【技术实现步骤摘要】
一种具有高增益高功率的二阶矩阵放大器
本专利技术涉及异质结双极性晶体管射频功率放大器和集成电路领域,特别是针对超宽带收发机末端的发射模块应用的一种具有高增益高功率的二阶矩阵放大器。
技术介绍
随着扩频技术、软件无线电、超宽带通信、无线局域网(WLAN)等的快速发展,射频前端收发器也向高性能、高集成、低功耗的方向发展。因此市场迫切的需求发射机的射频与微波功率放大器具有超宽带、高输出功率、高效率、低成本等性能,而集成电路正是有望满足该市场需求的关键技术。然而,当采用集成电路工艺设计实现射频与微波功率放大器芯片电路时,其性能和成本受到了一定制约,主要体现:(1)宽带高增益放大能力受限:传统单晶体管收到增益带宽积的影响,需要牺牲增益才能获得超宽带放大能力,因此,宽带高增益放大能力受到严重的限制。(2)宽带高功率放大能力受限:半导体工艺中晶体管的特征频率越来越高,由此带来了低击穿电压从而限制了单一晶体管的功率容量。为了获得高功率能力,往往需要多路晶体管功率合成,但是由于多路合成网络的能量损耗导致功率放大器的效率比较低,电路无法满足低功耗或者绿色通信需求。常见的超宽带高功率放大器的电路结构有很多,最典型的是传统分布式放大器,但是,传统分布式放大器要同时满足各项参数的要求十分困难,主要是因为:①在传统的分布式功率放大器中,核心放大电路是多个单晶体管采用分布式放大排列的方式实现,由于单晶体管受到寄生参数的影响,随着工作频率升高时,其功率增益会显著降低、同时功率特性等也会显著恶化,因此为了获得超宽带平坦的放大结构,必须要牺牲低频增益来均衡高频损耗,导致传统分布式放大器的超宽 ...
【技术保护点】
1.一种具有高增益高功率的二阶矩阵放大器,其特征在于,包括二阶矩阵输入分配网络、二阶矩阵级间平衡网络、二阶矩阵输出合成网络、第一堆叠晶体管、第二堆叠晶体管、第三堆叠晶体管、第四堆叠晶体管以及与二阶矩阵级间平衡网络和二阶矩阵输出合成网络相连的馈电网络;所述二阶矩阵输入分配网络的输入端为整个所述二阶矩阵放大器的输入端,其第一输出端与所述第一堆叠晶体管的输入端连接,其第二输出端与所述第二堆叠晶体管的输入端连接;所述二阶矩阵级间平衡网络的第一端口与所述馈电网络的第一输出端以及第一、第二堆叠晶体管的馈电端同时连接,所述二阶矩阵级间平衡网络的第二端口与所述第一堆叠晶体管的输出端、第三堆叠晶体管的输入端同时连接,所述二阶矩阵级间平衡网络的第三端口与所述第二堆叠晶体管的输出端、第四堆叠晶体管的输入端同时连接;所述二阶矩阵输出合成网络的输出端为整个所述二阶矩阵放大器的输出端,其第一输入端与所述馈电网络的第二输出端以及所述第三、第四堆叠晶体管的馈电端同时连接,其第二输入端与所述第三堆叠晶体管的输出端连接、其第三输入端与所述第四堆叠晶体管的输出端连接;所述馈电网络的输入端与供电电压Vcc连接。
【技术特征摘要】
1.一种具有高增益高功率的二阶矩阵放大器,其特征在于,包括二阶矩阵输入分配网络、二阶矩阵级间平衡网络、二阶矩阵输出合成网络、第一堆叠晶体管、第二堆叠晶体管、第三堆叠晶体管、第四堆叠晶体管以及与二阶矩阵级间平衡网络和二阶矩阵输出合成网络相连的馈电网络;所述二阶矩阵输入分配网络的输入端为整个所述二阶矩阵放大器的输入端,其第一输出端与所述第一堆叠晶体管的输入端连接,其第二输出端与所述第二堆叠晶体管的输入端连接;所述二阶矩阵级间平衡网络的第一端口与所述馈电网络的第一输出端以及第一、第二堆叠晶体管的馈电端同时连接,所述二阶矩阵级间平衡网络的第二端口与所述第一堆叠晶体管的输出端、第三堆叠晶体管的输入端同时连接,所述二阶矩阵级间平衡网络的第三端口与所述第二堆叠晶体管的输出端、第四堆叠晶体管的输入端同时连接;所述二阶矩阵输出合成网络的输出端为整个所述二阶矩阵放大器的输出端,其第一输入端与所述馈电网络的第二输出端以及所述第三、第四堆叠晶体管的馈电端同时连接,其第二输入端与所述第三堆叠晶体管的输出端连接、其第三输入端与所述第四堆叠晶体管的输出端连接;所述馈电网络的输入端与供电电压Vcc连接。2.根据权利要求1所述的具有高增益高功率的二阶矩阵放大器,其特征在于,所述二阶矩阵输入分配网络包括从所述二阶矩阵放大器输入端到接地端依次串接的电感Lb1、Lb2、Lb3、隔直电容Cload1和负载电阻Rload1,所述电感Lb1与Lb2的连接节点为所述二阶矩阵输入分配网络的第一输出端,所述电感Lb2与Lb3的连接节点为所述二阶矩阵输入分配网络的第二输出端。3.根据权利要求1所述的具有高增益高功率的二阶矩阵放大器,其特征在于,所述第N堆叠晶体管的输入端连接电容Cbj,电容Cbj的另一端连接共射管Qsj的基极,电容Cbj与Qsj基极的连接节点上还连接了接地电阻Rbj以及馈电电阻Rsj,Rsj的另一端连接所述第N堆叠晶体管的馈电端,...
【专利技术属性】
技术研发人员:邬海峰,林倩,张晓明,陈善继,
申请(专利权)人:青海民族大学,
类型:发明
国别省市:青海,63
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