功率放大电路、功率放大器及NB-IoT通信系统的制作方法

本申请属于集成电路，尤其涉及一种功率放大电路、功率放大器及nb-iot通信系统。
背景技术：
：：1、目前，功率放大器的功率增益曲线随输入信号增加，会出现一段增益陡升的区域，该区域称为增益膨胀现象，与功率放大器的增益压缩相反。2、增益膨胀现象的产生原因是，功率放大器为获得较高的功率附加效率、降低功耗，往往后级偏置电流较低。此种情况下，射频功率管的最大稳定增益(msg，maximum stablegain)会有一个突变的过程，对应于功率增益曲线，出现一段增益膨胀区域。3、适当的增益膨胀对弥补增益压缩和提高线性度是有利的，但当偏置点过低导致增益膨胀较为严重时，则会使得幅度和相位失真更为明显。尤其是相位失真会恶化功率放大器的带内失真和带外失真，带来误差矢量幅度(evm，errorvectormagnitude)的恶化和频谱再生。4、相关技术中，为了改善增益膨胀和增益压缩带来的影响，保障功率放大器的线性度，通常采用引入负增益支路消减中高功率区域的增益膨胀，或者通过线性化补偿电路使得增益膨胀与增益压缩相互补偿，以改善线性度。然而，上述引入负增益支路的技术方案存在新增器件的占用面积和成本较高的问题，无法集成于芯片内；线性化补偿电路的技术方案中浮动偏置电路的电路结构较为复杂，并且偏置电流随着输入功率增加而增大将会导致整体功耗的提升。技术实现思路1、本申请实施例提供了一种功率放大电路、功率放大器及nb-iot通信系统，能够改善相关技术中改善功率放大器的线性度时存在的技术缺陷。2、第一方面，本申请实施例提供一种功率放大电路，功率放大电路包括：3、信号输入模块，包括第一差分输入单元和第二差分输入单元，分别与第一节点和第二节点连接；第一节点和第二节点分别为两个隔离电容的接收端；4、交叉耦合模块，包括第一耦合单元和第二耦合单元，第一耦合单元连接于第一差分输入单元的输出端与第二节点之间，第二耦合单元连接于第二差分输入单元的输出端与第一节点之间；5、信号放大模块，包括与信号输入模块连接的第一放大单元和与交叉耦合模块连接的第二放大单元，第一放大单元还与第三节点和第四节点连接；第三节点和第四节点为功率放大电路的差分输出端；6、选通单元，连接于第二放大单元与第一电源信号端之间；7、交叉耦合模块，用于在选通单元导通的情况下，增大功率放大电路的输出阻抗。8、在一些实施例中，第一差分输入单元包括：9、第一晶体管，第一晶体管的栅极与第一节点连接，第一晶体管的第一极与第二电源信号端连接；10、第二差分输入单元包括：11、第二晶体管，第二晶体管的栅极与第二节点连接，第二晶体管的第一极与第二电源信号端连接。12、在一些实施例中，第一放大单元包括：13、第三晶体管，第三晶体管的栅极与栅极驱动信号端连接，第三晶体管的第一极与第一晶体管的第二极连接，第三晶体管的第二极与第三节点连接；14、第一电感，连接于第三晶体管的第二极与第一电源信号端之间；15、第四晶体管，第四晶体管的栅极与栅极驱动信号端连接，第四晶体管的第一极与第二晶体管的第二极连接，第四晶体管的第二极与第四节点连接；16、第二电感，连接于第四晶体管的第二极与第一电源信号端之间。17、在一些实施例中，第一耦合单元包括：18、第五晶体管，第五晶体管的栅极和第五晶体管的第二极与第一节点连接，第五晶体管的第一极与第二电源信号端连接；19、第一电容，第一电容的第一端与第一节点连接，第一电容的第二端与第二晶体管的第二极连接；20、第二耦合单元包括：21、第六晶体管，第六晶体管的栅极和第六晶体管的第二极与第二节点连接，第六晶体管的第一极与第二电源信号端连接；22、第二电容，第二电容的第一端与第二节点连接，第二电容的第二端与第一晶体管的第二极连接。23、在一些实施例中，第二放大单元包括：24、第七晶体管，第七晶体管的栅极与栅极驱动信号端连接，第七晶体管的第一极与第五晶体管的第二极连接；25、第八晶体管，第八晶体管的栅极与栅极驱动信号端连接，第八晶体管的第一极与第六晶体管的第二极连接；26、第七晶体管的第二极和第八晶体管的第二极通过选通单元与第一电源信号端连接。27、在一些实施例中，选通单元包括：28、第九晶体管，第九晶体管的第一极与第七晶体管的第二极和第八晶体管的第二极连接，第九晶体管的第二极与第一电源信号端连接，第九晶体管的栅极与增益控制信号端连接。