[发明专利]一种基于GaAs Bi-HEMT工艺的可重构宽带放大器

说明书

本发明公开了一种基于GaAs Bi‑HEMT工艺的可重构宽带放大器，属于集成电路技术领域，包括频段可选输入匹配网络、自适应偏置馈电网络、PD控制单元和新型分布式放大网络。本发明采用了Bi‑HEMT工艺，该工艺在单片内集成了HBT和pHEMT，从而实现了最优化的芯片性能；其次，本发明电路具有可重构特性，实现了多频段可选和可动态控制电路的电性能，并可同时实现超宽带、高增益、高线性、高输出功率、较低功耗和较低噪声的特性，且具有很好的电路可靠性；最后，本发明电路具有温度稳定和自适应线性化特性。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种基于GaAs Bi-HEMT工艺的可重构宽带放大器。

背景技术

在半导体行业，可重构芯片由于其灵活性和资源可重复利用等优势，正在逐步兴起。现在市面上出现了很多增益可调的VGA芯片，但是在公开的拓扑电路中，对于频段和电性能同时可调的MMIC放大器芯片并不多见。

对于传统的放大器设计，芯片内多个晶体管往往采用同一种工艺器件，每种工艺都有其独特的优异性能：pHEMT工艺由于具有高电子迁移率，使其具有优异的低噪声特性和出色的功率性能，但是其缺点是线性度较差；HBT工艺具有较高的跨导、优异的电流放大能力和理想的线性度，但是其缺点是噪声特性很差，且具有自热效应。故在采用单一的工艺设计电路时，很难兼顾高增益、高线性度、低噪声和理想功率输出等特性。

如上，由于GaAs材料的导热性能差，HBT晶体管在大功率模式下工作会产生大量的热量，这些热量不会及时散发，会导致晶体管的性能恶化，对放大器的可靠性设计带来巨大挑战，这就是GaAs HBT晶体管的自热效应。所以如果能找到一种方法抑制自热效应，使电路的温度相对稳定，对放大器的性能输出和可靠性都将会是有益的效果。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于GaAs Bi-HEMT工艺的可重构宽带放大器。

本发明的技术方案是：一种基于GaAs Bi-HEMT工艺的可重构宽带放大器包括频段可选输入匹配网络、自适应偏置馈电网络、PD控制单元和新型分布式放大网络；

频段可选输入匹配网络作为可重构宽带放大器的输入端，其输出端与新型分布式放大网络的第一输入端连接；

新型分布式放大网络的输出端作为可重构宽带放大器的输出端；

自适应偏置馈电网络的第一输出端与PD控制单元的输入端连接，其第二输出端与新型分布式放大网络的第二输入端连接；

PD控制单元的第一输出端与新型分布式放大网络的第三输入端连接；PD控制单元的第二输出端与新型分布式放大网络的第四输入端连接；PD控制单元的第三输出端与新型分布式放大网络的第五输入端连接。

进一步地，频段可选输入匹配网络包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C1、电容C32、电容C33、电感L30、电感L31、接地电感L32、接地电感L33、接地电感L34、微带线TL1、微带线TL2、开关管M7、开关管M8和开关管M9；

电容C1的一端作为频段可选输入匹配网络的输入端，其另一端和微带线TL1的一端连接；微带线TL1的另一端分别与开关管M7的漏极、电感L30的一端和电容C32的一端连接；开关管M7的栅极和电阻R15的一端连接；电阻R15的另一端和控制电压Vfcon1连接；开关管M7的源极和接地电感L32连接；电感L30的另一端分别与电容C32的另一端、电感L31的一端、电容C33的一端和开关管M8的漏极连接；开关管M8的栅极和电阻R16的一端连接；电阻R16的另一端和控制电压Vfcon2连接；开关管M8的源极和接地电感L33连接；电感L31的另一端分别与电容C33的另一端、微带线TL2的一端和开关管M9的漏极连接；开关管M9的栅极和电阻R17的一端连接；电阻R17的另一端和控制电压Vfcon3连接；开关管M9的源极和接地电感L34连接；微带线TL2的另一端作为频段可选输入匹配网络的输出端。