CN112688647A - 一种宽频带GaN微波功率放大器电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及功率放大器电路技术领域，具体为一种宽频带GaN微波功率放大器电路，包括的RC网络、芯片输入输出匹配电路、反馈电路以及供电电路，芯片输入端L型匹配电路为串联电感L3再并联电容C2的L型匹配电路，芯片输出端L型匹配电路为串联电感L4再并联电容C3的L型匹配电路，反馈电路包含一个LRC反馈网络，反馈电路包括反馈电阻R1，反馈电阻R1的一端通过电容C1串联有电感L5，电感L5与电容C2串联，反馈电阻R1的另一端串联有电感L6，电感L6与电容C3串联。本发明采用L型匹配技术，从而实现对射频的放大技术，在有限的器件内部空间内增加带宽，降低功率放大器的成本，减少器件的空间。

Description

一种宽频带GaN微波功率放大器电路

技术领域

本发明涉及一种放大器电路，特别是涉及一种宽频带GaN微波功率放大器电路，属于功率放大器电路技术领域。

背景技术

GaN微波功率器件有着功率密度高、效率高、工作频率更高等特点，在军品和民品市场方面，相比于其他工艺的产品具有较大的优势，因此得到了广泛应用。目前由于微型化和低成本的要求，器件一般采用通用的封装管壳进行器件封装，器件内部空间有限，这使得器件的带宽有了一定局限性，一般要想增加带宽，都会在管壳外用微带线使用阻抗变换，或者是直接使用集成芯片MMIC，但是这样就增加了器件的成本或者是增加了使用的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽频带GaN微波功率放大器电路，采用L型匹配技术，从而实现对射频的放大技术，在有限的器件内部空间内增加带宽，降低功率放大器的成本，减少器件的空间。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种宽频带GaN微波功率放大器电路，包括集成在封装管壳内部的RC网络、芯片输入输出匹配电路、反馈电路以及供电电路，所述RC网络和所述芯片输入输出匹配电路均与所述供电电路电性连接，所述反馈电路与所述芯片输入输出匹配电路电性连接，所述芯片输入输出匹配电路包括芯片输入端L型匹配电路和芯片输出端L型匹配电路，所述芯片输入端L型匹配电路为串联电感L3再并联电容C2的L型匹配电路，所述芯片输出端L型匹配电路为串联电感L4再并联电容C3的L型匹配电路，所述反馈电路包含一个LRC反馈网络，所述反馈电路包括反馈电阻R1，所述反馈电阻R1的一端通过电容C1串联有电感L5，所述电感L5与所述电容C2串联，所述反馈电阻R1的另一端串联有电感L6，所述电感L6与所述电容C3串联。

优选的，所述RC网络包括电容C0、电感L0以及电阻R0，所述电容C0与所述电阻R0并联，所述电感L0与所述电阻R0串联，所述电容C0与所述电容C1串联。

优选的，所述供电电路包括大电感L1、大电感L2、大电容C4以及大电容C5，所述大电感L2和所述大电容C4串联，所述大电容C4与所述电阻R0串联，所述大电感L1与所述大电容C5串联，所述大电容C5与电阻R1串联。

优选的，所述LRC反馈网络上设有反馈环，所述反馈环上设有元件。

优选的，所述供电电路串联所述大电感L1或大电感L2形成偏置电路，所述供电电路再并联所述大电容C4或大电容C5形成滤波电路。

优选的，所述串联电感L3和所述串联电感L4均为键合金丝形成的电感。

优选的，所述芯片输入输出匹配电路的输入端和输出端均连接有隔直电容。

本发明至少具备以下有益效果：

1、本发明中芯片信号经过RC网络后，进入芯片输入端L型匹配电路，然后进入芯片内部，再通过芯片输出端L型匹配电路出来，进入反馈电路，经过反馈环上的调节，使得信号的带宽与线性度等参数得到优化，再到芯片输出端，芯片输入输出匹配电路采用的是L型匹配技术，采用串联一个电感后再并联一个电容的形式进行匹配，从而实现对射频的放大技术，这样就可以将芯片的阻值拉到50欧姆，实现在管壳内部进行50欧姆匹配的方案，反馈电路包含了一个LRC反馈网络，反馈环上的元件控制增益和带宽，反馈电阻R1控制增益，大电感L1和大电感L2将频率范围扩展到更大的范围上，电感L5和电感L6决定放大器的宽带性能，电容C1的主要作用是提供栅极电压和漏极电压的直流隔离，在有限的器件内部空间内增加带宽，降低功率放大器的成本，减少器件的空间。

2、RC网络由电容C0与电阻R0并联组成，其作用是对电路的输入信号进行滤波，使得频率过高或者频率过低的杂波滤出，只让需要的信号进入，防止电路出现震荡现象。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的整体示意图；

图2为本发明的仿真结果示意图；

图3为本发明的RC网络示意图；

图4为本发明的芯片输入输出匹配电路示意图；

图5为本发明的反馈电路示意图；

图6为本发明的供电电路示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1-图6所示，本实施例提供的宽频带GaN微波功率放大器电路，包括集成在封装管壳内部的RC网络、芯片输入输出匹配电路、反馈电路以及供电电路，RC网络和芯片输入输出匹配电路均与供电电路电性连接，反馈电路与芯片输入输出匹配电路电性连接，RC网络包括电容C0、电感L0以及电阻R0，电容C0与电阻R0并联，电感L0与电阻R0串联，电容C0与电容C1串联，RC网络由电容C0与电阻R0并联组成，其作用是对电路的输入信号进行滤波，使得频率过高或者频率过低的杂波滤出，只让需要的信号进入，防止电路出现震荡现象；

