DE112006002920T5 - Rauscharmer HEMT-Verstärker mit großer Bandbreite und aktiver Eingangslast - Google Patents

Rauscharmer HEMT-Verstärker mit großer Bandbreite und aktiver Eingangslast Download PDF

Info

Publication number
DE112006002920T5
DE112006002920T5 DE112006002920T DE112006002920T DE112006002920T5 DE 112006002920 T5 DE112006002920 T5 DE 112006002920T5 DE 112006002920 T DE112006002920 T DE 112006002920T DE 112006002920 T DE112006002920 T DE 112006002920T DE 112006002920 T5 DE112006002920 T5 DE 112006002920T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
terminal
gate
hemt
resistor
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112006002920T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112006002920B4 (de
Inventor
Yaochung Ranscho Palos Verdes Chen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northrop Grumman Systems Corp
Original Assignee
Northrop Grumman Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northrop Grumman Corp filed Critical Northrop Grumman Corp
Publication of DE112006002920T5 publication Critical patent/DE112006002920T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112006002920B4 publication Critical patent/DE112006002920B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/16—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only with field-effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/26—Modifications of amplifiers to reduce influence of noise generated by amplifying elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/42—Modifications of amplifiers to extend the bandwidth
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/28—Impedance matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/21—Bias resistors are added at the input of an amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/222—A circuit being added at the input of an amplifier to adapt the input impedance of the amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/294—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a low noise amplifier [LNA]
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/36—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier comprising means for increasing the bandwidth
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/372—Noise reduction and elimination in amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Rauscharmer Breitbandverstärker mit:
einem ersten Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT), der erste Gate-, Source- und Drain-Anschlüsse aufweist, die in einer Source-Schaltung konfiguriert sind;
einer aktiven Impedanzschaltung zur Bereitstellung einer Eingangimpedanzanpassung des ersten HEMT;
einem Eingangsanschluß, der mit dem ersten Gate-Anschluß des ersten HEMT gekoppelt ist; und
einem Ausgangsanschluß, der mit dem ersten Drain-Anschluß des HEMT gekoppelt ist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen rauscharmen Breitbandverstärker und insbesondere auf einen rauscharmen Verstärker mit großer Bandbreite mit einem aktiven Lasteingangsanpassungsnetzwerk, das die Notwendigkeit verhältnismäßig großer reaktiver Elemente wie Drosseln und Kondensatoren beseitigt, um die Verstärkerlayoutfläche zu minimieren.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Es ist bekannt, daß verteilte Verstärker für Anwendungen mit verhältnismäßig großer Bandbreite verwendet werden. Beispiele solcher verteilter Verstärker werden in den US-Patenten Nr. 4,992,752 ; 5,361,038 ; 5,550,513 ; 5,559,472 ; 5,751,190 ; 5,920,230 und 6,094,099 offenbart. Solche verteilte Verstärker sind außerdem in der Literatur gut dokumentiert: „A 74 GHz Bandwidth InAlAs/InGaAs-InP HBT Distributed Amplifier with a 13-dB Gain" von Baeyens u. a. IEEE Microwave and Guided Wave letters, B. 9, Ausgabe 11, Seiten 461–463, November 1999; „High Efficiency Monolithic Gallium Nitride Distributed Amplifier", Green, u. a., IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 10, Ausgabe 7, Seiten 270–272, Juli 2000; „Experimental Performance of Ultra Broadband Amplifier Design Concept Employing Cascaded Reactively Terminated Single Distributed Amplifier Configuration", Virdee, u. a., Electronic Letters, B. 36, Ausgabe 18, Seiten 1554–1556, 31. August 2000; und „Analysis of the Performance of Four Cascaded Single Stage Distributed Amplifiers", von Banyamin, u. a, IEEE Transactions an Microwave Theory and Techniques, B. 48, Ausgabe 12, Seiten 2657–2653, Dezember 2000.
