功率放大器制造技术

本发明专利技术揭示了一种功率放大器，所述功率放大器包括级联设置的输入电路、第一功率管芯、级间电路、第二功率管芯及输出电路。本发明专利技术的功率放大器可以在较宽的频带内折中实现带宽、增益和输出功率的指标，同时有效降低成本；本发明专利技术的功率放大器与MMIC功率放大器相比，具有输出功率大、成本较低的优势；与分立式放大器相比，带宽、增益和集成度上又有很大的提升。因此，本发明专利技术的功率放大器集合了MMIC和功率管的优点，可以在射频系统中广泛应用。可以在射频系统中广泛应用。可以在射频系统中广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
功率放大器


[0001]本专利技术属于集成电路
，具体涉及一种功率放大器。

技术介绍

[0002]随着数据通信、雷达探测等技术的发展，人类对于射频频段频谱的利用日趋成熟，在射频发射系统中，不可避免的存在相应频段的功率放大器。目前对于功率放大器的需求除了更高的输出功率、更高的工作效率、更高的增益等常规指标外，还存在对于体积和集成度的要求，尤其是机载、弹载等应用场景中，由于携带的重量和体积都有严格的限制，对于射频系统的体积和集成度有着更高的要求。
[0003]目前，功率放大器主要存在两种形式，MMIC(单片微波集成电路)和功率管，其中MMIC的优势主要在于体积小、增益高、频带宽，但受限于面积，无法提供大功率输出，同时由于流片费用的缘故成本也较高；功率管采用功率管芯+陶瓷电路的结构，体积较大，输出功率也较大，相较于MMIC而言成本较低，但受限于陶瓷电路可实现的拓扑结构有限，带宽较窄，增益低，同时由于微组装工艺的限制，目前无法在Ku波段以上工作。
[0004]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种功率放大器。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种功率放大器，其具有宽带、高增益、体积小的特性，同时也能提供较大的输出功率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0007]一种功率放大器，所述功率放大器包括级联设置的输入电路、第一功率管芯、级间电路、第二功率管芯及输出电路；
[0008]所述输入电路用于将第一功率管芯的输入阻抗匹配至第一阻抗阈值，并向第一功率管芯提供第一栅源电压V
GS1
；
[0009]所述级间电路用于将第一功率管芯的输入阻抗匹配至第一阻抗阈值，并向第一功率管芯提供第一漏源电压V
DS1
，及，将第二功率管芯的输入阻抗匹配至第二阻抗阈值，并向第二功率管芯提供第二栅源电压V
GS2
；
[0010]所述输出电路用于将第二功率管芯的输入阻抗匹配至第二阻抗阈值，并向第二功率管芯提供第二漏源电压V
DS2
；
[0011]所述第一功率管芯用于接收输入电路传输的输入信号，并经一级放大后输出至级间电路；
[0012]所述第二功率管芯用于接收级间电路传输的一级放大信号，并经二级放大后得到输出信号，输出信号由输出电路输出。
[0013]一实施例中，所述输入电路包括第一端口T1与第二端口T2，级间电路包括第三端口T3与第四端口T4，输出电路包括第五端口T5与第六端口T6，所述第一端口T1至第六端口T6分别与基准电位相连；
[0014]所述第一端口T1用于接收输入信号，第二端口T2与第一功率管芯的栅极相连，第三端口T3与第一功率管芯的漏极相连，第四端口T4与第二功率管芯的栅极相连，第五端口T5与第二功率管芯的漏极相连，第六端口T6用于发送输出信号，所述第一功率管芯和第二功率管芯的源极分别与基准电位相连。
[0015]一实施例中，所述输入电路包括第一电感L1、第一电容C1及第二电容C2，其中：
[0016]第一电感L1的第一端与第一端口T1相连，第二端与第二电容C2的第一端相连，第二电容C2的第二端与第二端口T2相连；
[0017]第一电容C1的第一端与第一电感L1的第二端及第二电容C2的第一端相连，第二端与基准电位相连；
[0018]所述级间电路包括第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5及第六电容C6，其中：
[0019]第二电感L2的第一端与第三端口T3相连，第二端与第四电容C4的第一端相连，第四电容C4的第二端与第三电感L3的第一端相连，第三电感L3的第二端与第五电容C5的第一端相连，第五电容C5的第二端与第五电感L5的第一端相连，第五电感L5的第二端与第四端口T4相连；
[0020]第三电容C3的第一端与第二电感L2的第二端及第四电容C4的第一端相连，第二端与基准电位相连；
[0021]第四电感L4的第一端与第三电感L3的第二端及第五电容C5的第一端相连，第二端与基准电位相连；
