CN205490429U - 一种超宽带mmic低噪声放大器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超宽带MMIC低噪声放大器，其特征在于：它包括输入匹配电路、输出匹配电路，反馈电路、电源电路、共源放大器和共栅放大器；所述的输入匹配电路的输入端与输入接口连接，输出端与反馈电路和共源放大器连接；所述的共源放大器与共栅放大器连接，共栅放大器与输出匹配电路连接；输出匹配电路的输出端与输出接口连接，输入端与反馈电路连接；所述的电源电路与输出匹配电路和共栅放大器连接。该放大器兼顾共源反馈放大器增益高和与共栅放大器频带宽的特点，适用于超宽带系统的低噪声放大。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超宽带MMIC低噪声放大器。
背景技术
在通信、雷达及微波测量等系统都需要超宽带MMIC低噪声放大器。
在MMIC放大器的设计中，常用的提高带宽的方式主要有三种：平衡式放大器、反馈式放大器、行波放大器，平衡式放大器能获得较好的噪声，但频带只能做到倍频或略宽；反馈式放大器由于引入了反馈电阻，低端的噪声较差；行波放大器可以获得10倍频程的放大，但其直流功耗大，可靠性较低，噪声也比较大。
目前超宽带的放大器都是采用行波放大器的设计方法，它把许多器件的输入、输出电容组合成人工传输线，从而获得对输入、输出阻抗的宽带匹配，但行波放大器具有尺寸大、直流功耗大、噪声大等缺点。因而在超宽带的系统中，行波放大器一般只能应用在一级混频后的中频级，不能应用于混频前的低噪声放大器中。设计超宽带的MMIC低噪声放大器用于超宽带系统，对前端的微弱信号进行放大是必须的，常用的宽带放大器的设计方法各有优缺点，在宽带和噪声方面很难取得平衡。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超宽带MMIC低噪声放大器，该放大器兼顾共源反馈放大器增益高和与共栅放大器频带宽的特点。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超宽带MMIC低噪声放大器，它包括输入匹配电路、输出匹配电路，反馈电路、电源电路、共源放大器和共栅放大器；所述的输入匹配电路的输入端与输入接口连接，输出端与反馈电路和共源放大器连接；所述的共源放大器与共栅放大器连接，共栅放大器与输出匹配电路连接；输出匹配电路的输出端与输出接口连接，输入端与反馈电路连接；所述的电源电路与输出匹配电路和共栅放大器连接。
所述的输入匹配电路包括通过第二焊盘与输入接口连接的第二电容，第二电容与第一电感连接，第一电感的另一端分别与第二电感、反馈电路和共源放大器的栅极连接，第二电感的另一端分别与第一电阻和第三电容连接，第三电容还与第二电阻连接，第一电阻的另一端与第二接地孔连接，第二电阻的另一端与第三接地孔连接。
所述的共源放大器的源极与第六接地孔连接，共源放大器的漏极与共栅放大器的源极连接，共栅放大器的栅极与电源电路连接，共栅放大器的漏极通过第三电感与输出匹配电路连接。
所述的输出匹配电路包括与共栅放大器的漏极连接的第五电感和第四电感，第五电感的另一端与第一电容连接，第一电容还与第六电感和第七电容连接，第七电容通过第三焊盘与输出接口连接，第六电感的另一端与第一接地孔连接。
所述的反馈电路包括与第三电感连接的第五电容，第五电容的另一端与第三电阻连接，第三电阻的另一端与第一电感的输出端连接。
所述的电源电路包括与共栅放大器的栅极相连的第四电容、第四电阻和第五电阻，第四电容的另一端与第四接地孔连接，第四电阻与第五接地孔连接，第五电阻的另一端通过第一焊盘与电源连接，第五电阻的另一端还与第六电容和第四电感连接，第六电容的另一端与第七接地孔连接。
所述的共源放大器和共栅放大器分别采用HEMT管。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种超宽带MMIC低噪声放大器，该放大器兼顾共源反馈放大器增益高和与共栅放大器频带宽的特点，适用于超宽带系统的低噪声放大。
附图说明
图1为超宽带MMIC低噪声放大器原理图；
图2为超宽带MMIC低噪声放大器增益(S(2,1))曲线；
图3为超宽带MMIC低噪声放大器噪声(NF)曲线；
