[发明专利]基于精确谐振回路控制的高效率逆D类堆叠功率放大器

权利要求书

1.基于精确谐振回路控制的高效率逆D类堆叠功率放大器，其特征在于，包括推挽型输入匹配网络、栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络、RC谐振推挽输出匹配网络、第一供电偏置网络和第二供电偏置网络；

所述推挽型输入匹配网络的输入端为整个所述高效率逆D类堆叠功率放大器的输入端，其第一输出端与栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络的第一输入端连接，其第二输出端与栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络的第二输入端连接；

所述RC谐振推挽输出匹配网络的输出端为整个所述高效率逆D类堆叠功率放大器的输出端，其第一输入端与栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络的第一输出端连接，其第二输入端与栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络的第二输出端连接；

所述第一供电偏置网络分别与RC谐振推挽输出匹配网络的第一输入端以及栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络连接，所述第二供电偏置网络分别与RC谐振推挽输出匹配网络的第二输入端以及栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络连接；

所述推挽型输入匹配网络包括第一巴伦电路，所述第一巴伦电路包括接地电阻R₁、接地电阻R₂、接地电阻R₃、微带线TL₁、微带线TL₂和微带线TL₃；

所述微带线TL₁的一端为推挽型输入匹配网络的输入端，其另一端与接地电阻R₃连接；

所述微带线TL₂的一端与接地电阻R₁连接，其另一端与接地电阻R₂连接；

所述微带线TL₃分别与微带线TL₁以及微带线TL₂耦合，所述微带线TL₃的一端依次串联微带线TL₈、电容C₁、微带线TL₉和微带线TL₁₁后作为推挽型输入匹配网络的第一输出端，所述微带线TL₃的另一端依次串联微带线TL₄、电容C₂、微带线TL₅和微带线TL₇后作为推挽型输入匹配网络的第二输出端；

所述微带线TL₉和微带线TL₁₁的连接节点还与开路微带线TL₁₀连接，所述微带线TL₅和微带线TL₇的连接节点还与开路微带线TL₆连接；

所述栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络包括第一路二堆叠功率放大电路和第二路二堆叠功率放大电路，所述第一路二堆叠功率放大电路和第二路二堆叠功率放大电路结构相同；

所述第一路二堆叠功率放大电路包括按照源极-漏极相连堆叠构成的顶层晶体管M₂和底层晶体管M₁；

所述底层晶体管M₁的源极接地，其栅极为栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络的第一输入端，并与第一供电偏置网络连接；

所述顶层晶体管M₂的栅极分别与第一供电偏置网络以及第一栅极补偿电路连接，其栅极和源极之间串联有电容C₅和微带线TL₁₅，其漏极为栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络的第一输出端；所述第一栅极补偿电路包括串联的栅极稳定电阻R₆和补偿接地电容C₆；

所述底层晶体管M₁的漏极和顶层晶体管M₂的源极之间通过微带线TL₁₄连接，所述底层晶体管M₁的漏极与微带线TL₁₄的连接节点还与微带线TL₁₃的一端连接，所述微带线TL₁₃的另一端与接地电容C₄连接；

所述第二路二堆叠功率放大电路包括按照源极-漏极相连堆叠构成的顶层晶体管M₄和底层晶体管M₃；

所述底层晶体管M₃的源极接地，其栅极为栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络的第二输入端，并与第二供电偏置网络连接；

所述顶层晶体管M₄的栅极分别与第二供电偏置网络以及第二栅极补偿电路连接，其栅极和源极之间串联有电容C₉和微带线TL₁₉，其漏极为栅源补偿型二堆叠自偏置推挽功率放大网络的第二输出端；所述第二栅极补偿电路包括串联的栅极稳定电阻R₁₁和补偿接地电容C₁₀；

所述底层晶体管M₃的漏极和顶层晶体管M₄的源极之间通过微带线TL₁₈连接，所述底层晶体管M₃的漏极与微带线TL₁₈的连接节点还与微带线TL₁₇的一端连接，所述微带线TL₁₇的另一端与接地电容C₈连接；

所述RC谐振推挽输出匹配网络包括第二巴伦电路，所述第二巴伦电路包括接地电阻R₁₆、接地电阻R₁₇、接地电阻R₁₈、微带线TL₃₀、微带线TL₃₁和微带线TL₃₂；

所述微带线TL₃₂的一端为RC谐振推挽输出匹配网络的输出端，其另一端与接地电阻R₁₈连接；

所述微带线TL₃₁的一端与接地电阻R₁₆连接，其另一端与接地电阻R₁₇连接；

所述微带线TL₃₀分别与微带线TL₃₁以及微带线TL₃₂耦合，所述微带线TL₃₀的一端依次串联微带线TL₂₄、电容C₁₄、微带线TL₂₃和微带线TL₂₁后作为RC谐振推挽输出匹配网络的第一输入端，所述微带线TL₃₀的另一端依次串联微带线TL₂₉、电容C₁₅、微带线TL₂₈和微带线TL₂₆后作为RC谐振推挽输出匹配网络的第二输入端；

所述微带线TL₂₁和微带线TL₂₃的连接节点还与开路微带线TL₂₂连接，所述微带线TL₂₆和微带线TL₂₈的连接节点还与开路微带线TL₂₇连接；

所述RC谐振推挽输出匹配网络的第一输入端和第二输入端之间还连接有RC谐振电路，所述RC谐振电路包括并联的电阻R₁₉和电容C₁₃；

所述第一供电偏置网络和第二供电偏置网络结构相同；

所述第一供电偏置网络包括第一栅压偏置电路和第一漏压偏置电路；

所述第一栅压偏置电路包括微带线TL₁₂、电阻R₄和接地电容C₃，所述微带线TL₁₂的一端与底层晶体管M₁的栅极连接，其另一端分别与电阻R₄的一端以及栅压偏置电源V_g1连接，所述电阻R₄的另一端与接地电容C₃连接；

所述第一漏压偏置电路包括电阻R₇、接地电阻R₈、电阻R₉、电阻R₁₀、微带线TL₂₀和接地电容C₇，所述电阻R₇的一端与顶层晶体管M₂的栅极连接，其另一端分别与电阻R₉的一端以及接地电阻R₈连接，所述电阻R₉的另一端分别与电阻R₁₀的一端、微带线TL₂₀的一端以及漏压偏置电源V_d1连接，所述电阻R₁₀的另一端与接地电容C₇连接，所述微带线TL₂₀的另一端与RC谐振推挽输出匹配网络的第一输入端连接；

所述第二供电偏置网络包括第二栅压偏置电路和第二漏压偏置电路；

所述第二栅压偏置电路包括微带线TL₁₆、电阻R₅和接地电容C₁₁，所述微带线TL₁₆的一端与底层晶体管M₃的栅极连接，其另一端分别与电阻R₅的一端以及栅压偏置电源V_g2连接，所述电阻R₅的另一端与接地电容C₁₁连接；

所述第二漏压偏置电路包括电阻R₁₂、接地电阻R₁₃、电阻R₁₄、电阻R₁₅、微带线TL₂₅和接地电容C₁₂，所述电阻R₁₂的一端与顶层晶体管M₄的栅极连接，其另一端分别与电阻R₁₄的一端以及接地电阻R₁₃连接，所述电阻R₁₄的另一端分别与电阻R₁₅的一端、微带线TL₂₅的一端以及漏压偏置电源V_d2连接，所述电阻R₁₅的另一端与接地电容C₁₂连接，所述微带线TL₂₅的另一端与RC谐振推挽输出匹配网络的第二输入端连接。