[发明专利]一种有源偏置Cascode射频放大器

说明书

本发明公开了一种有源偏置Cascode射频放大器，包括晶体管模块、负反馈模块、供电模块、稳定电路、有源偏置电路模块、晶体管栅极稳定电路模块和输入匹配网络，输入匹配网络分别与晶体管模块、有源偏置电路模块和负反馈模块连接，有源偏置电路模块分别与供电模块、晶体管栅极稳定电路模块和晶体管模块连接，供电模块、晶体管模块和负反馈模块连接，且通过电容C2连接射频信号输出端，输入匹配网络通过电容C1连接射频信号输入端。有源偏置晶体管动态电阻在工艺或高低温波动下发生变化，从而使Cascode放大器中晶体管的栅极电压发生变化，使Cascode射频放大器静态工作电流趋于稳定，改善Cascode射频放大器性能。

技术领域

本发明涉及射频放大器技术领域，具体涉及一种有源偏置Cascode射频放大器。

背景技术

射频放大器是无线通信应用中必不可少的器件，用于将收发系统输出的已中频调制的射频信号进行功率放大，或将天线接收的小功率射频信号进行低噪声放大，以满足无线通信中各种应用需求。

Cascode(共源共栅)结构具有低噪声系数、高增益、高线性度和高反向隔离等特点，可以有效抑制晶体管米勒效应，减小输出阻抗对放大器性能的影响，因而在放大器设计中广泛应用。

在传统的Cascode射频放大器中，第一级晶体管和第二级晶体管需要单独提供直流电源，供电端口较多，芯片面积较大，制造成本较高，不利于提高芯片集成度。

在传统的Cascode射频放大器中，晶体管偏置电路采用电阻分压，在工艺波动或高低温条件下，电阻分压值不变，而晶体管开启电压和IV特性曲线随工艺波动或温度波动发生变化，造成放大器芯片增益变化较大。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种有源偏置Cascode射频放大器解决了Cascode射频放大器性能较差的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种有源偏置Cascode射频放大器，包括晶体管模块、负反馈模块、供电模块、稳定电路、有源偏置电路模块、晶体管栅极稳定电路模块和输入匹配网络，所述输入匹配网络分别与晶体管模块、有源偏置电路模块和负反馈模块连接，所述有源偏置电路模块分别与供电模块、晶体管栅极稳定电路模块和晶体管模块连接，所述供电模块、晶体管模块和负反馈模块连接，且通过电容C2连接射频信号输出端，所述输入匹配网络通过电容C1连接射频信号输入端。

进一步地：所述输入匹配网络包括电容C3和电感L1，所述电容C3的一端分别与电容C1和电感L1的一端连接，所述电容C3的另一端连接到地，所述电感L1的另一端分别与晶体管模块、有源偏置电路模块和负反馈模块连接。

采用上述进一步方案的有益效果为：输入匹配网络用于放大器输入阻抗匹配。

进一步地：所述晶体管模块包括晶体管Q1和晶体管Q2，所述晶体管Q1的栅极分别与输入匹配网络、有源偏置电路模块和负反馈模块连接，所述晶体管Q1的漏极与晶体管Q2的源极连接，所述晶体管Q1的源极接地，所述晶体管Q2的栅极分别与晶体管栅极稳定电路模块和有源偏置电路模块连接，所述晶体管Q2的漏极分别与负反馈模块和供电模块连接。

采用上述进一步方案的有益效果为：晶体管Q1和晶体管Q2用于放大射频信号。

进一步地：所述负反馈模块包括电阻R1和电容C4，所述电阻R1的一端分别与晶体管模块和供电模块连接，并通过电容C2连接射频信号输出端，所述电阻R1的另一端与电容C4的一端连接，所述电容C4的另一端分别与输入匹配网络、晶体管模块和有源偏置电路模块连接。

采用上述进一步方案的有益效果为：电阻R1决定放大器的增益和带宽，电容C4引入一定的频率依赖性，主要起隔绝直流信号、通过交流信号的作用，同时调节反馈强度和相位，起调节增益平坦度、拓展工作频带、改善输入输出电压驻波比和改善放大器稳定性的作用。