線性化電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)高頻放大器的失真特性進(jìn)行改善的二極管線性化電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，使用氮化物半導(dǎo)體(例如GaN)的晶體管的研究開發(fā)盛行，作為其應(yīng)用例，有通信用高輸出放大器。使用GaN的放大器與以往的使用化合物半導(dǎo)體(例如GaAs)的放大器相比能夠進(jìn)行高輸出化。但是，存在由于從較低的輸入功率起增益緩慢減小的GaN特有的軟壓縮(soft compress1n)，尤其是AMAM特性降低的問題。
[0003]作為對(duì)AMAM特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪M預(yù)矯正，有使用二極管的線性化電路。其中，并聯(lián)二極管線性化電路的電路結(jié)構(gòu)簡單、小型且消耗功率低(例如，參照非專利文獻(xiàn)1、2)。
[0004]在將線性化電路內(nèi)置于使用SiC襯底的GaN類放大器麗IC中的情況下，由于外延襯底價(jià)格高，所以期望的是盡量小型的電路。由于并聯(lián)二極管線性化電路具有簡單的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)于GaN-MMIC而言是最佳的電路。
[0005]并聯(lián)二極管線性化電路通常設(shè)計(jì)為具有在其前級(jí)或后級(jí)連接的放大器的AMAM、AMPM的逆特性。隨著對(duì)線性化電路的二極管施加的電壓的不同，線性化電路的AMAM、AMPM特性發(fā)生變化。因此，線性化電路具有對(duì)AMAM、AMPM進(jìn)行控制的控制端子，根據(jù)放大器的AMAM、AMPM而控制/調(diào)整線性化電路的施加電壓。
[0006]非專利文南犬 1:Kazuhisa Yamauchi, Kazutomi Mor1.Masatoshi Nakayama, YasuoMitsui, and Tadashi Takagi,uk Microwave Miniaturized Linearizer Using a ParallelD1de with a Bias Feed Resistance, ” IEEE TRANSACT1NS ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQUES, VOL.45, N0.12，DECEMBER 1997
[0007]非專利文南犬2:Kazuhisa Yamauchi, Masatoshi Nakayama, Yuk1 Ikeda, HiromasaNakaguro, Naoto Kadowaki, and Takahiko Araki, “An 18GHZ-BAND MMIC LINEARIZERUSING A PARALLEL D1DE WITH A BIAS FEED RESISTANCE AND A PARALLELCAPACITOR, ”2000IEEE
[0008]若對(duì)線性化電路施加偏置，則電流流過二極管的正電極。因此，正電極金屬中發(fā)生迀移，可靠性降低。為了防止這種現(xiàn)象，需要對(duì)正極電流值進(jìn)行限制，線性化電路設(shè)計(jì)的自由度受到抑制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于得到能夠改善可靠性并提高設(shè)計(jì)自由度的線性化電路。
[0010]本發(fā)明所涉及的線性化電路的特征在于，具備:輸入端子；輸出端子；連接點(diǎn)，其連接在所述輸入端子和所述輸出端子之間；二極管，其連接在所述連接點(diǎn)和接地點(diǎn)之間；電壓端子；以及電阻，其連接在所述電壓端子和所述連接點(diǎn)之間，對(duì)所述電壓端子施加有OV的電壓。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]在本發(fā)明中，通過對(duì)線性化電路的電壓端子施加OV的電壓，從而使二極管的正極電流較低即可，因此在正電極金屬中不會(huì)發(fā)生迀移，能夠提高可靠性。并且，由于無須對(duì)正極電流值進(jìn)行限制，所以能夠提高線性化電路設(shè)計(jì)的自由度。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的線性化電路的電路圖。
[0014]圖2是表不一■極管的等效電路的圖。
[0015]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的線性化電路的AMAM特性的圖。
[0016]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的線性化電路的AMPM特性的圖。
[0017]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的線性化電路的電路圖。
[0018]圖6是表示二極管的電容與正極電壓的關(guān)系的圖。
[0019]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的線性化電路的電路圖。
