專利名稱：功率放大模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及功率放大技術(shù)，特別是涉及高頻寬帶功率放大模塊。
背景技術(shù)：
高頻寬帶功率放大模塊已廣泛應(yīng)用于超短波廣播通信、雷達(dá)、高能激勵(lì)、射頻電源、以及光伏產(chǎn)業(yè)等寬帶技術(shù)領(lǐng)域中?，F(xiàn)有的功率放大模塊的一種結(jié)構(gòu)如附圖I所示，包括輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、偏置電路、場(chǎng)效應(yīng)管(如型號(hào)為MRFE6VP5600H的場(chǎng)效應(yīng)管)、輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)以及供電電路；其中，輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與場(chǎng)效應(yīng)管和偏置電路分別連接，輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與場(chǎng)效應(yīng)管和供電電路分別連接。輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)將輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行阻抗變換后通過端口(PORT)傳輸給場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，并通過場(chǎng)效應(yīng)管傳輸至輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，最終射頻信號(hào)由輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)輸出?！ぐl(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型過程中發(fā)現(xiàn)在寬帶應(yīng)用環(huán)境中，展寬現(xiàn)有的功率放大模塊的通頻帶之后，輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)自身的電路阻抗會(huì)與場(chǎng)效應(yīng)管器件阻抗存在不匹配問題；且功率放大模塊工作在寬帶模式下某些頻點(diǎn)時(shí)容易產(chǎn)生振蕩；另外，在展寬通頻帶后，場(chǎng)效應(yīng)管由于自身阻抗的原因會(huì)導(dǎo)致功率放大模塊對(duì)不同頻率輸入的響應(yīng)較差，頻響波動(dòng)較大；還有，偏置電路和輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接后會(huì)產(chǎn)生低頻自激問題。為避免上述問題，雖然可以針對(duì)展寬的通頻帶(如24-llOMHz的工作頻段)應(yīng)用中采用兩個(gè)功率放大器，且每個(gè)功率放大器工作在不同的頻段中，來(lái)滿足相應(yīng)的功率放大需求，然而，這種實(shí)現(xiàn)方法給功率放大模塊的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了不便，且增加了功率放大的實(shí)現(xiàn)成本。有鑒于上述現(xiàn)有的功率放大模塊存在的問題，發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的功率放大模塊，能夠克服現(xiàn)有的功率放大模塊存在的問題，使其更具實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本實(shí)用新型。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的功率放大模塊存在的技術(shù)問題，而提供一種新的功率放大模塊，所要解決的技術(shù)問題是，使功率放大模塊可以很方便的應(yīng)用于寬帶應(yīng)用環(huán)境(如工作頻率為24MHZ-1 IOMHz的應(yīng)用環(huán)境)中，從而在滿足功率放大的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本。本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題可采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種功率放大模塊，包括偏置電路、輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、場(chǎng)效應(yīng)管、輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、供電電路、兩個(gè)匹配電路和兩個(gè)反饋電路；所述偏置電路通過一個(gè)匹配電路與所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接，所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述兩個(gè)反饋電路分別與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極連接，所述供電電路通過另一個(gè)匹配電路與所述輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接，所述輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接。本實(shí)用新型的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。較佳的，前述的功率放大模塊，其中所述偏置電路為輸出+5V直流電壓的偏置電路。較佳的，前述的功率放大模塊，其中所述偏置電路為基于多級(jí)退耦電路形式的偏置電路；且所述供電電路為基于多級(jí)退耦電路形式的供電電路。較佳的，前述的功率放大模塊，其中所述場(chǎng)效應(yīng)管為型號(hào)為MRFE6VP5600H的場(chǎng)效
應(yīng)管。 較佳的，前述的功率放大模塊，其中所述場(chǎng)效應(yīng)管襯底的硅脂的厚度不小于30 μ m，且力矩不小于7. 5N。較佳的，前述的功率放大模塊，其中所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)為4 1阻抗變換，且所述輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)為I :4阻抗變換。較佳的，前述的功率放大模塊，其中所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的變壓器的磁芯均為“日”字形磁芯，且所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的變壓器包括聚四氟乙烯線和防波套管。較佳的，前述的功率放大模塊，其中與所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接的匹配電路包括兩個(gè)二極管，且所述兩個(gè)二極管的負(fù)極均通過輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接。較佳的，前述的功率放大模塊，其中所述供電電路為+ 48V供電電路。較佳的，前述的功率放大模塊，其中所述反饋電路為基于RC網(wǎng)絡(luò)的反饋電路。