[實用新型]寬帶功率放大器

有效

• 申請號: 201520598450.5
• 申請日: 2015-08-10
• 公開（公告）號: CN204993260U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 劉家兵;張苑靈
• 申請（專利權）人: 合肥芯谷微電子有限公司
• 主分類號: H03F1/42
• 分類號: H03F1/42;H03F3/20
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本實用新型涉及功率放大器領域，具體是一種寬帶功率放大器。

背景技術

傳統的分布式放大電路，為了獲得一定的增益和功率，必須采用較多個晶體管級聯起來，增益為各級的和(增益需要分布均勻在整個寬帶內，增益故較低)，功率為各個器件輸出信號的疊加；由于采用的器件較多，尺寸比較大，而且增益較低，同時一個典型的分布式放大其中有一半的功率被輸出傳輸線的50歐負載所吸收，效率低；

而一般的功率放大器，為了獲取最大功率以及在寬頻帶內獲取增益，需要采取補償匹配網絡設計法，造成阻抗匹配，增益平坦度較差，而輸出的VSWR(電壓駐波比)亦明顯惡化。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術存在的缺陷和不足，提供一種寬帶功率放大器。

本實用新型的技術方案如下：

一種寬帶功率放大器，包括有三級放大器件，其特征在于：所述的三級放大器件中，第一級放大器件與第二級放大器件組成分布式結構，再與第三級放大器件級聯，第一級放大器件中晶體管的柵極與第二級放大器件中晶體管的柵極之間以及第一級放大器件中晶體管的漏極與第二級放大器件中晶體管的漏極之間分別通過傳輸線相連接，第一級放大器件中晶體管的漏極和第二級放大器件中晶體管的漏極分別連接有相串聯的電阻和電容，第一級放大器件和第二級放大器件通過傳輸線共接有電源VD1；第二級放大器件中晶體管的漏極和第三級放大器件中晶體管的漏極分別連接有相串聯的電阻和電容，第三級放大器件通過傳輸線連接有電源VD2。

所述的寬帶功率放大器，其特征在于：所述三級放大器件的電路輸入端并聯有開路微帶線，并串聯有傳輸線。

本實用新型的有益效果：

本實用新型電路結構簡單，可提供寬屏帶寬，具有輸入反射系數S11佳、高效率、高功率、增益高以及尺寸小等優點的電路性能。

附圖說明

圖1為本實用新型電路結構示意圖。

圖2為采用本實用新型仿真后的增益及增益平坦度圖。

圖3為采用本實用新型仿真后的輸入反射系數S11圖。

圖4為采用本實用新型仿真后的輸出飽和功率對應頻率的曲線圖。

具體實施方式

參見圖1，一種寬帶功率放大器，包括有三級放大器件，三級放大器件中，第一級放大器件與第二級放大器件組成分布式結構，再與第三級放大器件級聯，第一級放大器件中晶體管的柵極與第二級放大器件中晶體管的柵極之間以及第一級放大器件中晶體管的漏極與第二級放大器件中晶體管的漏極之間分別通過傳輸線相連接，第一級放大器件中晶體管的漏極和第二級放大器件中晶體管的漏極分別連接有相串聯的電阻和電容，第一級放大器件和第二級放大器件通過傳輸線共接有電源VD1；第二級放大器件中晶體管的漏極和第三級放大器件中晶體管的漏極分別連接有相串聯的電阻和電容，第三級放大器件通過傳輸線連接有電源VD2。

本實用新型中，三級放大器件的電路輸入端并聯有開路微帶線，并串聯有傳輸線。

以下結合圖1對本實用新型作進一步的說明：

1、第一級放大器件與第二級放大器件組成分布式結構，通過將晶體管的寄生效應合并到器件之間的匹配網絡中，減少匹配電路，獲得較寬的頻帶，同時輸入VSWR(電壓駐波比)較小，該兩級的增益為各級增益之和；

2、在第一級放大器件的柵極和第二級放大器件的柵極之間串入適當長度的傳輸線，在第一級放大器件的漏極和第二級放大器件的漏極之間串入適當長度的傳輸線，使得該二個放大器件的輸出信號同相疊加；

3、三級放大器件的電路輸入端采用開路微帶線和一定長度的傳輸線進行匹配，綜合增益和增益平坦度情況下獲取最佳輸入反射系數S11；

4、在第一級放大器件的漏極和第二級放大器件的漏極分別并入一定值串聯的電阻和電容，作用主用是提高電路穩定性以及平坦電路的寬頻帶增益；

5、電源VD1通過一定長度的傳輸線加電給第一級放大器件和第二級放大器件，該傳輸線同時起到一定的電路匹配作用；

6、第二級放大器件與第三級放大器件之間通過一定值的電容耦合，該電容同時起到一定的級間匹配作用；

7、第三級放大器件輸出主要匹配方法為最佳功率匹配方法(LC-LC電路匹配)，實現該放大器件的最大功率輸出，同時最后增益為前兩級增益與這一級增益之積；

8、電源VD2通過一定長度的傳輸線加電給第三級放大器件，該傳輸線同時起到一點的電路匹配作用。

根據圖1的電路結構，選擇適當的器件(第一放大器件和第二放大器件的尺寸均為150um，第三放大器件的尺寸為600um)，以及適當數值的匹配，仿真6G-18G超寬帶功率放大器，仿真結果參見圖2-4。