输出端，电感L12的另一端分别与电阻R20的一端和接地电容C18连接，电阻R20的另一端与接地电容C19连接。

本发明的有益效果为：

1、本发明结合了巴伦、达林顿结构、共源共栅结构和负反馈结构，由此实现了宽频带下的高增益和高线性，同时还具有较好的增益平坦度。

2、本发明芯片具有高集成度特点，集成了放大器、巴伦、平衡式和非平衡式开关，进而可实现不同放大功能。

3、本发明芯片可实现两种模式的工作状态，一种为单通道高线性模式，一种为双通道低功耗模式。当单通道模式工作时，信号只在A通道放大，B通道完成关断驻波匹配，此时芯片为差分模式放大，可以很好地抑制共模噪声，并有较高的OIP3和OIP2输出，实现高线性模式；当双通道模式工作时，A、B通道分别实现放大功能，一组信号从RFin_A进入，从RFout_A输出，另一组信号从RFin_B进入，从RFout_B输出，每个通道的功耗为单通道高线性模式的一半功耗，实现双通道低功耗模式。

4、本发明芯片放大网络采用达林顿共栅结构结合RLC负反馈，该结构可以实现宽频带、高增益、高线性、较好的增益平坦度和理想的功率输出，且具有很好的抗击穿能力。达林顿管具有很强的放大能力，且能很好地拓宽频带，在达林顿管上加上一个共栅管，可以进一步地拓宽工作频带和提高增益，且不附加新的功耗，同时RLC负反馈可以保证电路较好的增益平坦度。

附图说明

图1为本发明提供的高集成度双模放大器芯片原理框图。

图2为本发明提供的高集成度双模放大器芯片第一部分电路原理图。

图3为本发明提供的高集成度双模放大器芯片第二部分电路原理图。

图4为本发明提供的高集成度双模放大器芯片第三部分电路原理图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1：

本发明实施例提供了一种高集成度双模放大器芯片，如图1所示，包括A通道第一开关网络、A通道第二开关网络、A通道第三开关网络、A通道第四开关网络、B通道第一开关网络、B通道第二开关网络、第一放大网络、第二放大网络、第一巴伦网络、第二巴伦网络、输入关断驻波匹配网络和输出关断驻波匹配网络；

所述A通道第一开关网络的输入端作为所述高集成度双模放大器芯片的A通道射频输入端，所述A通道第一开关网络的第一输出端与第一放大网络的输入端连接，所述A通道第一开关网络的第二输出端通过第一巴伦网络与A通道第三开关网络的输入端连接，所述A通道第三开关网络的第一输出端与第一放大网络的输入端连接，所述A通道第三开关网络的第二输出端与第二放大网络的输入端连接，所述第一放大网络的输出端分别与A通道第二开关网络的第一输入端和A通道第四开关网络的第一输入端连接，所述A通道第四开关网络的输出端通过第二巴伦网络与A通道第二开关网络的第二输入端连接，所述A通道第二开关网络的输出端作为所述高集成度双模放大器芯片的A通道射频输出端；

所述B通道第一开关网络的输入端作为所述高集成度双模放大器芯片的B通道射频输入端，所述B通道第一开关网络的第一输出端与第二放大网络的输入端连接，所述B通道第一开关网络的第二输出端与输入关断驻波匹配网络连接，所述第二放大网络的输出端与分别与A通道第四开关网络的第二输入端和B通道第二开关网络的第一输入端连接，所述B通道第二开关网络的第二输入端与输出关断驻波匹配网络连接，所述B通道第二开关网络的输出端作为所述高集成度双模放大器芯片的B通道射频输出端。

如图2中A部分所示，本实施例中的A通道第一开关网络包括电容C1；

所述电容C1的一端作为所述A通道第一开关网络的输入端，电容C1的另一端分别与开关管Ms1漏极和开关管Ms3的漏极连接，所述开关管Ms1的栅极与电阻Rs1的一端连接，所述电阻Rs1的另一端与控制电压Vcon1连接，所述开关管Ms1的源极分别与开关管Ms2的漏极和微带线TL1的一端连接，所述微带线TL1的另一端作为所述A通道第一开关网络的第一输出端，所述开关管Ms2的栅极与电阻Rs2的一端连接，所述电阻Rs2的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms3的栅极与电阻Rs3的一端连接，所述电阻Rs3的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms3的源极作为所述A通道第一开关网络的第二输出端；