29、在一些实施例中，第一晶体管的宽长比与第二晶体管的宽长比一致，第五晶体管的宽长比与第六晶体管的宽长比一致。30、在一些实施例中，第一晶体管的宽长比大于第五晶体管的宽长比。31、在一些实施例中，第一晶体管的沟道长度与第五晶体管的沟道长度一致。32、第二方面，本申请实施例提供了一种功率放大器，包括输入信号端、驱动放大电路、第一方面的功率放大电路以及输出信号端，输入信号端与驱动放大电路之间、驱动放大电路与功率放大电路之间以及功率放大电路与输出信号端之间设置有隔离电容。33、第三方面，本申请实施例提供了一种nb-iot通信系统，包括第二方面的功率放大器。34、与现有技术相比，本申请实施例提供的功率放大电路、功率放大器及nb-iot通信系统，通过设置选通单元和交叉耦合模块，能够在选通单元导通时，将第一电源信号端vdd通过第二放大单元与交叉耦合模块连接，使得交叉耦合模块能够对信号输入模块中的两个差分输入单元进行交叉耦合。在交叉耦合模块起到交叉耦合作用时，相当于交叉耦合模块与信号输入模块共同形成输入阻抗，使得功率放大电路的整体输出阻抗增加，进而增大功率放大电路的电压增益。而在选通单元断开时，交叉耦合模块不起到交叉耦合作用，不会增大功率放大电路的电压增益。即，选通单元导通时能够实现增益膨胀功能，通过在输入信号的功率较大时控制选通单元导通，能够开启增益膨胀功能，从而对大功率信号下产生的增益压缩现象进行补偿，改善功率放大电路的线性度。在输入信号的功率较小时，则可以控制选通单元断开以减少功率放大电路的实际功耗。技术特征：1.一种功率放大电路，其特征在于，所述功率放大电路包括：2.根据权利要求1所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一差分输入单元包括：3.根据权利要求2所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一放大单元包括：4.根据权利要求2所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一耦合单元包括：5.根据权利要求4所述的功率放大电路，其特征在于，所述第二放大单元包括：6.根据权利要求5所述的功率放大电路，其特征在于，所述选通单元包括：7.根据权利要求4所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一晶体管的宽长比与所述第二晶体管的宽长比一致，所述第五晶体管的宽长比与所述第六晶体管的宽长比一致。8.根据权利要求7所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一晶体管的宽长比大于所述第五晶体管的宽长比。9.根据权利要求7所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一晶体管的沟道长度与所述第五晶体管的沟道长度一致。10.一种功率放大器，其特征在于，包括输入信号端、驱动放大电路、权利要求1-9中任一项所述的功率放大电路以及输出信号端，所述输入信号端与所述驱动放大电路之间、所述驱动放大电路与所述功率放大电路之间以及所述功率放大电路与所述输出信号端之间设置有隔离电容。11.一种nb-iot通信系统，其特征在于，包括权利要求10所述的功率放大器。技术总结本申请公开了一种功率放大电路、功率放大器及NB‑IoT通信系统。电路包括：信号输入模块，包括第一差分输入单元和第二差分输入单元，分别与第一节点和第二节点连接；交叉耦合模块，包括第一耦合单元连接于第一差分输入单元与第二节点之间的第一耦合单元和连接于第二差分输入单元与第一节点之间的第二耦合单元；信号放大模块，包括与信号输入模块连接的第一放大单元和与交叉耦合模块连接的第二放大单元；选通单元，连接于第二放大单元与第一电源信号端之间；交叉耦合模块，用于在选通单元导通的情况下，增大功率放大电路的输出阻抗。根据本申请实施例，能够根据输入信号功率灵活开启增益膨胀功能，改善功率放大电路的线性度。技术研发人员：戴山彪,朱磊,孙东昱,张亚双受保护的技术使用者：中移物联网有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/24