[实用新型]一种基于PCB工艺的超宽带微波低噪声放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及放大器，具体涉及一种超宽带微波低噪声放大器，该放大器基于PCB工艺实现。 

背景技术

超宽带低噪声放大器在测试仪器、超宽带通信、电子对抗等领域有非常广泛的应用，其常规实现方法是基于单片或混合集成电路工艺。 

单片集成电路工艺由于所有有源和无源元件均集成在同一块半导体介质基片上，无需使用金丝或金带来完成有源电路与无源电路之间的互联，也就彻底消除了因为金丝或金带引入寄生参数而牺牲管芯的可匹配带宽及产生性能离散性的问题；另一方面，同一半导体介质基片上相互靠近的有源元件之间能够获得非常好的直流跨导一致性，使得分布式放大器拓扑结构的实现非常容易，从而单片放大器的低端频率理论上可以低到直流。因此，如果单从放大器的可实现带宽来着眼，单片集成电路工艺在带宽方面具有绝对的优势。 

然而单片集成电路中无源电路要占用很多的昂贵半导体基片面积，同时单片集成电路的开发成本要远远高于其它微波工艺，因此除非是具有大批量应用的场合，单片集成电路工艺在成本上没有优势，而很多的非民用超宽带低噪声放大器应用恰恰就具有小批量的特点，同时多数的微波宽带放大器并没有必要工作到直流，这种应用要求就不适合采用单片集成电路工艺来满足。 

混合集成电路的基本做法是有源元件使用未封装的分离管芯，无源电路由陶瓷薄膜电路加上一些分离无源元件如芯片电容构成，管芯和无源电路同时用导电胶粘接或共晶焊接安装在一块低热膨胀系数的导电金属载板上，金属载板与管芯和无源电路的结合面是整个放大器微带电路的地，使用金丝或金带键合工艺来完成有源电路与无源电路之间的电气互联。混合集成工艺由于需要使用金丝或金带，其可以实现的带宽不如单片集成电路，同时由于分离管芯之间的直流跨导一致性问题，因而不适于使用分布式放大器拓扑电路，而是比较适合使用反馈放大器的方式来实现超宽带低噪声放大器电路，但陶瓷薄膜电路相当高的制造价格限制了混合集成工艺在价格敏感场合的应用，同时由于陶瓷材料本身的易碎性及高介电常数，对电路本身和结构件加工精度的要求很高，这就更进一步增加了这种工艺的成本。 

发明内容

鉴于此，本实用新型目的在于提供一种低成本的超宽带微波低噪声放大器。 

为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是，提供一种基于PCB工艺的超宽带微波低噪声放大器，由三级相同的放大器A1、A2和A3级联组成，放大器A1的输入端、放 大器A3的输出端及各放大级之间均使用相同的超宽带电容C1、C2、C3和C4隔直流；微波PCB背面导体与腔体使用导电胶粘接，射频绝缘子、馈电绝缘子的外导体与腔体使用锡铅焊料焊接；射频绝缘子的内导体一端与微波PCB上的微带导体焊接，射频绝缘子的内导体的另一端与SMA连接器的弹性内导体电连接；馈电绝缘子的内导体一端与微波PCB上的焊盘通过导线焊接，馈电绝缘子的内导体的另一端与电源板焊接；腔体的内腔宽度不超过最高工作频率信号波长的二分之一。 

进一步地，所述放大器的结构为：低噪声场效应管芯T位于微波PCB的开槽内且使用导电胶与腔体粘接，低噪声场效应管芯左边的栅极焊盘通过两根金丝与微波PCB上的微带电路键合，低噪声场效应管芯右边的漏极焊盘使用两根金丝与微波PCB上的微带电路键合，低噪声场效应管芯中间上下两个源极焊盘分别使用三根金丝与腔体表面直接键合；反馈电阻Rfb、反馈电容Cfb、反馈电感Lfb、栅极馈电电阻R1、栅极退耦电容、漏极馈电电感Lc、漏极馈电退耦电容均使用导电胶与微波PCB上的电路粘接，反馈电容Cfb上表面电极使用金丝键合连接到栅极微带电路；微波PCB上的微带电路构成低通匹配电路；栅极电压Vg和漏极电压Vd由微波PCB背面的电源板提供。 

优选地，所述反馈电阻Rfb为表贴电阻，尺寸为0.508mm*0.254mm。 

优选地，所述反馈电容Cfb为单层电容，尺寸为0.254mm*0.254mm。 

进一步地，所述超宽带电容由单层电容Cs和多层电容Cm并联构成。 

优选地，微波PCB上与宽带电容相关的微带导体加工有缝隙，缝隙将微带导体分隔为第一微带导体和第二微带导体之间，单层电容Cs下表面电极与第二微带导体之间用导电胶粘接，粘接好的单层电容Cs上表面电极使用键合金丝与第一微带导体连接；多层电容Cm其中一端的电极与单层电容Cs的上表面电极之间用导电胶粘接，多层电容Cm另一端的电极与第二微带导体之间用导电胶粘接。 

优选地，所述多层电容Cm为0201封装尺寸的二类介质电容。