[發(fā)明專利]一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器

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• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112311340A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王龍;向渝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京邁矽科微電子科技有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03G3/30
• 代理公司: 南京睿之博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

1.一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器，其特征在于，包括依次連接的信號輸入端（1）、極間匹配變壓器（T）、差分放大電路（2）和巴倫（B）；

信號輸入端（1）的輸入為所述毫米波可變增益功率放大器的輸入信號，用于將該輸入信號傳輸至極間匹配變壓器（T）；

極間匹配變壓器（T）用于實(shí)現(xiàn)所述毫米波可變增益功率放大器的輸入信號與差分放大電路（2）的輸入信號之間的阻抗匹配，極間匹配變壓器（T）的輸出信號為差分放大電路（2）的輸入信號；

差分放大電路（2）包括一對電路結(jié)構(gòu)一致的放大單元，所述一對放大單元的輸入端分別連接極間匹配變壓器（T）的輸出信號，所述一對放大單元的輸出端為巴倫（B）提供差分輸出信號；每個(gè)放大單元包括共射共基放大電路、相位補(bǔ)償電感和開關(guān)電容陣列；在每個(gè)放大單元中，共射共基放大電路的輸入端為極間匹配變壓器（T）的輸出信號的一端，共射共基放大電路的輸出端為差分輸出信號的一端，共射共基放大電路中間串聯(lián)相位補(bǔ)償電感，共射共基放大電路的共基極連接開關(guān)電容陣列；

巴倫（B）用于將差分放大電路（2）的差分輸出信號轉(zhuǎn)為單端輸出，巴倫（B）的單端輸出信號為所述毫米波可變增益功率放大器的輸出信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器，其特征在于：所述每個(gè)開關(guān)電容陣列包括若干組開關(guān)電容單元并聯(lián)構(gòu)成，所述每組開關(guān)電容單元包括三極管、電阻和電容，三極管的柵極通過電阻接電壓信號，三極管的集電極接地，三極管的發(fā)射極通過電容與共射共基放大電路的共基極連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器，其特征在于：所述三極管為NPN型三極管，電壓信號通過高電平打開NPN型三極管開關(guān)，電壓信號通過低電平關(guān)斷NPN型三極管開關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器，其特征在于：所述放大單元包括第五三極管（N5）、第六三極管（N6）、補(bǔ)償電感（L）、偏置電阻（R5）和開關(guān)電容陣列（a），第五三極管（N5）的基極與極間匹配變壓器（T）的輸出信號的一端連接，第五三極管（N5）的發(fā)射極接地，第五三極管（N5）的集電極與補(bǔ)償電感（L）的一端連接，補(bǔ)償電感（L）的另一端與第六三極管（N6）的集電極連接，第六三極管（N6）的基極通過偏置電阻（R5）接地，第六三極管（N6）的基極柵極通過開關(guān)電容陣列（a）接地，第六三極管（N6）的集電極輸出信號為差分輸出信號的一端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器，其特征在于：所述第五三極管（N5）和第六三極管（N6）均為NPN型三極管。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器，其特征在于：所述極間匹配變壓器（T）包括次級線圈電阻（R0）、第一初級線圈（T1）和第一次級線圈（T2），第一初級線圈（T1）的兩端分別與信號輸入端（1）連接，第一初級線圈（T1）的中心抽頭接地；第一次級線圈（T2）的兩端的輸出信號為差分放大電路（2）的輸入信號，第一次級線圈（T2）的中心抽頭通過次級線圈電阻（R0）與電源接頭連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器，其特征在于：所述巴倫（B）包括接地電容（C0）、第二初級線圈（B1）和第二次級線圈（B2），第二初級線圈（B1）的兩端分別與差分放大電路（2）的差分輸出信號連接，第二初級線圈（B1）的中心抽頭一端與電源接頭連接，另一端串接接地電容（C0）后接地；第二次級線圈（B2）的一端接地，另一端輸出單端輸出信號，單端輸出信號為所述毫米波可變增益功率放大器的輸出信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器，其特征在于：所述毫米波可變增益功率放大器采用硅基半導(dǎo)體集成電路工藝實(shí)現(xiàn)。