如图2中C部分所示，第一巴伦网络包括电感L1和接地电感L2；

所述电感L1的一端与开关管Ms3的源极连接，所述电感L1的另一端与接地电感L3连接；

如图2中E部分所示，A通道第三开关网络包括开关管Ms4和开关管Ms5；

所述开关管Ms4的漏极与电感L1的另一端连接，所述开关管Ms4的栅极与电阻Rs6的一端连接，所述电阻Rs6的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms4的源极作为所述A通道第三开关网络的第一输出端(out1)；

所述开关管Ms5的漏极与接地电感L2的非接地端连接，所述开关管Ms5的栅极与电阻Rs7的一端连接，所述电阻Rs7的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms5的源极作为所述A通道第三开关网络的第二输出端(out2)。

如图3所示，第一放大网络包括电容C2；

所述电容C2的一端作为所述第一放大网络的输入端(in1)，电容C2的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R17的一端和放大管M1的栅极连接；

所述电阻R1的另一端分别与接地电阻R3和电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R11的一端、接地电容C8、电感L11的一端和电源电压VD1连接，所述电阻R11的另一端分别与微带线TL12的一端和接地电阻R9连接，所述微带线TL12的另一端与电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端分别与电阻R13的一端和放大管M3的栅极连接，所述电阻R13的另一端与接地电容C6连接；

所述放大管M1的源极分别与接地电阻R15和放大管M2的栅极连接，所述放大管M2的源极接地，所述放大管M2的漏极分别与放大管M1的漏极和放大管M3的源极连接；

所述电阻R17的另一端通过电容C4与电感L7的一端连接，所述电感L7的另一端分别与放大管M3的漏极和电感L9的一端连接，所述电感L9的另一端分别与电感L11的另一端和电容C10的一端连接，所述电容C10的另一端与接地电容C12连接，并作为所述第一放大网络的输出端(out3)；

如图3所示，第二放大网络包括电容C3；

所述电容C3的一端作为所述第二放大网络的输入端(in2)，电容C3的另一端分别与电阻R2的一端、放大管M5的栅极和电阻R18的一端连接；

所述电阻R2的另一端分别与接地电阻R4和电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与电阻R12的一端、接地电容C9、电感L12的一端和电源电压VD2连接，所述电阻R12的另一端分别与微带线TL13的一端和接地电阻R10连接，所述微带线TL13的另一端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端分别与电阻R14的一端和放大管M4的栅极连接，所述电阻R14的另一端与接地电容C7连接；

所述放大管M5的源极分别与接地电阻R16和放大管M6的栅极连接，所述放大管M6的源极接地，所述放大管M6的漏极分别与放大管M5的漏极和放大管M4的源极连接；

所述电阻R18的另一端通过电容C5与电感L8的一端连接，所述电感L8的另一端分别与放大管M4的漏极和电感L10的一端连接，所述电感L10的另一端分别与电感L12的另一端和电容C11的一端连接，所述电容C11的另一端与接地电容C13连接，并作为所述第二放大网络的输出端(out4)。

如图4中F部分所示，A通道第四开关网络包括开关管Ms6和开关管Ms7；

所述开关管Ms6的源极作为所述A通道第四开关网络的第一输入端(in3)，所述开关管Ms6的栅极通过电阻Rs6与控制电压Vcon2连接；所述开关管Ms7的源极作为所述A通道第四开关网络的第二输入端(in4)，所述开关管Ms7的栅极通过电阻Rs7与控制电压Vcon2连接；所述开关管Ms6的漏极和开关管Ms7的漏极共同作为所述A通道第四开关网络的输出端；

如图4中G部分所示，第二巴伦网络包括电感L4和接地电感L5；

所述电感L4的一端分别与开关管Ms6的漏极和接地电感L6连接，所述电感L4的另一端作为所述第二巴伦网络的输出端，所述接地电感L5的非接地端与开关管Ms7的漏极连接。

