一种采用电流复用结构和单向化技术的分布式放大器电路制造技术

本实用新型专利技术涉及无线通信技术领域，公开了一种采用电流复用结构和单向化技术的分布式放大器电路，包括终端接阻抗为Z

【技术实现步骤摘要】
一种采用电流复用结构和单向化技术的分布式放大器电路


[0001]本技术涉及无线通信
，具体涉及一种采用电流复用结构和单向化技术的分布式放大器电路。

技术介绍

[0002]光通信、测试仪表、软件无线电、宽带无线通信、高速率数据传输和电子对抗等应用中需要用到大量宽带高性能放大器。分布式放大器利用晶体管的寄生电容结合分布电感构建人工传输线，可以实现很宽的带宽，常被用来设计满足以上带宽需求的宽带放大器。常见的分布式放大器根据增益单元电路的不同分为共源分布式放大器和共源
‑
共栅分布式放大器结构等。相较于共源极放大单元，由于共源
‑
共栅放大单元电路减小了密勒电容的影响，同时增加了电压摆幅，共源
‑
共栅分布式放大器较共源极分布式放大器具有更高的增益带宽和输出功率能力。为了进一步提升分布式放大器的性能，也有的分布式放大器电路中通过采用包括达林顿结构等在内的寄生参数更小的增益单元和在传统的增益单元引入峰化电感等技术改善分布式放大器的增益和带宽。但是，总的来说，分布式放大器普遍存在增益低和功耗大的不足。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种采用电流复用结构和单向化技术的分布式放大器电路。采用电流复用结构，可有效减小直流功耗的同时，显著提升分布式放大器的增益；而采用单向化技术，拓展了分布式放大器的高频增益带宽。本技术作为一种分布式放大器的备选方案，可有效解决现有分布式放大器电路存在的增益低、增益带宽小和直流功耗大的问题。
[0004]本技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种采用电流复用结构和单向化技术的分布式放大器电路，包括一端为信号输入端、另一端为第一接地端(定义为栅极传输线的终端)的栅极传输线以及一端为信号输出端、另一端为第二接地端(定义为漏极传输线的终端)的漏极传输线，位于第一接地端的栅极传输线和位于第二接地端的漏极传输线分别串接有阻抗为Z
o
的负载，所述栅极传输线和所述漏极传输线之间设置有n个采用电流复用结构结合单向化技术的增益单元，n为大于等于2的正整数，所述栅极传输线即信号输入传输线，所述栅极传输线与第i个所述增益单元之间通过第一晶体管M
1i
相连接，i＝1,2
…
n，所述第一晶体管M
1i
的栅极连接在所述栅极传输线上，且在所述栅极传输线上，每个所述第一晶体管M
1i
的栅极与所述栅极传输线连接的连接点的前后分别串联有电感值为L
G
/2的第一子分布电感，位于两个增益单元之间的两个第一子分布电感组成第一分布电感L
G
；所述栅极传输线的信号输入端和与该栅极传输线的信号输入端相邻的所述第一分布电感之间以及设置在所述栅极传输线终端的负载Z
o
和与该栅极传输线终端的负载Z
o
相邻的所述第一子分布电感之间分别串联设有隔直流电容C；所述漏极传输线与第i个增益单元之间通过第二晶体管M
2i
的漏极串接第二峰化电感L
D2
连接，i＝1,2
…
n，且在所述漏极传输线上，每个所述第二峰化电感L
D2
与所述漏极传输线连接
的连接点的前后分别串联有电感值为L
D
/2的第二子分布电感，位于两个增益单元之间的两个第二子分布电感组成第二分布电感L
D
；所述漏极传输线的信号输出端和与该漏极传输线的信号输出端相邻的第二子分布电感之间以及设置在所述漏极传输线终端的负载和与该漏极传输线终端的负载相邻的所述第二子分布电感之间分别串联有隔直流电容C。
[0006]作为优化，每个所述增益单元均包括第一晶体管M
1i
和第二晶体管M
2i
，所述第一晶体管 M
1i
的漏极与第二晶体管M
2i
的源极之间依次串联有第一峰化电感L
D1
和扼流电感L1。
[0007]作为优化，所述第二晶体管M
2i
的栅极与第一峰化电感L
D1
和扼流电感L1的连接点之间通过串联第一电容C1相连接。
[0008]作为优化，所述第二晶体管M
2i
