具有前置驱动器和偏置控制的DC耦合放大器制造技术

一种DC耦合放大器，包括前置驱动器、放大器和偏置控制电路。该前置驱动器被配置为接收一个或多个输入信号并放大该一个或多个输入信号以产生一个或多个预放大信号。该放大器具有共源共栅配置的晶体管，该晶体管被配置为接收并放大该一个或多个预放大信号以产生一个或多个放大信号，该放大器还具有输出驱动器终端元件。该偏置控制电路连接在该前置驱动器和该放大器之间，该偏置控制电路从该放大器的该输出驱动器终端元件接收至少一个偏置电流，其中该前置驱动器、该放大器和该偏置控制电路都形成在同一晶粒上。形成在同一晶粒上。形成在同一晶粒上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有前置驱动器和偏置控制的DC耦合放大器


[0001]本专利技术的领域涉及放大器，尤其涉及改进的分布式放大器和改进的DC耦合放大器。

技术介绍

[0002]分布式放大器，也称为行波放大器，是用于宽带宽应用的常见放大器配置。图1示出了示例性现有技术分布式放大器的示例电路。图1的分布式放大器是单端配置。如图所示，输入节点104被配置为接收待放大的数据信号。输入节点104连接到电感器108A。电感器108A的相对端子连接到电感器108B和第一放大器部分112A。电感器108位于在本文中被定义为输入线的电路部分中。
[0003]如图所示，放大器部分112A包括将源极连接到漏极的两个晶体管。场效应晶体管(FET)154的栅极端子连接到电感器108A和108B。电容器162将FET150的栅极端子接地。如图所示，FET 150的漏极端子连接到电感器120A、120B。电感器120A的相对端子连接到输出终端电阻器RD 130，输出终端电阻器RD 130又连接到电容器134。电阻器RD 130也可以称为漏极电阻器，其用于阻抗匹配和设置输出阻抗。电容器134的相对端子接地。输出终端电阻器RD 130和电容器134建立从输出节点124处看到的输出阻抗。电感器120A、120B位于被定义为输出线122的电路部分中。
[0004]该放大器部分112的FET 150、154具有寄生电容，并且布置在该电路中的电感器108A、108B、120A、120B被选择以消除或抵消与该放大器部分相关联的寄生电容。
[0005]放大器部分112A和电感器108A、108B、120A、120B的布置与一个或多个附加放大部分112B和电感器108C、108N和120C和120N重复，其中N是任何整数。输出节点124连接到电感器120N。电感器170也连接到输出节点124和电源电压VD 166。电源电压166向该电路提供DC电源电压，用于偏置。
[0006]此外，该分布式放大器的一部分是输入终端电阻器140和电容器144，其串联接地以提供输入阻抗匹配。在输入终端电阻器140和电容器144之间的节点处提供电源电压VG 150。
[0007]尽管示出了两个放大器部分112A、112B，但是可以设想，可以实施任何数量的部分来增加增益或建立其他电路特性。
[0008]在操作中，输入信号被提供给输入节点104，又被提供给第一放大器部分112A，该输入信号在第一放大器部分112A处被放大，并且放大信号呈现在输出线122上。该过程通过一个或多个附加放大器部分112重复，使得放大的输出信号呈现在输出节点124上。输入阻抗至少部分由输入终端电阻器RG140和电容器144设置。电阻器RG 140也可以被称为栅极电阻器用于设置输入阻抗。输出阻抗至少部分由输出终端电阻器130和电容器134设置。电感器108A、108B、120A、120B消除了该放大器部分的寄生电容。
[0009]图2示出了差模配置中的示例性现有技术分布式放大器的示例电路布置。与图1相比，相似的元件用相似的附图标记标明。但是，由于差分配置，该布置是组件的镜像集合。如
本领域中所理解的，该差分配置包括两个输入104
‑
P和104
‑
N。输入104
‑
P、104
‑
N接收相对于彼此180度反相的差分信号。感兴趣信号是输入104
‑
P、104
‑
N上呈现的差分信号之间的差值。
‑
P和
‑
N标记反映了元件的两个独立但相似的布置，其通常被镜像以形成差分配置。同样，电感器108用附图标记
‑
P和
‑
N来分隔。由于该差分配置的一般相似但重复的性质，在图2中只讨论了图2中不同于图1的方面。
[0010]图2包括如图所示连接到输入线110
‑
P、110
‑
N和输出线122
‑
P、122
‑
N的差分放大器部分208A、208B。每个差分放大器部分208都包括几个组件。如图1所示，连接在电感器108A
‑
P和电感器108B
‑
P之间的是FET 224A的栅极端子。FET 224A的漏极端子连接到FET 228A的源极端子。如图所示，该配置与FET 224B和228B成镜像，使得FET 228A、228B的栅极端子连接，FET 224A、224B的源极端子连接。这被称为FET 224的公共源极配置和FET228的公共栅极布置。FET 228A和228B的漏极端子连接到输出线122
‑
P和122
‑
N。电容器232连接在地和FET 228A、228B的栅极端子之间。电流源220连接在地和FET 224A、224B的源极端子之间。当被提供差分信号时，电流源220和FET 224的源极端子之间的节点变成虚拟地。一个或多个附加差分放大部分208B被类似地配置。
[0011]在操作中，差分信号呈现在输入104
‑
P和104
‑
N上，并因此呈现给差分放大器部分208A，
…
208B，而该输入信号的放大版呈现在输出124
‑
P和124
‑
N上。类似于图1，电源电压VD 166
‑
P通过电感器170
‑
P为该放大器的正侧提供偏置。电压VD 166
‑
N和电感器170
‑
N为该放大器的负侧提供偏置。在差分放大器配置中，电压VD 166
‑
P和166
‑
N的任一个具有相等的值，或者可以连接到同一DC电压源。此外，在该实施例中，电感器170
‑
P和电感器170
‑
N是相同的，但是在其他实施例中可以是不同的值。在电阻器140
‑
P和电阻器140
‑
N之间的节点处提供电压源VG 150，从而为该差分放大器的两侧提供栅极偏置。
[0012]虽然现有技术的设计，例如图1和图2中所示的那些设计适用于某些应用，但是改进将有益于现有技术。本文公开的是对放大器和前置放大器的改进，如下所述。

