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5~12GHz新型復(fù)合管寬帶功率放大器設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-12-15 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要 利用一種新型HBT復(fù)合晶體管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款功率放大器,有效抑制了HBT的大信號(hào)Kink效應(yīng)。采用微波仿真軟件AWR對(duì)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和仿真,結(jié)果顯示,在5~ 頻帶內(nèi),復(fù)合晶體管結(jié)構(gòu)的輸出阻抗值更穩(wěn)定,帶寬得到有效擴(kuò)展,最高增益達(dá)到11 dB,帶內(nèi)波動(dòng)0.5 dB,在9 工作頻率時(shí),其1 dB壓縮點(diǎn)處的輸出功率為26 dBm。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/187687.htm

關(guān)鍵詞 匹配;Kink效應(yīng);GaAs HBT;復(fù)合晶體管



隨著無(wú)線通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展,對(duì)高靈敏度、大動(dòng)態(tài)范圍、高效率的寬帶放大器的需求也越來(lái)越大,從某種意義上講,寬帶放大器性能的好壞直接決定著微波系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。然而在寬帶放大器的設(shè)計(jì)過(guò)程中,砷化鎵異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(HBT)共發(fā)組態(tài)工作模式下的輸出反射系數(shù)S22,在某一頻率將會(huì)出現(xiàn)Kink 效應(yīng),因此采用HBT實(shí)現(xiàn)寬帶放大器時(shí),會(huì)給工作頻帶跨越Kink點(diǎn)的寬帶輸出匹配設(shè)計(jì)帶來(lái)難題。目前,有效擴(kuò)展帶寬的方法有反比例級(jí)聯(lián)、并聯(lián)峰值、電容峰值、分布式放大器和fT倍頻器技術(shù)等。但這些方法都會(huì)不同程度地增加電路的復(fù)


雜度,需要占用更多的芯片面積。本文使用一種改善HBT Kink效應(yīng)的復(fù)合晶體管結(jié)構(gòu)來(lái)擴(kuò)展放大器的帶寬,簡(jiǎn)化寬帶輸出匹配的設(shè)計(jì)。


自Shey-Shi Lu,Yo-Sheng Lin等人提出HBT的Kink效應(yīng)以來(lái),關(guān)于該現(xiàn)象的小信號(hào)理論分析日臻成熟。文獻(xiàn)提出一種基于負(fù)反饋技術(shù)的新型HBT復(fù)合晶體管結(jié)構(gòu),能夠有效消除 HBT的小信號(hào)Kink效應(yīng)。但是有關(guān)于該現(xiàn)象的大信號(hào)研究較為罕見(jiàn)。


文中首先基于AWR軟件研究HBT的大信號(hào)Kink效應(yīng),其次分別采用新型HBT和普通HBT管(以下分別簡(jiǎn)稱、普通管)來(lái)完成兩款寬帶功率放大器的設(shè)計(jì)。通過(guò)軟件仿真,結(jié)果表明:該新型HBT復(fù)合晶體管不但可以有效消除HBT的大信號(hào)Kink效應(yīng),而且還明顯擴(kuò)展放大器的帶寬,提高增益帶寬積,簡(jiǎn)化輸出端的阻抗匹配設(shè)計(jì)。



1 新型HBT復(fù)合晶體管大信號(hào)特性


1.1 HBT的小信號(hào)Kink效應(yīng)


隨著頻率的升高,晶體管自身寄生電容Cce,Cbe,Cbc等對(duì)器件性能的影響明顯增加,使得HBT共發(fā)組態(tài)工作模式下的輸出反射系數(shù)S22在某一頻率處出現(xiàn)一拐點(diǎn),這種現(xiàn)象稱為Kink效應(yīng),如圖1所示。另外隨著器件尺寸的增加,Kink效應(yīng)有增強(qiáng)的趨勢(shì)。


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關(guān)鍵詞: GHz 12 復(fù)合管 寬帶

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