提高共源共柵CMOS功率放大器效率的方案

　　2 功率放大器設計

　　放大電路如圖2所示，電路結構為差分形式，采取兩級放大，分別為驅動級和輸出級。驅動級采用差分的共源共柵（Cascode）結構，可以提供適當的電壓增益；輸出級也是差分的共源共柵結構，在提供一定的電壓增益的同時，還提供輸出功率，這種結構可以提高功放輸出電壓的擺幅，從而降低對MOS管最大電流能力的要求，提高功放的效率。兩級之間采用的耦合電容Cp和Cn在提高隔離度的同時起到級間阻抗匹配的作用。電感Lp1、Lp2、Ln1、Ln2用作負載，電感Lnp用來抵消源極寄生電容對功放效率的影響，其中Lp1、Ln1和Lnp采用工藝庫里的片上螺旋電感來實現，而Lp2和Ln2可以采用高Q值的鍵合線電感實現，這樣可以有效提高功放的增益，當然只要工藝條件允許，在對增益要求不是很高的情況下，也可以采用工藝庫里的片上螺旋電感來實現。單路輸入信號經輸入匹配網絡由巴倫轉換成兩路信號Vpin和Vnin,放大后的兩路信號Vpout和Vnout經輸出匹配網絡由巴倫轉換成一路信號送至天線。其中，輸入匹配采用共軛匹配以達到最大增益，輸出匹配采用功率匹配以輸出最大功率，都是以簡單的LC匹配網絡為實現形式，通過高頻輔助設計軟件ADS中的Smithchart來設計。

圖2 兩級A類放大電路結構示意圖

　3 仿真結果