CN109474245A - 一种带低频增益补偿的宽带分布式放大器的电路结构 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种带低频增益补偿的宽带分布式放大器的电路结构，具有宽带放大特性；因所述分布式放大器附带低频增益补偿放大器，可以使放大器在更宽的频段内保持更优的增益平坦度等性能。

Description

一种带低频增益补偿的宽带分布式放大器的电路结构

技术领域

本发明涉及单片微波集成电路技术领域，尤其涉及一种带低频增益补偿的宽带分布式放大器的电路结构。

背景技术

宽带微波放大器主要运用于电子监控与对抗、雷达、光纤和仪表***等宽带通信***，他们都需要多倍频程的放大器。设计一个相对带宽大于50%的放大器是一项重大挑战。传统的宽带放大器技术包括电抗/电阻性网络结构、并联电阻性反馈结构、平衡结构、分布式结构。

单片微波集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC）是一种把有源器件和无源器件制作在同一个半导体基片上的微波电路。在分布式（或行波）放大器中，通过将一定数量的晶体管的输入和输出电容合并进入人工传输线结构之中，解决了宽带匹配晶体管的输入和输出阻抗时所面临的问题。这种技术的真正优势在于应用MMIC技术，分布式放大器（Distributed Amplifier, DA）具有简单的电路拓扑，能够获得极宽的工作频带，并且其性能对工艺参数的变化不敏感

传统的宽带功率放大器电路如图1所示，由四个晶体管和一条栅极线和一条漏极线构成。输入信号沿栅极线传输，在被一个终端负载吸收之前依次激励各个FET。FET跨导放大信号后，将信号传入到漏极线。若栅极线和漏极线的相速度大致相同，则来自每个FET 的信号将在输出端口相加。漏极线上反向端口处的负载终端吸收掉任何无用的信号。

由于MMIC对集成大电感并不具备优势，所以必须采用片外电感来改善低频增益，这对单片集成来说并不是一个好消息。由于当今对宽带放大器的带宽要求越来越高，集成度要求也越来越高，因此为确保低频段的增益得以保持的同时，实现完全单片集成逐渐成为重要的研究方向。

发明内容

本发明提供了一种带低频补偿的分布式放大器结构，以解决现有技术中分布式放大器难以兼顾单片集成和改善低频增益的问题。

为了实现上述目的，现提出方案如下：

一种宽带功率放大器，包括：分布式1通路，用于频段一；放大器2通路，用于频段二。

优选的，还包括：

分别与所述分布式1通路及放大器2通路相连的控制电路，用于控制所述分布式1通路及放大器2通路的偏置电压，同时用于控制所述开关的通断，以使所述放大器结构实现增益补偿。

分别与所述分布式1通路及放大器2通路相连的供电电路。

连接于所述供电电路与所述分布式1通路的电容C1，用于通交流隔直流或者变换阻抗。

连接于所述供电电路与所述放大器2通路的输入匹配网络，用于通交流隔直流或者变换阻抗。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的功率放大器，所述用于频段一的分布式1通路和频段二的放大器2通路，当频段一工作时，开关S1打开，S2关闭，电源Vdd1供电，Vdd2接地，此时级间C2、C5用于输出耦合，当频段二工作时，开关S2打开，S1关闭，电源Vdd2供电，Vdd1接地，此时输出匹配工作。

设计时，优先设计分布式1通路，使其输入输出都达到50欧姆的阻抗值。然后通过输入输出匹配网络，使得频段二对应的放大器2通路的级间阻抗到达最优值。由于可以分段匹配两个频段的级间阻抗，从而拓宽放大器的工作频带，实现单片集成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为现有技术的功率放大器电路图。

图2为本发明实施例公开的功率放大器电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种带低频补偿的分布式放大器结构，以解决现有技术中分布式放大器难以兼顾单片集成和改善低频增益的问题。

具体的，如图2所示，包括：分布式1通路，用于频段一；放大器2通路，用于频段二

具体的工作原理为：

当频段二工作时，控制电路子模块给通路二的放大器2提供偏置，通路一分布式放大器1偏置为0V，同时控制开关S1关闭，开关S2打开，同时电源Vdd1接地，Vdd2供电。

此时，对于频段二，输入输出匹配提供该频段的最佳阻抗匹配，C3与L1组成的谐振网络谐振频率远离工作频带，可不做考虑。

当频段一工作时，CMOS控制电路子模块给通路一分布式放大器1及提供偏置，通路二的放大器2偏置为0V，同时控制开关S2关闭，开关S1打开，同时电源Vdd2接地，Vdd1供电。

此时，对于频段一， C1、 C2和 C5实现隔直流通交流的作用。

综上所述，频段二的输入输出网络用于确定该频段的最佳阻抗匹配。频段一的分布式放大器输入输出为50欧姆，电容C1、C2、C5用于隔直流通交流。这样，就拓宽了级间匹配的带宽，从而拓宽整个放大器的可工作频带。

Claims (9)

1.一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于，包括：分布式1通路，频段一通路；放大器2通路，频段二通路。

2.根据权利要求1所述一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于：还包括分别与所述分布式1通路及放大器2通路相连的开关，用以控制分布式1通路或放大器2通路的导通和关断；该开关输入端接输入信号，输出端分别与分布式1通路和输入匹配电路连接的低频放大器相连。

3.根据权利要求1所述一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于：还包括分别与所述分布式1通路及放大器2通路相连的控制电路，用于控制所述分布式1通路及放大器2通路的偏置电压，同时用于控制所述开关的通断，以使所述功率放大器不同频段相对独立，实现级间宽带匹配；连接于所述开关与所述分布式1通路的电容C1，用于阻隔直流；连接于所述开关与所述低频放大器的匹配网络2，用于输入匹配。

4.根据权利要求1所述一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于：分别与所述分布式1通路及放大器2通路相连的供电电路。

5.根据权利要求1所述一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于：分别与所述放大器2通路相连的输出匹配电路。

6.根据权利要求1所述一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于：连接于所述供电电路与所述分布式1通路的电容C2，用于通交流隔直流或者变换阻抗。

7.根据权利要求2所述一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于：所述分布式1通路和放大器2通路通过电容C5与负载相连。

8.根据权利要求2所述一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于：所述分布式1通路包括：

输入端作为所述分布式1通路输入端的驱动级；所述驱动级的供电端与所述供电电路相连；所述驱动级的控制端与所述控制电路相连。

9.根据权利要求2所述一种改善分布式放大器低频增益性能的分布式放大器电路结构，其特征在于：所述放大器2通路包括：

输入端作为所述放大器2通路输入端的驱动级；所述驱动级的供电端与所述供电电路相连；所述驱动级的控制端与所述控制电路相连。