一种s波段混合集成电路
阅读说明：本技术 一种s波段混合集成电路 (S-band hybrid integrated circuit ) 是由 杨杰 陈强 王嘉伟 南帅 张卫平 于 2020-12-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电路技术领域,具体为一种S波段混合集成电路,包括封装管壳,封装管壳的内部设置有两级放大电路,封装管壳上设置有栅极供电端、信号输入端引脚、信号输出端引脚和漏极供电端,两级放大电路包括前级放大电路以及后级放大电路,前级放大电路包括前级4瓦GaN芯片以及输入两级匹配电路,后级放大电路包括后级24瓦GaN芯片以及输入输出两级匹配电路。本发明中器件为50欧姆匹配,方便使用,利用有限空间完成两级GaN芯片匹配,同时使用贴片电容和金丝便于调试；内部集成偏置电路使得器件贴装更方便,滤波电容和隔直电容让器件性能更加稳定,最终实现一种S波段微小密集型、高增益以及较高效率的混合集成放大器电路。(The invention relates to the technical field of circuits, in particular to an S-band hybrid integrated circuit which comprises a packaging tube shell, wherein a two-stage amplification circuit is arranged in the packaging tube shell, a grid power supply end, a signal input end pin, a signal output end pin and a drain power supply end are arranged on the packaging tube shell, the two-stage amplification circuit comprises a front-stage amplification circuit and a rear-stage amplification circuit, the front-stage amplification circuit comprises a front-stage 4-watt GaN chip and an input two-stage matching circuit, and the rear-stage amplification circuit comprises a rear-stage 24-watt GaN chip and an input and output two-stage matching circuit. The device is matched with 50 ohms, the use is convenient, the two-stage GaN chip matching is completed by utilizing a limited space, and the debugging is convenient by using a chip capacitor and a gold wire; the internal integrated bias circuit enables the device to be more conveniently mounted, the filter capacitor and the blocking capacitor enable the device to be more stable in performance, and finally the S-band small dense type high-gain and high-efficiency hybrid integrated amplifier circuit is achieved.)
技术领域
本发明涉及一种集成电路，特别是涉及一种S波段混合集成电路，属于电路技术领域。
背景技术