  • Rauscharme Breitbandverstärker werden normalerweise aus Halbleitern des Typs III–IV, wie GaAs- und InP-Halbleiter gebildet, die zu einem oder mehreren Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) oder bipolaren Heteroübergangstransistor-(HBT)Verstärkungszellen für solche verteilte Verstärker gebildet werden. Beispiele solcher rauscharmer Breitbandverstärker werden im US-Patent Nr. 5,710,523 und 5,838,031 offenbart. Solche rauscharmen Breitbandverstärker werden außerdem offenbart in: „6 to 18-GHz Two Stage Distributed Low Noise Amplifier Pesion (Designed) For High Yield", Culver u. a, Twelfth Annual Gallium Arsenide Integrated Circuit (GaAs Ic) Symposium, 1990 Technical Digest, Seiten 301–304, 7–10. Oktober 1990; „Ultra High Gain, Low Noise Monolithic InP HEMT Distributed Amplifier from 5–40 GHz", Electronic Letters, B. 26, Ausgabe 8, Seiten 515–516, April 1990; „2–18 GHz GaAs Monolithic Ultra Broadband Amplifier", von Lingli u. a, 1998 International Conference an Microwave and Millimeter Wave Technology Proceeding. ICMMT '98, Seiten 238–241, 18–20. August, 1998. „Ka-Band Multi Stage MMIC Low Noise Amplifier Using Source Inductors with Different Values for Each Stage", Uchida, u. a, IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 9, Ausgabe 2, Seiten 71–72, 19. Februar, 1999.
  • Es ist bekannt, daß viele bekannte verteilte Verstärker reaktive Anpassungselemente wie Drosseln und Kondensatoren enthalten. Solche Drosseln und Kondensatoren sind um ein Vielfaches größer als die aktive Transistorverstärkungsstufe, was bewirkt, daß das Verstärkerlayout verhältnismäßig groß ist. Überdies ist bekannt, daß reaktiv angepaßte Verstärker eine begrenzte Bandbreite aufweisen, zum Beispiel eine Bandbreite von 10%–20%, da an jedem diskreten Frequenzpunkt über die Verstärkerbandbreite ein reaktives Element mit einem anderen Wert benötigt wird, um den reaktiven Impedanzanteil der aktiven Vorrichtung selbst aufzuheben. Überdies ist bekannt, daß solche reaktiven Anpassungselemente eine Widerstandskomponente enthalten, die zu den Eingangsverlusten im Verstärker beiträgt, und eine Verschlechterung der Rauschleistung im Verstärker verursachen.
  • Um diese Nachteile zu überwinden, sind direkt gekoppelte Verstärker mit einer aktiven Eingangsanpassung entwickelt worden, wie zum Beispiel in „A Monolithic HEMT-HBT Direct Coupled Amplifier with Active Input Matching", von Kobayashi, u. a. IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 6, Nr. 1, Seiten 55–57, Januar 1996 offenbart wird. In dieser Anwendung wird ein HEMT in Gate-Schaltung zur aktiven Impedanzanpassung eines HBT-Verstärkers verwendet, der als ein Darlington-Paar konfiguriert ist. In dieser Anwendung ist der HEMT in Gate-Schaltung direkt mit dem HBT-Verstärker gekoppelt.
  • (ERFINDER, UM NACHTEILE DIESER SCHALTUNG BEZÜGLICH DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG BEREITZUSTELLEN.) Folglich wird ein rauscharmer Breitbandverstärker benötigt, der eine verhältnismäßig niedrigere Rauschmaßleistung und gleichzeitig die Layoutgröße des Verstärkers bezüglich der bekannten Breitbandverstärker reduziert.
  • Inhalt der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen rauscharmen Verstärker mit verhältnismäßig großer Bandbreite mit einem aktiven Eingangsanpassungsnetzwerk. Die aktive Last kann aus einem Feldeffekttransistor (FET) oder Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) in einer Gate-Schaltungskonfiguration gebildet werden. Das aktive Lasteingangsanpassungsnetzwerk weist eine niedrigere Gesamtrauschkomponente auf und weist nur das Rauschen eines Transistorkanals relativ zu dem Rauschen auf, das mit reaktiven Anpassungskomponenten wie Drosseln und Kondensatoren verbunden ist. Durch Nutzung des erfindungsgemäßen Eingangsanpassungsnetzwerks in der Art einer aktiven Last kann das Schaltungslayout des Ver stärkers zum Beispiel auf 23 Milli-Inch × 47 Milli-Inch beträchtlich reduziert werden.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügte Zeichnung verstanden. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Diagramm des aktiven erfindungsgemäßen Lasteingangsanpassungsnetzwerks.
