[发明专利]石墨烯分布式放大器

说明书

技术领域

本发明涉及分布式放大器技术领域，具体涉及一种石墨烯分布式放大器。

背景技术

人们早已认识到可以通过分布式放大器获取宽带幅的增益。目前的分布式放大器中均采用硅基器件。

新兴材料石墨烯由于其具有超高载流子迁移率特性，使得它成为高频电子器件的候选材料。然而，由于石墨烯是一种无带隙材料，石墨烯场效应晶体管(Graphene Field Effect Transistors，GFETs组成的微波放大器很难为50Ω标准负载提供理想增益。因此亟需提出一种石墨烯分布式放大器(Graphene Distributed Amplifier，GDA)结构来开发利用GFETs的放大能力。

发明内容

本发明旨在提出一种石墨烯分布式放大器(GDA)结构来开发利用石墨烯场效应晶体管(GFETs)的放大能力。

有鉴于此，根据本发明实施例的石墨烯分布式放大器，包括：栅传输线，所述栅传输线的第一端为所述石墨烯分布式放大器的输入端，所述栅传输线的第二端接栅极直流偏压，所述栅传输线的第一端和第二端分别设有第一LC匹配单元和第二LC匹配单元；漏传输线，所述漏传输线的第一端接漏极直流偏压，所述漏传输线的第二端为所述石墨烯分布式放大器的输出端，所述漏传输线的第一端和第二端分别设有第三LC匹配单元和第四LC匹配单元；以及多个相同的、顺次排列的石墨烯场效应管，其中，所有所述石墨烯场效应管的源极分别接地，所有所述石墨烯场效应管的栅极分别连接到栅传输线上然后分别经过栅侧线电容接地，相邻两个石墨烯场效应管的两个栅极之间设有栅传输线电感，所有所述石墨烯场效应管的漏极分别连接到漏传输线上然后分别经过漏侧线电容接地，相邻两个石墨烯场效应管的两个漏极之间设有漏传输线电感。

根据本发明实施例的石墨烯分布式放大器的性能优于单个放大器的性能,提高了带宽。并且，由于该石墨烯分布式放大器采用叠加思想而传统的非叠乘思想，放大器的输出电压与放大器级数成正比，使得石墨烯放大器易于获得增益。

在本发明的一个实施例中，所述石墨烯分布式放大器的输入电压不变时，输出电压与所述石墨烯场效应管的数目成正比。

在本发明的一个实施例中，所述第一LC匹配单元、第二LC匹配单元、第三LC匹配单元和第四LC匹配单元均由电容和电感组成，用于消除电路中的不稳定性。

在本发明的一个实施例中，所述输入端与所述第一LC匹配单元之间设有用于阻直流的第一电感，所述输出端与所述第一LC匹配单元之间设有用于阻直流的第二电感。

附图说明

图1是本发明实施例的石墨烯分布式放大器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明实施例的石墨烯分布式放大器，如图1所示包括：栅传输线(Gate Transmission Line)、漏传输线(Drain Transmission Line)，以及多个相同的石墨烯场效应管。

其中，栅传输线的第一端(图中为左端)为石墨烯分布式放大器的输入端(Input)，栅传输线的第二端(图中为右端)接栅极直流偏压(Gate Bias)，栅传输线的第一端和第二端(图中为左右两端)分别设有第一LC匹配单元(Matching Section 1，MS1)和第二LC匹配单元(Matching Section 2，MS2)。

其中，漏传输线的第一端(图中为左端)接漏极直流偏压(Drain Bias)，漏传输线的第二端(图中为右端)为石墨烯分布式放大器的输出端(Output)。漏传输线的第一端和第二端(图中为左右两端)分别设有第三LC匹配单元(Matching Section 3，MS3)和第四LC匹配单元(Matching Section 4，MS4)。