TWI234342B

TWI234342B - Micro-wave power amplifier

Info

Publication number: TWI234342B
Application number: TW090129775A
Authority: TW
Inventors: Isao Takenaka
Original assignee: Nec Compound Semiconductor
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2005-06-11
Also published as: US6614311B2; JP2002171138A; US20020067212A1

Description

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五、發明說明α) 發明背景 1, 發明之領域器’尤有關於一用於將之微波功率放大器。本發明係關於一微波功率放大包含複數載波頻率之微波訊號放大 _相關拮術之描述用於衛星或行動通訊系統之基油A + t 大器組成之放大裝置，繼用鎵坤；波功率放 ^等微波功率放大器需要具有高功率及高效率性能以寸及低功率消耗。此夕卜，由於欲傳送及接收之，枓增加之故，微波功率放大器還需要具有同時放大複數 j號之功能。為達此目的，微波功率放大器需要具有低的父互調變失真及良好的線性，以防止對其他頻道產生不良的影響。 ΛΙ, 假如一被波功率放大器在同一時間收到複數訊號，該微波功率放大器在等於接收到之訊號間之差異頻率之頻率會具有第二失真功率及交互調變失真，原因在於微波功率放大器之非線性。

、微波功率放大器通常係設計成包含以多手指圖案互才目並聯配置之複數場效電晶體或互相並聯配置之複數場效電晶體晶片任一個，藉此加大閘極之寬度以達到高功率輸 ^ 在此等高功率之微波功率放大器中，慨如低頻率阻抗 ^加至某種程度，在相等於接收之訊號間之差異頻率之頻 Μ上產生之第二失真功率將會增加，且將會與場效電晶體

第6頁 1234342 五、發明說明（2) 之汲極上之輸出訊號混合，導致交互調變失真將會變得比微波功率放大器之失真特性更糟。結果，場效電晶體之線性不能被有效地利用。以散熱及泛用之觀點言之，達到高功率輸出之場效電晶體通常設計成一内部匹配型式之電晶體，其中互相並聯運作之複數場效電晶體係互相匹配。當此等高功率之場效電晶體接收到包含複數載波頻率之微波訊號時，由載波頻

率間之差異頻率而產生之第二失真會使交互調變失真惡化。為了解決此等問題，日本專利第3060 98 1號（日本專利公開公報第1 0 -2 33 638號）中提出一微波功率放大器，其可防止失真特性之惡化，即使被放大的微波訊號中包含複數載波頻率時亦是如此。

圖1係前述之公報所提出之微波功率放大器之電路圖’且圖2係圖丨之微波功率放大器之一例之方塊圖。參考圖1 ’該微波功率放大器係包含：訊號輸入端 =此將一訊號輸入該微波功率放大器；一輸入訊號4 ，二瓜Y :由此從訊號輸人端77輸人之訊號被傳送到一 3 ^攸斤，一電容76，電連接於訊號輸入端77與輸入訊号加^75仏j間且將直流電流從輸入訊號移除；一閘偏壓力體心之閘極此：ΐ壓被施加f配置於封裝70中之場效電彳偏壓施加端75，且僂：波^路徑73，電連接至閘* 壓至場效電曰.二n二"偏壓施加端75施加之閘極^ 日日體61 , —閘極保護電阻以，電連接於第一 b

