一種超寬帶mmic低噪聲放大器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，其特征在于：它包括輸入匹配電路、輸出匹配電路，反饋電路、電源電路、共源放大器和共柵放大器；所述的輸入匹配電路的輸入端與輸入接口連接，輸出端與反饋電路和共源放大器連接；所述的共源放大器與共柵放大器連接，共柵放大器與輸出匹配電路連接；輸出匹配電路的輸出端與輸出接口連接，輸入端與反饋電路連接；所述的電源電路與輸出匹配電路和共柵放大器連接。該放大器兼顧共源反饋放大器增益高和與共柵放大器頻帶寬的特點，適用于超寬帶系統(tǒng)的低噪聲放大。
【專利說明】
一種超寬帶圖丨C低噪聲放大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本實用新型涉及一種超寬帶MMIC低噪聲放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]在通信、雷達(dá)及微波測量等系統(tǒng)都需要超寬帶MMIC低噪聲放大器。
[0003]在MMIC放大器的設(shè)計中，常用的提高帶寬的方式主要有三種:平衡式放大器、反饋式放大器、行波放大器，平衡式放大器能獲得較好的噪聲，但頻帶只能做到倍頻或略寬;反饋式放大器由于引入了反饋電阻，低端的噪聲較差;行波放大器可以獲得10倍頻程的放大，但其直流功耗大，可靠性較低，噪聲也比較大。
[0004]目前超寬帶的放大器都是采用行波放大器的設(shè)計方法，它把許多器件的輸入、輸出電容組合成人工傳輸線，從而獲得對輸入、輸出阻抗的寬帶匹配，但行波放大器具有尺寸大、直流功耗大、噪聲大等缺點。因而在超寬帶的系統(tǒng)中，行波放大器一般只能應(yīng)用在一級混頻后的中頻級，不能應(yīng)用于混頻前的低噪聲放大器中。設(shè)計超寬帶的MMIC低噪聲放大器用于超寬帶系統(tǒng)，對前端的微弱信號進(jìn)行放大是必須的，常用的寬帶放大器的設(shè)計方法各有優(yōu)缺點，在寬帶和噪聲方面很難取得平衡。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，該放大器兼顧共源反饋放大器增益高和與共柵放大器頻帶寬的特點。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，它包括輸入匹配電路、輸出匹配電路，反饋電路、電源電路、共源放大器和共柵放大器；所述的輸入匹配電路的輸入端與輸入接口連接，輸出端與反饋電路和共源放大器連接;所述的共源放大器與共柵放大器連接，共柵放大器與輸出匹配電路連接;輸出匹配電路的輸出端與輸出接口連接，輸入端與反饋電路連接;所述的電源電路與輸出匹配電路和共柵放大器連接。
[0007]所述的輸入匹配電路包括通過第二焊盤與輸入接口連接的第二電容，第二電容與第一電感連接，第一電感的另一端分別與第二電感、反饋電路和共源放大器的柵極連接，第二電感的另一端分別與第一電阻和第三電容連接，第三電容還與第二電阻連接，第一電阻的另一端與第二接地孔連接，第二電阻的另一端與第三接地孔連接。
[0008]所述的共源放大器的源極與第六接地孔連接，共源放大器的漏極與共柵放大器的源極連接，共柵放大器的柵極與電源電路連接，共柵放大器的漏極通過第三電感與輸出匹配電路連接。
[0009]所述的輸出匹配電路包括與共柵放大器的漏極連接的第五電感和第四電感，第五電感的另一端與第一電容連接，第一電容還與第六電感和第七電容連接，第七電容通過第三焊盤與輸出接口連接，第六電感的另一端與第一接地孔連接。
[0010]所述的反饋電路包括與第三電感連接的第五電容，第五電容的另一端與第三電阻連接，第三電阻的另一端與第一電感的輸出端連接。
[0011]所述的電源電路包括與共柵放大器的柵極相連的第四電容、第四電阻和第五電阻，第四電容的另一端與第四接地孔連接，第四電阻與第五接地孔連接，第五電阻的另一端通過第一焊盤與電源連接，第五電阻的另一端還與第六電容和第四電感連接，第六電容的另一端與第七接地孔連接。
[0012]所述的共源放大器和共柵放大器分別采用HEMT管。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，該放大器兼顧共源反饋放大器增益高和與共柵放大器頻帶寬的特點，適用于超寬帶系統(tǒng)的低噪聲放大。