[0020]圖8是表示失真特性得到補(bǔ)償?shù)姆糯笃鞯腁MAM、AMPM特性的圖。
[0021]圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的線性化電路的AMPM、AMPM特性的圖。
[0022]圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的線性化電路的框圖。
[0023]標(biāo)號(hào)的說明
[0024]I線性化電路，2驅(qū)動(dòng)放大器，C1、C2電容器，D 二極管，IN輸入端子，L電感器，OUT輸出端子，R電阻，Tl連接點(diǎn)，T2電壓端子
【具體實(shí)施方式】
[0025]參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的線性化電路進(jìn)行說明。對(duì)相同或?qū)?yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，有時(shí)省略重復(fù)的說明。
[0026]實(shí)施方式I
[0027]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的線性化電路的電路圖。Ku頻帶的高頻信號(hào)從輸入端子IN輸入。在輸入端子IN與輸出端子OUT之間連接有連接點(diǎn)Tl。在輸入端子IN與連接點(diǎn)Tl之間連接有電容器Cl和匹配電路Ml。在連接點(diǎn)Tl與輸出端子OUT之間連接有電容器C2和匹配電路M2。電容器Cl、C2用于切斷DC。在連接點(diǎn)Tl與接地點(diǎn)之間連接有二極管D。在電壓端子T2與連接點(diǎn)Tl之間連接有電阻R。電阻R的電阻值是2000 Ω。對(duì)電壓端子T2施加OV的電壓。
[0028]圖2是表示二極管的等效電路的圖。二極管D具有可變電阻成分和可變電容成分。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的線性化電路的AMAM特性的圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的線性化電路的AMPM特性的圖。
[0029]在輸入信號(hào)的頻率高達(dá)Ku頻帶的情況下，二極管D的電容成分的阻抗(1/coC)變低。因此，連接點(diǎn)Tl的電位為0V，即使電阻成分的阻抗較高，作為二極管D，阻抗也變低。這樣，小信號(hào)時(shí)二極管D的阻抗較低，因此線性化電路的損耗變大。
[0030]另一方面，大信號(hào)時(shí)，電流正向流過二極管D，連接點(diǎn)Tl的電位從OV移向低電壓偵牝因此電阻成分的阻抗變高。若移向低電壓側(cè)(在本實(shí)施方式中是負(fù)電壓側(cè))，則電容成分變低。這樣，二極管D的阻抗變高，線性化電路的損耗變小。由此，如圖3所示，能夠確保AMAM的動(dòng)態(tài)范圍。AMPM特性是與非專利文獻(xiàn)1、2相同的動(dòng)作原理。
[0031]在本實(shí)施方式中，通過對(duì)線性化電路的電壓端子施加OV的電壓，從而使二極管D的正極電流較低即可，因此在正電極金屬中不會(huì)發(fā)生迀移，能夠提高可靠性。并且，由于無須對(duì)正極電流值進(jìn)行限制，所以能夠提高線性化電路設(shè)計(jì)的自由度。此外，在本實(shí)施方式中，將二極管D的負(fù)極接地，而在將正極接地的情況下，僅電流的流向改變，也可得到同樣的效果。
[0032]實(shí)施方式2
[0033]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的線性化電路的電路圖。線性化電路的電壓端子T2接地。二極管D具有使漏極和源極短路的HEMT構(gòu)造。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I相同。
[0034]由于將電壓端子T2接地，所以不需要線性化電路用電源。并且，麗IC內(nèi)的配線布局變得簡單。這樣，能夠使放大器模塊的結(jié)構(gòu)簡化和小型化，能夠削減成本。
[0035]圖6是表示二極管的電容與正極電壓的關(guān)系的圖。在本實(shí)施方式中，從作為偏置點(diǎn)的OV起，向負(fù)電壓方向移動(dòng)。與此相對(duì)，在通常的二極管中，幾乎不存在負(fù)電壓區(qū)域中的電容變化量。另一方面，在HEMT類二極管(將柵極作為正極，將短路的漏極和源極作為負(fù)極的二極管)中，電容變化量有2個(gè)數(shù)量級(jí)之多。因此，通過使用相對(duì)于電壓的電容成分變化量較大的HEMT類二極管，從而能夠增大線性化電路特性的動(dòng)態(tài)范圍。另外，若使用HEMT工藝的二極管，則能夠在MMIC上集成線性化電路和放大器。
[0036]實(shí)施方式3
[0037]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的線性化電路的電路圖。在二極管D的負(fù)極與接地點(diǎn)之間連接有電感器L。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2相同。
