具有提高的稳定性的分布式放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种具有提高的稳定性的分布式放大器，包括输入传输电路，输出传输电路，耦合在所述输入传输电路和输出传输电路之间的至少一个共栅共源放大器。每一个共栅共源放大器包括耦合到所述输出传输电路的共用栅极配置的晶体管和耦合在所述输入传输电路和所述共用栅极配置的晶体管之间的共用源极配置的晶体管。所述分布式放大器还包括串联耦合在至少一个共用栅极配置的晶体管的栅极和漏极之间的非寄生电阻和电容，用于增加放大器稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改进的分布式放大器。
技术介绍
传统的分布式放大器是工业中众所周知的拓扑，是已得到证明的构造宽带放大器的方式。GaAs衬底上的分布式放大器的典型带宽可以处于千赫兹到毫米波频率的数量级。共栅共源分布式放大器被广泛地认为是与非共栅共源分布式放大器相比提高增益和带宽的方法。通过将晶体管的寄生效应合并到器件之间的匹配网络中，由此实现分布式放大器的优点。器件的输入和输出电容可以分别与栅极和漏极线路电感相结合，从而使得传输线几乎透明，排除了传输线损耗。通过这样做，放大器的增益可以仅仅由器件的跨导所限制，而不被与器件相关联的寄生效应所限制。上述情况只有在栅极线行进的信号与在漏极线行进的信号同相，由此使得每一个晶体管的输出电压与先前的晶体管输出同相叠加时才成立。传送到输出的信号将结构性地发生干扰，由此使得所述信号沿着漏极线变强。由于这些信号不是同相的，因此任何相反的波都将破坏性地发生干扰。栅极线终端被包括以吸收没有耦合到晶体管栅极的任何信号。漏极线终端被包括以吸收可能破坏性地干扰输出信号的任何相反行波。放大器的稳定性对保持电路的预定状态是关键性的。如果放大器表现出振荡或者具有振荡的可能性，那么就会出现各种问题。由于振荡导致的问题可以从偏置状态的波动到电路自毁等等。参数振荡是一种振荡类型，其通常仅仅发生在特定RF功率水平被施加到放大器时，即，在放大器呈现稳定的静态或者小信号的状态下。现有的稳定方法在防止参数振荡方面不是有益的。例如，在共栅共源分布式放大器中，存在共用栅极(CG)器件的栅极上的电容，其用于消除Miller电容(纯粹的共用源极(CS)放大器包含该Miller电容)。其通过理论上在CG器件的栅极节点处形成RF短路而消除Miller电容。在许多情况下，该电容被减小到较小的值( 0.5pF)以调节共栅共源电路用于提高功率性能。该电容可能需要电阻以使网络De-Q化，以使得它不会振荡。从额定值(例如5欧姆)增加该电阻的值是一种提高电路稳定性的常见方法。然而，该方法可能损害性能(即，提供少得多的带宽)，和其可能对参数振荡稳定性没有帮助。使共栅共源分布式放大器的CG器件稳定的另一现有方法是以连接在CG器件的漏极之间的旁路电阻-电容(R-C)的形式引入漏极可见的损耗。然而，该方法没有提供参数振荡的明显降低。例如，CG栅电阻可能实际上变得负得更多，同时进一步降低了放大器的增益。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目标在于提供减小或者消除参数振荡的分布式放大器。本专利技术的另一个目标是提供增益没有显著降低的上述分布式放大器。本专利技术的另一个目标是提供带宽没有显著减小的上述分布式放大器。本专利技术源于实现可以减小或者消除分布式放大器中的参数振荡，在一个实施例中，通过反馈网络来实现参数振荡的减小或者消除，所述反馈网络包括串联耦合在至少其中一个放大器的共用栅极配置的晶体管的栅极和漏极之间的非寄生电阻和电容。 然而，在其他实施例中，本专利技术不必实现所有的目标，而权利要求也不应被限制于能够实现这些目的的结构或者方法。在一个实施例中，具有提高的稳定性的分布式放大器包括输入传输电路；输出传输电路；至少一个共栅共源放大器，稱合在所述输入传输电路和输出传输电路之间，每一个共栅共源放大器包括耦合到所述输出传输电路的共用栅极配置的晶体管和耦合在所述输入传输电路和所述共用栅极配置的晶体管之间的共用源极配置的晶体管；以及反馈网络，包括串联耦合在至少一个共用栅极配置的晶体管的栅极和漏极之间的非寄生电阻和电容，用于增加放大器的稳定性。在优选实施例中，每一个共用栅极晶体管的漏极耦合在一起，以及每一个共用源极配置的晶体管的栅极耦合在一起。每一个共栅共源放大器可以进一步包括一个或更多个附加的共用栅极晶体管，其直流耦合在每一个共用栅极配置的晶体管和共用源极配置的晶体管之间。每一个反馈网络的电阻和电容可以包括串联耦合跨接一个或更多个附加的共用栅极配置的晶体管中的至少一个的栅极和漏极端子的电阻和电容。每一个共用栅极配置的晶体管可以包括耦合在其对应的漏极和栅极之间的非寄生电阻和电容。