CN209232784U - 一种包含π型匹配网络的GaN微波功率器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，包括GaN芯片，所述GaN芯片上设置有芯片输入端和芯片输出端，所述芯片输入端连接π型匹配网络后通过第一微带线与信号输入端连接，所述芯片输出端连接L型匹配网络后通过第二微带线与信号输出端连接；π型匹配网络包括与芯片串联的第一电感和第二电感，第一电感与第二电感的节点处支接一路连接第一电容后接地，第二电感与第一微带线连接的节点处支接一路连接第二电容后接地。本实用新型提供了一种回波损耗小、能显著优化功率器件的带宽性能的包含π型匹配网络的GaN微波功率器件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微波电路设计技术领域，尤其涉及一种包含π型匹配网络的GaN微波功率器件。
背景技术
目前GaN功率器件进行内匹配设计时主要采用的是L型或T型匹配。所谓L型，即芯片端串联一段电感后并联一个电容，然后接到负载端，而T型即在L型的基础上在电容后面再串联一段电感。这种匹配方式的优势首先在于电路简单，调试参量少，其次该匹配网络的Q值较大，谐振点的匹配能做的比较好，适用于单频点或相对带宽小于10%的一些应用。而随着市场对宽带功放的需求加大，L型匹配网络已然无法满足一些相对带宽大于20%的应用。
因此，需要研发一种回波损耗小、能显著优化功率器件的带宽性能的包含π型匹配网络的GaN微波功率器件。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种回波损耗小、能显著优化功率器件的带宽性能的包含π型匹配网络的GaN微波功率器件。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，包括GaN芯片，所述GaN芯片上设置有芯片输入端和芯片输出端，所述芯片输入端连接π型匹配网络后通过第一微带线与信号输入端连接，所述芯片输出端连接L型匹配网络后通过第二微带线与信号输出端连接；π型匹配网络包括与芯片输入端串联的第一电感和第二电感，第一电感与第二电感的节点处支接一路连接第一电容后接地，第二电感与第一微带线连接的节点处支接一路连接第二电容后接地。
本实用新型一个较佳实施方案中，L型匹配网络包括与芯片输出端串接的第三电感，所述第三电感并接第三电容后与第二微带线串接，第三电容的另一端接地。
本实用新型一个较佳实施方案中，第一微带线和第二微带线均为50Ω微带线。
本实用新型一个较佳实施方案中，第一电感、第二电感、第三电感均采用键合金丝组成。
本实用新型一个较佳实施方案中，第一电容、第二电容、第三电容均采用可调单层电容。
本实用新型一个较佳实施方案中，可调单层电容包括主电容、位于所述主电容周围的多个电容调试块和连接所述主电容与电容调试块的键合线。
本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型的有益效果是：
本实用新型中的采用π型匹配网络和L型匹配网络，有效提升了GaN微波功率器件与输入端和输出端的第一微带线和第二微带线的匹配性能。π型匹配电路是通过第一电容先匹配到10欧姆或者20欧姆，通过第二电容再匹配到50欧姆。这种匹配方式减小了匹配网络的Q值，使得功放的宽带特性更好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型中输入Π型匹配网络和输出L型匹配网络的电路结构图；
图2是本实用新型中π型匹配网络等效电路模型图；
图3是本实用新型中π型匹配网络内回波损耗S11曲线图；
图4是输入L型匹配网络和输出L型匹配网络的电路结构图；
图5是L型匹配网络等效电路模型图；
图6是L型匹配网络内回波损耗S11曲线图；
图中：1-GaN芯片，11-芯片输入端,12-芯片输出端,6-π型匹配网络,21-第一电容，22-第二电容，23-第三电容，7-L型匹配网络,31-第一电感，32-第二电感，33-第三电感,41-第一微带线，42-第二微带线，51-信号输入端。52-信号输出端。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1~2所示，一种包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，包括GaN芯片1，所述GaN芯片1上设置有芯片输入端11和芯片输出端12，芯片输入端11与π型匹配网络6连接后通过第一微带线41与信号输入端51连接，芯片输出端12与L型匹配网络7连接后通过第二微带线42与信号输出端52连接；π型匹配网络6包括与芯片输入端11串联的第一电感31和第二电感32，第一电感31与第二电感32的串接节点处支接一路通过第一电容21接地，第二电感32与第一微带线41连接的节点支接一路通过第二电容22接地；L型匹配网络7包括与芯片输出端12串接的第三电感33，第三电感33上并接第三电容23后与第二微带线42串接，第三电容23的另一端接地。
