一種超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,由單片放大器A1、寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器A2、增益均衡器EQ和中功率場效應管放大器A3級聯(lián)組成。本實用新型使用封裝的低噪聲MMIC做第一放大級保證了整個放大器噪聲系數(shù)指標具有良好的可生產(chǎn)性。第二、三放大級使用反饋放大保證了每一級在超寬帶頻率范圍內的增益平坦度,防止了多級級聯(lián)導致的動態(tài)范圍損失。本實用新型的組裝工藝只使用廉價的PCB烙鐵焊接即可,完全不需要使用昂貴的混合微電子工藝。
【專利說明】—種超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種放大器。
【背景技術】
[0002]超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器通常需要使用混合微電子工藝來實現(xiàn)。其基本做法是有源元件使用未封裝的裸管芯,無源電路由薄膜電路加上一些分離無源元件構成,管芯和無源電路同時安裝在一塊低熱膨脹系數(shù)的導電金屬載板上,導電金屬板與管芯和無源電路的結合面是整個放大器電路的地。
[0003]在實現(xiàn)本實用新型過程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在如下問題:
[0004]混合微電子工藝可以相對容易地實現(xiàn)超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器電路,但這種工藝的高價格限制了其在價格敏感場合的應用。
[0005]首先,薄膜電路的制造成本遠遠超過微波PCB。
[0006]其次混合微電子工藝需要大量使用導電膠進行粘接或者使用金錫合金進行共晶焊接,導電膠和金錫合金的主體均是貴金屬材料,不僅材料價格昂貴,而且需要專業(yè)設備,同時要求操作者具有非常專業(yè)的技能才能完成。
[0007]還有就是芯片元件之間的互聯(lián)需要大量使用金絲或金帶鍵合工藝,金絲或金帶不僅材料價格昂貴,而且需要精密且昂貴的鍵合設備、同時要求操作者具有非常專業(yè)的技能才能完成鍵合?呆作。
`[0008]高昂的材料和人力成本使得基于混合微電子工藝實現(xiàn)的產(chǎn)品價格非常高,只能在成本要求不高的場合使用。
[0009]然而在許多對價格敏感應用場合又存在對超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器的需求,要滿足這些場合的應用就必須避免使用混合微電子工藝并開發(fā)價格更低的實現(xiàn)方法。
【發(fā)明內容】
[0010]鑒于此,本實用新型目的在于提供一種低成本的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器。
[0011]為解決以上技術問題,本實用新型提供的技術方案是,提供一種超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,由單片放大器Al、寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器Α2、增益均衡器EQ和中功率場效應管放大器A3級聯(lián)組成。
[0012]進一步地,所述寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器Α2和中功率場效應管放大器A3均包括場效應管和PCB板,所述場效應管使用陶瓷管座和陶瓷封裝頂蓋封裝。
[0013]進一步地,所述PCB板的正面印刷有柵極引線連接電路、漏極引線連接電路、第一源極引線連接電路、第二源極引線連接電路,PCB板的背面設置有整體敷銅層;第一源極引線連接電路、第二源極引線連接電路均設置有金屬化孔,柵極引線連接電路與場效應管的柵極引線連接,漏極引線連接電路與場效應管的漏極引線連接,第一源極引線、第二源極引線與PCB板背面整體敷銅層電氣連接;場效應管的柵極引線、電容、電阻、場效應管的漏極引線通過三個焊點實現(xiàn)電氣連接。[0014]進一步地,所述PCB板對應場效應管中心位置設置有非金屬化通孔。
[0015]進一步地,所述非金屬化通孔的直徑略大于場效應管的陶瓷封裝頂蓋和陶瓷管座的直徑,場效應管以陶瓷封裝頂蓋在PCB板背面的方式嵌入非金屬化通孔。
[0016]優(yōu)選地,所述場效應管的柵極引線、電容、電阻、場效應管的漏極引線順次焊接。
[0017]優(yōu)選地,所述場效應管的柵極引線、電阻、電容、場效應管的漏極引線順次焊接。
[0018]優(yōu)選地,所述電容為0402封裝電容。
