The utility model discloses a high efficiency composite transistor core based on varactor adaptive matching technology, including input odd-mode resistance, first under-matched three-stack amplification network, second under-matched three-stack amplification network, output odd-mode resistance, first self-adaptive matching network, second self-adaptive matching network and second-level partial voltage network. The Composite Transistor core realized by the utility model has the advantages of high efficiency, large bias dynamic range, large dynamic range of optimal load impedance, small core area, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种基于变容管自适应匹配技术的高效率复合晶体管管芯
本技术属于射频功率放大器晶体管管芯和集成电路与SiP
,具体涉及一种基于变容管自适应匹配技术的高效率复合晶体管管芯的设计。
技术介绍
随着移动通信、软件无线电、无线局域网(WLAN)等无线通信市场的快速发展,射频前端组件也要求随之向高集成、低功耗、结构紧凑、价格低廉的方向发展,与此同时对于满足不同通信系统和不同功率模式的高动态要求也提出了挑战。射频与微波功率放大器作为发射机的重要模块,是整个发射机中耗能最多的电路,主要由功率放大器晶体管管芯和外围匹配电路构成。当采用半导体集成电路工艺设计实现功率放大器管芯,用于满足不同通信系统和不同功率模式的高动态要求时主要体现在以下几个限制因素:(1)传统单晶体管并联管芯的高频高功率能力受限:受到半导体工艺的发展和晶体管尺寸等比例缩小的影响,当晶体管的栅长越来越短时,晶体管的高频增益特性越好,但是其击穿电压会降低,从而限制了晶体管漏极输出电压摆幅,进而限制了单一晶体管的高频功率容量,如0.5um工艺的GaN管芯,工作电压50V,具有极高的功率容量,但是其典型最高工作频率只能到S波段;而0.1um工艺的GaN管芯,工作电压12V,其典型工作频率可以到Ka波段,但是其功率容量相对较低。目前,为了获得高频高功率特性,典型的解决方案采用大栅宽尺寸的晶体管,在保证漏极电压不变的前提下,利用电流合成的方式增大功率容量。但是,这种解决方案却增加了栅源电容,降低了输入阻抗与最佳负载阻抗,增大了电路阻抗匹配的设计难度。(2)典型堆叠结构的复合晶体管管芯的高动态适应能力受限:典型堆叠 ...
【技术保护点】
1.一种基于变容管自适应匹配技术的高效率复合晶体管管芯,其特征在于,包括输入奇模电阻、第一欠匹配三堆叠放大网络、第二欠匹配三堆叠放大网络、输出奇模电阻、第一自适应匹配网络、第二自适应匹配网络和二级自偏分压网络;所述第一欠匹配三堆叠放大网络的输入端为整个所述高效率复合晶体管管芯的第一输入端,其输出端为整个所述高效率复合晶体管管芯的第一输出端;所述第二欠匹配三堆叠放大网络的输入端为整个所述高效率复合晶体管管芯的第二输入端,其输出端为整个所述高效率复合晶体管管芯的第二输出端;所述输入奇模电阻分别与第一欠匹配三堆叠放大网络的输入端以及第二欠匹配三堆叠放大网络的输入端连接;所述第一欠匹配三堆叠放大网络分别与第一自适应匹配网络以及二级自偏分压网络连接,所述第二欠匹配三堆叠放大网络分别与第二自适应匹配网络以及二级自偏分压网络连接;所述输出奇模电阻分别与第一欠匹配三堆叠放大网络的输出端、第二欠匹配三堆叠放大网络的输出端、第一自适应匹配网络的输出端、第二自适应匹配网络的输出端以及二级自偏分压网络的输出端连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于变容管自适应匹配技术的高效率复合晶体管管芯,其特征在于,包括输入奇模电阻、第一欠匹配三堆叠放大网络、第二欠匹配三堆叠放大网络、输出奇模电阻、第一自适应匹配网络、第二自适应匹配网络和二级自偏分压网络;所述第一欠匹配三堆叠放大网络的输入端为整个所述高效率复合晶体管管芯的第一输入端,其输出端为整个所述高效率复合晶体管管芯的第一输出端;所述第二欠匹配三堆叠放大网络的输入端为整个所述高效率复合晶体管管芯的第二输入端,其输出端为整个所述高效率复合晶体管管芯的第二输出端;所述输入奇模电阻分别与第一欠匹配三堆叠放大网络的输入端以及第二欠匹配三堆叠放大网络的输入端连接;所述第一欠匹配三堆叠放大网络分别与第一自适应匹配网络以及二级自偏分压网络连接,所述第二欠匹配三堆叠放大网络分别与第二自适应匹配网络以及二级自偏分压网络连接;所述输出奇模电阻分别与第一欠匹配三堆叠放大网络的输出端、第二欠匹配三堆叠放大网络的输出端、第一自适应匹配网络的输出端、第二自适应匹配网络的输出端以及二级自偏分压网络的输出端连接。2.根据权利要求1所述的高效率复合晶体管管芯,其特征在于,所述第一欠匹配三堆叠放大网络和第二欠匹配三堆叠放大网络结构相同;所述第一欠匹配三堆叠放大网络包括按照源极-漏极相连堆叠构成的顶层晶体管Md3、中间层晶体管Md2以及底层晶体管Md1;所述底层晶体管Md1的源极接地,其栅极为第一欠匹配三堆叠放大网络的输入端;所述中间层晶体管Md2的栅极分别与电阻R2的一端以及电阻R3的一端连接,所述电阻R2的另一端与二级自偏分压网络连接,所述电阻R3的另一端通过电容C1与第一自适应匹配网络连接;所述顶层晶体管Md3的漏极为第一欠匹配三堆叠放大网络的输出端,其栅极分别与电阻R4的一端以及电阻R5的一端连接,所述电阻R4的另一端与二级自偏分压网络连接,所述电阻R5的另一端通过电容C2与第一自适应匹配网络连接;所述底层晶体管Md1的漏极和中间层晶体管Md2的源极之间通过微带线TL1连接,所述中间层晶体管Md2的源极与微带线TL1的连接节点还与开路微带线TL2连接;所述中间层晶体管Md2的漏极和顶层晶体管Md3的源极之间通过微带线TL3连接,所述顶层晶体管Md3的源极与微带线TL3的连接节点还与开路微带线TL4连接;所述第二欠匹配三堆叠放大网络包括按照源极-漏极相连堆叠构成的顶层晶体管Md6、中间层晶体管Md5以及底层晶体管Md4;所述底层晶体管Md4的源极接地,其栅极为第二欠匹配三堆叠放大网络的输入端;所述中间层晶体管Md5的栅极分别与电阻R6的一端以及电阻R7的一端连接,所述电阻R6的另一端与二级自偏分压网络连接,所述电阻R7的另一端通过电容C3与第二自适应匹配网络连接;所述顶层晶体管Md6的漏极为第二欠匹配三堆叠放大网络的输出端,其栅极分别与电阻R8的一端以及电阻R9的一端连接,所述电阻R8的另一端与二级自偏分压网络连接,所述电阻...
【专利技术属性】
技术研发人员:邬海峰,滑育楠,陈依军,胡柳林,吕继平,童伟,王测天,
申请(专利权)人:成都嘉纳海威科技有限责任公司,
类型:新型
国别省市:四川,51
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