GaN微波功率器件有着功率密度高，效率高，工作频率更高等特点，在军品和民品市场方面，相比于其他工艺的产品具有较大的优势，因此得到了广泛应用，目前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，由于器件内部空间有限，同时又需要放入GaN芯片、偏置电路、匹配电路、滤波电容等多种元器件，这就使器件的增益有了一定局限性，在这样的条件下，要实现微小密集型、高增益以及较高效率的微波链路功率放大器就比较困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种S波段混合集成电路，本发明中器件为50欧姆匹配，方便使用；器件外形尺寸小，利用有限空间完成两级GaN芯片匹配，同时使用贴片电容和金丝便于调试；内部集成两级馈电电路的偏置电路使得器件贴装更方便，集成一体化有利于提高效率；滤波电容和隔直电容让器件性能更加稳定，最终实现一种S波段微小密集型、高增益以及较高效率的混合集成放大器电路。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种S波段混合集成电路，包括封装管壳，所述封装管壳的内部设置有两级放大电路，所述封装管壳上设置有与所述两级放大电路连接的栅极供电端、信号输入端引脚、信号输出端引脚和漏极供电端，所述栅极供电端通过微带线与所述两级放大电路电性连接，所述信号输出端引脚通过微带线与所述两级放大电路电性连接；
所述两级放大电路包括前级放大电路以及后级放大电路，所述前级放大电路包括前级4瓦GaN芯片以及输入两级匹配电路，所述输入两级匹配电路包括串联电感以及第一匹配电容，所述串联电感和所述第一匹配电容串联；
所述后级放大电路包括后级24瓦GaN芯片以及输入输出两级匹配电路，所述输入输出两级匹配电路包括串联电感、绕圈贴片电感、第二匹配电容以及第三匹配电容，所述串联电感、所述绕圈贴片电感、所述第二匹配电容和所述第三匹配电容串联；
通过上述技术方案，本发明中器件为50欧姆匹配，方便使用；器件外形尺寸小，利用有限空间完成两级GaN芯片匹配，同时使用贴片电容和金丝便于调试；内部集成两级馈电电路的偏置电路使得器件贴装更方便，集成一体化有利于提高效率；滤波电容和隔直电容让器件性能更加稳定，最终实现一种S波段微小密集型、高增益以及较高效率的混合集成放大器电路。
优选的，所述封装管壳的内部设置有偏置电路，所述偏置电路包括偏置电路输入端、第三偏置电容、第四偏置电容、第五偏置电容以及偏置电路输出端，所述偏置电路输入端与所述信号输入端引脚连接。
优选的，所述偏置电路还包括第一四分之一波长线、第二四分之一波长线、第三四分之一波长线以及第四四分之一波长线。
优选的，所述偏置电路并联有第一偏置电容和第二偏置电容，所述前级4瓦GaN芯片和所述后级24瓦GaN芯片的输入端和输出端均连接有隔直电容。
优选的，所述前级4瓦GaN芯片和所述后级24瓦GaN芯片均为L型匹配电路。
优选的，所述前级4瓦GaN芯片上设置有前级4瓦GaN芯片栅极和前级4瓦GaN芯片漏极，所述后级24瓦GaN芯片上设置有后级24瓦GaN芯片栅极和后级24瓦GaN芯片漏极，所述前级4瓦GaN芯片栅极、所述前级4瓦GaN芯片漏极、所述后级24瓦GaN芯片栅极和所述后级24瓦GaN芯片漏极均连接有滤波电容。
优选的，所述前级4瓦GaN芯片和所述后级24瓦GaN芯片之间连接有衰减器。
优选的，信号从信号输入端引脚输入，传入偏置电路输入端，然后依次经过第一匹配电容和绕圈贴片电感组成的L型匹配电路，进入前级4瓦GaN芯片内的前级4瓦GaN芯片栅极，放大后通过前级4瓦GaN芯片漏极出来，经过第三偏置电容，再从第四偏置电容输出，连接到衰减器内，再从衰减器出来，依次经过由第二匹配电容和绕圈贴片电感组成的后级24瓦GaN芯片内，放信号大后由后级24瓦GaN芯片漏极依次通过绕圈贴片电感和第三匹配电容组成的后级24瓦GaN芯片，最后通过第五偏置电容，信号最终从偏置电路输出端输出。
优选的，栅极电源与栅极供电端相连，再接入到滤波电容，分成两路，一路依次通过第二偏置电容、第三四分之一波长线到达前级4瓦GaN芯片栅极，另一路依次通过第一偏置电容、第四四分之一波长线到达后级24瓦GaN芯片栅极，漏极电源与漏极供电端相连，再接入到滤波电容，分成两路，一路依次通过第二偏置电容、第一四分之一波长线到达前级4瓦GaN芯片漏极，另一路依次通过第二偏置电容、第二四分之一波长线到达后级24瓦GaN芯片漏极。
本发明至少具备以下有益效果：
本发明中器件为50欧姆匹配，方便使用；器件外形尺寸小，利用有限空间完成两级GaN芯片匹配，同时使用贴片电容和金丝便于调试；内部集成两级馈电电路的偏置电路使得器件贴装更方便，集成一体化有利于提高效率；滤波电容和隔直电容让器件性能更加稳定，最终实现一种S波段微小密集型、高增益以及较高效率的混合集成放大器电路。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明的电路结构示意图；
图2为本发明的前级4瓦GaN芯片示意图；
图3为本发明的后级24瓦GaN芯片示意图；
图4为本发明的衰减器电路示意图；
图5为本发明的偏置电路示意图。
