一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于C波段的GaN微波大功率器件宽带匹配电路，其特征是，包括封装管壳、输入端宽带匹配电路、输出端宽带匹配电路以及GaN芯片；所述宽带匹配电路分为两级，第一级为T型匹配网络，第二级为四路功率分配器网络；所述功率分配器同时完成功率分配和阻抗匹配功能；所述功率分配器输出端采用隔离电阻。本发明匹配网络采用二级匹配网络，增加了器件的带宽。四路功率分配器输出端各金丝键合点的相位不一致性控制在5度以内,保证了器件整体的输出功率和合成效率。传输线比较宽，没有电迁移现象，不会出现长期可靠性问题。此外，在功率分配器的输出端口采用隔离电阻，增加器件各个端口的隔离度和回波损耗，防止器件发生奇模振荡。
【专利说明】—种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，属于微波器件【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现代雷达系统对微波功率器件的总体要求输出功率大、功率密度高、宽工作频带、较高的发射效率、能线性工作以及低成本和高可靠性。输出功率达百瓦级以上的C波段GaN微波大功率器件，一般需要进行多胞合成。单芯片GaN的输入输出阻抗都比较低，需要进行器件内匹配，来提升器件的输入输出阻抗。由于微型化和低成本的要求，器件一般采用通用的封装管壳进行器件封装，而且器件的输入输出阻抗都匹配到50欧姆。器件内匹配通常的匹配方式是第一级匹配采用集总参数的T型匹配。第二级采用功率分配器的方式匹配到50欧姆。功率分配器除了具有功率分配和阻抗匹配功能外，还需要防止器件内部形成反馈导致的奇模振荡。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路。
[0004]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:
一种适用于C波段GaN微波大功率器件宽带匹配电路，其特征是，包括封装管壳、输入端宽带匹配电路、输出端宽带匹配电路和GaN芯片；所述输入端宽带匹配电路和输出端宽带匹配电路均分为两级，包括第一级T型匹配电路和第二级四路功率分配器；所述第一级T型匹配电路由串联电感和并联电容串联组成；所述第二级四路功率分配器匹配到50欧姆；所述第二级四路功率分配器分为两级，第一级由一个输入端口导出成两个输出端口，第二级由第一级导出的两个输出端口各自再导出成两个输出端口，形成四个输出端口。
[0005]前述的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，其特征是，所述第一级T型匹配电路的阻抗变换Q值设置有上限。
[0006]前述的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，其特征是，所述第二级四路功率分配器的输出端口的相位控制在5度以内。
[0007]前述的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，其特征是，所述第二级四路功率分配器采用传输线进行阻抗匹配。
[0008]前述的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，其特征是，所述第二级四路功率分配器的输出端口设置有隔离电阻。
[0009]本发明所达到的有益效果:本发明采用了两级匹配的方式实现宽带匹配。功率分配器的传输线比较宽，没有电迁移现象，不会出现长期可靠性问题。功率分配器输出端各金丝键合点的相位不一致性控制在5度以内，保证了器件整体的输出功率和合成效率。在功率分配器的输出端口采用隔离电阻，增加器件各个端口的隔离度和回波损耗，防止器件发生奇模振荡。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本装置的截面结构示意图；
图2是四路功率分配器结构示意图。图中附图标记的含义:
1-封装管壳，2-输入端匹配电容，3-GaN芯片，4-输出端匹配电容，5-输入端引脚，6-输出端引脚，7-输入端宽带匹配电路的四路功率分配器，8.输出端宽带匹配电路的四路功率分配器，9-键合金丝，72、73、74 -隔离电阻，PU P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8-键合金丝点。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0012]本发明涉及的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，包括封装管壳1、输入端宽带匹配电路、输出端宽带匹配电路和GaN芯片3。
[0013]其中，如图1所示，输入端宽带匹配电路和输出端宽带匹配电路均分为两级，包括第一级T型匹配电路和第二级四路功率分配器。
[0014]第一级T型匹配电路由串联电感和并联电容串联组成。第二级四路功率分配器将电容匹配到50欧姆。第二级四路功率分配器分为两级，第一级由一个输入端口导出成两个输出端口，第二级由第一级导出的两个输出端口各自再导出成两个输出端口，形成四个输出端口。
[0015]本装置采用小信号仿真，输出端采用隔离电阻，可以增加器件各个端口的隔离度和回波损耗，防止器件发生奇模振荡。
[0016]功率分配器采用传输线进行阻抗匹配。传输线比较宽，没有电迁移现象，也不会有长期可靠性问题。
[0017]功率分配器的输出端口，也就是如图2中的键合金丝点？1，？2，？3汁4，？5，卩6，P7, P8的相位一致性控制在5度以内，以保证器件整体的输出功率和合成效率。
[0018]由于器件工作频段比较宽，比如5.3GHz-5.9GHz，GaN芯片3的输入输出阻抗比较低。第一级T型匹配电路的阻抗变换比不能太大，也就是第一级T型匹配电路的阻抗变换的Q值是有限制的。比如第一级T型匹配电路的阻抗从I欧姆变换到10欧姆，第二级四路功率分配器再把10欧姆变换到50欧姆。
[0019]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种适用于C波段GaN微波大功率器件宽带匹配电路，其特征是，包括封装管壳、输入端宽带匹配电路、输出端宽带匹配电路和GaN芯片；所述输入端宽带匹配电路和输出端宽带匹配电路均分为两级，包括第一级T型匹配电路和第二级四路功率分配器；所述第一级T型匹配电路由串联电感和并联电容串联组成；所述第二级四路功率分配器匹配到50欧姆；所述第二级四路功率分配器分为两级，第一级由一个输入端口导出成两个输出端口，第二级由第一级导出的两个输出端口各自再导出成两个输出端口，形成四个输出端口。
2.根据权利要求1所述的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，其特征是，所述第一级T型匹配电路的阻抗变换Q值设置有上限。
3.根据权利要求1所述的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，其特征是，所述第二级四路功率分配器的输出端口的相位控制在5度以内。
4.根据权利要求1所述的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，其特征是，所述第二级四路功率分配器的采用传输线进行阻抗匹配。
5.根据权利要求1所述的一种适用于C波段GaN微波大功率器件的宽带匹配电路，其特征是，所述第二级四路功率分配器的输出端口设置有隔离电阻。
【文档编号】H01P5/00GK104377416SQ201410621951
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】沈美根, 陈强, 郑立荣, 李贺, 关晓龙, 闫峰 申请人:江苏博普电子科技有限责任公司