[0019]優(yōu)選地,所述電阻為0402封裝電阻。
[0020]進一步地,所述電容的電容值在最低工作頻率時的容抗小于電阻的電阻值。
[0021]與現(xiàn)有技術相比,上述技術方案中的一個技術方案具有如下優(yōu)點:
[0022]1、本實用新型使用封裝的低噪聲MMIC做第一放大級保證了整個放大器噪聲系數(shù)指標具有良好的可生產(chǎn)性。
[0023]2、第二、三放大級使用反饋放大保證了每一級在超寬帶頻率范圍內的增益平坦度,防止了多級級聯(lián)導致的動態(tài)范圍損失。
[0024]3、本實用新型的有源器件全部使用封裝晶體管,降低了包裝、儲存及人員技能方面的特殊要求。
[0025]4、本實用新型的組裝工藝只使用廉價的PCB烙鐵焊接即可,完全不需要使用昂貴的混合微電子工藝。
[0026]5、本實用新型的無源器件全部使用表貼型封裝元件,完全沒有使用任何芯片元件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型一較佳實施例的原理框圖。
[0028]圖2是本實用新型一較佳實施例中陶瓷封裝管安裝結構示正視示意圖。
[0029]圖3是圖2的俯視圖。
[0030]圖4是本實用新型一較佳實施例的寬動態(tài)范圍場效應晶體管和中功率場效應管反饋電路實現(xiàn)方式示意圖。
[0031]圖5是圖4的俯視圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖與一個具體實施例進行說明。
[0033]參見圖1至圖5。本實施例所描述的一種超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,由單片放大器Al、寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器A2、增益均衡器EQ和中功率場效應管放大器A3級聯(lián)組成。單片放大器Al使用Avago公司生產(chǎn)的單片放大器VMMK-2303,這種單片放大器使用Avago公司獨有的芯片級0402尺寸封裝,其在0.5?6GHz范圍內噪聲系數(shù)低于2B,而且增益平坦度優(yōu)于2B。寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器A2使用寬動態(tài)范圍場效應晶體管TC2381構成的寬帶反饋放大器以同時滿足低噪聲和線性放大所構成的寬動態(tài)范圍要求,這種場效應晶體管使用低寄生參數(shù)的MiCT0-X陶瓷封裝,能夠滿足帶寬要求。中功率場效應管放大器A3使用中功率場效應管TC2481構成的寬帶反饋放大器以獲得24dBm以上的P_l,這種場效應晶體管使用低寄生參數(shù)的MiCT0-X陶瓷封裝,能夠滿足帶寬要求。增益均衡器EQ使用橋T型電路以把整個鏈路的增益平坦度控制在±2B以內。
[0034]寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器A2和中功率場效應管放大器A3均包括場效應管I和PCB板2,所述場效應管I使用陶瓷管座15和陶瓷封裝頂蓋14封裝。需要說明的是,寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器A2和中功率場效應管放大器A3的結構相同,但它們所用場效應管的種類不同。寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器A2所用的場效應管為寬動態(tài)范圍場效應晶體管,中功率場效應管放大器A3所用的場效應管為中功率場效應晶體管。
[0035]PCB板2的正面印刷有柵極引線連接電路21、漏極引線連接電路22、第一源極引線連接電路23a、第二源極引線連接電路23b,PCB板2的背面設置有整體敷銅層24。柵極引線連接電路21、漏極引線連接電路22、第一源極引線連接電路23a、第二源極引線連接電路23b呈十字形布置,在十字交叉點設置有非金屬化通孔3。
[0036]非金屬化通孔3的直徑略大于場效應管I的陶瓷封裝頂蓋14和陶瓷管座15的直徑,場效應管I以陶瓷封裝頂蓋14在PCB板背面的方式嵌入非金屬化通孔3。
[0037]第一源極引線連接電路23a、第二源極引線連接電路23b的區(qū)域均設置有金屬化孔25,第一源極引線13a、第二源極引線13b與PCB板背面整體敷銅層24電氣連接。柵極引線連接電路21與場效應管的柵極引線11連接,漏極引線連接電路22與場效應管的漏極引線12連接。