第7頁 1234342 五、發明說明（3) 分之一波長路徑73與輸入訊號傳送路徑71間；_ f炊端電容74，一端電連接於第一四分之一波長路徑”，另二，接地（86)，一訊號輸出端83，由此封裝7〇傳送一輸出訊號；一輸出訊號傳送路徑78，由此封裝7〇傳送一訊至訊號輸出端83 ; 一第二電容82 ’電連接於輸出訊號;專“ 路徑78與訊號輸出端83間，且將直流電流從輸出訊號移除，一汲極偏壓施加端8丨，由此一偏壓被施加至體61之沒極，·一第二四分之一波長路徑79，電連接至汲極偏壓施加端81，且傳送由汲極偏壓施加端81施加之汲極壓至％效電晶體61 ; —第二rf終端電容8〇 , 一端電連接於第二四分之一波長路徑79，另一端接地（87)。、封裝70係包含：前述之場效電晶體61，設有一接地之源極，「閘極電極端62，由此場效電晶體61之閘極被電連接，一汲極電極端63，由此場效電晶體61之汲極被電連接，一輸入端導線68 ’電連接於輸入訊號傳送路徑71盥極電極端62間，-輸入匹配電路66，電連接 ^ 68與閘極電極端62間，一輸出端導線69，電連接於汲3 極端63與輸出訊號傳送路徑78間，一輸出匹配電路連接於汲極電極端63與輸出端導線6 9間，一差異頻 2感65，電連接至汲極電極端63，及一差異頻率短路電容 64，一端電連接至差異頻率短路電感65，另—端接地 (85)。該差異頻率短路電感65及差異頻率短路電容64定差異頻率短路電路，其在包含於一微波訊號中之載波頻率 1234342 五、發明說明（4) 間之差異頻率上短路。该輸入匹配電路6 6，第一四分之一波長路徑7 3，閘極保濩電阻72及第一RF終端電容74定出一閘極偏壓電路。一該輸出匹配電路67，第二四分之一波長路徑79，及第 —RF終端電谷80定出一汲極偏壓電路。 —圖2例不具有圖1所示之電路構造之微波功率放大器之例。该例示之微波功率放大器係一内部匹配型式之電晶體’其中互相並聯運作之複數場效電晶體係互相匹配的。

、、▲該微波功率放大器係包含··輸入端9〇，由此接收一微 ^成说’一分配電路9 1，用以分配接收之微波訊號；匹配 ^路92及98 ’藉由電感及電容將接收之微波訊號與一阻抗 =匹配；場效電晶體晶片93與的，將分配之微波訊號放 Μ ’結合模型97與1 〇1，分別配置於場效電晶體晶片93與及極電極之附近；差異頻率短路LC電路，每一係分別與3長條路徑102、及電容104、105組成；匹配電路94 大之1 ’藉由電感及/或電容將被場效電晶體晶片93與9 9放電=微波訊號與一阻抗相匹配；一合成電路95，將被匹配 Μ，=與100匹配之微波訊號彼此互相合成；及一輸出端 Α此被彼此互相合成之微波訊號被輸出。與101每一_微^條路徑102、103被分別電連接至結合模型97 真。之）而’且因載波頻率間之差異頻率產生短路失之四ί外，微長條路徑102、103具有小於微波訊號之波長刀之一之長度。當具有前述之構造之微波功率放大器接收具有複數載

第9頁 1234342 五、發明說明（5) 波頻率之微波訊號時，因載波頻率間之差異頻率而裘生失真。例如，假設一微波訊號包含載波頻率f 1及f 2，失真之頻率會等於載波頻率f 1及f 2間之差異之絕對值，表系成 lfl — f2l。該差異頻率|fl-f2|增加第二失真，其會造成交互調變失真之增加。因此，圖2例示之微波功率放大器被設計成藉由將分別由微長條路徑1〇2、103及電容1〇4、1〇5組成之9差異頻率短路LC電路共振來減少阻抗，藉此將差異頻率失真吸收至

地以平滑化差異頻率失真，減少因載波頻率間之率所引起之失真。丄圖1及圖2例示之習知之微波功率放大器較间之功率時具有後述之問題。 θ為了在習知之微波功率放大器中達到高功率性浐，t 場效電晶體6 1通常設計成具有增加之閘極 :Λ 述。增加閉極寬度會造成從場效電晶二所增加，其還會造成因載波頻率間差、雨出功尋增加。 &I異頻率所引起之失^ 巳知在習知之微波功率放大器中告之差異變大時，交互調變失真會變小：：2載波頻率間路電容64及差異頻率短路電感65所組差異頻率短路電連接至汲極電極端6 3時亦是如此。，、頻率短路電為了使大量之資料傳輪變成可能，必需變大且頻寬亦需變寬。然而，前間之差異之差異變大之障礙。 3題是載波頻率

