实现L波段器件50Ω阻抗匹配的方法

摘要

本发明公开了一种实现L波段器件50Ω阻抗匹配的方法，涉及L波段器件匹配电路技术领域。所述方法包括如下步骤：在L波段器件的封装壳体内采用介电常数为30‑50的陶瓷基片作为衬底材料，通过T型网络将芯片的虚部阻抗抵消，实部阻抗提高到5Ω‑8Ω，然后采用多枝节阻抗匹配网络匹配到50Ω，实现器件的阻抗匹配。所述方法采用高介电常数的陶瓷基片制作多枝节匹配电路，通过阻抗匹配将器件输入输出阻抗变换提升到50Ω，显著缩小器件内匹配电路尺寸。

说明书

技术领域

本发明涉及L波段器件匹配电路技术领域，尤其涉及一种实现L波段器件50Ω阻抗匹配的方法。

背景技术

目前常规L波段器件为非内匹配器件，将功率管芯直接封装在金属陶瓷管壳内，在使用时需增加外匹配电路将器件的输入输出阻抗变换到50Ω，之后才能应用于固态功率放大器等组件产品的50Ω系统，器件实现性能主要依靠外匹配电路实现。而目前研发成功的L波段器件覆盖GaAs和GaN两类半导体材料，器件的工作频率覆盖L波段1.0GHz~2.0GHz内的典型应用频段，其中GaAs器件的输出功率范围为8W~25W，GaN器件的输出功率范围为25W~80W。由于L波段波长较大且大栅宽GaAs和GaN功率器件的输出输出阻抗较低，使L波段器件应用时外匹配电路尺寸较大，通常采用的牺牲器件部分性能换取外匹配电路尺寸减小的方法局限性较大，不能满足固态功率放大器等组件产品同时实现高性能、小型化、轻重量的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可显著缩小器件内匹配电路尺寸的L波段器件50Ω阻抗匹配的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种实现L波段器件50Ω阻抗匹配的方法，其特征在于包括如下步骤：

在L波段器件的封装壳体内采用介电常数为30-50的陶瓷基片作为衬底材料，通过T型网络将被封装芯片的虚部阻抗抵消，实部阻抗提高到5Ω-8Ω，然后采用多枝节阻抗匹配网络将器件输入输出阻抗变换提升到50Ω，实现器件的阻抗匹配。

进一步的技术方案在于：T型网络中的电感L用键合金丝实现。

进一步的技术方案在于：T型网络中的电容Ｃ采用介电常数30-100的陶瓷基片实现。

进一步的技术方案在于：多枝节阻抗匹配网络采用介电常数30-50，厚度为0.5mm的陶瓷基片实现，中间带平衡电阻。

进一步的技术方案在于：在多枝节阻抗匹配网络的微带线旁边制作调节用的调节块，调节微带线的性能。

进一步的技术方案在于：采用平行封焊工艺对L波段器件的封装壳体进行封口。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过所述方法在器件的封装外壳内制作L波段器件的内匹配电路，通过内匹配电路实现L波段器件输入输出50Ω阻抗，器件应用时不再需要外匹配电路，解决了常规L波段GaAs、GaN器件因λ/4波长线较长、大栅宽管芯阻抗低导致的匹配电路尺寸大、应用电路复杂的难题，使L波段器件通过内匹配方法实现最佳器件性能并可直接应用于标准的50Ω电子系统中，有效减小了固态功率放大器等组件产品的体积和重量。试验表明使用所述方法可以制作L波段器件输入输出阻抗50Ω的内匹配电路，实现器件直接用于标准的50Ω电子系统中，能有效减小固态放大器等组件产品的外形尺寸和重量。

为满足器件高性能、高可靠工作并避免镀层脱落，需要对光刻和电镀工艺进行严格控制，使陶瓷基片上金属化区域图形精确、完整，要求完成的镀层表面光洁平整、无气泡现象。为保证器件的气密性，采用平行封焊工艺进行器件封口。

附图说明

图1是本发明实施例通过所述方法制作的输入内匹配电路的结构示意图；

图2是本发明实施例通过所述方法制作的输出内匹配电路的结构示意图；

图3是本发明实施例通过所述方法制作的L波段器件的内部结构示意图；

其中：1、封装壳体 2、衬底 3、T型网络 4、多枝节阻抗匹配网络 5、电感L 6、电容Ｃ 7、微带线 8、调节块。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明实施例公开了一种实现L波段器件50Ω阻抗匹配的方法，所述方法包括如下步骤：

在L波段器件的封装壳体内采用介电常数为30-50的陶瓷基片作为衬底材料，通过T型网络将芯片的虚部阻抗抵消，实部阻抗提高到5-8Ω左右，然后采用多枝节阻抗匹配网络匹配到50Ω，实现器件的阻抗匹配。其中T型网络中的电感L用键合金丝实现，电容Ｃ采用介电常数30-100的陶瓷基片实现，多枝节阻抗匹配网络采用介电常数30-50，厚度0.5mm的陶瓷基片实现，中间带平衡电阻。在微带线的旁边附加调节用的调节块，封装在金属陶瓷管内实现密封。

通过所述方法制作的L波段器件的结构如图3所示。图1是本发明实施例通过所述方法制作的输入内匹配电路的结构示意图；图2是本发明实施例通过所述方法制作的输出内匹配电路的结构示意图。

通过所述方法在器件的封装外壳内制作L波段器件的内匹配电路，通过内匹配电路实现L波段器件输入输出50Ω阻抗，器件应用时不再需要外匹配电路，解决了常规L波段GaAs、GaN器件因λ/4波长线较长、大栅宽管芯阻抗低导致的匹配电路尺寸大、应用电路复杂的难题，使L波段器件通过内匹配方法实现最佳器件性能并可直接应用于标准的50Ω电子系统中，有效减小了固态功率放大器等组件产品的体积和重量。试验表明使用所述方法可以制作L波段器件输入输出阻抗50Ω的内匹配电路，实现器件直接用于标准的50Ω电子系统中，能有效减小固态放大器等组件产品的外形尺寸和重量。

为满足器件高性能、高可靠工作并避免镀层脱落，需要对光刻和电镀工艺进行严格控制，使陶瓷基片上金属化区域图形精确、完整，要求完成的镀层表面光洁平整、无气泡现象。为保证器件的气密性，采用平行封焊工艺进行器件封口。