[发明专利]具有提高的稳定性的分布式放大器

说明书

相关申请

根据35U.S.C.§§119，120，363，365和37C.F.R.§1.55和§1.78，本申请在此要求2011年3月9日提交的美国临时申请61/464,781的优先权和权益，通过引用将其并入本文。

技术领域

本发明涉及一种改进的分布式放大器。

背景技术

传统的分布式放大器是工业中众所周知的拓扑，是已得到证明的构造宽带放大器的方式。GaAs衬底上的分布式放大器的典型带宽可以处于千赫兹到毫米波频率的数量级。共栅共源分布式放大器被广泛地认为是与非共栅共源分布式放大器相比提高增益和带宽的方法。

通过将晶体管的寄生效应合并到器件之间的匹配网络中，由此实现分布式放大器的优点。器件的输入和输出电容可以分别与栅极和漏极线路电感相结合，从而使得传输线几乎透明，排除了传输线损耗。通过这样做，放大器的增益可以仅仅由器件的跨导所限制，而不被与器件相关联的寄生效应所限制。上述情况只有在栅极线行进的信号与在漏极线行进的信号同相，由此使得每一个晶体管的输出电压与先前的晶体管输出同相叠加时才成立。传送到输出的信号将结构性地发生干扰，由此使得所述信号沿着漏极线变强。由于这些信号不是同相的，因此任何相反的波都将破坏性地发生干扰。栅极线终端被包括以吸收没有耦合到晶体管栅极的任何信号。漏极线终端被包括以吸收可能破坏性地干扰输出信号的任何相反行波。

放大器的稳定性对保持电路的预定状态是关键性的。如果放大器表现出振荡或者具有振荡的可能性，那么就会出现各种问题。由于振荡导致的问题可以从偏置状态的波动到电路自毁等等。

参数振荡是一种振荡类型，其通常仅仅发生在特定RF功率水平被施加到放大器时，即，在放大器呈现稳定的静态或者小信号的状态下。

现有的稳定方法在防止参数振荡方面不是有益的。例如，在共栅共源分布式放大器中，存在共用栅极(CG)器件的栅极上的电容，其用于消除Miller电容(纯粹的共用源极(CS)放大器包含该Miller电容)。其通过理论上在CG器件的栅极节点处形成RF短路而消除Miller电容。在许多情况下，该电容被减小到较小的值(～0.5pF)以调节共栅共源电路用于提高功率性能。该电容可能需要电阻以使网络De-Q化，以使得它不会振荡。从额定值(例如5欧姆)增加该电阻的值是一种提高电路稳定性的常见方法。然而，该方法可能损害性能(即，提供少得多的带宽)，和其可能对参数振荡稳定性没有帮助。

使共栅共源分布式放大器的CG器件稳定的另一现有方法是以连接在CG器件的漏极之间的旁路电阻-电容(R-C)的形式引入漏极可见的损耗。然而，该方法没有提供参数振荡的明显降低。例如，CG栅电阻可能实际上变得负得更多，同时进一步降低了放大器的增益。

发明内容

因此，本发明的一个目标在于提供减小或者消除参数振荡的分布式放大器。

本发明的另一个目标是提供增益没有显著降低的上述分布式放大器。

本发明的另一个目标是提供带宽没有显著减小的上述分布式放大器。

本发明源于实现可以减小或者消除分布式放大器中的参数振荡，在一个实施例中，通过反馈网络来实现参数振荡的减小或者消除，所述反馈网络包括串联耦合在至少其中一个放大器的共用栅极配置的晶体管的栅极和漏极之间的非寄生电阻和电容。

然而，在其他实施例中，本发明不必实现所有的目标，而权利要求也不应被限制于能够实现这些目的的结构或者方法。

在一个实施例中，具有提高的稳定性的分布式放大器包括输入传输电路；输出传输电路；至少一个共栅共源放大器，耦合在所述输入传输电路和输出传输电路之间，每一个共栅共源放大器包括耦合到所述输出传输电路的共用栅极配置的晶体管和耦合在所述输入传输电路和所述共用栅极配置的晶体管之间的共用源极配置的晶体管；以及反馈网络，包括串联耦合在至少一个共用栅极配置的晶体管的栅极和漏极之间的非寄生电阻和电容，用于增加放大器的稳定性。