第10頁 1234342 五、發明說明（6) —- 、圖3係當具有頻率f 1及f 2之雙波訊號輸入至習知之微波功率放大器時產生之第三交互調變失真丨M3之圖形，其中差異頻率短路電路係電連接至具有總閘極寬度為6〇〇mm 之場效電晶體6 1之汲極電極端6 3。在此’第三交互調變失真IΜ 3定義如下： IM3 = 2f1 -f2 、在圖3中’貫心圓（·）表示在具有頻率f 1為2. 1GHz且 f2為2· 105GHz之雙波訊號輸入至微波功率放大器時所得之第二父互彡周變失真IM3，其中差異頻率為 5MHz( 0. 0 0 5GHz)，且空心圓（〇）表示在具有頻率fl為 2. 1 GHz且f 2為2· 12 0GHz之雙波訊號輸入至微波功率放大器時所付之第二父互調變失真，其中差異頻率為 ϋ 20ΜΗζ( 0· Q2GHz)。 ’、 ' 、二在圖3中可明顯地看出，在具有2〇歷2之差異頻率之雙波吼號輸入至微波功率放大器時所得之丨M3 (〇）與在具 5MHz之差異頻率之雙波訊號輸入至微波功率放大器'所^之 ΙΜ3(籲）相比較係減少約5(^。如前述之解釋，雖然一低頻阻抗係藉由將差異頻率短路電路電連接至場效電晶體61之汲極電極端63而充份但在輸入載波頻率間之差異變大時交互調變失真會減此點是重要的，原因在於雖然因場效電晶體61之輸 2線性而產生之對應於載波頻率之差異之差異頻率= 藉由差異頻率短路電路電連接至汲極電極端63，因場效電 1234342 五、發明說明（7) 晶體61之輸入側之非線性（因閘極寬度增加而無法忽略）所引起之載波頻率間之差異頻率造成交互調變失真降低。曰本專利編號第299 883 7號（日本專利公開公報第 1 1 - 3 1 9 2 3號）中提出一微波功率放大器，包含：一場效電晶體’具有接地之源極且在一微波帶中執行非線性運作，· 一輸入阻抗匹配電路；及一輸出阻抗匹配電路。該輸入阻 4几匹配電路係由一基礎波輸入阻抗匹配電路及一雙倍波阻抗控制電路所組成，其係電連接至場效電晶體之閘極且定出一在等於一基礎波頻率之兩倍之頻率上共振之共振電路。該輸出阻抗匹配電路係由電連接至場效電晶體之沒極且在基礎頻率上短路之一短路裝置及一執行對基礎波之兩倍波做阻抗匹配之匹配電路所組成。 " 然而’前述之問題在前述之專利中仍未解決。發明之綜合說明因前一目的為即使在輸在此不同之載體，具有電連接至之差異頻連接至該述之白知之微波功率放大器中之問題，本發明之提供一微波功率放大器，其中失真特性未惡化，入載波頻率間之差異變大時亦是如此。心’ 微波功率放大器’用於將一包含複數彼此波頻率之微波訊號放大，包含（a) —場效電晶二，地之源極，（b)〆第一差異頻率電路，晶體之一沒極，且係在介於載波頻率〜 ^上紐路，及（(〇一第二差異頻率電路，场效電晶體之一閘#，且係在介於载波頻率間之

