1.本实用新型涉及一种宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块。
背景技术：
2.功率放大器是无线通信系统，特别是基站中的关键部件之一。除有线电视广播基站外，民用和军用通信系统设备的广泛使用增加了对工作于vhf(30mhz～300mhz)和uhf(300～3000mhz)频段功率放大器的需求。
3.氮化镓材料由于其低寄生电容和高效率，被广泛用于需要高功率和高宽带范围的应用中。基于氮化镓基的功率放大器模块在击穿电压、热导率、功率密度等方面都具有显著优点。
4.但受限于匹配的电容器和电感器组，现有提高带宽的技术往往会降低功率放大器模块的效率和线性度。
技术实现要素：
5.本实用新型的目的是为了解决现有提高带宽的技术会降低功率放大器模块的效率和线性度的问题，而提供一种宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块。
6.本实用新型宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块包括两个氮化镓功率管、两个宽带巴伦器、扼流电感和直流偏置电路，其中两个氮化镓功率管采用推挽配置(输出)形成功率放大电路，第一宽带巴伦器的两个差分端分别与两个氮化镓功率管的输入端相连，两个氮化镓功率管的输出端分别与第二宽带巴伦器的差分端连接，直流偏置电路为功率放大电路提供直流偏置，扼流电感连接在直流偏置电路与功率放大电路之间。
7.本实用新型宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块是基于并联反馈和推挽配置的氮化镓基功率放大器模块，在整个通带内(30-520mhz)具有高而平坦的功率增益、高效率和优秀的线性度；ab类推挽配置使放大器模块获得了大于40％的功率附加效率和大于20w的功率输出。
附图说明
8.图1为本实用新型宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块的结构示意图；
9.图2为氮化镓功率放大器的并联反馈配置示意图；
10.图3为实施例中氮化镓基功率放大器模块的增益和效率测试图，其中
◆
代表功率附加效率(％)，
●
代表1db功率压缩点(dbm)，
▲
代表饱和功率(dbm)，
■
代表增益(db)。
具体实施方式
11.具体实施方式一：本实施方式宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块包括两个氮化镓功率管4、两个宽带巴伦器、扼流电感1和直流偏置电路6，其中两个氮化镓功
率管4采用推挽配置(输出)形成功率放大电路2，第一宽带巴伦器3的两个差分端分别与两个氮化镓功率管4的输入端相连，两个氮化镓功率管4的输出端分别与第二宽带巴伦器5的差分端连接，直流偏置电路6为功率放大电路2提供直流偏置，扼流电感1连接在直流偏置电路6与功率放大电路2之间。
12.本实施方式中的扼流电感1为磁芯上镀有搪瓷铜的扼流圈装置，在低频宽带范围内获得低插入损耗和高平坦度。
13.具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是两个氮化镓功率管4、两个宽带巴伦器、扼流电感1和直流偏置电路6安装在同一片pcb基板上。
14.具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是pcb基板为30mil厚的ro4350b基板。
15.具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是第一宽带巴伦器3和第二宽带巴伦器5均采用1:1的阻抗变换比。
16.具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是所述的氮化镓功率管4由0.25μm制程的gan基hemt工艺制造。
17.实施例：本实施例宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块包括两个氮化镓功率管4、两个宽带巴伦器3和5、扼流电感1和直流偏置电路6，其中两个氮化镓功率管4采用推挽配置形成功率放大电路2，第一宽带巴伦器3的两个差分端分别与两个氮化镓功率管4的输入端相连，两个氮化镓功率管4的输出端分别与第二宽带巴伦器5的差分端连接，直流偏置电路6为功率放大电路2提供13v或28v的漏极直流偏置和-1.7v的栅极直流偏置，用于为推挽配置的氮化镓功率管提供工作电压，并起到稳定电路的作用，扼流电感1连接在直流偏置电路6与功率放大电路2之间，扼流电感1用于偏置电路直流信号与交流信号的隔离。
18.本实施例在第一宽带巴伦器3的输入端连接有前置驱动放大器7。
19.本实施例所述氮化镓功率管均为gan hemt工艺制造的采用并联反馈的内匹配封装功率管，每个氮化镓功率管对外呈现25欧姆阻抗，用于对30-520mhz频段内的所有射频信号进行放大。所述第一宽带巴伦器3和第二宽带巴伦器5分别位于输入端和输出端，宽带巴伦器均采用1:1的阻抗变换比，用于将每个单独支路的25欧姆阻抗匹配到端口的50欧姆阻抗。
20.本实施例并联反馈配置示意图如图2所示，氮化镓功率管输入匹配网络用于抵消功率管输入电容c
in
，同时提供输入阻抗到25欧姆的阻抗变换；输出匹配网络用于抵消功率管输出电容co，同时提供输出阻抗到25欧姆的阻抗变换；所述并联反馈电路由cf(并联反馈电容)、rf(并联反馈电阻)组成，cy(寄生电容)、c
in
、co及其寄生电阻构成氮化镓功率管的三个时间常数，为氮化镓功率放大器模块带来了更为平坦的宽带增益和高线性度。
21.根据图3可知，本实施例宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块在整个通带内(30-520mhz)具有高而平坦的功率增益、高效率和优秀的线性度。
技术特征：
1.宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块，其特征在于该宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块包括两个氮化镓功率管(4)、两个宽带巴伦器、扼流电感(1)和直流偏置电路(6)，其中两个氮化镓功率管(4)采用推挽配置形成功率放大电路(2)，第一宽带巴伦器(3)的两个差分端分别与两个氮化镓功率管(4)的输入端相连，两个氮化镓功率管(4)的输出端分别与第二宽带巴伦器(5)的差分端连接，直流偏置电路(6)为功率放大电路(2)提供直流偏置，扼流电感(1)连接在直流偏置电路(6)与功率放大电路(2)之间。2.根据权利要求1所述的宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块，其特征在于两个氮化镓功率管(4)、两个宽带巴伦器、扼流电感(1)和直流偏置电路(6)安装在同一片pcb基板上。3.根据权利要求2所述的宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块，其特征在于pcb基板为30mil厚的ro4350b基板。4.根据权利要求1所述的宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块，其特征在于第一宽带巴伦器(3)和第二宽带巴伦器(5)均采用1:1的阻抗变换比。5.根据权利要求1所述的宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块，其特征在于所述的氮化镓功率管(4)由0.25μm制程的gan基hemt工艺制造。
技术总结
宽带高效率高线性度的氮化镓基功率放大器模块，它为了解决现有提高带宽的技术会降低功率放大器模块的效率和线性度的问题。本实用新型氮化镓基功率放大器模块包括两个氮化镓功率管、两个宽带巴伦器、扼流电感和直流偏置电路，其中两个氮化镓功率管采用推挽配置形成功率放大电路，第一宽带巴伦器的两个差分端分别与两个氮化镓功率管的输入端相连，两个氮化镓功率管的输出端分别与第二宽带巴伦器的差分端连接，直流偏置电路为功率放大电路提供直流偏置，扼流电感连接在直流偏置电路与功率放大电路之间。本实用新型氮化镓基功率放大器模块能够在整个通带内具有高而平坦的功率增益、高效率和优秀的线性度。高效率和优秀的线性度。高效率和优秀的线性度。
技术研发人员：王琮 谭笑
受保护的技术使用者：青岛晶芯半导体有限公司
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/2/22
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