[发明专利]一种差分放大器

说明书

一种差分放大器，包括前级驱动级(106)、输入巴伦(101)、匹配网络(102)、差分管对(103)、偏置网络(104)和输出巴伦(105)；前级驱动级(106)输出端与输入巴伦(101)输入端(203)相连；输入巴伦(101)输出端(205)与匹配网络(102)输入端相连，匹配网络(102)输出端与差分管对(103)输入端和偏置网络(104)相连，差分管对(103)输出端与输出巴伦(105)相连；输入巴伦(101)为单匝叠层变压器；输出巴伦(105)为平面内全框外半框变压器。该差分放大器的输入巴伦采用单匝叠层变压器，输出巴伦采用内全框外半框结构，使差分放大器占用空间小、损耗低、工作频率高、功放效率高。

技术领域

本发明涉及放大器技术领域，特别是涉及一种差分放大器。

背景技术

差分放大器因为其能抑制共模信号、减少偶次谐波分量、抑制奇模振荡等诸多优势，在硅(Si)基电路，例如互补金属氧化半导体场效应晶体管(Complementary MetalOxide Semiconductor，CMOS)中得到了广泛的应用。作为第三代半导体的代表，氮化镓(GaN)器件具有高压、高频、大功率密度等优势，因此基于GaN器件的差分放大器能突破硅基电路中功率输出的限制。

然而，现有的基于GaN器件的差分放大器，依然存在占用空间大、损耗高、工作频率低、功放效率低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种占用空间小、损耗低、工作频率高、功放效率高的差分放大器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种差分放大器，包括输入巴伦、匹配网络、差分管对、偏置网络和输出巴伦；所述输入巴伦的输入端与前级驱动级的输出端相连；所述输入巴伦的输出端与所述匹配网络的输入端相连，所述匹配网络的输出端与所述差分管对的输入端相连，所述匹配网络的输出端还与所述偏置网络相连，所述差分管对的输出端与所述输出巴伦相连；所述输入巴伦为单匝叠层变压器，所述输出巴伦为平面内全框外半框变压器。

可选的，所述输入巴伦由上层金属环和下层金属环重叠构成；所述上层金属环和所述下层金属环均是由水平单层金属片构成；所述上层金属环和所述下层金属环均留有一个断口；从所述上层金属环的断口处延伸出单端输入端和输入巴伦接地端，所述单端输入端与所述前级驱动级的输出端相连，所述输入巴伦接地端接地；从所述下层金属环的断口处延伸出两个差分输出端，所述两个差分输出端与两个匹配网络对应相连，所述下层金属环还包括输入巴伦中心抽头，所述输入巴伦中心抽头接地；所述上层金属环的输入巴伦接地端与所述下层金属环的输入巴伦中心抽头通过输入巴伦通孔连接。

可选的，所述输出巴伦包括上层金属片和下层金属片；所述上层金属片为内全框外半框结构；所述上层金属片的内全框留有一个断口，从所述上层金属片的内全框的断口处延伸出两个差分输入端，所述两个差分输入端与所述差分管对的两个输出端相连；所述上层金属片的内全框两侧延伸出两个电容端，所述两个电容端与所述下层金属片之间形成两个电容结构；所述上层金属片的外半框向外延伸出三个端口，分别为输出端、电容接地端和输出巴伦接地端；所述输出端用于信号输出；所述电容接地端与所述下层金属片之间形成电容结构，并且通过所述上层金属片接地；所述输出巴伦接地端接地；所述下层金属片为内全框结构，所述下层金属片还包括一输出巴伦中心抽头，所述输出巴伦中心抽头通过所述上层金属片与直流偏置端相连；所述下层金属片的内全框结构与所述上层金属片的内全框结构重叠在一起；所述上层金属片与所述下层金属片通过通孔连接，所述输出巴伦包括5个输出巴伦通孔，位置分别在：所述两个差分输入端与所述上层金属片的内全框两个连接处、所述输出巴伦中心抽头与所述下层金属片的内全框的连接处、所述输出巴伦中心抽头与所述直流偏置端的连接处、所述电容接地端与所述下层金属片的连接处。

可选的，所述输出巴伦中心抽头通入直流电，直流电在所述输出巴伦中心抽头与所述下层金属片的内全框的连接处分流，沿所述下层金属片的内全框流动，分别在所述两个差分输入端流出。