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五、發明說明（8) 差異頻率上短路。由前述之本發明所得之益處將會於在前述之習知之微波功率放大器中文中説明。係設定成具有一增加的閘極寬度以^二丄假如場效電晶體載波訊號間之差異頻率（，其中差異1尚功率輸出，則因輸入側之非線性而造成）而產生之# =係因场效電晶體之反之，依照本發明之微波功率放大哭，w力電容所組成之第一差異頻率電路係電連一汲極，且由一電感及一電容所組成之阳體之電連：至場效電晶體之閉極。結*，介：载波』場；電晶體之輸出側產生，亦在場效電晶被=由短路電路來終結，確保交互調變 θ此外，由於第一及第二差異頻率電路係分別電連接至 %效電晶體之閘極及汲極，假如基礎波頻率及載波頻率之差異頻率帶係彼此距離夠遠，該差異頻率帶可在不對基礎波頻率帶產生任何影響之情況下被短路電路終結。因此，依照本發明之微波功率放大器可在載波頻率間之差異變大的情況下防止失真特性惡化。、致實施—例之詳鈿描球以下說明第一實施例。圖4係依照本發明之第一實施例之微波功率放大器之電路圖，且圖5係具有圖4例示之構造之微波功率放大器之第13頁 1234342 五、發明說明（9) 一例之方塊圖。參考圖4，該微波功率放大器包含：一訊號輪入 1 7，由此一微波訊號輸入至微波功率放大器·一而傳送路㈣，由此經由訊號輸入端17輸入：微 =至二封裝1 G ;:第-電容1 6，電連接於訊號輸人^與輸入訊號傳送路徑11間且將直流電流從輸入訊號移除；二閘極偏壓施加端15，由此一偏壓被施加至配置於封^ ’ 之場效電晶體1之閘極；一第一四分之一波長路徑丨連接至閘極偏壓施加端15，且傳送由閘極偏壓施加沪加之閘極偏壓至場效電晶體1 ; 一閘極保護電阻12，而電連也接於第一四分之一波長路徑13與輸入訊號傳送路徑U 一第一RF終端電容14，一端電連接於第一四分之一波長路徑13，另一端接地（26); —訊號輸出端23，由此封裝^ 送其輸出訊號；一輸出訊號傳送路徑丨8，由此封裝丨〇傳关其輸出訊號至訊號輸出端23 ; —第二電容22，電連接於2 出訊號傳送路徑18與訊號輸出端23間，且將直流電流從= =成號移除，一汲極偏壓施加端21，由此一偏壓被施加至 %效電晶體1之汲極；一第二四分之一波長路徑丨g，電連接至汲極偏壓施加端2丨，且傳送由汲極偏壓施加端2丨施加之；及極偏壓至場效電晶體1 ; 一第二RF終端電容20，一端電連接於第二四分之一波長路徑19，另一端接地（27)。封裝1 0係包含：前述之場效電晶體1，設有一接地之源極’ 一閘極電極端2，由此場效電晶體1之閘極被電連接’一；及極電極端3，由此場效電晶體1之汲極被電連接，

1234342 "" 1 丨丨五、發明說明（10) 一輸入端導線8，電連接於輸入訊號傳送路極端2間，一輸入匹配電路6，電連接於輪二導m 極電極端2間；一輸出端導線9，電連接於、'及、、、入閘輸出訊號傳送路徑18間，-輸出匹配電路f W極端3與極電極端3與輸出端導線9間，一第一差異接於： 2〇1，電連接至汲極電極端3，及一第二差異頻路 2〇2，電連接至閘極電極端2。路電路、車垃7 ί ΐί率短路電路2〇1係包含-結合導線5，電連接至％效電Βθ體1之汲極電極端3，做為一輸出显率短路電感；及一輸出側差異頻率短路電容4，一端電連接至結合導線5之一端，另一端接地（2 5 )。該第二差異頻率短路電路2Q2係包含—結合導線⑼， ΐίΪίΪί電晶體1之沒極電極端2，做為-輸入侧差異連接f結合導細之-端，另-端接地（2= 電 /丄孩第及第一差異頻率短路電路201及202係設計成在，，訊號輸入端17輸入至封裝1〇之微波訊號中包含之載波頻率間之差異頻率上短路。口玄輸入匹配電路6，該第一四分之一波長路徑，該閘極保護電阻12及該第—RF終端電容14定出_閘極偏壓電路。該電極組件7，該第二四分之一波長路徑19及該第二 RF終端電容20定出一汲極偏壓電路。在依照本發明之第一實施例之微波功率放大器中，由

第15頁 1234342 五、發明說明（11) 於分別包含結合導線5、30及電容4、29之第一及第二差異頻率短路電路2〇1及202係分別在汲極電極及閘極電極之^ 近電連接至場效電晶體1，結合導線5與30可被短路，確保在基礎波頻率中沒有任何損失之情形下抑制因結合導線5 與30之電感（L)所造成之低頻阻抗增加。此外，短路之結合導線5與3 0提供如下之第二個優點：即使在微波輸入訊號中之載波頻率間之差異頻率报大的情形下，亦可防止因低頻阻抗所引起之微波功率放大器之失真特性惡化，原因在於低頻阻抗在一寬帶中以一低的值終結。 _ 、理由如後所述。第一及第一差異頻率短路電路201及202之阻抗之絕對值表示如後。假設第一及第二差異頻率短路電路2〇1及 2 02之電阻R可忽略，因為其非常小。 IZ1 |= ωΐη/ ωΟ 假如差異頻率係藉由使用具有足夠大之電容值之電容來短路，1/ oC項可被忽略，且因此，從場效電晶體1之汲極或閘極至負載，因結合導線5及3〇產生之電感在低頻阻抗中是重要的。如前所述，由於結合導線5及3〇可被短路，電感ω L可被降低。結果，第一及第二差異頻率短路，電路2 0 1及2 0 2之阻抗Ζ1之絕對值可被降低，確保可防止微波功率放大器之失真特性之惡化。 ρ 藉由分別電連接第一及第二差異頻率短路電路2〇1及 202至具有增大之閘極寬度之場效電晶體1之汲極電極端3