借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的功率放大模塊至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本實(shí)用新型通過在功率放大模塊中設(shè)置與場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和漏極連接的反饋電路、與偏置電路和輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接的匹配電路、以及與供電電路和輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接的匹配電路，在展寬通頻帶(如工作頻率為24MHZ-1 IOMHz)后，不但可以有效抑制功率放大模塊自身電路的低頻自激現(xiàn)象，而且可以避免頻率振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生；提高功率放大模塊的穩(wěn)定性，有效改善功率放大模塊的頻率響應(yīng)性能，從而完全可以使用一個(gè)功率放大模塊來(lái)滿足相應(yīng)的頻段內(nèi)的功率放大需求；最終本實(shí)用新型的功率放大模塊可以很方便的應(yīng)用于多種寬帶領(lǐng)域中，在滿足了功率放大模塊的相關(guān)指標(biāo)的同時(shí)，降低了功率放大模塊的成本，非常適于實(shí)用。綜上所述，本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極技術(shù)效果，成為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)的功率放大模塊的示意圖；[0023]圖2為本實(shí)用新型的功率放大模塊的示意圖；圖3為本實(shí)用新型的功率放大模塊的一個(gè)具體電路圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的功率放大模塊其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。本實(shí)用新型的功率放大模塊如附圖2所示。在圖2中，功率放大模塊主要包括偏置電路I (也可以稱為偏置穩(wěn)壓電路)、輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2、場(chǎng)效應(yīng)管3 (也可以稱為功率放大管，或簡(jiǎn)稱為功放管)、輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)4、供電電路5、兩個(gè)匹配電路6、以及兩個(gè)反饋電路7。 偏置電路I通過一個(gè)匹配電路6與輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2連接，該輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2還同時(shí)與場(chǎng)效應(yīng)管3的柵極連接，即偏置電路I通過匹配電路6以及輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2與場(chǎng)效應(yīng)管3的柵極連接。兩個(gè)反饋電路7分別與場(chǎng)效應(yīng)管3的漏極和柵極連接，例如，其中一個(gè)反饋電路7與場(chǎng)效應(yīng)管3的一柵極和一漏極分別連接，而另一個(gè)反饋電路7與場(chǎng)效應(yīng)管3的另一柵極和另一漏極分別連接，再例如，場(chǎng)效應(yīng)管3的柵極共接點(diǎn)與兩個(gè)反饋電路7的一端分別連接，而場(chǎng)效應(yīng)管3的漏極共接點(diǎn)與兩個(gè)反饋電路7的另一端分別連接。供電電路5通過另一個(gè)匹配電路6與輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)4連接，該輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)4還同時(shí)與場(chǎng)效應(yīng)管3的漏極連接，即供電電路5通過匹配電路6以及輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)4與場(chǎng)效應(yīng)管3的漏極連接。上述偏置電路I可以包括型號(hào)為78M05的穩(wěn)壓塊、電阻以及電容等元件，且偏置電路I可以對(duì)外提供+5V的直流電壓的偏置。上述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2和輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)4可以均包括變壓器等元件。上述場(chǎng)效應(yīng)管3可以選用型號(hào)為MRFE6VP5600H的場(chǎng)效應(yīng)管，如freescale公司生產(chǎn)的型號(hào)為MRFE6VP5600H的場(chǎng)效應(yīng)管。上述供電電路5可以為+48V的供電電路。上述匹配電路6可以包括多個(gè)電阻以及二極管元件。上述反饋電路7可以包括多個(gè)電阻和電容元件。功率放大模塊工作的一個(gè)具體的例子供電電路5輸出的直流+48V經(jīng)匹配電路6匹配和濾波后，為MRFE6VP5600H的場(chǎng)效應(yīng)管的漏極提供穩(wěn)定的電壓；偏置電路I對(duì)外提供穩(wěn)定的+5V直流電壓的偏置，該+5V直流電壓經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)6分壓后為MRFE6VP5600H的場(chǎng)效應(yīng)管的柵極提供其所需的偏置電流；功率放大模塊的輸入射頻信號(hào)(RF)在經(jīng)過4 1的輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2以及初級(jí)的匹配電路6相互配合后，被傳輸至MRFE6VP5600H的場(chǎng)效應(yīng)管3的柵極；該射頻信號(hào)經(jīng)MRFE6VP5600H的場(chǎng)效應(yīng)管的放大后，經(jīng)過I :4的輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)4以及次極的匹配電路6的相互調(diào)諧后，形成放大后的射頻信號(hào)，并輸出。本實(shí)用新型的功率放大模塊的一個(gè)具體的電路圖如附圖3所示。具體的，本實(shí)用新型的偏置電路I包括圖3中的78M05、R4、R2以及C8 ;輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2包括圖3中的Tl等；輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)4包括圖3中的T2等；匹配電路6包括圖3中的1 5、1 6、1 7、1 8、02和03等；反饋電路7包括圖3中的R11、R12以及C7。各元件之間的連接關(guān)系如圖3所示，在此不再詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型在展寬通頻帶(如工作頻率為24MHZ-1 IOMHz)后，通過在功率放大模塊中設(shè)置反饋電路7，并通過匹配電路6和輸入/輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的相互結(jié)合，有效抑制了功率放大模塊自身電路的低頻自激現(xiàn)象,從而提高了功率放大模塊的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的場(chǎng)效應(yīng)管3在安裝過程中，應(yīng)注意采用防靜電措施；另外，場(chǎng)效應(yīng)管3的襯底的娃脂不但要涂均勻，而且厚度應(yīng)不小于30 μ m,力矩應(yīng)不小于7. 