  • 2 ein schematisches Diagramm eines rauscharmen Breitbandverstärkers, der ein erfindungsgemäßes aktives Lastanpassungsnetzwerk aufweist.
  • 3 eine graphische Darstellung, die die S11-, S21- und S22-Leistung als Funktion der Frequenz des in 2 dargestellten Breitbandverstärkers darstellt.
  • 4 eine graphische Darstellung der Rauschfaktorleistung als Funktion der Frequenz für den Breitbandverstärker, der in 2 dargestellt wird.
  • 5 ein exemplarisches Schaltungslayout für den in 2 dargestellten Breitbandverstärker.
  • Detaillierte Beschreibung des Stands der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen rauscharmen Verstärker mit großer Bandbreite, der ein aktives Lasteingangsanpassungsnetzwerk enthält, um eine verbesserte Leistung relativ zu Breitbandverstärkern bereitzustellen, die reaktive Anpassungselemente wie Drosseln und Kondensatoren verwenden, und es außerdem ermöglicht, daß das Layout des Verstärkers minimiert wird. Insbesondere wird das aktive Lasteingangsanpassungsnetzwerk anstelle von verhältnismäßig großen reaktiven Anpassungsschaltungselementen verwendet. Ein anderer Vorteil der Erfindung ist, daß das aktive Lasteingangsanpassungsnetzwerk ein niedrigeres Gesamtrauschmaß als ein äquivalentes verlustbehaftetes reaktives Anpassungsnetzwerk aufweist, da die einzige Rauschquelle im aktiven Lasteingangsanpassungsnetzwerk die Transistorkanalrauschquelle ist. Im Ge gensatz dazu unterliegen verlustbehaftete reaktive Komponenten einem thermischen Rauschen, das sehr viel größer als das intrinsische Kanalrauschen eines Transistors ist. Das erfindungsgemäße aktive Lastanpassungsnetzwerk als solches weist eine niedrigere Gesamtrauschleistung als Verstärker auf, die entsprechende verlustbehaftete reaktive Anpassungselemente nutzen.
  • Wie im folgenden detaillierter erläutert wird, weist der erfindungsgemäße Breitbandverstärker einen Feldeffekttransistor (FET) oder für rauscharme Anwendungen einen ersten Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) in einer Source-Schaltungskonfiguration mit einer aktiven Lastanpassung auf, die durch einen zweiten HEMT bereitgestellt wird, der mit einer Gate-Schaltung konfiguriert ist, die mit dem Drain-Anschluß des ersten HEMT gekoppelt ist. Der aktive Lastanpassungstransistor weist eine verhältnismäßig breitbandigere Frequenzleistung als bekannte Breitbandverstärker auf, die reaktive Anpassungselemente nutzen, da bei niedrigen Frequenzen die aktive Last in Gate-Schaltung eine nahezu ideale Impedanz von 50 Ohm emuliert, wobei die intrinsische Transistorimpedanz im Megaohmbereich liegt. Im Gegensatz dazu variiert die Impedanz der bekannten Breitbandverstärker mit verlustbehafteten reaktiven Anpassungselementen mit der Frequenz, was bewirkt, daß die Verstärkereingangsimpedanz außerhalb des angepaßten Frequenzbereichs mangelhaft ist. Zusätzlich erscheint bei höheren Frequenzen die aktive Eingangslast mehr wie ein offener Stromkreis, so daß die intrinsische FET/HEMT-Impedanz bei höheren Frequenzen vorherrschend ist.
  • Sich 1 zuwendend, wird ein erfindungsgemäßes aktives Lasteingangsanpassungsnetzwerk dargestellt und allgemein mit der Bezugsziffer 20 gekennzeichnet. Das aktive Eingangslastnetzwerk 20 weist einen FET in Gate-Schaltung oder HEMT für rauscharme Anwendungen Q2 auf, der als eine aktive Eingangslast für eine Vorrichtung in Source-Schaltung, einen anderen FET/HEMT, Q1 verwendet wird. Das aktive Eingangslastanpassungsnetzwerk 20 weist außerdem einen in Reihe geschalteten Widerstand R auf. Bei Frequenzen nahe oder unter 10 GHz ist die Eingangsimpedanz des Transistors Q1 verhältnismäßig hoch, während der Transistor O2 und der Widerstand R in Reihe eine endliche Impedanz präsentieren.