[0038]圖8是表示失真特性得到補(bǔ)償?shù)姆糯笃鞯腁MAM、AMPM特性的圖。AMAM單調(diào)減小，而AMPM在一度增大之后減小。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的線性化電路的AMPM、AMPM特性的圖。通過插入電感器L，能夠使線性化電路的AMPM特性發(fā)生反轉(zhuǎn)。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的線性化電路，能夠至飽和區(qū)域(AMPM反轉(zhuǎn)后的區(qū)域)為止對(duì)放大器的AMPM特性進(jìn)行補(bǔ)償。
[0039]實(shí)施方式4
[0040]圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的線性化電路的框圖。在實(shí)施方式I?3中的任一線性化電路I的前級(jí)，設(shè)置有具有GaN類晶體管(例如GaN-HEMT)的驅(qū)動(dòng)放大器2。在線性化電路I的后級(jí)，設(shè)置有高輸出GaN I級(jí)放大器3。驅(qū)動(dòng)放大器2向線性化電路I的輸入端子IN供給輸出信號(hào)。利用驅(qū)動(dòng)放大器2的輸出信號(hào)對(duì)線性化電路I進(jìn)行激勵(lì)，由此使線性化電路動(dòng)作。
[0041]如圖8所示，雖然GaN類放大器能夠期待高輸出化，但是由于GaN特有的軟壓縮，增益緩慢降低。為了對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，需要線性化電路1，而由于后級(jí)為高輸出，所以也需要提高線性化電路I的輸出。為此，將二極管D設(shè)為GaN類二極管即可。但是，若GaN類二極管的閾值電壓(rising voltage)為約1.0V,則與以往的GaAs類二極管的0.7V相比高0.3V，因此，線性化電路的增益就緒(rise)需要較大的輸入功率。由于GaN-HEMT與GaAs-HEMT相比具有高功率密度，所以若將驅(qū)動(dòng)放大器2設(shè)為GaN類晶體管，則能夠充分地驅(qū)動(dòng)線性化電路I。
[0042]另外，由于不需要進(jìn)行二極管D專用的工藝，能夠利用HEMT工藝實(shí)現(xiàn)，所以能夠?qū)⒕€性化電路I和驅(qū)動(dòng)放大器2作為麗IC集成化，能夠縮小電路面積。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種線性化電路，其特征在于，具備:輸入端子；輸出端子；連接點(diǎn)，其連接在所述輸入端子和所述輸出端子之間；二極管，其與所述連接點(diǎn)連接；電壓端子；以及電阻，其連接在所述電壓端子和所述連接點(diǎn)之間，對(duì)所述電壓端子施加有OV的電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性化電路，其特征在于，所述電壓端子接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線性化電路，其特征在于，還具備:第一電容器，其連接在所述輸入端子和所述連接點(diǎn)之間；以及第二電容器，其連接在所述連接點(diǎn)和所述輸出端子之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線性化電路，其特征在于，所述二極管具有HEMT構(gòu)造。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線性化電路，其特征在于，還具備電感器，該電感器與所述二極管串聯(lián)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線性化電路，其特征在于，還具備驅(qū)動(dòng)放大器，該驅(qū)動(dòng)放大器具有GaN類晶體管，向所述輸入端子供給輸出信號(hào)，所述二極管為GaN類二極管。
【專利摘要】本發(fā)明得到一種能夠改善可靠性并提高設(shè)計(jì)自由度的線性化電路。在輸入端子(IN)與輸出端子(OUT)之間連接有連接點(diǎn)(T1)。在連接點(diǎn)(T1)與接地點(diǎn)之間連接有二極管(D)。在電壓端子(T2)與連接點(diǎn)(T1)之間連接有電阻(R)。對(duì)電壓端子(T2)施加0V的電壓。由此，使得二極管(D)的正極電流較低即可，因此在正電極金屬中不會(huì)發(fā)生遷移，能夠提高可靠性。并且，由于無須對(duì)正極電流值進(jìn)行限制，所以能夠提高線性化電路設(shè)計(jì)的自由度。
【IPC分類】H03F3/189, H03F1/32
【公開號(hào)】CN105099375
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510266522
【發(fā)明人】金谷康
【申請(qǐng)人】三菱電機(jī)株式會(huì)社
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日
【公告號(hào)】DE102015209439A1, US20150340999