本实用新型一个较佳实施方案中，第一微带线41和第二微带线42均为50Ω微带线。第一电感31、第二电感32、第三电感33均采用键合金丝组成。第一电容21、第二电容22、第三电容23均采用可调单层电容。进一步的，可调单层电容包括主电容、位于主电容周围的多个电容调试块和连接主电容与电容调试块的键合线。更进一步的，键合线为金线。
以S波段雷达常用频段2.7-3.5GHz为例，相对带宽大于20%，设定GaN芯片1的芯片输入端的阻抗为2+j*2。
图4展示了输入输出端均采用了L型匹配网络的GaN微波功率器件的内部电路，图5是图4中输入端的L型匹配网络等效电路模型图，通过输入端的L型匹配网络等效电路中，通过电容直接将GaN芯片阻抗匹配至50欧姆。
如图6所述，输入端、输出端均采用了L型匹配网络的GaN微波功率器件，可以看到虽然3.1GHz处匹配非常好，而2.7GHz处S11值为-6dB，3.5GHz处S11值只有-4dB，实际应用中这些值只会更小，这将很难满足此频段宽带匹配的需求。
本实用新型在图4的基础上，将图4电路输入端匹配方式改成π型匹配网络，即先通过第一电容21将GaN芯片1阻抗匹配到10Ω或20Ω，然后通过第二电容22再匹配到50欧姆，改进后的内部电路结构如图1所示。如图3所示，此时2.7GHz处S11值为-10dB,3.5GHz处S11值为-14dB，两处回波损耗均有了明显改善，此时的带内S11基本能满足2.7-3.5GHz频段的需求，同时改善过的S11也将有利于整体增益的提升。
以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (6)
1.一种包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，其特征在于：包括GaN芯片，所述GaN芯片上设置有芯片输入端和芯片输出端，所述芯片输入端连接π型匹配网络后通过第一微带线与信号输入端连接，所述芯片输出端连接L型匹配网络后通过第二微带线与信号输出端连接；π型匹配网络包括与芯片串联的第一电感和第二电感，第一电感与第二电感的节点处支接一路连接第一电容后接地，第二电感与第一微带线连接的节点处支接一路连接第二电容后接地。
2.根据权利要求1所述的包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，其特征在于：所述L型匹配网络包括与芯片输出端串接的第三电感，所述第三电感并接第三电容后与第二微带线串接，第三电容另一端接地。
3.根据权利要求2所述的包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，其特征在于：所述第一微带线和第二微带线均为50Ω微带线。
4.根据权利要求2所述的包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，其特征在于：所述第一电感、第二电感、第三电感均采用键合金丝组成。
5.根据权利要求2所述的包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，其特征在于：所述第一电容、第二电容、第三电容均采用可调单层电容。
6.根据权利要求5所述的包含π型匹配网络的GaN微波功率器件，其特征在于：所述可调单层电容包括主电容、位于所述主电容周围的多个电容调试块和连接所述主电容与电容调试块的键合线。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109860155A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-06-07 | 江苏博普电子科技有限责任公司 | 一种包含π型匹配网络的GaN微波功率器件 |
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2018
- 2018-12-12 CN CN201822081624.7U patent/CN209232784U/zh active Active
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