一種新型FET管及由新型FET管組成的分布式放大器的製作方法

2023-07-30 13:04:36

本發明涉及單片微波集成電路技術領域，具體涉及一種新型fet管及由新型fet管組成的分布式放大器。

背景技術：

分布式放大器的主要優勢在於應用在mmic(單片微波集成電路)設計技術領域，在簡單的拓撲電路基礎上，能獲得極寬的工作帶寬，而且其性能對工藝參數的變化相對不敏感，是需求非常廣的一種電路，主要應用在微波測試儀器、通信系統、光學系統中。

目前，分布式放大器的設計方法如下：

圖1為現有技術的分布式放大器電路結構原理圖。其中，核心單元為橢圓虛線標示，由共源極的第一級fet1和共柵極的第二級fet2級聯而成，輸入輸出埠都有電阻電容組成的電路作為負載匹配。

針對其在mmic設計技術中的應用，雖然世界上各大mmic工藝廠商都根據自己的工藝線特點提取出了合適的fet管子模型供選擇使用，但一般選用的常規fet管10的模型基本都是一致的，其柵極、源極、漏極的接口形式如圖2所示。

按照工藝廠商提供的模型接口形式，圖1共源極和共柵極級聯的分布式放大器通常的設計實現方法如圖3所示，共源極的第一級fet1的漏極接口輸出後連接到共柵極的第二級fet2的源極11接口，而源極12接口是空載的，源極11和源極12通過空氣橋13互聯，後續再進行相應的匹配和優化設計，獲得的最終的設計結果。

從圖3中可以看出，按照上述現有的設計方法，共源極的第一級fet1的輸出只連接到了共柵極的第二級fet2源極的一端，第二級fet2源極的另一端是空載的，這就使得共柵極的第二級fet2的管子在接收到第一級fet1輸出的射頻信號時，第二級fet2管的兩個源極11、12埠並不能同時的處理射頻信號，源極12空載的一端要靠另一端源極3通過空氣橋13傳輸過來後，才能開始處理信號，兩個源極11、12埠在處理射頻信號時就存在時間差，在輸出疊加時會引起信號的衰減，宏觀上會表現出射頻信號的增益和功率變小；在分布式放大器中，這樣級聯的單元會有多組，每組在處理射頻信號的過程中都會產生時間差，所有產生的時間差都會帶來信號的衰減，所有級聯單元累積的信號衰減較大，影響了分布式放大器的增益和功率。

技術實現要素：

根據現有技術的不足，本發明提供了一種新型fet管及由新型fet管組成的分布式放大器，以解決目前傳統的級聯分布式放大器在基於工藝廠家提供的fet管模型實現上帶來的弊端，即在級聯的實現上，解決了傳統設計上信號輸入帶來的輸入不平衡性問題，提高了分布式放大器的性能。

本發明的新型fet管，包括u形設計的第一管體和設置在所述第一管體u形開口中間的第二管體，所述第二管體的左右兩側分別與所述第一管體的u形的兩支臂連接，第二管體的上下兩端分別設置有漏極接口和柵極接口，所述第一管體的底部下端設置有源極接口。第二管體與第一管體的u形支臂之間通過摻雜的有源溝道層連接，通過控制柵極接口的電壓值，可以控制漏極接口與源極接口之間的導通或關閉。

本發明的由新型fet管組成的分布式放大器，包括依次連接的射頻信號輸入端、多個第一級fet管、多個第二級fet管和射頻信號輸出端，所述射頻信號輸入端和射頻信號輸出端分別連接有負載匹配；所述第一級fet管採用常規fet管，所述第二級fet管採用新型fet管，射頻信號輸入端連接所述第一級fet管的柵極，第一級fet管的漏極連接第二級fet管的源極，第二級fet管的漏極連接射頻信號輸出端。

本發明的設計原理為：根據新型fet管的模型接口形式，改變了分布式放大器電路級聯單元的互聯方式，第一級fet管與傳統的分布式放大器電路相同，採用常規fet管，第二級fet管採用新型fet管，由於第二級fet管只有一個源極接口，第一級fet管傳輸的射頻信號會直接通過第二級fet管的一個源極傳輸到第二管體的漏極，消除了傳統方式存在的射頻信號時間差問題，不會引起信號的額外衰減，保證了放大器的性能。

本發明的新型fet管及由新型fet管組成的分布式放大器具有如下優點：

(1)通過建立新型fet管模型以及改變fet管級聯方式的改變，保證了第一級fet管的輸出信號同時輸入到第二級fet管第一管體的兩側，確保了第二管體的兩側能同時的處理接收到的信號，從而避免了常規fet管級聯帶來的信號時間差問題；

(2)將現有fet管模型上的空氣橋去除，降低了工藝上的製作難度，極大的增加了管子的可靠性；

(3)通過新模型的設計以及互聯方式的改變，提高了分布式放大器的增益、功率性能。

附圖說明

圖1為現有技術的分布式放大器電路結構原理圖；

圖2為現有技術的常規fet管設計模型圖；

圖3為現有技術的分布式放大器電路設計模型圖；

圖4為本發明的新型fet管設計模型圖；

圖5為本發明的分布式放大器電路設計模型圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例1：

如圖4所示，本實施例公開了一種新型fet管20，包括u形設計的第一管體21和設置在第一管體21的u形開口中間的第二管體22第二管體22的左右兩側分別與第一管體21的u形的兩支臂23連接，第二管體22的上下兩端分別設置有漏極接口24和柵極接口25，第一管體22的底部下端設置有源極接口26。

第二管體22與第一管體21的u形支臂23之間通過pn結等形式連接，通過控制柵極接口25的電壓值，可以控制漏極接口24與源極接口26之間的導通或關閉。

與現有技術的常規fet管10相比，本實施例的新型fet管20的源極接口26隻設置一個，射頻信號通過源極接口26同時傳輸到第一管體21的左右兩個支臂23上，再同時傳輸到第二管體22的左右兩側，不會存在通過空氣橋13傳輸後存在時間差的問題。將現有fet管模型上的空氣橋去除，降低了工藝上的製作難度，極大的增加了管子的可靠性。

實施例2：

如圖5所示，本實施例公開了一種由新型fet管組成的分布式放大器，包括射頻信號輸入端31、多個第一級fet管32、多個第二級fet管33和射頻信號輸出端34，所述射頻信號輸入端31和射頻信號輸出端32分別連接有由電阻和電容組成的匹配電路作為負載匹配35，所述第一級fet管32採用常規fet管10，所述第二級fet管33採用本發明的新型fet管20，射頻信號輸入端31連接所述第一級fet管32的柵極，第一級fet管32的漏極連接第二級fet管33的源極，第二級fet管33的漏極連接射頻信號輸出端34。

本實施例的由新型fet管組成的分布式放大器，第一級fet管32與傳統的分布式放大器電路相同，採用常規fet管10，第二級fet管33採用新型fet管20，由於第二級fet管33的源極26共用一個接口，第一級fet管32的射頻信號會直接輸入到第二級fet管33的源極26，消除了傳統方式通過空氣橋13傳輸存在的射頻信號時間差問題，通過建立新型fet管模型以及改變fet管級聯方式的改變，保證了第一級fet管32的輸出信號同時輸入到第二級fet管33第一管體21的兩側，確保了第二級fet管33能同時的處理接收到的信號，不會引起信號的額外衰減，保證了放大器的性能。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應視為包含在本發明的保護範圍之內。