如图2中I部分所示，A通道第二开关网络包括开关管Ms8和开关管Ms10；

所述开关管Ms10的漏极分别与微带线TL4的一端和开关管Ms9的源极连接，所述微带线TL4的另一端作为所述A通道第二开关网络的第一输入端(in3)，所述开关管Ms10的栅极通过电阻Rs10与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms9的栅极通过电阻Rs9与控制电压Vcon1连接；

所述开关管Ms8的源极作为所述A通道第二开关网络的第二输入端，所述开关管Ms8的栅极通过电阻Rs8与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms8的漏极分别与开关管Ms9的漏极和电容C14的一端连接，所述电容C14的另一端作为所述A通道第二开关网络的输出端。

如图2中B部分所示，所述B通道第一开关网络包括电容C15；

所述电容C15的一端作为所述B通道第一开关网络的输入端，电容C15的另一端分别与开关管Ms13的漏极和开关管Ms11的漏极连接；

所述开关管Ms13的栅极通过电阻Rs13与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms13的源极作为所述B通道第一开关网络的第二输出端；

所述开关管Ms11的栅极通过电阻Rs11与控制电压Vcon3连接，所述开关管Ms11的源极分别与开关管Ms12的漏极和微带线TL15的一端连接，所述开关管Ms12的栅极通过电阻Rs12与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms12的源极接地，所述微带线TL15的另一端作为所述B通道第一开关网络的第一输出端。

如图4中J部分所示，B通道第二开关网络包括开关管Ms16和开关管Ms15；

所述开关管Ms15的漏极分别与微带线TL6的一端和开关管Ms14的源极连接，所述微带线TL6的另一端作为所述B通道第二开关网络的第一输入端(in4)，所述开关管Ms15的栅极通过电阻Rs15与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms14的栅极通过电阻Rs14与控制电压Vcon3连接；

所述开关管Ms16的源极作为所述B通道第二开关网络的第二输入端，所述开关管Ms16的栅极通过电阻Rs16与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms16的漏极分别与开关管Ms14的漏极和电容C20的一端连接，所述电容C20的另一端作为所述B通道第二开关网络的输出端。

如图2中D部分所示，输入关断驻波匹配网络包括电感L11；

所述电感L11的一端作为所述输入关断驻波匹配网络的输入端，电感L11的另一端分别与电阻R19的一端和接地电容C17连接，所述电阻R19的另一端与接地电容C16连接；

如图4中H部分所示，输出关断驻波匹配网络包括电感L12；

所述电感L12的一端作为所述输出关断驻波匹配网络的输出端，电感L12的另一端分别与电阻R20的一端和接地电容C18连接，电阻R20的另一端与接地电容C19连接。

实施例2：

本实施例中结合图2~图4说明本发明放大器的工作原理如下：

A通道第一和第二开关网络、B通道第一和第二开关网络均为非平衡式开关，其中直接连接第一和第二放大网络的支路均为一个串联开关管和一个并联开关管，不仅考虑了带宽也保证了通道间的高隔离度，提高了电路的可靠性和稳定性。A通道第三和第四开关网络均为平衡式开关，均只有一个串联开关管，因为该支路因有巴伦可帮助提高隔离度，开关就考虑尽可能减少差损和保证差分信号的平衡一致性。

在单通道高线性模式下，B通道不再对信号进行放大，此时B通道第一和第二开关网络的放大支路关断、驻波匹配支路打开，即串联开关管Ms11和Ms14关断、Ms13和Ms16打开，并联开关管Ms12、Ms15打开，B通道仅仅通过输入/输出关断驻波匹配网络在该通道关断时实现较好的驻波匹配。输入/输出关断驻波匹配网络由一个串联电感、两个到地电容和一个电阻组成，完成50欧姆匹配。

