一種適用于f類或逆f類功率放大器的放大模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)、微電子和半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于F類或逆F類功率放大器的放大模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信系統(tǒng)逐漸向高效率和小型化等方向發(fā)展。這些特性要求通信系統(tǒng)核心部件的功率放大器具備高效率和小型化的特點。其中，F(xiàn)類功率放大器和逆F類功率放大器是兩種至關(guān)重要的的高效率功率放大器。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用集總元件構(gòu)成的諧振器或者采用基于分布參數(shù)的短截線進(jìn)行匹配，實現(xiàn)F類功率放大器或逆F類功率放大器。然而，不管是采用集總元件，還是采用分布參數(shù)元件來進(jìn)行匹配，現(xiàn)有的F類功率放大器和逆F類功率放大器均存在以下缺點:一、諧波匹配網(wǎng)絡(luò)需要占據(jù)大量的空間，不利于通信系統(tǒng)小型化；二、諧波匹配網(wǎng)絡(luò)離功率放大器的核心元件晶體管的距離較遠(yuǎn)，損耗較高，導(dǎo)致功率放大器的效率降低；三、諧波匹配網(wǎng)絡(luò)和基波匹配網(wǎng)絡(luò)之間相互干擾，設(shè)計難度較大。
[0004]綜上所述可以看出，如何減小F類或逆F類功率放大器的尺寸、提高其效率、降低其設(shè)計難度是目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于F類或逆F類功率放大器的放大模塊，減小了 F類或逆F類功率放大器的尺寸、提高了其效率，并同時降低其設(shè)計難度。具體方案如下:
[0006]—種適用于F類或逆F類功率放大器的放大模塊，包括晶體管、用于實現(xiàn)F類或逆F類功率放大器所需諧波匹配的諧振器模組、底座、信號輸入端和信號輸出端；所述晶體管包括晶體管輸入端、晶體管輸出端和晶體管接地端；所述晶體管和所述諧振器模組均設(shè)置于所述底座上；所述諧振器模組設(shè)置于所述晶體管輸出端和所述信號輸出端之間；所述諧振器模組包括并聯(lián)諧振器組和串聯(lián)諧振器組；
[0007]所述并聯(lián)諧振器組包括并聯(lián)于所述晶體管輸出端和所述晶體管接地端之間的第一諧振模塊和第二諧振模塊；
[0008]所述串聯(lián)諧振器組包括串聯(lián)于所述晶體管輸出端和所述信號輸出端之間的第三諧振模塊和第四諧振模塊；
[0009]其中，所述第一諧振模塊、所述第二諧振模塊、所述第三諧振模塊和所述第四諧振模塊均分別包括至少一個薄膜體聲波諧振器。
[0010]優(yōu)選的，所述薄膜體聲波諧振器為固態(tài)封裝型薄膜體聲波諧振器、空腔型薄膜體聲波諧振器或隔膜型薄膜體聲波諧振器。
[0011]優(yōu)選的，所述薄膜體聲波諧振器的介質(zhì)薄膜層為壓電薄膜或鐵電薄膜。
[0012]優(yōu)選的，所述壓電薄膜為氮化鋁薄膜或氧化鋅薄膜；所述鐵電薄膜為鈦酸鍶鋇薄膜。
[0013]優(yōu)選的，所述晶體管輸入端、所述晶體管輸出端和所述晶體管接地端分別為晶體管的柵極、漏極和源極；或者分別為晶體管的基極、集電極和發(fā)射極。
[0014]優(yōu)選的，所述放大模塊還包括封裝管殼；所述封裝管殼包括管殼底座、管殼輸入端、管殼輸出端和直流偏置端；其中，所述管殼底座為所述底座，所述管殼輸入端為所述信號輸入端，所述管殼輸出端為所述信號輸出端。
[0015]優(yōu)選的，所述第一諧振模塊、所述第二諧振模塊、所述第三諧振模塊和所述第四諧振模塊均分別包括一個所述薄膜體聲波諧振器。
[0016]優(yōu)選的，所述第一諧振模塊、所述第二諧振模塊、所述第三諧振模塊和所述第四諧振模塊均分別包括至少兩個所述薄膜體聲波諧振器。
[0017]本發(fā)明還公開了一種F類功率放大器，包括前述放大模塊，還包括基波匹配網(wǎng)絡(luò)；其中，
[0018]所述并聯(lián)諧振器組用于偶次諧波短路；
[0019]所述串聯(lián)諧振器組用于奇次諧波開路；
[0020]所述基波匹配網(wǎng)絡(luò)，用于基波匹配。
[0021]本發(fā)明還公開了一種逆F類功率放大器，包括前述放大模塊，還包括基波匹配網(wǎng)絡(luò)；其中，
[0022]所述并聯(lián)諧振器組用于奇次諧波短路；
[0023]所述串聯(lián)諧振器組用于偶次諧波開路；
[0024]所述基波匹配網(wǎng)絡(luò)，用于基波匹配。