[0022]第六电容C6的第一端与第五电容C5的第二端及第五电感L5的第一端相连，第二端与基准电位相连；
[0023]所述输出电路包括第六电感L6、第七电感L7、第八电感L8、第七电容C7及第八电容C8，其中：
[0024]第六电感L6的第一端与第五端口T5相连，第二端与第八电容C8的第一端相连，第八电容C8的第二端与第八电感L8的第一端相连，第八电感L8的第二端与第六端口T6相连；
[0025]第七电容C7的第一端与第六电感L6的第二端及第八电容C8的第一端相连，第二端与基准电位相连；
[0026]第七电感L7的第一端与第八电容C8的第二端及第八电感L8的第一端相连，第二端与基准电位相连。
[0027]一实施例中，所述功率放大器还包括若干偏置电路，用于为第一功率管芯及第二功率管芯供电，并隔离工作频段的射频信号。
[0028]一实施例中，所述偏置电路包括第七端口T7及第八端口T8，第七端口T7与第二端口T2、第三端口T3、第四端口T4或第五端口T5相连，第八端口T8与基准电位相连。
[0029]一实施例中，所述偏置电路包括第九电容C9及第九电感L9，其中，第九电容C9的第一端与基准电位相连，第二端与第九电感L9的第一端相连，第九电感L9的第二端分别与第七端口T7和第八端口T8相连。
[0030]一实施例中，所述功率放大器中的电感通过微带线绕线形成。
[0031]一实施例中，所述输入电路、级间电路及输出电路为基于IPD技术形成的集成无源器件，集成无源器件包括衬底及位于衬底表面的若干介质层和金属层，金属层之间通过金
属化过孔互相连接。
[0032]一实施例中，所述功率放大器的工作频段为4～6GHz，功率增益Gp≥25dB，输出功率Pout≥43dBm。
[0033]一实施例中，所述第一功率管芯及第二功率管芯为GaN功率管芯；和/或，所述第一阻抗阈值与第二阻抗阈值相等。
[0034]本专利技术具有以下有益效果：
[0035]本专利技术的功率放大器可以在较宽的频带内折中实现带宽、增益和输出功率的指标，同时有效降低成本；
[0036]本专利技术的功率放大器与MMIC功率放大器相比，具有输出功率大、成本较低的优势；与分立式放大器相比，带宽、增益和集成度上又有很大的提升。因此，本专利技术的功率放大器集合了MMIC和功率管的优点，可以在射频系统中广泛应用。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括级联设置的输入电路、第一功率管芯、级间电路、第二功率管芯及输出电路；所述输入电路用于将第一功率管芯的输入阻抗匹配至第一阻抗阈值，并向第一功率管芯提供第一栅源电压V
GS1
；所述级间电路用于将第一功率管芯的输入阻抗匹配至第一阻抗阈值，并向第一功率管芯提供第一漏源电压V
DS1
，及，将第二功率管芯的输入阻抗匹配至第二阻抗阈值，并向第二功率管芯提供第二栅源电压V
GS2
；所述输出电路用于将第二功率管芯的输入阻抗匹配至第二阻抗阈值，并向第二功率管芯提供第二漏源电压V
DS2
；所述第一功率管芯用于接收输入电路传输的输入信号，并经一级放大后输出至级间电路；所述第二功率管芯用于接收级间电路传输的一级放大信号，并经二级放大后得到输出信号，输出信号由输出电路输出。2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述输入电路包括第一端口T1与第二端口T2，级间电路包括第三端口T3与第四端口T4，输出电路包括第五端口T5与第六端口T6，所述第一端口T1至第六端口T6分别与基准电位相连；所述第一端口T1用于接收输入信号，第二端口T2与第一功率管芯的栅极相连，第三端口T3与第一功率管芯的漏极相连，第四端口T4与第二功率管芯的栅极相连，第五端口T5与第二功率管芯的漏极相连，第六端口T6用于发送输出信号，所述第一功率管芯和第二功率管芯的源极分别与基准电位相连。3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述输入电路包括第一电感L1、第一电容C1及第二电容C2，其中：第一电感L1的第一端与第一端口T1相连，第二端与第二电容C2的第一端相连，第二电容C2的第二端与第二端口T2相连；第一电容C1的第一端与第一电感L1的第二端及第二电容C2的第一端相连，第二端与基准电位相连；所述级间电路包括第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5及第六电容C6，其中：第二电感L2的第一端与第三端口T3相连，第二端与第四电容C4的第一端相连，第四电容C4的第二端与第三电感L3的第一端相连，第三电感L3的第二端与第五电容C5的第一端相连，第五电容C5的第二端与第五电...

【专利技术属性】
技术研发人员：强盛，唐瑜，
申请(专利权)人：苏州英嘉通半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：