一种射频功率放大器输入匹配电路的制作方法

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种射频功率放大器输入匹配电路。

背景技术：

射频电源是用于产生射频功率信号的装置，属于半导体工艺设备的核心部件，所有产生等离子体进行材料处理的设备都需要射频电源提供能量。

其中，输入匹配电路主要用于解决稳定性，曾以极其平坦度，以及输入驻波比的问题。

但本申请发明人在实现本发明中技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

现有技术中的输入匹配电路经常是以牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗。

技术实现要素：

本发明通过提供一种射频功率放大器输入匹配电路，解决了现有技术中由于输入匹配电路是利用牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗的技术问题，达到了实现射频功率放大器的高稳定性、调整增益平坦度及改善输入驻波比的目的，而且避免了信号传输过程中的功率损耗，实现信号源的最大功率传输，提高了功率放大器的性能技术效果。

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种射频功率放大器输入匹配电路。

一种射频功率放大器输入匹配电路，所述电路包括：射频信号发生器，所述射频信号发生器发送射频信号；第一电容，所述第一电容的输入端与所述射频信号发生器的输出端连接，接收所述射频信号发生器发送的所述射频信号；输入匹配电路，所述输入匹配电路的输入端与所述第一电容的输出端连接，接收所述第一电容发送的所述射频信号，同时对元件间的阻抗进行匹配；偏置电路，所述偏置电路的输入端接入一偏置电压，所述偏置电路的输出端与所述输入匹配电路的输入端连接；射频功率放大管，所述射频功率放大管的输入端与所述输入匹配电路的输出端连接，对所述输入匹配电路输出的所述射频信号进行放大。

优选的，所述输入匹配电路包括：并联谐振电路，所述并联谐振电路的输入端与所述偏置电路的输出端连接，所述并联谐振电路的输出端与所述射频功率放大管的基极连接，阻止所述射频信号经所述偏置电路分流。

优选的，所述并联谐振电路包括：电感，所述电感的输入端与所述偏置电路的输出端连接，所述电感的输出端与所述射频功率放大管的基极连接；第二电容，所述第二电容与所述电感并联连接。

优选的，所述输入匹配电路还包括：第三电容，所述第三电容的输入端与所述射频功率放大管的基极连接，所述第三电容的输出端与所述射频功率放大管的集电极连接。

优选的，所述第三电容具体为密勒电容。

优选的，所述第一电容为隔直电容。

优选的，所述射频功率放大管的发射极接地，所述射频功率放大管的集电极将所述射频信号输出，并连接至一电源电压。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.本发明提供的一种射频功率放大器输入匹配电路，所述电路包括：射频信号发生器，所述射频信号发生器发送射频信号；第一电容，所述第一电容的输入端与所述射频信号发生器的输出端连接，接收所述射频信号发生器发送的所述射频信号；输入匹配电路，所述输入匹配电路的输入端与所述第一电容的输出端连接，接收所述第一电容发送的所述射频信号，同时对元件间的阻抗进行匹配；偏置电路，所述偏置电路的输入端接入一偏置电压，所述偏置电路的输出端与所述输入匹配电路的输入端连接；射频功率放大管，所述射频功率放大管的输入端与所述输入匹配电路的输出端连接，对所述输入匹配电路输出的所述射频信号进行放大。解决了现有技术中由于输入匹配电路是利用牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗的技术问题，达到了实现射频功率放大器的高稳定性、调整增益平坦度及改善输入驻波比的目的，而且避免了信号传输过程中的功率损耗，实现信号源的最大功率传输，提高了功率放大器的性能技术效果。

2.本发明通过并联谐振电路，所述并联谐振电路的输入端与所述偏置电路的输出端连接，所述并联谐振电路的输出端与所述射频功率放大管的基极连接的技术方案，解决了现有技术中由于输入匹配电路是利用牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗的技术问题，进一步达到了阻止射频输入信号经偏置电路分流的技术效果。

3.本发明通过所述输入匹配电路还具有第三电容，所述第三电容的输入端与所述射频功率放大管的基极连接，所述第三电容的输出端与所述射频功率放大管的集电极连接，解决了现有技术中由于输入匹配电路是利用牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗的技术问题，从而进一步达到扩展工作频率与稳定工作状态的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种射频功率放大器输入匹配电路的连接示意图。

附图标号说明：射频信号发生器1，射频功率放大电路2，射频功率检测器3，供电线路4，电压检测电路21，电压电流转换模块22，偏置电路23，第一晶体管24，第一电阻211，第二电阻212，第三电阻213，第二晶体管214.