图中，1-封装管壳，2-栅极供电端，3-信号输入端引脚，4-信号输出端引脚，5-漏极供电端，61-第一偏置电容，62-隔直电容，7-第二偏置电容，8-滤波电容，9-第一匹配电容，10-前级4瓦GaN芯片，101-前级4瓦GaN芯片栅极，102-前级4瓦GaN芯片漏极，11-衰减器，12-第二匹配电容，13-后级24瓦GaN芯片，131-后级24瓦GaN芯片栅极，132-后级24瓦GaN芯片漏极，14-绕圈贴片电感，15-第三匹配电容，16-偏置电路，161-偏置电路输入端，162-偏置电路输出端，163-第一四分之一波长线，166-第二四分之一波长线，168-第三偏置电容，169-第四偏置电容，1611-第五偏置电容，1612-第三四分之一波长线，1613-第四四分之一波长线。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1-图5所示，本实施例提供的S波段混合集成电路，包括封装管壳1，封装管壳1的内部设置有两级放大电路，封装管壳1上设置有与两级放大电路连接的栅极供电端2、信号输入端引脚3、信号输出端引脚4和漏极供电端5，栅极供电端2通过微带线与两级放大电路电性连接，信号输出端引脚4通过微带线与两级放大电路电性连接；
两级放大电路包括前级放大电路以及后级放大电路，可以对输入信号依次放大，前级放大电路包括前级4瓦GaN芯片10以及输入两级匹配电路，输入两级匹配电路包括串联电感以及第一匹配电容9，串联电感和第一匹配电容9串联；
后级放大电路包括后级24瓦GaN芯片13以及输入输出两级匹配电路，输入输出两级匹配电路包括串联电感、绕圈贴片电感14、第二匹配电容12以及第三匹配电容15，串联电感、绕圈贴片电感14、第二匹配电容12和第三匹配电容15串联。
本发明中器件为50欧姆匹配，方便使用；器件外形尺寸小，利用有限空间完成两级GaN芯片匹配，同时使用贴片电容和金丝便于调试；内部集成两级馈电电路的偏置电路使得器件贴装更方便，集成一体化有利于提高效率；滤波电容和隔直电容让器件性能更加稳定，最终实现一种S波段微小密集型、高增益以及较高效率的混合集成放大器电路。
在本实施例中，如图1和图5所示，封装管壳1的内部设置有偏置电路16，偏置电路16包括偏置电路输入端161、第三偏置电容168、第四偏置电容169、第五偏置电容1611以及偏置电路输出端162，偏置电路输入端161与信号输入端引脚3连接。
在本实施例中，如图1和图5所示，偏置电路16还包括第一四分之一波长线163、第二四分之一波长线166、第三四分之一波长线1612以及第四四分之一波长线1613。
在本实施例中，如图1所示，偏置电路16并联有第一偏置电容61和第二偏置电容7，起到通直流阻交流信号的作用，前级4瓦GaN芯片10和后级24瓦GaN芯片13的输入端和输出端均连接有隔直电容62，防止直流信号通过。
在本实施例中，如图1所示，前级4瓦GaN芯片10和后级24瓦GaN芯片13均为L型匹配电路。
在本实施例中，如图1-图4所示，前级4瓦GaN芯片10上设置有前级4瓦GaN芯片栅极101和前级4瓦GaN芯片漏极102，后级24瓦GaN芯片13上设置有后级24瓦GaN芯片栅极131和后级24瓦GaN芯片漏极132，前级4瓦GaN芯片栅极101、前级4瓦GaN芯片漏极102、后级24瓦GaN芯片栅极131和后级24瓦GaN芯片漏极132均连接有滤波电容8，用来过滤电源噪声。
在本实施例中，如图1所示，前级4瓦GaN芯片10和后级24瓦GaN芯片13之间连接有衰减器11，衰减器11使得电路更加稳定并改善24瓦GaN芯片输入驻波。
如图1-图5所示，本实施例提供的S波段混合集成电路的原理如下：
1、信号传输路径的连接：信号从信号输入端引脚3输入，传入偏置电路输入端161，然后依次经过第一匹配电容9和绕圈贴片电感14组成的L型匹配电路，进入前级4瓦GaN芯片10内的前级4瓦GaN芯片栅极101，放大后通过前级4瓦GaN芯片漏极102出来，经过第三偏置电容168，再从第四偏置电容169输出，连接到衰减器11内，再从衰减器11出来，依次经过由第二匹配电容12和绕圈贴片电感14组成的后级24瓦GaN芯片13内，放信号大后由后级24瓦GaN芯片漏极132依次通过绕圈贴片电感14和第三匹配电容15组成的后级24瓦GaN芯片13，最后通过第五偏置电容1611，信号最终从偏置电路输出端162输出；
2、供电线路的连接：栅极电源与栅极供电端2相连，再接入到滤波电容8，分成两路，一路依次通过第二偏置电容7、第三四分之一波长线1612到达前级4瓦GaN芯片栅极101，另一路依次通过第一偏置电容61、第四四分之一波长线1613到达后级24瓦GaN芯片栅极131，漏极电源与漏极供电端5相连，再接入到滤波电容8，分成两路，一路依次通过第二偏置电容7、第一四分之一波长线163到达前级4瓦GaN芯片漏极102，另一路依次通过第二偏置电容7、第二四分之一波长线166到达后级24瓦GaN芯片漏极132。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
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