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2 ?極夕電装極端2 ’在場效電晶體1之沒極電極端3及閘極電踹礎波之阻抗變得十分得小。特別是’汲極電極之阻抗是0·5Ω，且閘極電極端2之阻抗是〇ιω。因成、dril使在第一及第二差異頻率短路電路2〇1及202中之電士低，且第一及第二差異頻率短路電路201及202中之二2之頻率之阻抗係被降低，職礎波頻率從未受到不且在基礎波頻率中沒有損失，原因在於等於或小柱ΟΜΗζ之差異頻率係約百倍小於該等於或大於2GHz之基礎波頻率。

例如，假設輸入訊號具有2GHz之主頻率，且在輸入訊〜間頻率之差異之最大值為2〇MHz，結合導線5及30可設計成具有〇·5ηΗ之電感L，且電容4及29可被設計成具之電容量。

圖5例示具有圖4例示之構造之微波功率放大器之一例之方塊圖。違例示之微波功率放大器係内部匹配型式之電晶體’其中互相並聯運作之複數場效電晶體係互相匹配。 ^ 该例不之微波功率放大器包含··一封裝5 0，包含複數 % =電晶體晶片1，用於放大輸入至此之微波訊號；一輸入&導線48 ’由此一微波輸入訊號輸入至封裝5〇 ;及一輸出端導線49，由此封裝50傳送其輸出訊號。封裝5 0包含：兩個場效電晶體3丨；兩個基底3 7，每一都具有高介電常數；四個輸入匹配電容38與39，兩兩配置於每一個基底37上；四個電容32，用於輸入側差異頻率短路電路；第一結合導線33，電連接輸入匹配電容38至電容

第17頁 1234342 五、發明說明（13) =雷ί二結ί導線34、’電連接場效電晶體晶片31至輸入匹配電谷3 8，第三结合導後3 5，腺认電連接；第四結合導=，^字，入匹配電容38與39彼此匹配電容39 ;兩個；底45，電連接至輸入底45上形成，且將被場效電晶體晶片！放大之微波；说匹配至負載阻抗；兩個輸出匹配二且:，結合f五結合導線42，將每一場：電晶； Ϊ 阻線46 ;第六結合導線43，將每一阻抗 f : Ϊ接至每一輸出匹配電容47 ;第七結合導線44，將母一輸出匹配電容47電連接至輸出端導線49 ;四個電容， 4〇三用於輸出側差異頻率短路電路；及第八結合導線41，將母一阻抗線46電連接至每一電容4〇。 =合導線34與36内之電感及在基底37上形成之輸入配電：38與39定出一匹配電路’其將場效電晶體”之入阻抗及一基礎波彼此匹配。電容32係經由第一結合導線33在閘極附近電連接至γ 效電晶體31，且電容32與第一結合導線33定出一差显^ 路具有電感與電容，兩者皆根據載波㈣在第一實施例中，每一電容3 2係由尺寸約 0· 3mm之多層陶瓷電容組成。該多層陶瓷電容3厂係位:X 裝50内輸入匹配電容38與39未形成之區域中。該多陶、 =2包含一低電極，經由以導電體構成之封裝心地，及一上電極，經由第一結合導線33電連接至一輸入匹配