对于A通道，信号从RFin_A进入，经巴伦实现差分放大后，最后从RFout_A输出。因此此模式下电路有很好的抗共模噪声干扰能力，且有较高的OIP3和OIP2输出。具体实现为：A通道第一和第二开关网络的串联开关管Ms3和Ms8打开、Ms1和Ms9关断，并联开关管Ms2和Ms10打开，信号进入巴伦支路，A通道第三和第四开关网络中的四个串联开关管全打开，以保证信号顺利通过。信号进入第一巴伦网络，此时由单端输入转为差分信号输入，差分信号分别进入第一放大网络和第二放大网络。

第一放大网络和第二放大网络完全一致，我们以第一放大网络举例。在该网络中，放大管M1和M2组成了达林顿管，同时该达林顿管作为共源管与M3作为共栅管组成了共源共栅结构。该结构可以实现超宽频带、高增益、高线性、较好的增益平坦度和理想的功率输出，且具有很好的抗击穿能力。达林顿管具有很强的放大能力，且能很好地拓宽频带，在达林顿管上加上一个共栅管，可以进一步地拓宽工作频带和提高增益，且不附加新的功耗。信号经隔值电容C2到达由M1和M2组成的达林顿管，M1的栅极电压由电源电压VD1经R3和R5分压获得，M1的源极经电阻R15到地，M2的栅极电压来自R15端的直流电压，M2的源极直接接地，M1和M2的漏级均接M3的源级， M3的栅极电压由电源电压VD1经R9和R11分压获得，M3的栅极经电容C6到地，R13用于提高电路稳定性，M3的漏极电压由电源电压VD1经电感L11和L9获得，C8为旁路电容到地，C10不仅为隔值电容，也和到地电容C12组成了输出匹配。电感L7、电容C4和电阻R17组成了负反馈，保证了在宽频带内增益有较好的平坦度。差分信号从第一和第二放大网络出来后，经A通道第四开关网络到达第二巴伦网络，进而转化成单端信号由A通道第二开关网络从RFout_A输出。

在双通道低功耗模式下，A、B通道分别实现放大功能，信号从两个通道进，两个通道出。由于没有巴伦的作用和引入的差损，该模式下增益更高，线性度略低，但每个通道的功耗为单通道高线性模式的一半，因此实现双通道低功耗模式。具体实现为：一组信号从RFin_A进入，A通道第一和第二开关网络的串联开关管Ms3和Ms8关断、Ms1和Ms9打开，并联开关管Ms2和Ms10关断， A通道第三和第四开关网络中的四个串联开关管全部关断，此时信号经A通道第一开关网络的上支路进入到第一放大网络，并从A通道第二开关网络的上支路从RFout_A输出。另一组信号从RFin_B进入到达B通道第一开关网络，此时B通道第一和第二开关网络的驻波匹配支路关断、放大支路打开，即串联开关管Ms11和Ms14打开、Ms13和Ms16关断，并联开关管Ms12、Ms15关断。信号进入到第二放大网络放大后，经B通道第二开关网络从RFout_B输出。其中，Vcon1~Vcon4均为开关管的控制电压。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明的技术特征的数量。因此，限定由“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高集成度双模放大器芯片，其特征在于，包括A通道第一开关网络、A通道第二开关网络、A通道第三开关网络、A通道第四开关网络、B通道第一开关网络、B通道第二开关网络、第一放大网络、第二放大网络、第一巴伦网络、第二巴伦网络、输入关断驻波匹配网络和输出关断驻波匹配网络；

所述A通道第一开关网络的输入端作为所述高集成度双模放大器芯片的A通道射频输入端，所述A通道第一开关网络的第一输出端与第一放大网络的输入端连接，所述A通道第一开关网络的第二输出端通过第一巴伦网络与A通道第三开关网络的输入端连接，所述A通道第三开关网络的第一输出端与第一放大网络的输入端连接，所述A通道第三开关网络的第二输出端与第二放大网络的输入端连接，所述第一放大网络的输出端分别与A通道第二开关网络的第一输入端和A通道第四开关网络的第一输入端连接，所述A通道第四开关网络的输出端通过第二巴伦网络与A通道第二开关网络的第二输入端连接，所述A通道第二开关网络的输出端作为所述高集成度双模放大器芯片的A通道射频输出端；