具体实施方式

本发明提供的一种射频功率放大器输入匹配电路，用以解决现有技术中由于输入匹配电路是利用牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗的技术问题。

本发明提供的一种射频功率放大器输入匹配电路的总体方案如下：射频信号发生器，所述射频信号发生器发送射频信号；第一电容，所述第一电容的输入端与所述射频信号发生器的输出端连接，接收所述射频信号发生器发送的所述射频信号；输入匹配电路，所述输入匹配电路的输入端与所述第一电容的输出端连接，接收所述第一电容发送的所述射频信号，同时对元件间的阻抗进行匹配；偏置电路，所述偏置电路的输入端接入一偏置电压，所述偏置电路的输出端与所述输入匹配电路的输入端连接；射频功率放大管，所述射频功率放大管的输入端与所述输入匹配电路的输出端连接，对所述输入匹配电路输出的所述射频信号进行放大。达到了实现射频功率放大器的高稳定性、调整增益平坦度及改善输入驻波比的目的，而且避免了信号传输过程中的功率损耗，实现信号源的最大功率传输，提高了功率放大器的性能技术效果。

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种射频功率放大器输入匹配电路的连接示意图。如图1所示，所述电路包括：

射频信号发生器1，所述射频信号发生器1发送射频信号；

具体而言，射频信号是经过调制的，拥有一定发射频率的电波，而射频信号发生器1是信号发生器的一种。信号发生器按信号源有很多种分类方法，其中一种方法可分为混和信号源和逻辑信号源两种。其中混和信号源主要输出模拟波形；逻辑信号源输出数字码形。混和信号源又可分为函数信号发生器和任意波形/函数发生器，其中函数信号发生器输出标准波形，如正弦波、方波等，任意波/函数发生器输出用户自定义的任意波形；逻辑信号发生器又可分为脉冲信号发生器和码型发生器，其中脉冲信号发生器驱动较小个数的方波或脉冲波输出，码型发生器生成许多通道的数字码型。如泰克生产的afg3000系列就包括函数信号发生器、任意波形/函数信号发生器、脉冲信号发生器的功能。另外，信号源还可以按照输出信号的类型分类，如射频信号发生器、扫描信号发生器、频率合成器、噪声信号发生器、脉冲信号发生器等等。信号源也可以按照使用频段分类，不同频段的信号源对应不同应用领域。本申请使用的即为射频信号发生器1，用于发送所述射频信号。

第一电容2，所述第一电容2的输入端与所述射频信号发生器1的输出端连接，接收所述射频信号发生器1发送的所述射频信号；所述第一电容1为隔直电容。

具体而言，所述第一电容2连接于所述射频信号发生器1和所述输入匹配电路3之间，所述第一电容2为隔直电容，所述隔直电容是两个电路之间的隔离，但它同时又承担着传输信号的功能，传输信号电容越大信号损失越小，而且容量越大越有利于低频信号的传输。在本领域中，从某一装置输出的电流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间接入一个电容(称为隔直电容)即可。电流通过电容器，只能是交流部分通过电容器到达后一级装置，直流部分隔在前一级装置。

输入匹配电路3，所述输入匹配电路3的输入端与所述第一电容2的输出端连接，接收所述第一电容2发送的所述射频信号，同时对元件间的阻抗进行匹配；所述输入匹配电路3包括：并联谐振电路31，所述并联谐振电路31的输入端与所述偏置电路4的输出端连接，所述并联谐振电路31的输出端与所述射频功率放大管5的基极连接，阻止所述射频信号经所述偏置电路分流；所述并联谐振电路31包括：电感311，所述电感311的输入端与所述偏置电路4的输出端连接，所述电感311的输出端与所述射频功率放大管5的基极连接；第二电容312，所述第二电容312与所述电感311并联连接，所述输入匹配电路3还包括：第三电容32，所述第三电容32的输入端与所述射频功率放大管5的基极连接，所述第三电容32的输出端与所述射频功率放大管5的集电极连接，所述第三电容32具体为密勒电容。