  • Es gibt mehrere Vorteile der aktiven Eingangslast des Anpassungsnetzwerks 20. Zum Beispiel kann der gemessene S-Parameter S22 (d. h. der Ausgangsreflexionskoeffizient) optimiert werden, indem die Größe des Transistors Q1 eingestellt wird. Insbesondere wird der S-Parameter S22 durch den Drain-Source-Widerstand Rds des Transistors Q1 bestimmt, dessen Größe so eingestellt werden kann, daß sie nahe 50 Ohm liegt. Die Leistung des S-Parameters S11 (d. h. der Eingangsreflexionskoeffizient) kann ebenfalls optimiert werden, indem die Größe des Transistor Q2 und des Widerstands R eingestellt werden. Insbesondere kann die Größe des Widerstands R als Kompromiß zwischen der Leistung des S-Parameters S11 und dem Rauschmaß verwendet werden. Überdies erzeugt die Verwendung eines kleinen aktiven Lasttransistors Q2 als eine aktive Eingangsart weniger Rauschen als ein Widerstand mit äquivalentem Widerstand. Andere Vorteile des aktiven Eingangslastanpassungsnetzwerks gegenüber Breitbandverstärkern, die reaktive Lastanpassungselemente verwenden, sind, daß die aktive Lastanpassungsschaltung 20 ein minimales Anpassungsnetzwerk benötigt und daher insbesondere bei Frequenzen unter 10 GHz in einem verhältnismäßig kompakten Chiplayout konfiguriert werden kann. Kompakte Chiplayouts sind für preiswerte kommerzielle monolithische integrierte Mikrowellenschaltungen (MMIC) entscheidend. Zusätzlich liefert die aktive Eingangslast, die eine Vorrichtung in Gate-Schaltung verwendet, eine bessere Verstärkung und Eingangsreflexionsdämpfung als verlustbehaftete Eingangslasten.
  • Ein exemplarischer rauscharmer Verstärker mit großer Bandbreite, der die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält, wird in 2 dargestellt und allgemein mit der Bezugszahl 22 gekennzeichnet. Der Breitbandverstärker weist einen FET oder einen HEMT-Verstärkungstransistor Q1 in Source- Schaltung auf. Der Gate-Anschluß des Transistors Q1 ist durch einen Koppelkondensator 26 mit einem Eingangsanschluß 24 verbunden. Der Drain-Anschluß des Transistors Q1 ist durch einen Koppelkondensator 36 mit einem Ausgangsanschluß 34 verbunden. Der Source-Anschluß des Transistors Q1 ist durch ein passives Impedanzanpassungsnetzwerk 28 mit Masse verbunden. Das Impedanzanpassungsnetzwerk ist zwischen den Source-Anschluß des Verstärkungstransistors Q1 und die Q2-Masse geschaltet. Das Anpassungsnetzwerk 28 weist zwei passive Vorrichtungen auf, die parallel geschaltet sind, zum Beispiel einen Kondensator 30 und einen Widerstand 32. Da die Layoutgröße des Anpassungsnetzwerks 28 relativ zur Layoutgröße des Transistors Q1 verhältnismäßig klein ist, ist der Verlustbeitrag zur Gesamtverstärkerverstärkung des Transistors Q1 verhältnismäßig klein.
  • Wie oben erläutert, nutzt der erfindungsgemäße Verstärker 22 ein aktives Lastanpassungsnetzwerk, das eine aktive Vorrichtung wie einen FET oder HEMT in einer Gate-Schaltungskonfiguration aufweist. Insbesondere ist der Source-Anschluß des Transistors Q2 mit dem Gate-Anschluß des Verstärkers Q1 gekoppelt. Der Drain-Anschluß des in Gate-Schaltung konfigurierten, aktiven Lastanpassungstransistors Q2 ist mit dem Widerstand R gekoppelt. Der Widerstand R ist außerdem mit einem Gleichvorspannungsnetzwerk gekoppelt, das eine Gleichspannungsquelle 36, einen Widerstand 38 und einen Nebenschlußkondensator 40 aufweist. Der Widerstand 38 und der Widerstand R bilden bezüglich der Gleichspannungsquelle 36 einen Spannungsteiler zum Vorspannen des aktiven Lasteingangsanpassungstransistors Q2. Zusätzlich zum Lastanpassungsnetzwerk 28 weist der Verstärker 22 außerdem einen Nebenschlußkondensator 42 und eine Drossel bzw. einen Induktor auf. Die Drossel bzw. der Induktor 44 ist außerdem durch den Koppelkondensator 36 mit dem Ausgangsanschluß 34 gekoppelt.