图4为超宽带MMIC低噪声放大器输入驻波(VSWR_IN)曲线；
图5为超宽带MMIC低噪声放大器输出驻波(VSWR_OUT)曲线；
图中，CAPA_1-第一电容，CAPA_2-第二电容，CAPA_3-第三电容，CAPA_4-第四电容，CAPA_5-第五电容，CAPA_6-第六电容，CAPA_7-第七电容，SL2_1-第一电感，SL2_2-第二电感，SL2_3-第三电感，SL2_4-第四电感，SL2_5-第五电感，SL2_6-第六电感，TFR_1-第一电阻，TFR_2-第二电阻，TFR_3-第三电阻，MSR2-第四电阻，MSR1-第五电阻，BVIA1-第一接地孔，BVIA2-第二接地孔，BVIA3-第三接地孔，BVIA4-第四接地孔，BVIA5-第五接地孔，BVIA6-第六接地孔，BVIA7-第七接地孔，PORT1-输入接口，PORT2-输出接口，PAD1-第一焊盘，PAD2-第二焊盘，PAD3-第三焊盘，SRC-电源，CPW1-第一HEMT管,CPW2-第二HEMT管。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种超宽带MMIC低噪声放大器，它包括输入匹配电路、输出匹配电路，反馈电路、电源电路、共源放大器和共栅放大器；所述的输入匹配电路的输入端与输入接口PORT1连接，输出端与反馈电路和共源放大器连接；所述的共源放大器与共栅放大器连接，共栅放大器与输出匹配电路连接；输出匹配电路的输出端与输出接口PORT2连接，输入端与反馈电路连接；所述的电源电路与输出匹配电路和共栅放大器连接。
所述的输入匹配电路包括通过第二焊盘PDA2与输入接口PORT1连接的第二电容CAPA_2，第二电容CAPA_2与第一电感SL2_1连接，第一电感SL2_1的另一端分别与第二电感SL2_2、反馈电路和共源放大器的栅极连接，第二电感SL2_1的另一端分别与第一电阻TFR_1和第三电容CAPA_3连接，第三电容CAPA_3还与第二电阻TFR_2连接，第一电阻TFR_1的另一端与第二接地孔BVIA2连接，第二电阻TFR_2的另一端与第三接地孔BVIA3连接。
所述的共源放大器的源极与第六接地孔BVIA6连接，共源放大器的漏极与共栅放大器的源极连接，共栅放大器的栅极与电源电路连接，共栅放大器的漏极通过第三电感SL2_3与输出匹配电路连接。
所述的输出匹配电路包括与共栅放大器的漏极连接的第五电感SL2_5和第四电感SL2_4，第五电感SL2_5的另一端与第一电容CAPA_1连接，第一电容CAPA_1还与第六电感SL2_6和第七电容CAPA_7连接，第七电容CAPA_7通过第三焊盘PAD3与输出接口PORT2连接，第六电感SL2_6的另一端与第一接地孔BVIA1连接。
所述的反馈电路包括与第三电感SL2_3连接的第五电容CAPA_5，第五电容CAPA_5的另一端与第三电阻TFR_3连接，第三电阻TFR_3的另一端与第一电感SL2_1的输出端连接。
所述的电源电路包括与共栅放大器的栅极相连的第四电容CAPA_4、第四电阻和第五电阻，第四电容CAPA_4的另一端与第四接地孔BVIA4连接，第四电阻MSR2与第五接地孔BVIA5连接，第五电阻MSR1的另一端通过第一焊盘PAD1与电源连接，第五电阻MSR2的输另一端还与第六电容CAPA_6和第四电感SL2_4连接，第六电容CAPA_6的另一端与第七接地孔BVIA7连接。
所述的共源放大器和共栅放大器分别采用HEMT管。共源放大器为第一HEMT管CPW1，共栅放大器为第二HEMT管CPW2。
本发明在共源反馈放大器的基础上增加了一级共栅级，结合了共源放大器增益高和共栅放大器频带宽的特点。
如图2所示，利用ADS软件对设计的超宽带MMIC低噪声放大器进行建模、仿真，得到放大器的增益曲线，图中M5的位置频率为700.0MHz，其从PORT2到PORT1的增益为14.613dB，图中M6的位置频率为5.700GHz，其从PORT2到PORT1的增益为15.801dB；图中M7的位置频率为11.00GHz，其从PORT2到PORT1的增益为16.733dB。
如图3所示，利用ADS软件对设计的超宽带MMIC低噪声放大器进行建模、仿真，得到放大器的噪声曲线，图中M5的位置频率为700.0MHz，噪声系数为2.267 dB，图中M6的位置频率为5.700GHz，噪声系数为1.687 dB；图中M7的位置频率为11.00GHz，噪声系数为2.451 dB。