[0038]場效應管的柵極引線11、電容4、電阻5、場效應管的漏極引線12通過三個焊點6實現(xiàn)電氣連接。連接方式分以下兩種情況,場效應管的柵極引線11、電容4、電阻5、場效應管的漏極引線12順次焊接,柵極引線11與電容4之間、電容4與電阻5之間、電阻5與場效應管的漏極引線12之間分別通過焊點連接;或者場效應管的柵極引線11、電阻5、電容4、場效應管的漏極引線12順次焊接,柵極引線11與電阻5之間、電阻5與電容4之間、電容4與場效應管的漏極引線12之間分別通過焊點連接。電容4為0402封裝電容,電阻5為0402封裝電阻。0402封裝電容和0402封裝電阻的串聯(lián)組合形成反饋電路,電容4的電容值在最低工作頻率時的容抗小于電阻5的電阻值。電阻5的阻值用以控制低頻反饋量,最合適的電阻值需要綜合考慮噪聲系數(shù)、輸入駐波和增益平坦度,電容4用于場效應管的柵極和漏極之間的隔直,其電容值必須足夠大以保證最低工作頻率時的容抗遠小于電阻5的電阻值,電容4、電阻5及其回路存在的分布電感用來實現(xiàn)頻率選擇性反饋。
[0039]以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,應當指出的是,上述優(yōu)選實施方式不應視為對本實用新型的限制,本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。對于本【技術領域】的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型的精神和范圍內,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,由單片放大器Al、寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器A2、增益均衡器EQ和中功率場效應管放大器A3級聯(lián)組成;所述寬動態(tài)范圍場效應晶體管放大器A2和中功率場效應管放大器A3均包括場效應管(I)和PCB板(2),所述場效應管(I)使用陶瓷管座(15)和陶瓷封裝頂蓋(14)封裝。
2.根據(jù)權利要求1所述的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,所述PCB板(2)的正面印刷有柵極引線連接電路(21)、漏極引線連接電路(22)、第一源極引線連接電路(23a)、第二源極引線連接電路(23b),PCB板(2)的背面設置有整體敷銅層(24);第一源極引線連接電路(23a)、第二源極引線連接電路(23b)均設置有金屬化孔(25),柵極引線連接電路(21)與場效應管的柵極引線(11)連接,漏極引線連接電路(22)與場效應管的漏極引線(12)連接,第一源極引線(13a)、第二源極引線(13b)與PCB板背面整體敷銅層(24)電氣連接;場效應管的柵極引線(11)、電容(4)、電阻(5)、場效應管的漏極引線(12)通過三個焊點(6)實現(xiàn)電氣連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,所述PCB板(2)對應場效應管中心位置設置有非金屬化通孔(3 )。
4.根據(jù)權利要求3所述的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,所述非金屬化通孔(3)的直徑略大于場效應管(I)的陶瓷封裝頂蓋(14)和陶瓷管座(15)的直徑,場效應管(I)以陶瓷封裝頂蓋(14)在PCB板背面的方式嵌入非金屬化通孔(3)。
5.根據(jù)權利要求2所述的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,所述場效應管的柵極引線(11)、電容(4)、電阻(5)、場效應管的漏極引線(12)順次焊接。
6.根據(jù)權利要求2所述的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,所述場效應管的柵極引線(11)、電阻(5)、電容(4)、場效應管的漏極引線(12)順次焊接。
7.根據(jù)權利要求2、5或6所述的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,所述電容(4)為0402封裝電容。
8.根據(jù)權利要求2、5或6所述的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,所述電阻(5)為0402封裝電阻。
9.根據(jù)權利要求2、5或6所述的超寬帶、寬動態(tài)范圍放大器,其特征在于,所述電容(4)的電容值在最低工作頻率時的容抗小于電阻(5)的電阻值。
【文檔編號】H03F1/42GK203466782SQ201320512057
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月21日 優(yōu)先權日:2013年8月21日
【發(fā)明者】陳家輝, 鐘名慶 申請人:成都玖信科技有限公司