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五、發明說明（14) 路0 電容4 0係經由第八結合導線41在汲極附近電連接至土曰效電晶體31，且電容40與第八結合導線41定出—差異頻= 短路LC電路’具有電感與電容，兩者皆根據载波頻率間^ 差異頻率短路。 ^ 在第一實施例中，每一電容40係由多層陶兗電容組成。該多層陶瓷電容40係位於封裝50内輸出匹配電容47未形成之區域中。該多層陶瓷電容40包含一低電極，經由封裝5 0接地，由一電導體構成，及一上電極，經由第八纟士人導線41電連接至一輸出匹配電路。 ° 圖6係當具有頻率f 1與f 2之雙波訊號被輸入至依照本發明之第一實施例之微波功率放大器時產生之第三交互調變失真IΜ 3之圖形。該場效電晶體晶片具有6 〇〇 m m之總閘；^ 寬度。 " 如稍早所述，該第三交互調變失真I M3係定義如下： IM3=2f1-f2 在圖6中，實心圓（鲁）表示在具有頻率π為2· ΚΗζ且 f 2為2· 105GHz之雙波訊號輸入至微波功率放大器時所得之第三交互調變失真I M3，其中差異頻率為 5MHz(0· 005GHz)，且空心圓（〇）表示在具有頻率π為 2· 1 GHz且f 2為2· 12 0GHz之雙波訊號輸入至微波功率放大器時所得之第三交互調變失真IM3，其中差異頻率為 20MHz(0.02GHz)。在圖6中可明顯地看出，在具有20MHz之差異頻率之雙

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波訊號輸入至微波功率放大器於在具有5 MHz之差異頻率之雙器所得之IM3( _)。時所得之IM3(〇）機乎相等波§fL號輸入至微波功率放大如到目前為止所說明的率放大器，其中該第一及第係分別電連接至汲極與閘極變失真成為可能，即使介於亦是如此、。 ’依照第一實施例之該微波功二差異頻率短路電路2〇1與202 電極端3與2，使得防止交互調輪入載波頻率間之差異很大時每是因為由結合導線3〇與電容29組成之短路電，2。2係電連接至閑極電極端2，此外，：結桎及電電：ίΓ成之第二差異頻率短路電路2°2係電連接至汲 =端3 ’ I因此’介於載波頻率間之晶體i之輸出侧終結，而且在場效電晶體k輸入側上終結，確保交互調變失真未受到不良影響。在習知之微波功率放大器中’在場^晶體之輸入側 ,-低頻阻抗藉由配置在閘極偏壓電路中之閘極保護電陴 12而被設計成很高以確保微波功率放大器之穩定性。這是因為在場效電晶體1之輸入側產生之差異頻率失真係小於同樣在場效電晶體1之輪出侧產生者，且因此可被勿略。因此，在場效電晶體1之輸入側產生之差異頻率失^ 成之影響完全未被分析。、以而，W π攻从同 >刀千裯W尸/T增加之閘極寬因為，電晶體1之輸入側之非線性所造成之差異頻率失真不再疋可忽略的。

1234342 五、發明說明（16) 相對地，在依照第一實施例結合導線5及電容4組成之第—j f彳政波功率放大器中，由連接至場效電晶體i之没極電極差端3頻=路：路2。"系電及電容29組成之第二差異頻率4 卜，由結合導線30 效電晶體1之閑極電極端2。結^路2G2係電連接至場頻率，不僅在場效電晶體i °侧’於載波頻率間之差異駚1夕鈐人伽吝士叮#丄出侧產生’亦在場效電晶調變失真上產生之不良影響移除。 ”將在又互此外，由於第一及第二差異頻率短路電路2〇ι及2〇2係分別電連接至場效電晶體之閘極與汲極附近頻率帶與載波頻率之差異頻率帶係彼此有足夠大之，該差異頻率帶可在不對基礎波頻率帶產生任情下藉由短路而終結。因此，依照第一實施例之微波功率放大器使得防止失真特性惡化成為可能’即使在輸入載波頻率之差異變大之情況下亦是如此。以下說明第二實施例。圊7係依照本發明之第二實施例之微波功率放大器之電路圖，且圖8係具有圖7例示之構造之微波功率放大器之一例之方塊圖。第一實施例中之第一及第二差異頻率短路電路2〇1人及 2 〇 2 Α係設計成具有與第一實施例中之第一及第二差異頻率 ^電路2〇1及2 02不同的構造。依照第二實施;;之微波功 “放大器除了刖述之第一及第二差異頻率短路電路2〇1八、

