阅读说明：本技术 一种消除微波放大器高频自激电路、方法 (Circuit and method for eliminating high-frequency self-excitation of microwave amplifier ) 是由 王海军 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种消除微波放大器高频自激电路、方法,第一三极管Q1源极串联第二电阻R2第一端形成一指有源器件CPW1,第二三级管Q2源极串联第三电阻R3第一端形成一指有源器件CPW2,其中,第二电阻R2第二端与第三电阻R3第二端并联且通过Via1地过孔串联电感L0接地,第三三极管Q3源极串联第四电阻R4第一端形成一指有源器件CPW3,第四三级管Q4源极串联第五电阻R5第一端形成一指有源器件CPW4；通过控制任意偶数指数有源器件的源极的寄生参量,使得每一有源器件的源极寄生参量一致,避免整个电路中出现自激高频不稳定的现象,降低整个电路的自激反馈量。(The invention discloses a circuit and a method for eliminating high-frequency self-excitation of a microwave amplifier, wherein a first triode Q1 source is connected with a first end of a second resistor R2 in series to form a finger active device CPW1, a second triode Q2 source is connected with a first end of a third resistor R3 in series to form a finger active device CPW2, wherein a second end of the second resistor R2 is connected with a second end of the third resistor R3 in parallel and is grounded through a Via hole series inductor L0 in Via1, a first end of a third triode Q3 source is connected with a fourth resistor R4 in series to form a finger active device CPW3, and a first end of a fourth triode Q4 source is connected with a fifth resistor R5 in series to form a finger active device CPW 4; by controlling the parasitic parameters of the source electrodes of any even-numbered active devices, the parasitic parameters of the source electrodes of all the active devices are consistent, the phenomenon of unstable self-excitation high frequency in the whole circuit is avoided, and the self-excitation feedback quantity of the whole circuit is reduced.)

一种消除微波放大器高频自激电路、方法

技术领域

本发明涉及半导体射频电路技术领域，具体为一种消除微波放大器高频自激电路、方法。

背景技术

单片微波放大器(MMIC)广泛应用于移动通信、卫星通信和雷达探测以及电子对抗等领域，是实现智能化、轻型化以及集成化的核心关键器件，随着通信技术的不断演进，对单片微波放大器的性能指标越来越苛刻，不断提升功率、效率和线性指标的同时，电路的稳定性和冗余度受到影响，迫使电路设计者必须在性能和稳定性之间进行平衡考虑，如控制不好，经常出现自激现象，严重时烧毁放大器，从外，自激现象是单片微波放大器中经常碰到的问题，包括低温自激、低压自激和奇偶模自激以及低频自激、高频自激，因此，如何消除电路自激是非常关键和重要的实施措施，尤其是高频自激现象，现有技术中，通常无法通过***器件消除，针对单片微波放大器高频自激现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除微波放大器高频自激电路、方法，具备消除或抑制高频寄生反馈通带的方式，进而使得本发明具备实现电路单向传输，稳定性提高的优点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种消除微波放大器高频自激电路，第一三极管Q1源极串联第二电阻R2第一端形成一指有源器件CPW1，第二三级管Q2源极串联第三电阻R3第一端形成一指有源器件CPW2，其中，第二电阻R2第二端与第三电阻R3第二端并联且通过Via1地过孔串联电感L0接地，第三三极管Q3源极串联第四电阻R4第一端形成一指有源器件CPW3，第四三级管Q4源极串联第五电阻R5第一端形成一指有源器件CPW4，其中，第四电阻R4第二端与第五电阻R5第二端并联且通过Via2地过孔串联电感L01接地，所述第一三极管Q1栅极分别连接第二三级管Q2栅极、第三三极管Q3栅极、第四三级管Q4栅极，所述第一三极管Q1漏极分别连接第二三级管Q2漏极、第三三极管Q3漏极、第四三级管Q4漏极。