所述B通道第一开关网络的输入端作为所述高集成度双模放大器芯片的B通道射频输入端，所述B通道第一开关网络的第一输出端与第二放大网络的输入端连接，所述B通道第一开关网络的第二输出端与输入关断驻波匹配网络连接，所述第二放大网络的输出端与分别与A通道第四开关网络的第二输入端和B通道第二开关网络的第一输入端连接，所述B通道第二开关网络的第二输入端与输出关断驻波匹配网络连接，所述B通道第二开关网络的输出端作为所述高集成度双模放大器芯片的B通道射频输出端。

2.根据权利要求1所述的高集成度双模放大器芯片，其特征在于，所述A通道第一开关网络包括电容C1；

所述电容C1的一端作为所述A通道第一开关网络的输入端，电容C1的另一端分别与开关管Ms1漏极和开关管Ms3的漏极连接，所述开关管Ms1的栅极与电阻Rs1的一端连接，所述电阻Rs1的另一端与控制电压Vcon1连接，所述开关管Ms1的源极分别与开关管Ms2的漏极和微带线TL1的一端连接，所述微带线TL1的另一端作为所述A通道第一开关网络的第一输出端，所述开关管Ms2的栅极与电阻Rs2的一端连接，所述电阻Rs2的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms3的栅极与电阻Rs3的一端连接，所述电阻Rs3的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms3的源极作为所述A通道第一开关网络的第二输出端；

所述第一巴伦网络包括电感L1和接地电感L2；

所述电感L1的一端与开关管Ms3的源极连接，所述电感L1的另一端与接地电感L3连接；

所述A通道第三开关网络包括开关管Ms4和开关管Ms5；

所述开关管Ms4的漏极与电感L1的另一端连接，所述开关管Ms4的栅极与电阻Rs6的一端连接，所述电阻Rs6的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms4的源极作为所述A通道第三开关网络的第一输出端；

所述开关管Ms5的漏极与接地电感L2的非接地端连接，所述开关管Ms5的栅极与电阻Rs7的一端连接，所述电阻Rs7的另一端与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms5的源极作为所述A通道第三开关网络的第二输出端。

3.根据权利要求2所述的高集成度双模放大器芯片，其特征在于，所述第一放大网络包括电容C2；

所述电容C2的一端作为所述第一放大网络的输入端，电容C2的另一端分别与电阻R1的一端、电阻R17的一端和放大管M1的栅极连接；

所述电阻R1的另一端分别与接地电阻R3和电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R11的一端、接地电容C8、电感L11的一端和电源电压VD1连接，所述电阻R11的另一端分别与微带线TL12的一端和接地电阻R9连接，所述微带线TL12的另一端与电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端分别与电阻R13的一端和放大管M3的栅极连接，所述电阻R13的另一端与接地电容C6连接；

所述放大管M1的源极分别与接地电阻R15和放大管M2的栅极连接，所述放大管M2的源极接地，所述放大管M2的漏极分别与放大管M1的漏极和放大管M3的源极连接；

所述电阻R17的另一端通过电容C4与电感L7的一端连接，所述电感L7的另一端分别与放大管M3的漏极和电感L9的一端连接，所述电感L9的另一端分别与电感L11的另一端和电容C10的一端连接，所述电容C10的另一端与接地电容C12连接，并作为所述第一放大网络的输出端；

所述第二放大网络包括电容C3；

所述电容C3的一端作为所述第二放大网络的输入端，电容C3的另一端分别与电阻R2的一端、放大管M5的栅极和电阻R18的一端连接；

所述电阻R2的另一端分别与接地电阻R4和电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与电阻R12的一端、接地电容C9、电感L12的一端和电源电压VD2连接，所述电阻R12的另一端分别与微带线TL13的一端和接地电阻R10连接，所述微带线TL13的另一端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端分别与电阻R14的一端和放大管M4的栅极连接，所述电阻R14的另一端与接地电容C7连接；

所述放大管M5的源极分别与接地电阻R16和放大管M6的栅极连接，所述放大管M6的源极接地，所述放大管M6的漏极分别与放大管M5的漏极和放大管M4的源极连接；

所述电阻R18的另一端通过电容C5与电感L8的一端连接，所述电感L8的另一端分别与放大管M4的漏极和电感L10的一端连接，所述电感L10的另一端分别与电感L12的另一端和电容C11的一端连接，所述电容C11的另一端与接地电容C13连接，并作为所述第二放大网络的输出端。

