[發(fā)明專利]石墨烯分布式放大器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510088636.0
• 申請日: 2015-02-26
• 公開（公告）號: CN104617892A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 呂宏鳴;余志平;黃一林;張進宇;吳華強;錢鶴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03F1/42
• 分類號: H03F1/42
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發(fā)明涉及分布式放大器技術領域，具體涉及一種石墨烯分布式放大器。

背景技術

人們早已認識到可以通過分布式放大器獲取寬帶幅的增益。目前的分布式放大器中均采用硅基器件。

新興材料石墨烯由于其具有超高載流子遷移率特性，使得它成為高頻電子器件的候選材料。然而，由于石墨烯是一種無帶隙材料，石墨烯場效應晶體管(Graphene?Field?Effect?Transistors，GFETs組成的微波放大器很難為50Ω標準負載提供理想增益。因此亟需提出一種石墨烯分布式放大器(Graphene?Distributed?Amplifier，GDA)結構來開發(fā)利用GFETs的放大能力。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在提出一種石墨烯分布式放大器(GDA)結構來開發(fā)利用石墨烯場效應晶體管(GFETs)的放大能力。

有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明實施例的石墨烯分布式放大器，包括：柵傳輸線，所述柵傳輸線的第一端為所述石墨烯分布式放大器的輸入端，所述柵傳輸線的第二端接柵極直流偏壓，所述柵傳輸線的第一端和第二端分別設有第一LC匹配單元和第二LC匹配單元；漏傳輸線，所述漏傳輸線的第一端接漏極直流偏壓，所述漏傳輸線的第二端為所述石墨烯分布式放大器的輸出端，所述漏傳輸線的第一端和第二端分別設有第三LC匹配單元和第四LC匹配單元；以及多個相同的、順次排列的石墨烯場效應管，其中，所有所述石墨烯場效應管的源極分別接地，所有所述石墨烯場效應管的柵極分別連接到柵傳輸線上然后分別經(jīng)過柵側線電容接地，相鄰兩個石墨烯場效應管的兩個柵極之間設有柵傳輸線電感，所有所述石墨烯場效應管的漏極分別連接到漏傳輸線上然后分別經(jīng)過漏側線電容接地，相鄰兩個石墨烯場效應管的兩個漏極之間設有漏傳輸線電感。

根據(jù)本發(fā)明實施例的石墨烯分布式放大器的性能優(yōu)于單個放大器的性能,提高了帶寬。并且，由于該石墨烯分布式放大器采用疊加思想而傳統(tǒng)的非疊乘思想，放大器的輸出電壓與放大器級數(shù)成正比，使得石墨烯放大器易于獲得增益。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述石墨烯分布式放大器的輸入電壓不變時，輸出電壓與所述石墨烯場效應管的數(shù)目成正比。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一LC匹配單元、第二LC匹配單元、第三LC匹配單元和第四LC匹配單元均由電容和電感組成，用于消除電路中的不穩(wěn)定性。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸入端與所述第一LC匹配單元之間設有用于阻直流的第一電感，所述輸出端與所述第一LC匹配單元之間設有用于阻直流的第二電感。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的石墨烯分布式放大器的結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

根據(jù)本發(fā)明實施例的石墨烯分布式放大器，如圖1所示包括：柵傳輸線(Gate?Transmission?Line)、漏傳輸線(Drain?Transmission?Line)，以及多個相同的石墨烯場效應管。

其中，柵傳輸線的第一端(圖中為左端)為石墨烯分布式放大器的輸入端(Input)，柵傳輸線的第二端(圖中為右端)接柵極直流偏壓(Gate?Bias)，柵傳輸線的第一端和第二端(圖中為左右兩端)分別設有第一LC匹配單元(Matching?Section?1，MS1)和第二LC匹配單元(Matching?Section?2，MS2)。

其中，漏傳輸線的第一端(圖中為左端)接漏極直流偏壓(Drain?Bias)，漏傳輸線的第二端(圖中為右端)為石墨烯分布式放大器的輸出端(Output)。漏傳輸線的第一端和第二端(圖中為左右兩端)分別設有第三LC匹配單元(Matching?Section?3，MS3)和第四LC匹配單元(Matching?Section?4，MS4)。