的漏极通过串联第二峰化电感L
D2
与漏极传输线连接。
[0009]作为优化，所述第一晶体管M
1i
源极接地。
[0010]作为优化，所述第二晶体管M
2i
的源极通过串接第二电容C2接地。
[0011]信号从第一晶体管的漏极输出，经过第一峰化电感L
D1
后，由于有扼流电感L1的存在，信号不会进入第二晶体管M
2i
的源极，而是通过第一电容C1耦合到第二晶体管的栅极，第一电容C1是为了确保第二晶体管偏置在特定的状态下引入的，第一电容C1实质为一个隔直流电容，第二晶体管M
2i
的源极设置第二电容C2，第二电容C2给射频信号提供了一个射频地，所以，信号从第二晶体管M
2i
的栅极进入以后，信号相当于为共源极放大，在相同条件下，共源极放大器的增益比共栅极放大器的增益大，所以本技术提出的增益单元相较于现有的共源共栅增益单元可以达到更高的增益。
[0012]作为优化，在非靠近栅极传输线终端的所述增益单元中，所述第一峰化电感L
D1
和所述栅极传输线与该增益单元的第一晶体管M
1i
的栅极连接的连接点的下游的第一分布电感L
G
耦合，在靠近栅极传输线终端的所述增益单元中，所述第一峰化电感L
D1
和所述栅极传输线与该增益单元的第一晶体管M
1i
的栅极连接的连接点的下游的第一子分布电感L
G
耦合。
[0013]由于第一晶体管M
1i
的栅极跟漏极之间有寄生电容，即密勒电容，信号经过第一晶体管 M
1i
放大到达第一晶体管漏极后会通过密勒电容负反馈回到信号输入端，而在信号输入端的信号也会不经过第一晶体管放大而通过密勒电容直接前馈到信号输出端(第一晶体管M
1i
漏极)。因为密勒电容比较小，对高频信号影响比较大，负反馈和前馈都会影响放大器的高频增益，而本技术通过单向化技术(第一晶体管漏极的第一峰化电感L
D1
与该第一晶体管的栅极与栅极传输线连接的连接点下游的第一分布电感L
G
进行耦合)可以有效解决密勒电容带来的影响，具体表现在：引入的第一峰化电感L
D1
可以减少从输入端直接前馈到输出端的信号，这样可以减弱由于前馈导致放大器增益的降低；同时，第一峰化电感L
D1
可以把经过第一晶体管放大而通过密勒电容负反馈到信号输入端的信号耦合到与增益单元与栅极传输线连接点下游的第一分布电感L
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用电流复用结构和单向化技术的分布式放大器电路，其特征在于，包括终端接阻抗为Z
o
的负载的栅极传输线、终端接阻抗为Z
o
的负载的漏极传输线和n个采用电流复用结构结合单向化技术的增益单元，n为不小于2的整数，所述栅极传输线与第i个所述增益单元之间通过第一晶体管M
1i
相连接，i＝1,2
…
n，所述第一晶体管M
1i
的栅极连接在所述栅极传输线上，且在所述栅极传输线上，每个所述第一晶体管M
1i
的栅极与所述栅极传输线连接的连接点的前后分别串联有L
G
/2的第一子分布电感，位于两个增益单元之间的两个第一子分布电感组成第一分布电感L
G
；所述栅极传输线的信号输入端和与其相邻的所述第一子分布电感之间以及设置在所述栅极传输线终端的负载和与其相邻的所述第一子分布电感之间分别串联有隔直流电容C；所述漏极传输线与第i个增益单元之间通过第二晶体管M
2i
的漏极串接第二峰化电感L
D2
连接，i＝1,2
…
n，且在所述漏极传输线上，每个所述第二峰化电感L
D2
与所述漏极传输线的连接点前后分别串联有L
D
/2的第二子分布电感，位于两个增益单元之间的两个第二子分布电感组成第二分布电感L
D
；所述漏极传输线的信号输出端和与其相邻的第二子分布电感之间以及设置在所述漏极传输线终端的负载和与其相邻的所述第二子分布电感之间分别串联有隔直流电容C。2.根据权利要求1所述的一种采用电流复用结构和单向化技术的分布式放大器电路，每个所述增益单元均包括第一晶体管M
1i
和第二晶体管M
2i
，所述第一晶体管M
1i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建全，
申请(专利权)人：成都智芯测控科技有限公司，
类型：新型
国别省市：