[发明专利]一种基于500nm GaAs pHEMT工艺的超宽带双向放大器

说明书

本发明公开了一种基于500nm GaAs pHEMT工艺的超宽带双向放大器，该放大器包括用于实现宽频带且低噪声匹配的低噪声放大器，用于实现宽频带且最大功率匹配的功率放大器，单刀双掷开关A和单刀双掷开关B，并超宽带双向放大器的开关管两端分别设置有相同的5V正压控制开关单元。这种基于500nm GaAs pHEMT工艺的超宽带双向放大器能够实现超宽带的同时又高频覆盖至10.6GHz，并且具有Rx路LNA放大器和Tx路PA放大器优异的性能。此外设置在两端的5V正压控制开关单元将负压控制的开关管变为正压控制，使用更加方便。

技术领域

本发明涉及双向放大器技术领域，具体涉及一种基于500nm GaAs pHEMT工艺的超宽带双向放大器。

背景技术

在半导体材料外延技术不断进步的推动下，近年来，芯片集成电路也随之快速发展。硅(Si)、锗硅(SiGe)、砷化镓(GaAs)等材料常被用于芯片制作，传统的放大器一般基于Si基CMOS工艺制作。然而，基于Si基CMOS工艺制作的低噪声放大器、功率放大器等收发系统中的常用组件在噪声、功率等指标性能上却存在不足。基于GaAs pHEMT工艺的放大器芯片研究已成为焦点，推动了放大器在超宽带系统中的应用。500nm GaAs pHEMT工艺虽然成本低，但是此工艺截至频率较低，对于设计实现高频覆盖的双向放大器芯片将十分困难，在高频覆盖的同时还要实现超宽带将更加困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于500nm GaAs pHEMT工艺的超宽带双向放大器，实现高频覆盖至10.6GHz的同时具有超宽带，并获得Rx路LNA放大器和Tx路PA放大器优异的性能。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于500nm GaAs pHEMT工艺的超宽带双向放大器，包括低噪声放大器、功率放大器、单刀双掷开关A和单刀双掷开关B；低噪声放大器包括信号输入端Rx_input和信号输出端Rx_output，用于实现宽频带且低噪声匹配；功率放大器包括输入端Tx_input和信号输出端Tx_output，用于实现宽频带且最大功率匹配；当单刀双掷开关A选择信号输入端Rx_input，单刀双掷开关B选择信号输出端Rx_output时，信号从信号输入端Rx_input输入低噪声放大器，经过拓宽频带和降低噪声处理后从信号输出端Rx_output输出；当单刀双掷开关B选择信号输入端Tx_input，单刀双掷开关B选择信号输出端Tx_output时，信号从信号输入端Tx_input输入功率放大器，经过拓宽频带和增大功率处理后从信号输出端Tx_output输出。

作为对本发明的进一步描述，低噪声放大器包括输入匹配单元1、输出匹配单元1、晶体管M8和晶体管M9；信号输入低噪声放大器依次经过输入匹配单元1、晶体管M9、晶体管M8和输出匹配单元1后输出低噪声放大器；功率放大器包括输入匹配单元2、输出匹配单元2、晶体管M5、级间匹配单元、电容C10、晶体管组；信号输入功率放大器后依次经过输入匹配单元2、晶体管M5、级间匹配单元、电容C10、晶体管组和输出匹配单元2后输出功率放大器。

作为对本发明的进一步描述，低噪声放大器还包括偏置电路1、偏置电路2、偏置电路3、反馈单元1和电容C16；偏执电路1连接晶体管M8的漏极，用于为晶体管M8供电；偏置电路2连接晶体管M9的栅极，用于为晶体管M9供电；偏置电路3连接晶体管M8的栅极用于为晶体管M8供电，并与电容C16连接后接地；反馈单元1的一端连接晶体管M9的栅极，另一端连接晶体管M8的漏极，用于提升晶体管M8、晶体管M9的稳定性和增益平坦度。