[实用新型]一种准单片集成氮化镓高功率放大器

说明书

本实用新型公开了一种准单片集成氮化镓高功率放大器，包括：砷化镓驱动芯片、氮化镓有源管芯芯片、砷化镓无源功率合成芯片、直流偏置以及控制补偿电路和散热片。本发明可以在保证性能的情况下，极大的降低氮化镓功率放大器的成本，提高氮化镓功率放大器的可靠性。

技术领域

本发明涉及放大器技术领域，尤其是一种准单片集成氮化镓高功率放大器。

背景技术

氮化镓晶体管首次出现在20世纪90年代，最近几年才开始商业化应用。氮化镓的普及在于其高电流和高电压性能，这使其在微波应用和功率切换上极具价值。氮化镓技术在性能上优于其他射频技术，这是因为在给定频率下，氮化镓可以同时提供最高的功率、增益和效率组合，还因为氮化镓可在较高工作电压下工作，并且降低系统电流。

比较主流的氮化镓功率放大器，采用氮化镓内匹配功率管，研发成本较低，使用灵活，但是其缺点也比较明显：一般增益较低，只有10dB左右，另外尺寸大，频段较窄，一致性差，不利于小型化，而相控阵等应用，对于芯片小型化，有很高的要求；其所用的匹配电路通常采用厚膜陶瓷工艺，精度不够高，没有精确的电容，也不利于宽带匹配。

内匹配功率管正越来越多的被氮化镓单片集成电路所取代，因为其集成度高，一致性较好，尤其是在频率较高的应用上。然而单片氮化镓集成功率放大器因为全部采用氮化镓工艺，成本高，流片周期长，一旦芯片流片回来，工作频段，功率等都已经确定，没有任何调整的余地。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种准单片集成氮化镓高功率放大器，能够充分发挥各种芯片工艺的技术特点，降低氮化镓单片集成芯片的成本并且提高良率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种准单片集成氮化镓高功率放大器，包括：砷化镓驱动芯片、氮化镓有源管芯芯片、砷化镓无源功率合成芯片、直流偏置以及控制补偿电路和散热片；砷化镓驱动芯片左边通过金丝键合与输入微带线相连，右边通过金丝键合与氮化镓有源管芯芯片相连；砷化镓无源功率合成芯片左边通过金丝键合与氮化镓有源管芯芯片相连，右侧与输出微带线相连；氮化镓有源管芯芯片位于放大器的中间，通过金丝键合与砷化镓驱动芯片和砷化镓功率合成芯片相连；直流偏置以及控制补偿电路分别与砷化镓驱动芯片和砷化镓无源功率合成芯片相连；三个芯片皆通过共晶焊烧结在同一块散热片之上。

优选的，在三颗芯片的两两相邻位置，设置有对齐标记，用于精确对齐三颗芯片，以避免因为安装时芯片相对位置发生变化而引起的性能不一致。

优选的，砷化镓驱动芯片为采用砷化镓phemt工艺制成的驱动芯片。

优选的，砷化镓驱动芯片输入端匹配至50欧姆，输出端的各端口分别匹配至氮化镓有源管芯的各组输入阻抗。

优选的，氮化镓有源管芯芯片由N组基本功率单元组成，N为偶数。

优选的，氮化镓有源管芯芯片为未匹配裸管芯，可以满足不同频率的需要。

本发明的有益效果为：本发明可以在保证性能的情况下，极大的降低氮化镓功率放大器的成本，提高氮化镓功率放大器的可靠性。

附图说明

图1为传统的氮化镓单片集成电路的使用示意框图。

图2为本发明所提出的新型多芯片功率放大器示意框图。

图3为本发明的C波段8路功率合成的准单片集成氮化镓放大器芯片的实施示意图。

图4为本发明的C波段准单片集成功放的小信号S参数仿真结果示意图。

图5为本发明的C波段准单片集成功放的饱和输出功率仿真结果示意图。

图6为本发明的C波段准单片集成功放的饱和附加效率仿真结果示意图。

具体实施方式