芯片输入输出匹配电路包括芯片输入端L型匹配电路和芯片输出端L型匹配电路，芯片输入输出匹配电路的输入端和输出端均连接有隔直电容，芯片输入端L型匹配电路为串联电感L3再并联电容C2的L型匹配电路，芯片输出端L型匹配电路为串联电感L4再并联电容C3的L型匹配电路，串联电感L3和串联电感L4均为键合金丝形成的电感，反馈电路包含一个LRC反馈网络，LRC反馈网络上设有反馈环，反馈环上设有元件，反馈电路包括反馈电阻R1，反馈电阻R1的一端通过电容C1串联有电感L5，电感L5与电容C2串联，反馈电阻R1的另一端串联有电感L6，电感L6与电容C3串联，本发明中芯片信号经过RC网络后，进入芯片输入端L型匹配电路，然后进入芯片内部，再通过芯片输出端L型匹配电路出来，进入反馈电路，经过反馈环上的调节，使得信号的带宽与线性度等参数得到优化，再到芯片输出端，芯片输入输出匹配电路采用的是L型匹配技术，采用串联一个电感后再并联一个电容的形式进行匹配，从而实现对射频的放大技术，这样就可以将芯片的阻值拉到50欧姆，实现在管壳内部进行50欧姆匹配的方案，反馈电路包含了一个LRC反馈网络，反馈环上的元件控制增益和带宽，反馈电阻R1控制增益，大电感L1和大电感L2将频率范围扩展到更大的范围上，电感L5和电感L6决定放大器的宽带性能，电容C1的主要作用是提供栅极电压和漏极电压的直流隔离，在有限的器件内部空间内增加带宽，降低功率放大器的成本，减少器件的空间。

在本实施例中，如图1和图6所示，供电电路包括大电感L1、大电感L2、大电容C4以及大电容C5，大电感L2和大电容C4串联，大电容C4与电阻R0串联，大电感L1与大电容C5串联，大电容C5与电阻R1串联，供电电路串联大电感L1或大电感L2形成偏置电路，供电电路再并联大电容C4或大电容C5形成滤波电路，供电电路由大电感L1、大电感L2和大电容C5、大电容C6组成，大电感L1和大电感L2主要起到偏置作用，大电容C5和大电容C6起到了滤波作用。

如图1-图6所示，本实施例提供的宽频带GaN微波功率放大器电路的原理如下：芯片信号经过RC网络后，进入芯片输入端L型匹配电路，然后进入芯片内部，再通过芯片输出端L型匹配电路出来，进入反馈电路，经过反馈环上的调节，使得信号的带宽与线性度等参数得到优化，再到芯片输出端，芯片输入输出匹配电路采用的是L型匹配技术，采用串联一个电感后再并联一个电容的形式进行匹配，从而实现对射频的放大技术，这样就可以将芯片的阻值拉到50欧姆，实现在管壳内部进行50欧姆匹配的方案，反馈电路包含了一个LRC反馈网络，反馈环上的元件控制增益和带宽，反馈电阻R1控制增益，大电感L1和大电感L2将频率范围扩展到更大的范围上，电感L5和电感L6决定放大器的宽带性能，电容C1的主要作用是提供栅极电压和漏极电压的直流隔离。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种宽频带GaN微波功率放大器电路，其特征在于，包括集成在封装管壳内部的RC网络、芯片输入输出匹配电路、反馈电路以及供电电路，所述RC网络和所述芯片输入输出匹配电路均与所述供电电路电性连接，所述反馈电路与所述芯片输入输出匹配电路电性连接；

所述芯片输入输出匹配电路包括芯片输入端L型匹配电路和芯片输出端L型匹配电路，所述芯片输入端L型匹配电路为串联电感L3再并联电容C2的L型匹配电路，所述芯片输出端L型匹配电路为串联电感L4再并联电容C3的L型匹配电路；

所述反馈电路包含一个LRC反馈网络，所述反馈电路包括反馈电阻R1，所述反馈电阻R1的一端通过电容C1串联有电感L5，所述电感L5与所述电容C2串联，所述反馈电阻R1的另一端串联有电感L6，所述电感L6与所述电容C3串联。

2.根据权利要求1所述的一种宽频带GaN微波功率放大器电路，其特征在于：所述RC网络包括电容C0、电感L0以及电阻R0，所述电容C0与所述电阻R0并联，所述电感L0与所述电阻R0串联，所述电容C0与所述电容C1串联。

3.根据权利要求2所述的一种宽频带GaN微波功率放大器电路，其特征在于：所述供电电路包括大电感L1、大电感L2、大电容C4以及大电容C5，所述大电感L2和所述大电容C4串联，所述大电容C4与所述电阻R0串联，所述大电感L1与所述大电容C5串联，所述大电容C5与电阻R1串联。

4.根据权利要求1所述的一种宽频带GaN微波功率放大器电路，其特征在于：所述LRC反馈网络上设有反馈环，所述反馈环上设有元件。

5.根据权利要求3所述的一种宽频带GaN微波功率放大器电路，其特征在于：所述供电电路串联所述大电感L1或大电感L2形成偏置电路，所述供电电路再并联所述大电容C4或大电容C5形成滤波电路。

6.根据权利要求1所述的一种宽频带GaN微波功率放大器电路，其特征在于：所述串联电感L3和所述串联电感L4均为键合金丝形成的电感。

7.根据权利要求1所述的一种宽频带GaN微波功率放大器电路，其特征在于：所述芯片输入输出匹配电路的输入端和输出端均连接有隔直电容。

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