  • 3 stellt die S-Parameterleistung für die S-Parameter S11, S21 und S22 für den rauscharmen Breitbandverstärker 22 dar, der in 2 dargestellt wird. Wie gezeigt, liefert der Verstärker 22 über 2 GHz bis zu 10 GHz eine Verstärkung von mehr als 14 dB. 4 stellt die Rauschmaßleistung für den in 2 dargestellten Verstärker dar. Wie gezeigt, ist für Frequenzen von mehr als etwa 1 GHz die Rauschmaßleistung verhältnismäßig linear und bis zu 10 GHz kleiner als 1,5 dB.
  • Wie oben erwähnt, ist der Hauptvorteil des rauscharmen Breitbandverstärkers 22, daß er es ermöglicht, daß das Chiplayout minimiert wird. Ein exemplarisches Chiplayout wird in 5 dargestellt. Für die in 2 dargestellte exemplarische Schaltung beträgt die Schaltungslayoutfläche annähernd 23 Milli-Inch × 47 Milli-Inch einschließlich der Drossel bzw. des Induktors und der auf dem Chip ausgeführten Kondensatoren.
  • Offensichtlich sind angesichts der obigen Lehren viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Folglich versteht es sich, daß die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auf andere Weise praktiziert werden kann als oben spezifisch beschrieben.
  • Was in einer Patenturkunde der Vereinigten Staaten beansprucht werden soll, ist:
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein rauscharmer Verstärker mit verhältnismäßig großer Bandbreite mit einem aktiven Eingangsanpassungsnetzwerk. Die aktive Last kann aus einem Feldeffekttransistor (FET) oder Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) in einer Gate-Schaltungskonfiguration gebildet werden. Das aktive Lasteingangsanpassungsnetzwerk weist eine niedrigere Gesamtrauschkomponente nur des Transistorkanalrauschens als reaktive Anpassungskomponenten wie Drosseln und Kondensatoren auf. Durch Nutzung des erfindungsgemäßen Eingangsanpassungsnetzwerks in der Art einer aktiven Last kann das Schaltungslayout des Verstärkers beträchtlich reduziert werden, zum Beispiel auf 23 Milli-Inch × 47 Milli-Inch.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 4992752 [0002]
    • - US 5361038 [0002]
    • - US 5550513 [0002]
    • - US 5559472 [0002]
    • - US 5751190 [0002]
    • - US 5920230 [0002]
    • - US 6094099 [0002]
    • - US 5710523 [0003]
    • - US 5838031 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - „A 74 GHz Bandwidth InAlAs/InGaAs-InP HBT Distributed Amplifier with a 13-dB Gain" von Baeyens u. a. IEEE Microwave and Guided Wave letters, B. 9, Ausgabe 11, Seiten 461–463, November 1999 [0002]
    • - „High Efficiency Monolithic Gallium Nitride Distributed Amplifier", Green, u. a., IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 10, Ausgabe 7, Seiten 270–272, Juli 2000 [0002]
    • - „Experimental Performance of Ultra Broadband Amplifier Design Concept Employing Cascaded Reactively Terminated Single Distributed Amplifier Configuration", Virdee, u. a., Electronic Letters, B. 36, Ausgabe 18, Seiten 1554–1556, 31. August 2000 [0002]
    • - „Analysis of the Performance of Four Cascaded Single Stage Distributed Amplifiers", von Banyamin, u. a, IEEE Transactions an Microwave Theory and Techniques, B. 48, Ausgabe 12, Seiten 2657–2653, Dezember 2000 [0002]
    • - „6 to 18-GHz Two Stage Distributed Low Noise Amplifier Pesion (Designed) For High Yield", Culver u. a, Twelfth Annual Gallium Arsenide Integrated Circuit (GaAs Ic) Symposium, 1990 Technical Digest, Seiten 301–304, 7–10. Oktober 1990 [0003]
    • - „Ultra High Gain, Low Noise Monolithic InP HEMT Distributed Amplifier from 5–40 GHz", Electronic Letters, B. 26, Ausgabe 8, Seiten 515–516, April 1990 [0003]
    • - „2–18 GHz GaAs Monolithic Ultra Broadband Amplifier", von Lingli u. a, 1998 International Conference an Microwave and Millimeter Wave Technology Proceeding. ICMMT '98, Seiten 238–241, 18–20. August, 1998 [0003]
    • - „Ka-Band Multi Stage MMIC Low Noise Amplifier Using Source Inductors with Different Values for Each Stage", Uchida, u. a, IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 9, Ausgabe 2, Seiten 71–72, 19. Februar, 1999 [0003]
    • - „A Monolithic HEMT-HBT Direct Coupled Amplifier with Active Input Matching", von Kobayashi, u. a. IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 6, Nr. 1, Seiten 55–57, Januar 1996 [0005]