技术实现思路

[0013]为了克服现有技术的缺点并提供附加的益处，公开了一种包括前置驱动器、放大器和偏置控制电路的DC耦合放大器。该前置驱动器被配置为接收一个或多个输入信号并放大该一个或多个输入信号以产生一个或多个预放大信号。该放大器具有共源共栅布置的晶体管，其被配置为接收并放大该一个或多个预放大信号以产生一个或多个放大信号，该放大器还具有输出驱动器终端元件。在其他实施例中，不使用共源共栅设计，因此允许除共源共栅配置之外的任何放大器配置。该偏置控制电路连接在该前置驱动器和该放大器之间，该偏置控制电路从该放大器的该输出驱动器终端元件接收至少一个偏置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种放大器系统，包括：前置驱动器，被配置为接收一个或多个输入信号，并且放大所述一个或多个输入信号以产生一个或多个预放大信号；放大器，被配置为接收并放大所述一个或多个预放大器输入信号以产生一个或多个放大信号，所述放大器还具有输出驱动器终端元件；和偏置控制电路，连接在所述前置驱动器和所述放大器之间，所述偏置控制电路从所述放大器的所述输出驱动器终端元件接收至少一个偏置控制电路输入电流，其中所述前置驱动器、偏置控制电路和所述放大器形成在同一晶粒上。2.根据权利要求1所述的放大器系统，其中所述偏置控制电路包括被配置为电平转换器的一个或多个晶体管，所述电平转换器控制提供给所述前置驱动器的电压。3.根据权利要求1所述的放大器系统，其中所述晶粒为砷化镓晶粒。4.根据权利要求1所述的放大器系统，其中所述偏置控制电路包括一个或多个晶体管，所述一个或多个晶体管被配置为确保所述前置驱动器偏置电流对工艺变化和偏置电压变化不敏感。5.根据权利要求1所述的放大器系统，其中所述前置驱动器包括一个或多个放大器部分，每个放大器部分从所述偏置控制电路接收偏置信号。6.根据权利要求5所述的放大器系统，其中每个放大器部分由公共源极配置中的两个晶体管形成。7.根据权利要求1所述的放大器系统，其中所述放大器是具有共源共栅连接的晶体管的DC耦合放大器。8.根据权利要求1所述的放大器系统，还包括配置有所述前置驱动器的增益控制电路，所述增益控制电路基于增益控制信号来控制所述前置驱动器的增益。9.一种用放大器放大信号的方法，包括：在同一晶粒上提供前置驱动器、放大器和偏置控制电路；向所述前置驱动器提供一个或多个输入信号；用所述前置驱动器放大所述一个或多个输入信号，以产生一个或多个预放大信号；向所述放大器提供所述一个或多个预放大信号；放大一个或多个放大器输入信号以产生一个或多个放大信号和一个或多个偏置控制电路输入电流，向所述偏置控制电路提供所述一个或多个偏置控制电路输入电流；和用所述偏置控制电路生成一个或多个偏置控制信号。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述偏置控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：W凯南，B阮，
申请(专利权)人：MACOM技术解决方案控股公司，
类型：发明
国别省市：