一种具有行波传输匹配网络宽带放大器的设计

摘要

随着信息技术、计算机网络及其它数据传输服务的飞速发展，长距离光纤传输系统对通信容量和系统扩展需求日益增长，人们对光纤宽带的利用越来越多，宽带放大器在无线通信、移动电话、卫星通信网、全球定位系统等领域具有巨大市场。另外，在电子战和光传输系统等应用领域，宽带放大器一直占有重要的地位。因此，研究提高宽带放大器带宽的方法已经成为MMIC领域的一个热点问题。
　　 本文采用了2μm截止频率为29.5GHz的InGaP/GaAs HBT晶体管工艺，设计了一款具有行波传输匹配网络的宽带放大器，该放大器由三级电路结构组成。输入级由具有行波传输匹配网络的共集电极输入缓冲组成，行波传输匹配网络可以获得良好的输入匹配特性并且提高增益带宽积；放大级由具有高频损耗补偿电路的共射共基放大器组成，高频损耗补偿电路可以补偿高频增益从而提高增益带宽积；输出级由具有RC补偿网络的共集电极输出缓冲组成，RC补偿网络使得该宽带放大器在获得较好驱动能力的同时具有良好的输出匹配特性以及拓展带宽。
　　 本文设计的一款具有行波传输匹配网络的宽带放大器在3.3V的工作电压下，可在40MHz-22GHz频率范围内获得良好的输入输出匹配，其带宽范围几乎接近于晶体管的特征频率，输入输出反射系数S11和S22稳定在-10dB以下，功率增益在7.5dB左右，且该放大器的直流功耗仅为20mW左右。