Claims (11)

  1. Rauscharmer Breitbandverstärker mit: einem ersten Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT), der erste Gate-, Source- und Drain-Anschlüsse aufweist, die in einer Source-Schaltung konfiguriert sind; einer aktiven Impedanzschaltung zur Bereitstellung einer Eingangimpedanzanpassung des ersten HEMT; einem Eingangsanschluß, der mit dem ersten Gate-Anschluß des ersten HEMT gekoppelt ist; und einem Ausgangsanschluß, der mit dem ersten Drain-Anschluß des HEMT gekoppelt ist.
  2. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei die aktive Impedanzschaltung einen zweiten HEMT aufweist.
  3. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei die aktive Impedanzschaltung einen zweiten HEMT mit einem zweiten Gate-, Drain- und Source-Anschluß aufweist und in einer Gate-Schaltung konfiguriert ist.
  4. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei die aktive Impedanzschaltung einen zweiten HEMT mit einem zweiten Gate-, Drain- und Source-Anschluß aufweist und in einer Gate-Schaltung konfiguriert ist; und mit einem ersten Widerstand, der mit dem zweiten Drain-Anschluß in Reihe geschaltet ist.
  5. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei die aktive Impedanzschaltung einen zweiten HEMT mit einem zweiten Gate-, Drain- und Source-Anschluß aufweist und in einer Gate-Schaltung konfiguriert ist; und mit einem ersten Widerstand, der mit dem zweiten Drain-Anschluß in Reihe geschaltet ist, wobei der erste Widerstand außerdem elektrisch mit dem Ausgangsanschluß gekoppelt ist.
  6. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei die aktive Impedanzschaltung einen zweiten HEMT mit einem zweiten Gate-, Drain- und Source-Anschluß aufweist und in einer Gate-Schaltung konfiguriert ist; und mit einem ersten Widerstand, der mit dem zweiten Drain-Anschluß in Reihe geschaltet ist, wobei der erste Widerstand außerdem mit dem Ausgangsanschluß elektrisch gekoppelt ist und wobei der zweite Source-Anschluß mit dem ersten Gate-Anschluß gekoppelt ist.
  7. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei der erste Widerstand außerdem mit dem Ausgangsanschluß elektrisch gekoppelt ist, wobei der zweite Source-Anschluß mit dem ersten Gate-Anschluß gekoppelt ist; und mit einer Gleichvorspannungsquelle, die mit dem ersten Widerstand elektrisch gekoppelt ist.
  8. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei die aktive Impedanzschaltung einen zweiten HEMT mit einem zweiten Gate-, Drain- und Source-Anschluß aufweist und in einer Gate-Schaltung konfiguriert ist, und ferner mit: einem ersten Widerstand, der mit dem zweiten Drain-Anschluß in Reihe geschaltet ist, wobei der erste Widerstand außerdem mit dem Ausgangsanschluß elektrisch gekoppelt ist und wobei der zweite Source-Anschluß mit dem ersten Gate-Anschluß gekoppelt ist; und einer Gleichvorspannungsquelle, die mit dem ersten Widerstand elektrisch gekoppelt ist, die ferner ein passives Impedanzanpassungsnetzwerk aufweist.
  9. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei die aktive Impedanzschaltung einen zweiten HEMT mit einem zweiten Gate-, Drain- und Source-Anschluß aufweist und in einer Gate-Schaltung konfiguriert ist, und ferner mit: einem ersten Widerstand, der mit dem zweiten Drain-Anschluß in Reihe geschaltet ist, wobei der erste Widerstand außerdem mit dem Ausgangsanschluß elektrisch gekoppelt ist und wobei der zweite Source-Anschluß mit dem ersten Gate-Anschluß gekoppelt ist; einer Gleichvorspannungsquelle, die mit dem ersten Widerstand elektrisch gekoppelt ist; und einem passives Impedanzanpassungsnetzwerk, wobei das passive Impedanzanpassungsnetzwerk eine oder mehrere passive Impedanzvorrichtungen aufweist, die mit dem zweiten Source-Anschluß elektrisch gekoppelt sind.
  10. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei die aktive Impedanzschaltung einen zweiten HEMT mit einem zweiten Gate-, Drain- und Source-Anschluß aufweist und in einer Gate-Schaltung konfiguriert ist, und ferner mit: einem ersten Widerstand, der mit dem zweiten Drain-Anschluß in Reihe geschaltet ist, wobei der erste Widerstand außerdem mit dem Ausgangsanschluß elektrisch gekoppelt ist und wobei der zweite Source-Anschluß mit dem ersten Gate-Anschluß gekoppelt ist; einer Gleichvorspannungsquelle, die mit dem ersten Widerstand elektrisch gekoppelt ist; einem passives Impedanzanpassungsnetzwerk, wobei das passive Impedanzanpassungsnetzwerk eine oder mehrere passive Impedanzvorrichtungen aufweist, die mit dem zweiten Source-Anschluß elektrisch gekoppelt sind, und wobei die eine oder mehreren passiven Impedanzvorrichtungen einen zweiten Widerstand und eine erste Kapazität aufweisen.
  11. Rauscharmer Breitbandverstärker nach Anspruch 1, wobei das aktive Impedanznetzwerk einen zweiten HEMT mit einem zweiten Gate-, Drain- und Source-Anschluß aufweist und in einer Gate-Schaltung konfiguriert ist, und ferner mit: einem ersten Widerstand, der mit dem zweiten Drain-Anschluß in Reihe geschaltet ist, wobei der erste Widerstand außerdem mit dem Ausgangsanschluß elektrisch gekoppelt ist, und wobei der zweite Source-Anschluß mit dem ersten Gate-Anschluß gekoppelt ist; einer Gleichvorspannungsquelle, die mit dem ersten Widerstand elektrisch gekoppelt ist; einem passiven Impedanzanpassungsnetzwerk, wobei das passive Impedanzanpassungsnetzwerk eine oder mehrere passive Impedanzvorrichtungen aufweist, die mit dem zweiten Source-Anschluß elektrisch gekoppelt sind, und wobei die eine oder mehreren passiven Impedanzvorrichtungen einen zweiten Widerstand und eine erste Kapazität aufweisen, wobei der zweite Widerstand und die erste Kapazität parallel zwischen den zweiten Source-Anschluß und Masse geschaltet sind.
DE112006002920.7T 2005-10-21 2006-10-06 Rauscharmer HEMT-Verstärker mit großer Bandbreite und aktiver Eingangslast Active DE112006002920B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/256,542 US7612610B2 (en) 2005-10-21 2005-10-21 Active input load wide bandwidth low noise HEMT amplifier
US11/256,542 2005-10-21
PCT/US2006/039022 WO2007050257A2 (en) 2005-10-21 2006-10-06 Active input load wide bandwidth low noise hemt amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112006002920T5 true DE112006002920T5 (de) 2008-10-30
DE112006002920B4 DE112006002920B4 (de) 2016-07-07