第21頁 1234342 五、發明說明（18) ' —---------- 頻率上共振。二實施例之微波功率放大器中，由於第-及率且每-包含複數“串聯共振電路，= = ; =頻導線或電感且該電容或電容量係分;;ίίί: 降低在場效電晶體i之輸入及輸出侧上 ^ 對基礎波頻率產生任何不良影響或損失。-頻阻抗’且不因此，不管微波輸入訊號之載波頻率間之各在一寬帶中終結於-低的值，故可抑2低頻阻抗所引起之微波功率放大器之失真特性之惡化。方塊Γ。係具有圖7例示之構造之微波功率放大器之-例之波功i Γ大中Λ例/之微波功率放λ器係與圖5所例示之微之結及第二差異頻率短路電路2〇1“2〇2Α

及202Α以外i fi 除了-第一及第二差異頻率短路電路201 A t /、圖所例示之微波功率放大器之構造相同。在圖8之例子φ，势 ^ w Γ ^ 44 ^ ^中第一差異頻率短路電路20 1A係虫複數LC串聯共振電路組成，每一包含於广 :二率短路電路；及複數結合導_，每一：= 谷電連接至母一阻抗線46。該第二差 202A係由複數Lc串M认把雨系左”领丰短路電路 32，用；振電路組成，每一包含複數電容每-異頻率短路電路；及複數結合導線33，。谷2電連接至每一輸入匹配電容3 8。

第23頁 1234342 五、發明說明（19) ----- 該LC串聯共振電路具有彼此不同之共振條件，且結合導線41或33之電感係數及電容4〇或32之電容值被決=二該LC串聯共振電路彼此在包含於從輸入端導線48輸入 = 裝5 0之微波訊號中之載波頻率間之差異頻率上共振。、 —每一電容32係由尺寸約為〇3mm x〇3ram之多層陶瓷電容組成。該多層陶瓷電容32係位於封裝5〇内輪入匹配谷38與39未形成之區域中。該多層陶瓷電容32包含一低極，經由以導電體構成之封裝5〇接地，及一上電極，經結合導線3 3電連接至一輸入匹配電路。、另一選擇為，基底37可具有一達到封裝5〇之下表面之穿透孔51，且多層陶兗電容32可在基底37上形成使得陶兗電谷3 2之低電極係位於穿透孔5 1之上。每一電容40係由多層陶瓷電容組成。該多層陶 40係位於封裝50内輸出匹配電路未形成之區域中。嗜陶竟電容40包含-低電極’經由以導電體構成之封裝5〇^ ,’及-上電和5 ’經由結合導線41電連接至一輸出匹配電疋義阻抗線46之介電基底45可具有另一選擇為

▼ / I J： U J =裝50之下表面之穿透孔52，且多層陶莞電容4〇可在介電基底4 5上形成使得多層陶£電容4 〇之孔52之上。 # & 在依照第二實施例之微波同之共振頻率之LC串聯共振電之閘極電極端2與没極電極端3 功率放大器中，具有彼此不路係電連接至場效電晶體1 ’確保可在寬帶上充份地降

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第25頁 1234342 圖式簡單說明圖1係習知之微波功率放大器之電路圖；圖2係具有圖1例示之構造之微波功率放大器之一例之方塊圖；圖3係顯示習知之微波功率放大器之失真特性之圖形；，圖4係依照本發明之第一實施例之微波功率放大器之電路圖；圖5係具有圖4例不之構造之微波功率放大器之一例之方塊圖；圖6係顯示依照本發明之筮 ^ . T . l φ j. · 十诚η <弟一貫施例之微波功率放大 m 器之失真特性之圖形；圖7係依照本發明之第-香# y , , σ 弟一貫施例之微波功率放大|§之圖8係具有圖7例示之構造方塊圖。之微波功率放大器之一例之籍號說明 1〜場效電晶體 2〜閘極電極端 3〜汲極電極端 5〜結合導線 5-1、5-2、5-3 〜電感 4、4_1、4-2、4-3 〜電容 6〜輸入匹配電路

第26頁 1234342 圖式簡單說明 8〜輸入端導線 9〜輸出端導線 1 0〜封裝 11〜輸入訊號傳送路徑 1 2〜閘極保護電阻 f 13〜第一四分之一波長路徑 14〜第一RF終端電容 1 5〜閘極偏壓施加端 16〜第一電容 1 7〜訊號輸入端 1 8〜輸出訊號傳送路徑 19〜第二四分之一波長路徑 20〜第二RF終端電容 2 1〜汲極偏壓施加端 22〜第二電容 2 3〜訊號輸出端 25 、 26 、 27 、 28 ~ 地 2 9〜輸入側差異頻率短路電容 29- 1 、 29-2 、 29-3 〜電容 30- 1 、 30-2 、 30-3 〜電感 3 0〜結合導線 3 1〜場效電晶體 3 2〜多層陶瓷電容 3 3〜第一結合導線

