具有提高的穩定性的分布式放大器制造技術

本發明專利技術涉及一種具有提高的穩定性的分布式放大器，包括輸入傳輸電路，輸出傳輸電路，耦合在所述輸入傳輸電路和輸出傳輸電路之間的至少一個共柵共源放大器。每一個共柵共源放大器包括耦合到所述輸出傳輸電路的共用柵極配置的晶體管和耦合在所述輸入傳輸電路和所述共用柵極配置的晶體管之間的共用源極配置的晶體管。所述分布式放大器還包括串聯耦合在至少一個共用柵極配置的晶體管的柵極和漏極之間的非寄生電阻和電容，用于增加放大器穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種改進的分布式放大器。
技術介紹
傳統的分布式放大器是工業中眾所周知的拓撲，是已得到證明的構造寬帶放大器的方式。GaAs襯底上的分布式放大器的典型帶寬可以處于千赫茲到毫米波頻率的數量級。共柵共源分布式放大器被廣泛地認為是與非共柵共源分布式放大器相比提高增益和帶寬的方法。通過將晶體管的寄生效應合并到器件之間的匹配網絡中，由此實現分布式放大器的優點。器件的輸入和輸出電容可以分別與柵極和漏極線路電感相結合，從而使得傳輸線幾乎透明，排除了傳輸線損耗。通過這樣做，放大器的增益可以僅僅由器件的跨導所限制，而不被與器件相關聯的寄生效應所限制。上述情況只有在柵極線行進的信號與在漏極線行進的信號同相，由此使得每一個晶體管的輸出電壓與先前的晶體管輸出同相疊加時才成立。傳送到輸出的信號將結構性地發生干擾，由此使得所述信號沿著漏極線變強。由于這些信號不是同相的，因此任何相反的波都將破壞性地發生干擾。柵極線終端被包括以吸收沒有耦合到晶體管柵極的任何信號。漏極線終端被包括以吸收可能破壞性地干擾輸出信號的任何相反行波。放大器的穩定性對保持電路的預定狀態是關鍵性的。如果放大器表現出振蕩或者具有振蕩的可能性，那么就會出現各種問題。由于振蕩導致的問題可以從偏置狀態的波動到電路自毀等等。參數振蕩是一種振蕩類型，其通常僅僅發生在特定RF功率水平被施加到放大器時，即，在放大器呈現穩定的靜態或者小信號的狀態下。現有的穩定方法在防止參數振蕩方面不是有益的。例如，在共柵共源分布式放大器中，存在共用柵極(CG)器件的柵極上的電容，其用于消除Miller電容(純粹的共用源極(CS)放大器包含該Miller電容)。其通過理論上在CG器件的柵極節點處形成RF短路而消除Miller電容。在許多情況下，該電容被減小到較小的值( 0.5pF)以調節共柵共源電路用于提高功率性能。該電容可能需要電阻以使網絡De-Q化，以使得它不會振蕩。從額定值(例如5歐姆)增加該電阻的值是一種提高電路穩定性的常見方法。然而，該方法可能損害性能(即，提供少得多的帶寬)，和其可能對參數振蕩穩定性沒有幫助。使共柵共源分布式放大器的CG器件穩定的另一現有方法是以連接在CG器件的漏極之間的旁路電阻-電容(R-C)的形式引入漏極可見的損耗。然而，該方法沒有提供參數振蕩的明顯降低。例如，CG柵電阻可能實際上變得負得更多，同時進一步降低了放大器的增益。
技術實現思路
因此，本專利技術的一個目標在于提供減小或者消除參數振蕩的分布式放大器。本專利技術的另一個目標是提供增益沒有顯著降低的上述分布式放大器。本專利技術的另一個目標是提供帶寬沒有顯著減小的上述分布式放大器。本專利技術源于實現可以減小或者消除分布式放大器中的參數振蕩，在一個實施例中，通過反饋網絡來實現參數振蕩的減小或者消除，所述反饋網絡包括串聯耦合在至少其中一個放大器的共用柵極配置的晶體管的柵極和漏極之間的非寄生電阻和電容。 然而，在其他實施例中，本專利技術不必實現所有的目標，而權利要求也不應被限制于能夠實現這些目的的結構或者方法。在一個實施例中，具有提高的穩定性的分布式放大器包括輸入傳輸電路；輸出傳輸電路；至少一個共柵共源放大器，稱合在所述輸入傳輸電路和輸出傳輸電路之間，每一個共柵共源放大器包括耦合到所述輸出傳輸電路的共用柵極配置的晶體管和耦合在所述輸入傳輸電路和所述共用柵極配置的晶體管之間的共用源極配置的晶體管；以及反饋網絡，包括串聯耦合在至少一個共用柵極配置的晶體管的柵極和漏極之間的非寄生電阻和電容，用于增加放大器的穩定性。在優選實施例中，每一個共用柵極晶體管的漏極耦合在一起，以及每一個共用源極配置的晶體管的柵極耦合在一起。每一個共柵共源放大器可以進一步包括一個或更多個附加的共用柵極晶體管，其直流耦合在每一個共用柵極配置的晶體管和共用源極配置的晶體管之間。每一個反饋網絡的電阻和電容可以包括串聯耦合跨接一個或更多個附加的共用柵極配置的晶體管中的至少一個的柵極和漏極端子的電阻和電容。每一個共用柵極配置的晶體管可以包括耦合在其對應的漏極和柵極之間的非寄生電阻和電容。在所述輸入傳輸電路和輸出傳輸電路之間可以僅僅I禹合有一個共柵共源放大器。