專利名稱：階梯行波放大器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于超寬帶放大的行波放大器電路，尤其涉及一種串聯(lián)有倒相放大電路的呈階梯形的行波放大器電路。
背景技術(shù)：
目前市場上的超寬帶放大器電路多采用行波放大器電路來實現(xiàn)，這種方式在通信設(shè)備中有著非常廣泛的應(yīng)用。這種行波放大器的典型電路拓撲圖如圖1所示。參考圖1，該電路由多級放大構(gòu)成以實現(xiàn)增益，而實際上其中每一級的增益并不高，約為1.5～2dB。因此，為了得到足夠高的增益，必須增加放大級數(shù)，通常多達7～9級，才可達到14～15dB的增益。但當級數(shù)增加到一定值后，增益并不能與級數(shù)成正比地增加，致使總增益不能通過級數(shù)的增加而繼續(xù)增加，總增益增加有限。且級數(shù)越多，越容易引起自激振蕩。其結(jié)果是繼續(xù)增加級數(shù)不僅未提高增益，反而增加了電路的不穩(wěn)定性。
例如，用常規(guī)的6級行波放大器電路，所得的1～50GHz的行波放大器的增益小于10dB；而采用0.15μm MHEMT和3層金屬互連等特殊工藝的1～60GHz行波放大器的增益也僅15dB。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有行波放大器增益不能隨級數(shù)成正比地增加而導(dǎo)致增益難以提高的問題以及多級級聯(lián)行波放大器易于自激振蕩的問題，本發(fā)明提供了一種階梯行波放大器電路解決上述問題，同時也擴寬了頻帶。
本發(fā)明所述階梯行波放大器電路，是將多級行波放大器的電路劃分為多段，在相鄰的兩段之間接入倒相放大電路。
所述多級行波放大器的級數(shù)多于3級。
所述段為2～5級行波放大。
所述倒相放大電路為1～2級。
所述段與所述倒相放大電路之間以電容連接。
所述倒相放大電路可以為共射極的雙極晶體管電路或共射-共基的雙極晶體管電路，也可以是共源的場效應(yīng)晶體管電路或共源-共柵的場效應(yīng)晶體管電路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過在電路中的適當位置串聯(lián)倒相放大電路，使得行波放大器的增益明顯提高，同時擴寬了頻帶，提高了電路的穩(wěn)定性。


圖1是傳統(tǒng)行波放大器電路圖；圖2是本發(fā)明階梯行波放大器電路圖；圖3是常規(guī)電路(XD1002)S參數(shù)圖；圖4是本發(fā)明電路S參數(shù)圖。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖及對本發(fā)明系統(tǒng)作進一步詳細說明。
圖1是傳統(tǒng)行波放大器電路圖。參考圖1，圖中T1、T2、T3……T14分別代表14個晶體管，其中T1和T2、T3和T4、T5和T6、T7和T8、T9和T10、T11和T12以及T13和T14分別組成7級共源-共柵結(jié)構(gòu)，這7級共源-共柵結(jié)構(gòu)串接成如圖1所示的傳統(tǒng)的行波放大器結(jié)構(gòu)。
這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在3～4級晶體管以內(nèi)串接時，平均每級的增益較大。但是如果5級以上串聯(lián)，每級的增益效果就會下降較快，很難達于是本發(fā)明采用了一種階梯行波放大器電路，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。核心思想是將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電路分成多個段，每段可選2～5級，在相鄰兩段之間插入1～2級倒相放大電電路，可以根據(jù)電路總增益和帶寬指標要求的不同而選擇。
參考圖2，圖中的T1、T2、T3……T16分別代表16個晶體管，其中T1和T2、T3和T4以及T5和T6分別是共源-共柵結(jié)構(gòu)，串聯(lián)成3級電路。同樣的，T11和T12、T13和T14以及T15和T16也分別是共源-共柵結(jié)構(gòu)，串聯(lián)成3級行波放大電路。T7和T8、T9和T10分別構(gòu)成2級倒相放大電路，作為中間級位于兩個3級行波電路中間。三個電路分別用三個壓焊盤引出并濾波后再接總電源。對于晶體管的結(jié)構(gòu)類型選擇，對于FET類器件而言，每級的晶體管可采用共源-共柵結(jié)構(gòu)，對于雙極型器件而言，每級的晶體管可采用共射-共基結(jié)構(gòu)。兩段3級電路和中間級之間分別通過電容C1、C2、C3級聯(lián)耦合成整體放大器，用于級聯(lián)的耦合電容可采用0.2～3pf。
如果采用同樣的0.15μPHEMT工藝，傳統(tǒng)行波放大器電路和本發(fā)明階梯行波放大器電路(3級行波電路+2級放大電路+3級行波電路)的性能對比如表1所示表1

通過表1的比較可以看出，本發(fā)明電路比傳統(tǒng)電路在增益效果和帶寬方面有明顯的提高。
傳統(tǒng)行波放大器電路和本發(fā)明階梯行波放大器電路的效果比較結(jié)果還可以通過圖3和圖4看出，本發(fā)明的增益(S21)可達17dB以上，帶寬達到80GHz左右，比傳統(tǒng)電路的相應(yīng)參數(shù)高得多。另外，由于本發(fā)明電路分成3部分，分別采用獨立的壓焊盤供電，避免了常規(guī)多級行波放大器公用一個電源壓焊盤易發(fā)生自激振蕩的現(xiàn)象發(fā)生，提高了電路的穩(wěn)定性。
以上所述實施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實施例，本發(fā)明不限于上述實施例，對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都屬于本發(fā)明的構(gòu)思和所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種階梯行波放大器電路，其特征在于將多級行波放大器的電路劃分為多段，在相鄰的兩段之間接入倒相放大電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的階梯行波放大器電路，其特征在于所述多級行波放大器的級數(shù)多于3級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的階梯行波放大器電路，其特征在于所述段為2～5級行波放大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的階梯行波放大器電路，其特征在于所述倒相放大電路為1～2級。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的階梯行波放大器電路，其特征在于所述段與所述倒相放大電路之間以電容連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的階梯行波放大器電路，其特征在于所述倒相放大電路可以為共射極的雙極晶體管電路或共射-共基的雙極晶體管電路，也可以是共源的場效應(yīng)晶體管電路或共源-共柵的場效應(yīng)晶體管電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種階梯行波放大器電路，是將多級行波放大器的電路劃分為多段，每一段為2～5級行波放大，在相鄰的兩段之間接入倒相放大電路，倒相放大電路為1～2級的雙極晶體管電路或場效應(yīng)晶體管電路，每段與倒相放大電路之間以電容連接。本發(fā)明通過在電路中的適當位置串聯(lián)倒相放大電路，使得行波放大器的增益明顯提高，同時擴寬了頻帶，提高了電路的穩(wěn)定性。
文檔編號H03F3/60GK101051817SQ200710063418
公開日2007年10月10日 申請日期2007年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者劉訓(xùn)春, 黃清華, 郝明麗 申請人:北京中科新微特科技開發(fā)有限公司