作为对本发明中所述一种消除微波放大器高频自激电路的改进，至少一组一指有源器件CPW1和一指有源器件CPW2组成单胞T，其中，单胞T为偶数单胞。

作为对本发明中所述一种消除微波放大器高频自激电路的改进，两两单胞T通过第一互连线和第二互连线并联，其中，第一互连线分别连接偶数单胞T中建立的有源器件栅极G，第二互连线串联一第一电阻R1并分别连接偶数单胞T中建立的有源器件漏极D，第一电阻R1位于偶数单胞T中建立的有源器件漏极D之间，用于抑制整个电路的奇模和偶模震荡。

作为对本发明中所述一种消除微波放大器高频自激电路的改进，偶数单胞T中前极有源器件的接地孔GND绕过芯片衬低且通过键合线或倒扣方式引出至PCB板接地，形成寄生电感L1，偶数单胞T中末极有源器件的接地孔GND配合安装在芯片衬低并通过PCB板接地，形成寄生电感L2，用于控制整个电路的发生自激的风险。

作为对本发明中所述一种消除微波放大器高频自激电路的改进，所述第一电阻R1的电阻取值范围为10欧姆～1000欧姆。

一种消除微波放大器高频自激方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、通过优化版图布局，建立偶数单胞T，其中每个所述单胞T均包括任意偶数指数有源器件；

步骤S2、实现偶数单胞T中的任意偶数指数有源器件的源极寄生参量保持一致，用于降低整个电路的自激反馈量；

步骤S3、分别通过第一互连线、第二互连线将偶数单胞T两两并联，其中，第一互连线分别连接偶数单胞T中建立的有源器件栅极G，第二互连线串联一第一电阻R1并分别连接偶数单胞T中建立的有源器件漏极D，第一电阻R1位于偶数单胞T中建立的有源器件漏极D之间，用于抑制整个电路的奇模和偶模震荡；

步骤S4、将所述偶数单胞T中末极有源器件的接地孔GND配合安装在芯片衬低并通过PCB板接地，形成寄生电感L2；

步骤S5、将所述偶数单胞T中前极有源器件的接地孔GND绕过芯片衬低且通过键合线或倒扣方式引出至PCB板接地，形成寄生电感L1，用于控制整个电路的发生自激的风险。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.通过控制任意偶数指数有源器件的源极或源极的寄生参量，使得每一器件的源极或源极寄生参量一致，避免整个电路中出现自激高频不稳定的现象，降低整个电路的自激反馈量；

2.其次，通过设置任意偶数指数有源器件栅极并联在一起，同时漏极D之间串接10欧姆～1000欧姆电阻的方式，从而使得本发明区别于现有技术，解决了单片微波放大器中经常碰到奇偶模自激的问题，达到抑制整个电路的奇模和偶模震荡的效果，进一步降低整个电路的自激反馈量；

3.最后，通过设置任意偶数单胞T中前极有源器件和末极有源器件的接地孔不接同一芯片衬低上的方式，导致芯片前后级所共用的寄生电感L被消除了，使得芯片衬低内前后两级之间的反馈通路，即寄生电感L被切断，进而消除了整个电路的自激反馈量，打破了自激震荡的条件，使得整个电路发生自激的风险得到有效控制，进一步有效消除电路的高频自激现象。

附图说明

图1为本发明一种实施例中四指有源器件的源极参量控制示意图。

图2为本发明一种实施例中消除高频不稳定区从而具备稳定性的说明示意图。

图3为本发明一种实施例中基于四指有源器件并联连接示意图。

图4为本发明另一种实施例中偶数单胞T的前极有源器件、末极有源器件接地示意图。

图中标注说明：1-第一互连线、2-第二互连线、3-芯片衬底、4-PCB板。

具体实施方式

下面将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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种消除微波放大器高频自激电路、方法，作为本发明的一种实施例，如图1所示，包括以下步骤:

步骤S1、通过优化版图布局，其中，优化板布局的具体方式为：通过第一三极管Q1源极串联一第二电阻R2后形成一指有源器件CPW1(CoPlanar–Waveguide)；通过一第二三级管Q2源极串联一第三电阻R3后形成一指有源器件CPW2；通过一第三三级管Q3源极串联一第四电阻R4后形成一指有源器件CPW3；通过一第四三级管Q4源极串联一第五电阻R5后形成一指有源器件CPW4；其中，第一三极管Q1的栅极依次连接第二三极管Q2的栅极、第三三极管Q3的栅极以及第四三极管Q4的栅极后，第一三极管Q1的栅极的反向输出端引出PCB(PrintedCircuit Board)板4，第一三极管Q1的漏极依次连接第二三极管Q2的漏极、第三三极管Q3的漏极以及第四三极管Q4的漏极后，引出PCB板4，此时，测量保证四指有源器件CPW1、CPW2、CPW3、CPW4的源极,即源极的寄生参量TL1、TL2、TL3、TL4以及接地孔尽量一致，寄生参量一致后，单胞T1中的一指有源器件CPW1和一指有源器件CPW2并联后通过Via1地过孔串联电感L0接地，一指有源器件CPW3和一指有源器件CPW4并联后通过Via2地过孔串联电感L01接地，形成单胞T1，用于降低整个电路的自激反馈量，第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5阻值相同，通过控制任意偶数指数有源器件的源极或源极的寄生参量，使得每一器件的源极或源极寄生参量一致，避免整个电路中出现自激高频不稳定的现象，降低整个电路的自激反馈量；

如图2所示，基于四指有源器件CPW1、CPW2、CPW3、CPW4的源极,即源极的寄生参量TL1、TL2、TL3、TL4以及接地孔尽量一致时，以X轴方向自定义为频率，取值范围为[0ghz，100ghz]，以Y轴方向自定义为最大增益值，取值范围为[0db，30db]，建立消除高频自激后整个电路的稳定性示意图，其中，m2点趋近于原点值区间内为整个电路的低频不稳定区，m2点到m1点之间为整个电路的稳定区，m1点趋近于100ghz区间内为整个电路的高频不稳定区；

步骤S3、如图3所示，基于步骤S1完成后，建立与单胞T1相同版图布局的单胞T2，分别通过第一互连线1、第二互连线2将单胞T1、单胞T2两两并联，其中，第一互连线1一端连接单胞T1中建立的有源器件栅极G，即第一三极管Q1的栅极，另一端连接单胞T2中建立的有源器件栅极G，即第五三极管Q5的栅极，第二互连线2一端串联第一电阻R1后连接单胞T1中建立的有源器件漏极D，即第四三极管Q4的漏极，另一端连接单胞T2中建立的有源器件漏极D，即第八三极管Q8的漏极，第一电阻位于单胞T1和单胞T2中分别建立的一指有源器件漏极D之间，用于抑制整个电路的奇模和偶模震荡，通过设置任意偶数指数有源器件栅极并联在一起，同时漏极D之间串接10欧姆～1000欧姆电阻的方式，从而使得本发明区别于现有技术，解决了单片微波放大器中经常碰到奇偶模自激的问题，达到抑制整个电路的奇模和偶模震荡的效果，进一步降低整个电路的自激反馈量，第一电阻R1的电阻取值范围为10欧姆～1000欧姆，例如，第一电阻R1的电阻取值范围为10欧姆～100欧姆、100欧姆～300欧姆、300欧姆～500欧姆、500欧姆～800欧姆、800欧姆～1000欧姆中任意一点值或者任意两个点值之间的范围值；

步骤S4、作为本发明的一种实施例，如图4所示，基于步骤S1，测量保证四指有源器件CPW1、CPW2、CPW3、CPW4的源极,即源极的寄生参量TL1、TL2、TL3、TL4以及接地孔尽量一致，寄生参量一致后，将单胞T1中末极有源器件的接地孔GND配合安装在芯片衬低并通过PCB板4接地，形成寄生电感L2；

步骤S5，如图4所示，将单胞T1中前极有源器件的接地孔GND绕过芯片衬低且通过键合线或倒扣方式引出至PCB板4接地，形成寄生电感L1，用于控制整个电路的发生自激的风险，通过设置任意偶数单胞T中前极有源器件和末极有源器件的接地孔不接同一芯片衬低上的方式，导致芯片前后级所共用的寄生电感L被消除了，使得芯片衬低内前后两级之间的反馈通路，即，寄生电感L被切断，进而消除了整个电路的自激反馈量，打破了自激震荡的条件，使得整个电路发生自激的风险得到有效控制，进一步有效消除电路的高频自激现象。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。