本發明公開了一種穩定性增強的高輸出功率射頻功率放大器，包括一號CMOS晶體管、二號CMOS晶體管、三號CMOS晶體管、四號CMOS晶體管，一號CMOS晶體管和三號CMOS晶體管處于同一支路，二號CMOS晶體管和四號CMOS晶體管處于同一支路，一號CMOS晶體管和二號CMOS晶體管均為共源結構，三號CMOS晶體管和四號CMOS晶體管均為共柵結構，三號CMOS晶體管源極和四號CMOS晶體管漏極之間連接一號交叉耦合電容，三號CMOS晶體管漏極和四號CMOS晶體管源極之間連接二號交叉耦合電容。本發明能夠在實現高的輸出功率下保證射頻功率放大器的穩定，不需要額外的穩定措施，降低成本。

技術領域

本發明屬于無線通信功率放大器技術領域，尤其涉及互補型金屬氧化物半導體(CMOS)射頻功率放大器領域，更具體的說，是涉及一種穩定性增強的高輸出功率射頻功率放大器。

背景技術

如今，無線通信產業的快速發展已經成為信息產業的最大亮點，對于無線通信系統的設計要求也越來越高。功率放大器位于無線通信系統中發射機的末端，其輸出功率決定了發射距離的長短，因此功率放大器是通信系統中非常重要的一部分。射頻功率放大器廣泛應用于衛星通信、雷達以及各種工業裝備等領域，伴隨著無線通訊和軍事領域新標準新技術的發展，無線通信系統對射頻功率放大器的性能要求也相應提高。因此，人們把更多的關注點放在功率放大器的的頻率、輸出功率和效率的提升方面，但是隨著頻率的上升，功率放大器的輸出功率低和寄生參數大等問題越來越占據主導地位。

目前在實現高輸出功率的功率放大器方面，常采用的工藝是GaAs或GaN工藝，但這種工藝的缺點是成本較高、產能不穩定。為了跟進快速發展的射頻前端的產業需求，本發明采用成本更低、更加適合大規模生產、技術更為成熟的CMOS工藝。由于CMOS工藝襯底損耗大，越來越多的文獻采用多個晶體管串并聯的方法實現比較大的增益和高的輸出功率，但是隨著頻率升高和晶體管數目的增多，各種寄生電容和分布效應的通道變多，特別容易引起電路的不穩定而發生振蕩。在設計過程中，應充分考慮功率放大器的穩定性，防止功率放大器發生振蕩。穩定是一切放大器前提，是保證設備安全可靠運行的必要條件。在現實應用中，常常存在信號源阻抗與負載阻抗與射頻放大器網絡不匹配的情況，產生反射，在某些頻率下可能是正反饋，從而導致射頻放大器自激，造成設備損壞。因此，實現高的輸出功率下保證射頻功率放大器的穩定顯得尤為重要。

實現穩定的有效辦法大致分為兩種：第一種是在功率放大器中引入一定的有耗器件，降低Q值，犧牲了一部分的增益來提高整個功率放大器的穩定性，比如在晶體管的柵極串聯電阻等。第二種是引入一定的負反饋，因為不穩定的根源是正反饋，適當引入負反饋可以提高整個功率放大器的穩定性，但是可能會降低整個功率放大器的工作帶寬。這兩種辦法都是以犧牲射頻功率放大器的性能為代價來獲得穩定性的提高。

綜上所示，為了解決基于CMOS工藝實現的射頻功率放大器存在的穩定性和性能之間的折中問題，克服基于CMOS工藝的射頻功率放大器在實現高功率時引入的寄生導致整個電路不穩定的問題，就必須要提出一些新的射頻功率放大器的結構，在不降低電路性能的前提下提高系統的穩定性。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種穩定性增強的高輸出功率射頻功率放大器，是一種新的電路結構—基于交叉耦合技術補償寄生電容的共源共柵的射頻功率放大器的拓撲結構，能夠在實現高的輸出功率下保證射頻功率放大器的穩定，不需要額外的穩定措施，降低成本。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。