5N ;從而不但可以保證場(chǎng)效應(yīng)管3的源極能夠可靠接地，而且還可以避免出現(xiàn)散熱不良的問題，最終有效減少了場(chǎng)效應(yīng)管3因熱失效造成的電擊穿現(xiàn)象。本實(shí)用新型的輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2和輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)4的變壓器可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境選擇合適的磁芯，如采用“日”字形的磁芯，并采用獨(dú)特的變壓器制作工藝，如采用聚四氟乙烯線和防波套管的制作方式來(lái)制作變壓器，而不采用同軸電纜的制作方式。本實(shí)用新型通過輸入/輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與匹配電路的連接可以實(shí)現(xiàn)寬帶頻率的輸出。本實(shí)用新型的偏置電路I和供電電路5可以均采用多級(jí)退耦電路的形式，以壓制某些頻段的自激現(xiàn)象。本實(shí)用新型通過在初級(jí)匹配電路中設(shè)置兩個(gè)二極管，并使這兩個(gè)二極管的正極均接地，兩個(gè)負(fù)極通過輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2均與場(chǎng)效應(yīng)管3的柵極連接，可以有效抑制反向脈沖，保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管3的柵極，改變柵極的阻抗匹配，從而改善功率放大模塊的頻響。本實(shí)用新型的通過設(shè)置反饋電路7，在兩個(gè)柵極之間形成并連電阻，從而可以降低輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2的Q值，最終可以抑制功率放大模塊的自激的現(xiàn)象。本實(shí)用新型的反饋電路通過采用RC網(wǎng)絡(luò)的形式，并通過偏置電路I和輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)2與匹配電路6的相互配合，從而在展寬通頻帶之后，可以有效改善功率放大模塊的頻率響應(yīng)性能。以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種功率放大模塊，其特征在于，包括偏置電路、輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、場(chǎng)效應(yīng)管、輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、供電電路、兩個(gè)匹配電路和兩個(gè)反饋電路； 所述偏置電路通過一個(gè)匹配電路與所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接，所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述兩個(gè)反饋電路分別與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極連接，所述供電電路通過另一個(gè)匹配電路與所述輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接，所述輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，所述偏置電路為輸出+5V直流電壓的偏置電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，所述偏置電路為基于多級(jí)退耦電路形式的偏置電路；且所述供電電路為基于多級(jí)退耦電路形式的供電電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，所述場(chǎng)效應(yīng)管為型號(hào)為MRFE6VP5600H的場(chǎng)效應(yīng)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，所述場(chǎng)效應(yīng)管襯底的硅脂的厚度不小于30 μ m,且力矩不小于7· 5N。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)為41阻抗變換，且所述輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)為I :4阻抗變換。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的變壓器的磁芯均為“日”字形磁芯，且所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的變壓器包括聚四氟乙烯線和防波套管。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，與所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接的匹配電路包括兩個(gè)二極管，且所述兩個(gè)二極管的負(fù)極均通過輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，所述供電電路為十48V供電電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率放大模塊，其特征在于，所述反饋電路為基于RC網(wǎng)絡(luò)的反饋電路。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于功率放大模塊，包括偏置電路、輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、場(chǎng)效應(yīng)管、輸出阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、供電電路、兩個(gè)匹配電路和兩個(gè)反饋電路；所述偏置電路通過一個(gè)匹配電路與輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)連接，所述輸入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)與場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述兩個(gè)反饋電路分別與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極連接，所述供電電路通過另一個(gè)匹配電路與輸出阻抗變換模塊連接，所述輸出阻抗變換模塊與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以使功率放大模塊很方便的應(yīng)用于寬帶應(yīng)用環(huán)境中，如可以很好的適用于工作頻率為24MHz-110MHz的應(yīng)用環(huán)境中，在滿足功率放大要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本。
文檔編號(hào)H03F3/20GK202713237SQ20122037494
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者王建國(guó), 陳凱 申請(qǐng)人:北京北廣科技股份有限公司