【附圖說明】
[0014]圖1為超寬帶MMIC低噪聲放大器原理圖；
[0015]圖2為超寬帶MMIC低噪聲放大器增益(S(2，I))曲線；
[0016]圖3為超寬帶MMIC低噪聲放大器噪聲(NF)曲線；
[0017]圖4為超寬帶MMIC低噪聲放大器輸入駐波(VSWR_IN)曲線；
[0018]圖5為超寬帶麗IC低噪聲放大器輸出駐波(VSWR_0UT)曲線；
[0019]圖中，CAPA_1-第一電容，CAPA_2-第二電容，CAPA_3-第三電容，CAPA_4-第四電容，CAPA_5-第五電容，CAPA_6-第六電容，CAPA_7-第七電容，SL2_1_第一電感，SL2_2_第二電感，SL2_3-第三電感，SL2_4-第四電感，SL2_5_第五電感，SL2_6_第六電感，TFR_1_第一電阻，TFR_2-第二電阻，TFR_3-第三電阻，MSR2_第四電阻，MSR1-第五電阻，BVIA1-第一接地孔，BVIA2-第二接地孔，BVI A3-第三接地孔，BVIA4-第四接地孔，BVIA5-第五接地孔，BVIA6-第六接地孔，BVIA7-第七接地孔，PORT 1-輸入接口，P0RT2-輸出接口，PAD1-第一焊盤，PAD2-第二焊盤，PAD3-第三焊盤，SRC-電源，CPWl-第一 HEMT管，CPW2-第二 HEMT管。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0021]如圖1所示，一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，它包括輸入匹配電路、輸出匹配電路，反饋電路、電源電路、共源放大器和共柵放大器;所述的輸入匹配電路的輸入端與輸入接口PORTl連接，輸出端與反饋電路和共源放大器連接;所述的共源放大器與共柵放大器連接，共柵放大器與輸出匹配電路連接;輸出匹配電路的輸出端與輸出接口 P0RT2連接，輸入端與反饋電路連接;所述的電源電路與輸出匹配電路和共柵放大器連接。
[0022]所述的輸入匹配電路包括通過第二焊盤PDA2與輸入接口 PORTl連接的第二電容CAPA_2，第二電容CAPA_2與第一電感SL2_1連接，第一電感SL2_1的另一端分別與第二電感SL2_2、反饋電路和共源放大器的柵極連接，第二電感SL2_1的另一端分別與第一電阻TFR_1和第三電容CAPA_3連接，第三電容CAPA_3還與第二電阻TFR_2連接，第一電阻TFR_1的另一端與第二接地孔BVIA2連接，第二電阻TFR_2的另一端與第三接地孔BVIA3連接。
[0023]所述的共源放大器的源極與第六接地孔BVIA6連接，共源放大器的漏極與共柵放大器的源極連接，共柵放大器的柵極與電源電路連接，共柵放大器的漏極通過第三電感SL2_3與輸出匹配電路連接。
[0024]所述的輸出匹配電路包括與共柵放大器的漏極連接的第五電感SL2_5和第四電感SL2_4，第五電感SL2_5的另一端與第一電容CAPAj連接，第一電容CAPAj還與第六電感SL2_6和第七電容CAPA_7連接，第七電容CAPA_7通過第三焊盤PAD3與輸出接口 P0RT2連接，第六電感SL2_6的另一端與第一接地孔BVIAl連接。
[0025]所述的反饋電路包括與第三電感SL2_3連接的第五電容CAPA_5，第五電容CAPA_5的另一端與第三電阻TFR_3連接，第三電阻TFR_3的另一端與第一電感SL2_1的輸出端連接。
[0026]所述的電源電路包括與共柵放大器的柵極相連的第四電容CAPA_4、第四電阻和第五電阻，第四電容CAPA_4的另一端與第四接地孔BVIA4連接，第四電阻MSR2與第五接地孔BVIA5連接，第五電阻MSRl的另一端通過第一焊盤PADl與電源連接，第五電阻MSR2的輸另一端還與第六電容CAPA_6和第四電感SL2_4連接，第六電容CAPA_6的另一端與第七接地孔BVIA7連接。
[0027]所述的共源放大器和共柵放大器分別采用HEMT管。共源放大器為第一HEMT管CPWl，共柵放大器為第二HEMT管CPW2。
[0028]本發(fā)明在共源反饋放大器的基礎(chǔ)上增加了一級共柵級，結(jié)合了共源放大器增益高和共柵放大器頻帶寬的特點。