如图4和图5所示，利用ADS软件对设计的超宽带MMIC低噪声放大器进行建模、仿真，得到放大器的驻波曲线。通过仿真结果可以看出，超宽带MMIC低噪声放大器在700MHz~11GHz内具有15.5±1dB的增益，频带内噪声系数优于2.5dB，输入输出驻波优于2.0，同时该放大器直流功耗仅100mW。非常适合于超宽带低噪声放大器的应用。
Claims (7)
1.一种超宽带MMIC低噪声放大器，其特征在于：它包括输入匹配电路、输出匹配电路，反馈电路、电源电路、共源放大器和共栅放大器；所述的输入匹配电路的输入端与输入接口连接，输出端与反馈电路和共源放大器连接；所述的共源放大器与共栅放大器连接，共栅放大器与输出匹配电路连接；输出匹配电路的输出端与输出接口连接，输入端与反馈电路连接；所述的电源电路与输出匹配电路和共栅放大器连接。
2.根据权利要求1所述的一种超宽带MMIC低噪声放大器，其特征在于：所述的输入匹配电路包括通过第二焊盘与输入接口连接的第二电容，第二电容与第一电感连接，第一电感的另一端分别与第二电感、反馈电路和共源放大器的栅极连接，第二电感的另一端分别与第一电阻和第三电容连接，第三电容还与第二电阻连接，第一电阻的另一端与第二接地孔连接，第二电阻的另一端与第三接地孔连接。
3.根据权利要求1所述的一种超宽带MMIC低噪声放大器，其特征在于：所述的共源放大器的源极与第六接地孔连接，共源放大器的漏极与共栅放大器的源极连接，共栅放大器的栅极与电源电路连接，共栅放大器的漏极通过第三电感与输出匹配电路连接。
4.根据权利要求1所述的一种超宽带MMIC低噪声放大器，其特征在于：所述的输出匹配电路包括与共栅放大器的漏极连接的第五电感和第四电感，第五电感的另一端与第一电容连接，第一电容还与第六电感和第七电容连接，第七电容通过第三焊盘与输出接口连接，第六电感的另一端与第一接地孔连接。
5.根据权利要求1所述的一种超宽带MMIC低噪声放大器，其特征在于：所述的反馈电路包括与第三电感连接的第五电容，第五电容的另一端与第三电阻连接，第三电阻的另一端与第一电感的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的一种超宽带MMIC低噪声放大器，其特征在于：所述的电源电路包括与共栅放大器的栅极相连的第四电容、第四电阻和第五电阻，第四电容的另一端与第四接地孔连接，第四电阻与第五接地孔连接，第五电阻的另一端通过第一焊盘与电源连接，第五电阻的另一端还与第六电容和第四电感连接，第六电容的另一端与第七接地孔连接。
7.根据权利要求1所述的一种超宽带MMIC低噪声放大器，其特征在于：所述的共源放大器和共栅放大器分别采用HEMT管。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108055009A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-05-18 | 成都泰格微电子研究所有限责任公司 | 一种宽带mmic放大器 |
| CN108306622A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-07-20 | 桂林电子科技大学 | 一种s波段宽带mmic低噪声放大器 |
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2016
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| CN108055009B (zh) * | 2018-01-31 | 2024-01-26 | 成都泰格微电子研究所有限责任公司 | 一种宽带mmic放大器 |
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| CN108306622B (zh) * | 2018-04-26 | 2023-09-26 | 桂林电子科技大学 | 一种s波段宽带mmic低噪声放大器 |
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