Family

ID=37968317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112006002920.7T Active DE112006002920B4 (de) 2005-10-21 2006-10-06 Rauscharmer HEMT-Verstärker mit großer Bandbreite und aktiver Eingangslast

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7612610B2 (de)
DE (1) DE112006002920B4 (de)
WO (1) WO2007050257A2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9106185B2 (en) 2013-03-11 2015-08-11 Qualcomm Incorporated Amplifiers with inductive degeneration and configurable gain and input matching
TW201642583A (zh) 2015-05-19 2016-12-01 穩懋半導體股份有限公司 功率放大器
CN109167578B (zh) * 2018-08-06 2020-08-28 中国科学技术大学 一种带有源电感的超宽带低噪声放大器
CN114513171B (zh) * 2022-02-15 2023-05-23 电子科技大学 一种基于hemt的s波段的低噪声放大器

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992752A (en) 1989-06-09 1991-02-12 Rockwell International Method and apparatus for broadband impedance matching
US5361038A (en) 1993-03-11 1994-11-01 Trw Inc. Active load applications for distributed circuits
US5550513A (en) 1995-06-22 1996-08-27 Northern Telecom Limited High frequency, differential limiting distributed amplifier
US5559472A (en) 1995-05-02 1996-09-24 Trw Inc. Loss compensated gain cell for distributed amplifiers
US5710523A (en) 1996-01-16 1998-01-20 Trw Inc. Low noise-low distortion hemt low noise amplifier (LNA) with monolithic tunable HBT active feedback
US5751190A (en) 1996-08-22 1998-05-12 Northern Telecom Limited Gain-controlled amplifier and distributed amplifier
US5838031A (en) 1996-03-05 1998-11-17 Trw Inc. Low noise-high linearity HEMT-HBT composite
US5920230A (en) 1997-10-21 1999-07-06 Trw Inc. HEMT-HBT cascode distributed amplifier
US6094099A (en) 1998-10-20 2000-07-25 Trw Inc. High dynamic range variable gain distributed amplifier

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3737549B2 (ja) * 1995-09-21 2006-01-18 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 利得制御回路および可変利得電力増幅器
JPH10261925A (ja) * 1997-03-17 1998-09-29 Toshiba Corp 高周波増幅器
US6304130B1 (en) * 1999-12-23 2001-10-16 Nortel Networks Limited Bias circuit for depletion mode field-effect transistors
JP2004506368A (ja) * 2000-08-07 2004-02-26 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ ノイズ及び入力インピーダンス整合増幅器
JP4121844B2 (ja) * 2002-12-12 2008-07-23 新日本無線株式会社 利得可変型増幅器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992752A (en) 1989-06-09 1991-02-12 Rockwell International Method and apparatus for broadband impedance matching
US5361038A (en) 1993-03-11 1994-11-01 Trw Inc. Active load applications for distributed circuits
US5559472A (en) 1995-05-02 1996-09-24 Trw Inc. Loss compensated gain cell for distributed amplifiers
US5550513A (en) 1995-06-22 1996-08-27 Northern Telecom Limited High frequency, differential limiting distributed amplifier
US5710523A (en) 1996-01-16 1998-01-20 Trw Inc. Low noise-low distortion hemt low noise amplifier (LNA) with monolithic tunable HBT active feedback
US5838031A (en) 1996-03-05 1998-11-17 Trw Inc. Low noise-high linearity HEMT-HBT composite
US5751190A (en) 1996-08-22 1998-05-12 Northern Telecom Limited Gain-controlled amplifier and distributed amplifier
US5920230A (en) 1997-10-21 1999-07-06 Trw Inc. HEMT-HBT cascode distributed amplifier
US6094099A (en) 1998-10-20 2000-07-25 Trw Inc. High dynamic range variable gain distributed amplifier

