[发明专利]一种分布式放大器

说明书

本发明公开了一种分布式放大器，包括：信号输入单元、输入传输线负载单元、信号输出单元、输出传输线负载单元、工作电压提供单元及至少两个级联的信号放大单元。在每一个信号放大单元中：其信号输入端用于接收经信号输入单元传入的待放大的信号以及接收经输入传输线负载单元传入的第一电压；其信号输出端用于向信号输出单元输出被放大的信号以及接收经输出传输线负载单元传入的第二电压；其控制端用于接收经工作电压提供单元传入的第三电压；第一电压、第二电压和第三电压设置成使信号放大单元工作在放大模式；其中，在每两级信号放大单元的输出端之间的输出传输线上并联有第一电阻，以增强分布式放大器的稳定性。

技术领域

本发明涉及宽带放大器技术领域，尤其涉及一种分布式放大器。

背景技术

随着全球科技的迅猛发展，宽带系统在通信方面具有高隐蔽性、覆盖频率范围广、高传输率，强穿透能力以及便于一体化等优点，因此其被广泛的应用。宽带放大器是微波收发组件的重要器件，可用作接收支路的低噪声放大器和发射支路的驱动放大器，其性能直接影响了整个射频前端的质量。

宽带放大器主要包括平衡放大器、反馈放大器以及分布式放大器。其中，分布式放大器以其能够实现更宽带宽的优点而被广泛的使用。图1为现有的分布式放大器电路结构示意图。如图1所示，该分布式放大器包括一输入传输线101、一输出传输线102、一组并联的共源晶体管103、第一电容104、第二电容105、第三电容106及第四电容107。该分布式放大器的基本工作原理是：把共源晶体管103的寄生栅源电容和寄生漏源电容分别作为集总器件置于输入传输线101和输出传输线102中，与输入传输线101和输出传输线102上的电感(包括寄生电感)构成两条人工传输线。当电路的源阻抗和输入传输线101的特性阻抗匹配以及负载阻抗和输出传输线102的特性阻抗匹配时，输入信号就等效于在一个无频率上限的理想均匀传输线上以行波的方式传播。因此，分布式放大器可实现很宽的带宽。当设计合理时，输入信号经过各个晶体管逐次放大后，并在输出传输线102上叠加，从而使得输入信号进行放大后在漏极输出。

图1的分布式放大器的增益和带宽已不能满足现在宽带系统对它的要求。图2为现有的级联式拓扑结构分布式放大器的电路结构示意图。如图2所示，现有技术通过级联式拓扑结构代替图1中的分布式结构来实现高增益和宽频带特性。该级联式拓扑结构分布式放大器包括一输入传输线201、一输出传输线202、一组并联的共源共栅放大器203、第一电容204、第二电容205、第三电容206及第四电容207。级联式拓扑结构通过共源共栅放大器203增加了整体电路的增益和带宽，同时提高了电路的反向隔离，获得更低的噪声系数，并且能够减小第一级器件的弥勒效益。

图2的级联式拓扑结构分布式放大器在提高增益和带宽的同时，存在一个明显的缺陷,即，由于共栅结构第二级晶体管的漏极与栅极之间的电容形成了一个负反馈回路，整体电路的带内稳定性会因此而下降，容易使电路产生自激现象。而放大器的稳定性是收发组件关键的特性，当放大器出现振荡或者是有振荡的可能性，整个收发组件都会存在不稳定性，从而产生各种问题。

现有技术中提高整体电路的带内稳定性的方案主要有两种。第一种方案是在图2的共栅晶体管的栅极增加电阻以抵消存在的负阻效益，以提高稳定性，但是会牺牲整个放大器的增益。第二种方案是在两级晶体管的连接线之间加入旁路电阻电容，但是该方案仍然以降低增益来获得稳定性。

综上，现有技术的不足在于：以牺牲整个放大器的增益来提高其带内稳定性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新的分布式放大器，包括：

信号输入单元，其连接在输入传输线的第一端，用于传入待放大的信号；

输入传输线负载单元，其连接在所述输入传输线的第二端，用于传入第二电压；

信号输出单元，其连接在输出传输线的第一端，用于输出被放大的信号；