每一個電阻可以具有大約800歐姆的值以及每一個電容可以具有大約IpF的值。每一個電阻可以具有范圍在20歐姆到IOk歐姆之間的值。每一個電容可以具有范圍在.IpF到IOpF之間的值。在其他實施例中，具有提高的穩定性的分布式放大器可以包括輸入傳輸電路；輸出傳輸電路；至少兩個共柵共源放大器，I禹合在所述輸入傳輸電路和輸出傳輸電路之間，每一個共柵共源放大器包括耦合到所述輸出傳輸電路的共用柵極晶體管和耦合在所述輸入傳輸電路和所述共用柵極晶體管之間的共用源極晶體管；以及反饋網絡，包括耦合在至少一個共用柵極晶體管的柵極和漏極之間的電阻和電容，用于增加至少一個共用柵極晶體管的穩定性。在優選實施例中，每一個共柵共源放大器可以進一步包括第二共用柵極晶體管，耦合在共用柵極晶體管和共用源極晶體管之間。每一個共用柵極晶體管可以包括耦合在其對應的漏極和柵極之間的電阻和電容。在所述輸入傳輸電路和輸出傳輸電路之間可以I禹合有四至十個共柵共源放大器，包括四個和十個。每一個電阻可以具有大約800歐姆的值以及每一個電容可以具有大約IpF的值。每一個電阻可以具有范圍在20歐姆到IOk歐姆之間的值。每一個電容可以具有范圍在.IpF到IOpF之間的值。附圖說明從以下優選實施例和附圖的說明，本領域技術人員將會理解其他的目標、特征和優點，其中圖I示出了現有技術分布式放大器的電路圖；圖2示出了另一現有技術分布式放大器的電路圖；圖3A-C示出了圖I的分布式放大器的共用柵極晶體管的電路圖和分別示出了輸入和輸出反射系數的史密斯圓圖； 圖4示出了分布式放大器的典型參數振蕩的曲線圖；圖5A-B分別示出了在具有不具有與DC-6GHZ分布式放大器的CG晶體管上的柵極串聯的附加穩定電阻的情況下的仿真S參數和CG節點柵電阻的曲線圖；圖6A-B分別示出了在具有和不具DC-6GHZ分布式放大器的CG器件的漏極之間的旁路R-C的情況下的仿真S參數和CG節點柵電阻的曲線圖；圖7示出了根據本專利技術的一個實施例的分布式放大器的電路圖；圖8A示出了圖7的分布式放大器的電路圖，其中分布式放大器包括三個級；圖SB示出了圖7的分布式放大器的另一實施例的電路圖，其中分布式放大器被是三重堆疊的；圖9A-C示出了圖7的分布式放大器的共用柵極晶體管的電路圖和分別示出了在具有和不具有反饋網絡的情況下的輸入和輸出反射系數的史密斯圓圖；圖10A-C分別示出了圖7的分布式放大器的共柵共源放大器的電路圖和示出了輸入和輸出反射系數的史密斯圓圖；圖11示出了在具有和不具有用于DC-6GHZ分布式放大器的反饋網絡的情況下S參數和仿真的CG節點柵極阻抗的曲線圖；圖12A-B示出了在具有和不具有DC-6GHZ分布式放大器的CG晶體管上的反饋網絡的情況下的仿真的S參數的曲線圖；和圖13示出了在具有和不具有DC-6GHZ分布式放大器的CG晶體管上的反饋網絡的情況下的仿真功率的曲線圖。具體實施例方式除了以下公開的實施例或者優選實施例以外，本專利技術能夠具有其他實施例以及能夠以多種方式實現或實施。由此，將要理解，本專利技術在應用時不在如下本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
2011.03.09 US 61/464,7811.ー種具有提高的穩定性的分布式放大器，包括 輸入傳輸電路； 輸出傳輸電路； 至少ー個共柵共源放大器，稱合在所述輸入傳輸電路和輸出傳輸電路之間，姆ー個共柵共源放大器包括耦合到所述輸出傳輸電路的共用柵極配置的晶體管和耦合在所述輸入傳輸電路和所述共用柵極配置的晶體管之間的共用源極配置的晶體管；以及 反饋網絡，包括串聯耦合在至少ー個共用柵極配置的晶體管的柵極和漏極之間的非寄生電阻和電容，用于增加放大器的穩定性。2.如權利要求I的分布式放大器，其中每ー個共用柵極晶體管配置的漏極耦合在一起，以及每ー個共用源極配置的晶體管的柵極耦合在一起。3.如權利要求I的分布式放大器，其中每ー個共柵共源放大器進ー步包括一個或更多個附加的共用柵極晶體管，其直流耦合在每ー個共用柵極配置的晶體管和共用源極配置的晶體管之間。4.如權利要求3的分布式放大器，其中每ー個反饋網絡的電阻和電容包括串聯耦合跨接一個或更多個附加的共用柵極配置的晶體管中的至少ー個的柵極和漏極端子的電阻和電容。5.如權利要求4的分布式放大器,其中姆ー個電阻具有大約800歐姆的值以及姆ー個電容具有大約IpF的值。6.如權利要求4的分布式放大器，其中每ー個電阻具有范圍在20歐姆到IOk歐姆之間的值。7.如權利要求4的分布式放大器，其中每ー個電容具有范圍在.IpF到IOpF之間的值。8.如權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K·貝松，
申請(專利權)人：赫梯特微波公司，
類型：發明
國別省市：