在所述输入传输电路和输出传输电路之间可以仅仅I禹合有一个共栅共源放大器。每一个电阻可以具有大约800欧姆的值以及每一个电容可以具有大约IpF的值。每一个电阻可以具有范围在20欧姆到IOk欧姆之间的值。每一个电容可以具有范围在.IpF到IOpF之间的值。在其他实施例中，具有提高的稳定性的分布式放大器可以包括输入传输电路；输出传输电路；至少两个共栅共源放大器，I禹合在所述输入传输电路和输出传输电路之间，每一个共栅共源放大器包括耦合到所述输出传输电路的共用栅极晶体管和耦合在所述输入传输电路和所述共用栅极晶体管之间的共用源极晶体管；以及反馈网络，包括耦合在至少一个共用栅极晶体管的栅极和漏极之间的电阻和电容，用于增加至少一个共用栅极晶体管的稳定性。在优选实施例中，每一个共栅共源放大器可以进一步包括第二共用栅极晶体管，耦合在共用栅极晶体管和共用源极晶体管之间。每一个共用栅极晶体管可以包括耦合在其对应的漏极和栅极之间的电阻和电容。在所述输入传输电路和输出传输电路之间可以I禹合有四至十个共栅共源放大器，包括四个和十个。每一个电阻可以具有大约800欧姆的值以及每一个电容可以具有大约IpF的值。每一个电阻可以具有范围在20欧姆到IOk欧姆之间的值。每一个电容可以具有范围在.IpF到IOpF之间的值。附图说明从以下优选实施例和附图的说明，本领域技术人员将会理解其他的目标、特征和优点，其中图I示出了现有技术分布式放大器的电路图；图2示出了另一现有技术分布式放大器的电路图；图3A-C示出了图I的分布式放大器的共用栅极晶体管的电路图和分别示出了输入和输出反射系数的史密斯圆图； 图4示出了分布式放大器的典型参数振荡的曲线图；图5A-B分别示出了在具有不具有与DC-6GHZ分布式放大器的CG晶体管上的栅极串联的附加稳定电阻的情况下的仿真S参数和CG节点栅电阻的曲线图；图6A-B分别示出了在具有和不具DC-6GHZ分布式放大器的CG器件的漏极之间的旁路R-C的情况下的仿真S参数和CG节点栅电阻的曲线图；图7示出了根据本专利技术的一个实施例的分布式放大器的电路图；图8A示出了图7的分布式放大器的电路图，其中分布式放大器包括三个级；图SB示出了图7的分布式放大器的另一实施例的电路图，其中分布式放大器被是三重堆叠的；图9A-C示出了图7的分布式放大器的共用栅极晶体管的电路图和分别示出了在具有和不具有反馈网络的情况下的输入和输出反射系数的史密斯圆图；图10A-C分别示出了图7的分布式放大器的共栅共源放大器的电路图和示出了输入和输出反射系数的史密斯圆图；图11示出了在具有和不具有用于DC-6GHZ分布式放大器的反馈网络的情况下S参数和仿真的CG节点栅极阻抗的曲线图；图12A-B示出了在具有和不具有DC-6GHZ分布式放大器的CG晶体管上的反馈网络的情况下的仿真的S参数的曲线图；和图13示出了在具有和不具有DC-6GHZ分布式放大器的CG晶体管上的反馈网络的情况下的仿真功率的曲线图。具体实施例方式除了以下公开的实施例或者优选实施例以外，本专利技术能够具有其他实施例以及能够以多种方式实现或实施。由此，将要理解，本专利技术在应用时不在如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.09 US 61/464,7811.ー种具有提高的稳定性的分布式放大器，包括 输入传输电路； 输出传输电路； 至少ー个共栅共源放大器，稱合在所述输入传输电路和输出传输电路之间，姆ー个共栅共源放大器包括耦合到所述输出传输电路的共用栅极配置的晶体管和耦合在所述输入传输电路和所述共用栅极配置的晶体管之间的共用源极配置的晶体管；以及 反馈网络，包括串联耦合在至少ー个共用栅极配置的晶体管的栅极和漏极之间的非寄生电阻和电容，用于增加放大器的稳定性。2.如权利要求I的分布式放大器，其中每ー个共用栅极晶体管配置的漏极耦合在一起，以及每ー个共用源极配置的晶体管的栅极耦合在一起。3.如权利要求I的分布式放大器，其中每ー个共栅共源放大器进ー步包括一个或更多个附加的共用栅极晶体管，其直流耦合在每ー个共用栅极配置的晶体管和共用源极配置的晶体管之间。4.如权利要求3的分布式放大器，其中每ー个反馈网络的电阻和电容包括串联耦合跨接一个或更多个附加的共用栅极配置的晶体管中的至少ー个的栅极和漏极端子的电阻和电容。5.如权利要求4的分布式放大器,其中姆ー个电阻具有大约800欧姆的值以及姆ー个电容具有大约IpF的值。6.如权利要求4的分布式放大器，其中每ー个电阻具有范围在20欧姆到IOk欧姆之间的值。7.如权利要求4的分布式放大器，其中每ー个电容具有范围在.IpF到IOpF之间的值。8.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·贝松，
申请(专利权)人：赫梯特微波公司，
类型：发明
国别省市：