具体而言，所述输入匹配电路3位于所述第一电容2与所述射频功率放大管5的基极之间，用于匹配元件间的阻抗以避免射频信号于传输过程中功率损耗。本发明提供的所述输入匹配电路3具体包括：一组并联谐振电路31，以及第三电容32。所述并联谐振电路31连接于所述偏置电路4与所述射频功率放大管5的基极之间，所述并联谐振电路31具体为：所述电感311与所述第二电容312并联连接，所述电感311与所述第二电容312并联后接入电路，在电路通电流的瞬间所述第二电容312会产生一个充电脉冲，所述电感311会产生一个自感电势，因两者的电流和电压最大值在时间相位上互差90度，这就造成了两者的电流或电压总是在你强我弱或你弱我强的状态下变化，从而形成了振荡，所述并联谐振电路谐振于工作频带的中心，达到了阻止射频输入信号经偏置电路4分流的技术效果。

进一步的，所述第三电容32具体为密勒电容，所述密勒电容(millercapacitance)就是跨接在放大器(放大工作的器件或者电路)的输出端与输入端之间的电容。密勒电容对于器件或者电路的频率特性的影响即称为密勒效应。密勒效应是通过放大输入电容来起作用的，即密勒电容c可以使得器件或者电路的等效输入电容增大(1+av)倍，av是电压增益，所述密勒电容用于负反馈从而达到扩展工作频率与稳定工作状态的技术效果。

偏置电路4，所述偏置电路4的输入端接入一偏置电压，所述偏置电路4的输出端与所述输入匹配电路3的输入端连接。

具体而言，晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位(可根据计算获得)。这些外部电路就称为所述偏置电路4。

射频功率放大管5，所述射频功率放大管5的输入端与所述输入匹配电路3的输出端连接，对所述输入匹配电路3输出的所述射频信号进行放大，所述射频功率放大管5的发射极接地，所述射频功率放大管5的集电极将所述射频信号输出，并连接至一电源电压。

具体而言，所述射频功率放大管5即半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.本发明提供的一种射频功率放大器输入匹配电路，所述电路包括：射频信号发生器，所述射频信号发生器发送射频信号；第一电容，所述第一电容的输入端与所述射频信号发生器的输出端连接，接收所述射频信号发生器发送的所述射频信号；输入匹配电路，所述输入匹配电路的输入端与所述第一电容的输出端连接，接收所述第一电容发送的所述射频信号，同时对元件间的阻抗进行匹配；偏置电路，所述偏置电路的输入端接入一偏置电压，所述偏置电路的输出端与所述输入匹配电路的输入端连接；射频功率放大管，所述射频功率放大管的输入端与所述输入匹配电路的输出端连接，对所述输入匹配电路输出的所述射频信号进行放大。解决了现有技术中由于输入匹配电路是利用牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗的技术问题，达到了实现射频功率放大器的高稳定性、调整增益平坦度及改善输入驻波比的目的，而且避免了信号传输过程中的功率损耗，实现信号源的最大功率传输，提高了功率放大器的性能技术效果。

2.本发明通过并联谐振电路，所述并联谐振电路的输入端与所述偏置电路的输出端连接，所述并联谐振电路的输出端与所述射频功率放大管的基极连接的技术方案，解决了现有技术中由于输入匹配电路是利用牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗的技术问题，进一步达到了阻止射频输入信号经偏置电路分流的技术效果。

3.本发明通过所述输入匹配电路还具有第三电容，所述第三电容的输入端与所述射频功率放大管的基极连接，所述第三电容的输出端与所述射频功率放大管的集电极连接，解决了现有技术中由于输入匹配电路是利用牺牲增益和输出功率为代价换取稳定性的，导致信号传输过程中存在交大的功率损耗的技术问题，从而进一步达到扩展工作频率与稳定工作状态的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。