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"2-18 GHz GaAs Monolithic Ultra Broadband Amplifier", von Lingli u. a, 1998 International Conference an Microwave and Millimeter Wave Technology Proceeding. ICMMT '98, Seiten 238-241, 18-20. August, 1998
"6 to 18-GHz Two Stage Distributed Low Noise Amplifier Pesion (Designed) For High Yield", Culver u. a, Twelfth Annual Gallium Arsenide Integrated Circuit (GaAs Ic) Symposium, 1990 Technical Digest, Seiten 301-304, 7-10. Oktober 1990
"A 74 GHz Bandwidth InAlAs/InGaAs-InP HBT Distributed Amplifier with a 13-dB Gain" von Baeyens u. a. IEEE Microwave and Guided Wave letters, B. 9, Ausgabe 11, Seiten 461-463, November 1999
"A Monolithic HEMT-HBT Direct Coupled Amplifier with Active Input Matching", von Kobayashi, u. a. IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 6, Nr. 1, Seiten 55-57, Januar 1996
"Analysis of the Performance of Four Cascaded Single Stage Distributed Amplifiers", von Banyamin, u. a, IEEE Transactions an Microwave Theory and Techniques, B. 48, Ausgabe 12, Seiten 2657-2653, Dezember 2000
"Experimental Performance of Ultra Broadband Amplifier Design Concept Employing Cascaded Reactively Terminated Single Distributed Amplifier Configuration", Virdee, u. a., Electronic Letters, B. 36, Ausgabe 18, Seiten 1554-1556, 31. August 2000
"High Efficiency Monolithic Gallium Nitride Distributed Amplifier", Green, u. a., IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 10, Ausgabe 7, Seiten 270-272, Juli 2000
"Ka-Band Multi Stage MMIC Low Noise Amplifier Using Source Inductors with Different Values for Each Stage", Uchida, u. a, IEEE Microwave and Guided Wave Letters, B. 9, Ausgabe 2, Seiten 71-72, 19. Februar, 1999
"Ultra High Gain, Low Noise Monolithic InP HEMT Distributed Amplifier from 5-40 GHz", Electronic Letters, B. 26, Ausgabe 8, Seiten 515-516, April 1990

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007050257A2 (en) 2007-05-03
US20070090879A1 (en) 2007-04-26
WO2007050257A3 (en) 2008-01-31
DE112006002920B4 (de) 2016-07-07
US7612610B2 (en) 2009-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014101427B4 (de) Ein Eingangsanpassungsnetzwerk für eine Leistungsschaltung
DE10132800C1 (de) Rauscharme Verstärkerschaltung
DE102007046047B4 (de) Leistungsverstärker
DE102010004314B4 (de) Leistungsverstärker
DE60216006T2 (de) HEMT-HBT Doherty-Mikrowellenverstärker
DE69837127T2 (de) Rauscharmer Zweibandverstärker mit einem einzigen Stufe für einen drahtlosen Funkkommunikationsempfänger
DE60002181T2 (de) Hochfrequenzverstärker mit reduzierter Intermodulationsverzerrung
DE112017003588T5 (de) Source geschalteter geteilter lna
DE102016108117A1 (de) System und Verfahren für eine Ansteuerung eines Hochfrequenzschalters
DE102012216840A1 (de) HF-Bauelement mit Ausgleichsresonatoranpassungstopologie
DE10000319B4 (de) Hochfrequenz-Leistungsverstärker
DE112016006472T5 (de) Lastmodulationsverstärker
DE60317160T2 (de) Hochleistungsfähiger rauscharmer bifet-verstärker
DE60029227T2 (de) Transitverstärker mit reduzierten parasitären schwingungen
DE102017130292A1 (de) Kompakter Klasse-F-Chip und Drahtanpassungstopolgie
DE10000224B4 (de) Leistungsverstärker mit einer Schutzschaltung
DE102007060031B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE112006002920B4 (de) Rauscharmer HEMT-Verstärker mit großer Bandbreite und aktiver Eingangslast
DE60126477T2 (de) Linearisierer
DE112022001307T5 (de) Lna-architektur mit geschaltetem doppelspannungs-zweig
DE10102891A1 (de) Hochleistungsverstärker mit Verstärkerelement, dazugehörige Funkübertragungseinrichtung und Meßeinrichtung dafür
DE60014032T2 (de) Aktiver differential asymmetrischer umwandler
DE102015209439A1 (de) Linearisierer
DE112017007373T5 (de) Diodenlinearisierer
DE102007007806A1 (de) Dämpfungsglied

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R082 Change of representative

Representative=s name: BOETERS & LIECK, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: NORTHROP GRUMMAN SYSTEMS CORPORATION, LOS ANGE, US

Free format text: FORMER OWNER: NORTHROP GRUMMAN CORP., LOS ANGELES, CALIF., US

Effective date: 20120814

Owner name: NORTHROP GRUMMAN SYSTEMS CORPORATION, US

Free format text: FORMER OWNER: NORTHROP GRUMMAN CORP., LOS ANGELES, US

Effective date: 20120814

R082 Change of representative

Representative=s name: BOETERS & LIECK, DE

Effective date: 20120814

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final