4.根据权利要求3所述的高集成度双模放大器芯片，其特征在于，所述A通道第四开关网络包括开关管Ms6和开关管Ms7；

所述开关管Ms6的源极作为所述A通道第四开关网络的第一输入端，所述开关管Ms6的栅极通过电阻Rs6与控制电压Vcon2连接；所述开关管Ms7的源极作为所述A通道第四开关网络的第二输入端，所述开关管Ms7的栅极通过电阻Rs7与控制电压Vcon2连接；所述开关管Ms6的漏极和开关管Ms7的漏极共同作为所述A通道第四开关网络的输出端；

所述第二巴伦网络包括电感L4和接地电感L5；

所述电感L4的一端分别与开关管Ms6的漏极和接地电感L6连接，所述电感L4的另一端作为所述第二巴伦网络的输出端，所述接地电感L5的非接地端与开关管Ms7的漏极连接。

5.根据权利要求4所述的高集成度双模放大器芯片，其特征在于，所述A通道第二开关网络包括开关管Ms8和开关管Ms10；

所述开关管Ms10的漏极分别与微带线TL4的一端和开关管Ms9的源极连接，所述微带线TL4的另一端作为所述A通道第二开关网络的第一输入端，所述开关管Ms10的栅极通过电阻Rs10与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms9的栅极通过电阻Rs9与控制电压Vcon1连接；

所述开关管Ms8的源极作为所述A通道第二开关网络的第二输入端，所述开关管Ms8的栅极通过电阻Rs8与控制电压Vcon2连接，所述开关管Ms8的漏极分别与开关管Ms9的漏极和电容C14的一端连接，所述电容C14的另一端作为所述A通道第二开关网络的输出端。

6.根据权利要求1所述的高集成度双模放大器芯片，其特征在于，所述B通道第一开关网络包括电容C15；

所述电容C15的一端作为所述B通道第一开关网络的输入端，电容C15的另一端分别与开关管Ms13的漏极和开关管Ms11的漏极连接；

所述开关管Ms13的栅极通过电阻Rs13与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms13的源极作为所述B通道第一开关网络的第二输出端；

所述开关管Ms11的栅极通过电阻Rs11与控制电压Vcon3连接，所述开关管Ms11的源极分别与开关管Ms12的漏极和微带线TL15的一端连接，所述开关管Ms12的栅极通过电阻Rs12与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms12的源极接地，所述微带线TL15的另一端作为所述B通道第一开关网络的第一输出端。

7.根据权利要求6所述的高集成度双模放大器芯片，其特征在于，所述B通道第二开关网络包括开关管Ms16和开关管Ms15；

所述开关管Ms15的漏极分别与微带线TL6的一端和开关管Ms14的源极连接，所述微带线TL6的另一端作为所述B通道第二开关网络的第一输入端，所述开关管Ms15的栅极通过电阻Rs15与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms14的栅极通过电阻Rs14与控制电压Vcon3连接；

所述开关管Ms16的源极作为所述B通道第二开关网络的第二输入端，所述开关管Ms16的栅极通过电阻Rs16与控制电压Vcon4连接，所述开关管Ms16的漏极分别与开关管Ms14的漏极和电容C20的一端连接，所述电容C20的另一端作为所述B通道第二开关网络的输出端。

8.根据权利要求7所述的高集成度双模放大器芯片，其特征在于，所述输入关断驻波匹配网络包括电感L11；

所述电感L11的一端作为所述输入关断驻波匹配网络的输入端，电感L11的另一端分别与电阻R19的一端和接地电容C17连接，所述电阻R19的另一端与接地电容C16连接；

所述输出关断驻波匹配网络包括电感L12；

所述电感L12的一端作为所述输出关断驻波匹配网络的输出端，电感L12的另一端分别与电阻R20的一端和接地电容C18连接，电阻R20的另一端与接地电容C19连接。