[实用新型]一种毫米波单片集成功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及毫米波单片集成功率放大器，可直接应用于雷达、通讯等系统。

背景技术

功率放大器常用在雷达和无线通信系统发射机的末级，用以提高它们的辐射功率电平。

目前，普遍应用的毫米波功率放大器器件属于混合集成电路和模块电路，主要实现方式是通过单个晶体管和外围匹配电路组成。这类功率放大器的主要缺点有：体积大，一致性不好等等。

随着微波毫米波通信技术的迅速发展，人们对通信设备的要求越来越高，体积小，重量轻，可靠性高，稳定性好等优点使得微波单片集成电路(MMIC)在微波通信领域逐渐取代了波导系统和混合集成电路。

微波单片集成电路是用半导体工艺把有源器件、无源器件和微波传输线、互连线等全部制作在一片砷化镓或硅片上而构成的集成电路。

发明内容

本实用新型提供一种毫米波单片集成功率放大器，以克服混合集成功率放大器电路体积大、一致性差等缺点。同时，通过设计宽带匹配电路，实现功率放大器芯片的宽带特性，在保证单片功率放大器输出功率的同时，提高功率放大器的工作带宽。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案在于：

一种毫米波单片集成功率放大器，如图1所示，包括三级放大电路，所述三级放大电路集成于一片砷化镓或硅片上。

所述第一级放大电路对射频输入信号RF_IN进行第一级放大处理。射频输入信号RF_IN通过第一级耦合电容和pHEMT场效应三极管FET1的栅极匹配及偏置电路输入到pHEMT场效应三极管FET1的栅极，pHEMT场效应三极管FET1的源极接地，pHEMT场效应三极管FET1的漏极通过pHEMT场效应三极管FET1的漏极匹配及偏置电路输出第一级放大信号。

第一级放大电路中：

所述pHEMT场效应三极管FET1的栅极匹配及偏置电路为十字形对称结构电路：两路相同的栅极偏置电压分别通过各自的旁路电容接地的同时通过微带传输线和偏置电阻接十字形微带传输线的上下两端；十字形微带传输线的左端接第一级耦合电容，十字形微带传输线的右端接pHEMT场效应三极管FET1的栅极。所述pHEMT场效应三极管FET1的漏极匹配及偏置电路为十字形对称结构电路：两路漏极偏置电压分别通过各自旁路电容接地的同时接十字形微带传输线的上下两端；十字形微带传输线的左端接pHEMT场效应三极管FET1的漏极，十字形微带传输线的右端输出第一级放大信号。

所述第二级放大电路对第一级放大信号进行第二级放大处理。第一级放大信号通过第二级耦合电容和T形微带功分电路后分成两路信号：一路经pHEMT场效应三极管FET2的栅极匹配及偏置电路输入到pHEMT场效应三极管FET2的栅极，另一路经pHEMT场效应三极管FET3的栅极匹配及偏置电路输入到pHEMT场效应三极管FET3的栅极；pHEMT场效应三极管FET2和FET3的源极接地；pHEMT场效应三极管FET2和FET3的漏极分别通过各自的漏极匹配及偏置电路输出第二级放大信号。pHEMT场效应三极管FET2和FET3的栅极之间通过奇模振荡抑制电阻相连，pHEMT场效应三极管FET2和FET3的漏极之间通过奇模振荡抑制电阻相连。

第二级放大电路中：

所述pHEMT场效应三极管FET2和FET3的栅极匹配及偏置电路均为T形结构电路：栅极偏置电压通过其旁路电容接地的同时通过微带传输线和偏置电阻接T形微带传输线的垂直端，T形微带传输线的水平左端接T形微带功分电路的输出端，T形微带传输线的水平右端接pHEMT场效应三极管的栅极。所述pHEMT场效应三极管FET2和FET3的漏极匹配及偏置电路均为T形结构电路：漏极偏置电压通过其旁路电容接地的同时通过微带传输线和偏置电阻接T形微带传输线的垂直端，T形微带传输线的水平左端接pHEMT场效应三极管的漏极，T形微带传输线的水平右端输出第二级放大信号。