[0025]本發(fā)明中公開的放大模塊應(yīng)用于F類功率放大器或逆F類功率放大器，放大模塊內(nèi)部的諧振器模組包括并聯(lián)諧振器組和串聯(lián)諧振器組，該諧振器模組可用于實現(xiàn)F類或逆F類功率放大器所需的諧波匹配?？梢?，本發(fā)明的放大模塊的內(nèi)部已經(jīng)實現(xiàn)了 F類功率放大器或逆F類功率放大器所需的諧波匹配。其中，并聯(lián)諧振器組包括第一諧振模塊和第二諧振模塊，串聯(lián)諧振器組包括第三諧振模塊和第四諧振模塊，而且每一個諧振模塊均包括至少一個薄膜體聲波諧振器。薄膜體聲波諧振器采用微電子工藝制備，尺寸非常小，通常在微米量級。本發(fā)明通過將基于薄膜體聲波諧振器形成的諧振器模組和晶體管封裝在同一底座上，進(jìn)行諧波匹配處理，從而使得諧波匹配網(wǎng)絡(luò)所占用的空間得到縮小，大大減小了F類或逆F類功率放大器的尺寸，同時使得諧波匹配網(wǎng)絡(luò)與晶體管之間的距離得到縮短，降低了諧波損耗，提高功率放大器的效率；另外，由于上述放大模塊的內(nèi)部已經(jīng)實現(xiàn)了諧波匹配，將高次諧波反射回晶體管，使得在對放大模塊的外部匹配電路進(jìn)行設(shè)計時，無需再進(jìn)行諧波匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，只需進(jìn)行基波匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，即能實現(xiàn)F類功率放大器或逆F類功率放大器。由此減少了諧波匹配網(wǎng)絡(luò)和基波匹配網(wǎng)絡(luò)之間的相互干擾，使得F類或逆F類功率放大器的設(shè)計更加容易。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明實施例中薄膜體聲波諧振器的等效電路圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實施例公開的一種適用于F類或逆F類功率放大器的放大模塊的俯視圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實施例公開的一種適用于F類或逆F類功率放大器的放大模塊的剖視圖；
[0030]圖4為本發(fā)明實施例公開的并聯(lián)諧振器組的剖視圖；
[0031]圖5為本發(fā)明實施例公開的串聯(lián)諧振器組的剖視圖；
[0032]圖6為本發(fā)明實施例公開的一種適用于F類功率放大器的放大模塊的等效電路圖；
[0033]圖7為本發(fā)明實施例公開的一種適用于逆F類功率放大器的放大模塊的等效電路圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0035]實施例一
[0036]本發(fā)明實施例公開了一種適用于F類或逆F類功率放大器的放大模塊。上述放大模塊包括晶體管、用于實現(xiàn)F類或逆F類功率放大器所需諧波匹配的諧振器模組、底座、信號輸入端和信號輸出端；晶體管包括晶體管輸入端、晶體管輸出端和晶體管接地端；晶體管和諧振器模組均設(shè)置于底座上；諧振器模組設(shè)置于晶體管輸出端和信號輸出端之間；諧振器模組包括并聯(lián)諧振器組和串聯(lián)諧振器組；
[0037]并聯(lián)諧振器組包括并聯(lián)于晶體管輸出端和晶體管接地端之間的第一諧振模塊和第二諧振模塊；
[0038]串聯(lián)諧振器組包括串聯(lián)于晶體管輸出端和信號輸出端之間的第三諧振模塊和第四諧振模塊；
[0039]其中，第一諧振模塊、第二諧振模塊、第三諧振模塊和第四諧振模塊均分別包括至少一個薄膜體聲波諧振器；
[0040]上述放大模塊中的諧振器模組包括并聯(lián)諧振器組和串聯(lián)諧振器組，該諧振器模組既可用于實現(xiàn)F類功率放大器所需的諧波匹配，也可用于實現(xiàn)逆F類功率放大器所需的諧波匹配。具體的，當(dāng)放大模塊應(yīng)用于F類功率放大器時，并聯(lián)諧振器組用于偶次諧波短路，串聯(lián)諧振器組用于奇次諧波開路；當(dāng)放大模塊應(yīng)用于逆F類功率放大器時，并聯(lián)諧振器組用于奇次諧波短路，串聯(lián)諧振器組用于偶次諧波開路。
[0041]需要說明的是，上述晶體管可以是氮化鎵高電子迀移率晶體管、砷化鎵高電子迀移率晶體管、金屬氧化物場效應(yīng)晶體管、橫向金屬氧化物場效應(yīng)晶體管或結(jié)型晶體管，其中晶體管輸入端、晶體管輸出端和晶體管接地端可以分別為晶體管的柵極、漏極和源極，或者分別為晶體管的基極、集電極和發(fā)射極。
[0042]另外，上述薄膜體聲波諧振器可以為固態(tài)封裝型薄膜體聲波諧振器、空腔型薄膜體聲波諧振器或隔膜型薄膜體聲波諧振器。這三種類型的薄膜體聲波諧振器均包括下電極、上電極以及設(shè)置在下電極和上電極之間的介質(zhì)薄膜層。具體的，薄膜體聲波諧振器的介質(zhì)薄膜層可