第27頁 1234342 圖式簡單說明 34〜第二結合導線 3 5〜第三結合導線 37〜基底 38、39〜輸入匹配電容 40〜電容 4 1〜第八結合導線 42〜第五結合導線 43〜第六結合導線 45〜基底 4 6〜阻抗線 47〜輸出匹配電容 4 8〜輸入端導線 4 9〜輸出端導線 5 0〜封裝 5 1〜穿透孔 5 2〜穿透孔 6 1〜場效電晶體 6 2〜閘極電極端 6 3〜汲極電極端 64〜差異頻率短路電容 65〜差異頻率短路電感 66〜輸入匹配電路 67〜輸出匹配電路 6 8〜輸入端導線

第28頁 1234342 圖式簡單說明 70〜封裝 71〜輸入訊號傳送路徑 7 2〜閘極保護電阻 73〜第一四分之一波長路徑 74〜第一RF終端電容 7 5〜閘極偏壓施加端 76〜第一電容 7 7〜訊號輸入端 78〜輸出訊號傳送路徑 79〜第二四分之一波長路徑 80〜第二RF終端電容 8 1〜汲極偏壓施加端 82〜第二電容 8 3〜訊號輸出端 85 '86 '87 〜地 9 0〜輸入端 9 1〜分配電路 9 2〜匹配電路 93〜場效電晶體晶片 9 4〜匹配電路 9 5〜合成電路 9 6〜輸出端 9 7〜結合模型 9 8〜匹配電路

第29頁 1234342 圖式簡單說明 99〜場效電晶體晶片 1 0 0〜匹配電路 1 0 1〜結合模型 1 0 2〜微長條路徑 103〜微長條路徑 1 04〜電容 1 05〜電容 201、 201 A〜第一差異頻率短路電路 202、 202A〜第二差異頻率短路電路 IM3〜第三交互調變失真

Claims

1234342 六、申請專利範圍ί I ^ "·卜-........ 1、一種微波功率放大器，用於將一包含複數彼此不同之載波頻率之微波訊號放大，該微波功率放大器包含：一場效電晶體，具有一接地之源極；一第一差異頻率電路，其係電連接至該場效電晶體之一汲極’且係在該載波頻率間之差異頻率上短路；及一第二差異頻率電路，其係電連接至該場效電晶體之一閘極’且係在該載波頻率間之差異頻率上短路。 2、如申請專利範圍第1項之微波功率放大器，其中該第一差異頻率電路係包含：一電感’電連接至該場效電晶體之汲極；及一電容，一端電連接至該電感且另一端接地。 3、如申請專利範圍第1項之微波功率放大器，其中該弟一差異頻率電路係包含·· 一電感’電連接至該場效電晶體之閘極；及一電容，一端電連接至該電感且另一端接地。 4、如申請專利範圍第1項之微波功率放大器，其中該第一差異頻率電路係由複數第三差異頻率電路組成；每一該第三差異頻率電路包含：一電感’電連接至該場效電晶體之汲極；及一電谷’一端電連接至該電感且另一端接地；该電感之電感係數及該電容之電容量被決定使得該第二差異頻率電路在該差異頻率上彼此共振。 5、如申請專利範圍第1項之微波功率放大器，其中該第二差異頻率電路係由複數第三差異頻率電路組成；

第31頁 1234342 六、申請專利範圍每一該第三差異頻率電路包含：一電感，電連接至該場效電晶體之閘極；及一電容，一端電連接至該電感且另一端接地；該電感之電感係數及該電容之電容量被決定使得該第三差異頻率電路在該差異頻率上彼此共振。 6、如申請專利範圍第2至第5項任一個之微波功率放大器，其中該電感係由一結合導線組成。 7、如申請專利範圍第2至第5項任一個之微波功率放大器，其中該電容係由一多層陶瓷電容組成。 8、如申請專利範圍第6項之微波功率放大器，其中該電容係由一多層陶兗電容組成。

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