[0029]如圖2所示，利用ADS軟件對設(shè)計的超寬帶MMIC低噪聲放大器進(jìn)行建模、仿真，得到放大器的增益曲線，圖中M5的位置頻率為700.0MHz，其從P0RT2到PORTl的增益為14.613dB，圖中M6的位置頻率為5.700GHz，其從P0RT2到PORTl的增益為15.801dB ；圖中M7的位置頻率為11.0OGHz，其從P0RT2到PORTl 的增益為16.733dB。
[0030]如圖3所示，利用ADS軟件對設(shè)計的超寬帶MMIC低噪聲放大器進(jìn)行建模、仿真，得到放大器的噪聲曲線，圖中M5的位置頻率為700.0MHz，噪聲系數(shù)為2.267 dB，圖中M6的位置頻率為5.700GHz，噪聲系數(shù)為1.687 dB;圖中M7的位置頻率為11.0OGHz，噪聲系數(shù)為2.451dB。
[0031]如圖4和圖5所示，利用ADS軟件對設(shè)計的超寬帶MMIC低噪聲放大器進(jìn)行建模、仿真，得到放大器的駐波曲線。通過仿真結(jié)果可以看出，超寬帶MMIC低噪聲放大器在700MHz?I IGHz內(nèi)具有15.5 ± IdB的增益，頻帶內(nèi)噪聲系數(shù)優(yōu)于2.5dB，輸入輸出駐波優(yōu)于2.0，同時該放大器直流功耗僅lOOmW。非常適合于超寬帶低噪聲放大器的應(yīng)用。
【主權(quán)項】
1.一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，其特征在于:它包括輸入匹配電路、輸出匹配電路，反饋電路、電源電路、共源放大器和共柵放大器;所述的輸入匹配電路的輸入端與輸入接口連接，輸出端與反饋電路和共源放大器連接;所述的共源放大器與共柵放大器連接，共柵放大器與輸出匹配電路連接;輸出匹配電路的輸出端與輸出接口連接，輸入端與反饋電路連接;所述的電源電路與輸出匹配電路和共柵放大器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，其特征在于:所述的輸入匹配電路包括通過第二焊盤與輸入接口連接的第二電容，第二電容與第一電感連接，第一電感的另一端分別與第二電感、反饋電路和共源放大器的柵極連接，第二電感的另一端分別與第一電阻和第三電容連接，第三電容還與第二電阻連接，第一電阻的另一端與第二接地孔連接，第二電阻的另一端與第三接地孔連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，其特征在于:所述的共源放大器的源極與第六接地孔連接，共源放大器的漏極與共柵放大器的源極連接，共柵放大器的柵極與電源電路連接，共柵放大器的漏極通過第三電感與輸出匹配電路連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，其特征在于:所述的輸出匹配電路包括與共柵放大器的漏極連接的第五電感和第四電感，第五電感的另一端與第一電容連接，第一電容還與第六電感和第七電容連接，第七電容通過第三焊盤與輸出接口連接，第六電感的另一端與第一接地孔連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，其特征在于:所述的反饋電路包括與第三電感連接的第五電容，第五電容的另一端與第三電阻連接，第三電阻的另一端與第一電感的輸出端連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，其特征在于:所述的電源電路包括與共柵放大器的柵極相連的第四電容、第四電阻和第五電阻，第四電容的另一端與第四接地孔連接，第四電阻與第五接地孔連接，第五電阻的另一端通過第一焊盤與電源連接，第五電阻的另一端還與第六電容和第四電感連接，第六電容的另一端與第七接地孔連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超寬帶MMIC低噪聲放大器，其特征在于:所述的共源放大器和共柵放大器分別采用HEMT管。
【文檔編號】H03F3/20GK205490429SQ201620174339
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】王玉軍
【申請人】成都泰格微電子研究所有限責(zé)任公司