[发明专利]一种新型载片式内匹配功率放大器

说明书

本发明涉及一种基于金属载板集成的微波集成电路芯片组技术。将多个芯片、匹配电路、偏置电路高密度集成到一个金属载板上，通过金丝进行各元器件的互连，以实现独立功能的芯片组产品。本发明省去了集成电路的封装材料和封装工艺，减少了原材料，极大的缩小了尺寸和重量,降低了成本。另外，载板通过焊料焊接在组件衬底上，极大地缓解了随着技术的发展，功率放大器功率密度升高而导致的器件温度升高问题。

技术领域

本发明是一种新型载片式内匹配功率放大器，属于功率放大技术领域。

背景技术

随着第三代半导体GaN器件技术的发展，对GaN微波器件的研制越来越多，并已经开始工程化应用。但传统的功率器件需要进行管壳封装才能进行使用，而封装管壳一般在体积、重量方面都比较大，对于现代电子装备和通讯系统和重量要求比较高的平台，这种管壳封装的功率放大器就比较受限制。

由于功率放大器主要用于相控阵雷达发射机，一部雷达集成了成千上万只功率放大器，而在机载和舰载领域，对功率放大器的重量要求严格, 以一个2048通道的阵面的相控阵阵面为例，装配的功率放大器多大2048只，这对于机载、舰载等重量要求严格的应用平台而言，两千多支管壳封装的功率放大器意味着巨大的体积和质量，而大的质量意味着更高的能耗，大的体积意味着更加不便的运输性和机动性。

发明内容

本发明提出的是一种新型内匹配，其目的在于针对目前存在的问题，克服现有技术在体积、重量等方面的不足，提供了一种小型化微波载片式内匹配功率放大器，将单个或多个微波集成电路芯片、偏置或匹配电路高密度地安装到封装载体，通过金丝进行各元器件的互连，以实现某种独立功能的芯片组产品。该放大器具备成本低、封装尺寸小、重量轻等优点，为进一步实现电子系统的小型化提供有力的技术支撑。

本发明的技术解决方案：一种新型载片式内匹配功率放大器，所述载片式内匹配功率放大器由两路合并输出，其结构包括两个GaN功率管、两组内匹配无源输入电路和两组内匹配无源输出电路，每组内匹配无源输入电路包含阻抗匹配电路、栅极偏置电路、隔离电阻，每组内匹配无源输出电路包含阻抗匹配电路、漏极偏置电路、隔离电阻；所述GaN功率管、内匹配无源输入电路、内匹配无源输出电路均集成在同一块载片上，通过金丝进行各元器件的互连。

所述内匹配无源输入电路一端串联C2电容，通过金丝连接在输入端口，另一端通过金丝并联匹配C6a接地电容、C6b接地电容，同时通过金丝串联接在GaN功率管管芯输入端。

所述内匹配无源输出电路一端串联C5电容，通过金丝连接在输出端口，另一端通过金丝并联匹配C7a接地电容、C7b接地电容，同时通过金丝串联接在在GaN功率管管芯输出端。

所述阻抗匹配电路一端连接电路输入输出端，另一端通过金丝连接GaN功率管；内匹配无源输入电路串联R2隔离电阻，内匹配无源输出电路串联R3隔离电阻，所述R2隔离电阻、R3隔离电阻为薄膜电阻，将上下两个功率管隔离；所述的栅极偏置电路串联薄膜电阻，增加电路的低频稳定，并联接地电容，过滤电源杂波。

所述偏置电路为四分之一波长扼流线，通过金丝与匹配电路相连，同时通过金丝并联C1接地电容、C3接地电容、C4接地电容。

所述C1接地电容、C3接地电容、C4接地电容连接点尽量靠近输入输出端电容。

所述载片为钼铜载片。

所述GaN功率管为GaN HEMT管芯。

所述隔离电阻、阻抗匹配电路、栅极偏置电路均制作在陶瓷基板上，所述陶瓷基板为99.6%氧化铝陶瓷。