率放大器的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]正如【背景技術(shù)】部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中的GaAs和LDMOS/GaN混合集成有兩個(gè)困難:一是LDMOS/GaN大功率的裸片輸出功率很高，因此需要很好的散熱，而印制電路板(PCB)或者銅、鋁材料熱沉的熱膨脹系數(shù)較大，功率芯片的裸片直接焊接在以上材料上，散熱的同時(shí)會(huì)由于熱沉或者PCB的熱膨脹問題而導(dǎo)致功率芯片斷裂；二是LDMOS/GaN器件的輸入輸出阻抗很小，所以匹配電路復(fù)雜，系統(tǒng)集成應(yīng)用較困難。
[0033]基于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了基于PCB工藝的GaAs和LDMOS/GaN的混合集成微波功率放大器，包括:金屬底板；所述金屬底板的上表面設(shè)置有PCB板和熱沉；所述PCB板上設(shè)置有第一功率放大器；所述熱沉上設(shè)置有第二功率放大器；所述第二功率放大器的輸入端與所述第一功率放大器的輸出端連接；其中，所述第一功率放大器為GaAs功率放大器，所述第二功率放大器為LDMOS功率放大器或GaN功率放大器。
[0034]需要說明的是，在本實(shí)用新型的以下論述過程中，所述第一功率放大器就是指GaAs功率放大器，所述第二功率放大器就是指LDMOS功率放大器或GaN功率放大器。
[0035]所述基于PCB工藝的GaAs和LDMOS/GaN混合集成微波功率放大器，電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，上由兩級(jí)放大器A1、A2，級(jí)間匹配Ml和輸出匹配M2級(jí)聯(lián)組成，放大器Al的輸入端和放大器A2的輸出端有電容C1、C2隔直流。所述級(jí)間匹配M1、輸出匹配M2、電容C1、C2由分立元件和金絲綁線構(gòu)成。所述放大器Al為GaAs功率放大器芯片，是未經(jīng)封裝的裸片。所述放大器A2為LDMOS功率放大器或GaN功率放大器，是未經(jīng)封裝的裸片。而在放大器Al和A2之間一般還設(shè)置有偏置電路和去耦電路。
[0036]如圖2為所述GaAs功率放大器與所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器之間的級(jí)間匹配電路，第三電容C3的一端接前級(jí)GaAs驅(qū)動(dòng)功放芯片I的輸出端，第三電容C3的另一端分別接第四電容C4和第五電容C5，該第四電容C4的另一端接地，該第五電容C5的另一端與第一電感LI連接，該第一電感LI與后級(jí)LDMOS功率放大器或GaN功率放大器輸入端連接。
[0037]綜上所述，所述混合集成微波功率放大器通過將所述第一功率放大器即GaAs功率放大器和所述第二功率放大器即LDMOS功率放大器或GaN功率放大器集成到所述金屬底板上，所述GaAs功率放大器集成到所述PCB板上，所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器設(shè)置到所述熱沉上，與所述GaAs功率放大器連接，使得所述混合集成微波功率放大器的同時(shí)具有GaAs和LDMOS功率放大器或GaN兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，整體電路具有高頻、高增益、高線性度、大功率、高效率等特點(diǎn)，且集成度高，封裝成本低，應(yīng)用更方便。所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器設(shè)置到所述熱沉上而未集成到所述PCB板上，所述熱沉具有很低的熱膨脹系數(shù)，受熱情況下不容易發(fā)生形變，使得所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器的芯片不會(huì)發(fā)生斷裂；所述熱沉具有很強(qiáng)的導(dǎo)熱能力，極大地提高了對(duì)所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器的散熱能力；所述GaAs功率放大器設(shè)置到所述PCB板上，而所述PCB板和所述熱沉集成到所述金屬底板上，所述金屬底板具有很強(qiáng)的導(dǎo)熱能力，使得所述PCB板和所述熱沉的溫度差別較小，所述PCB板各部分的溫差較小，不會(huì)發(fā)生斷裂。由于所述GaAs功率放大器輸出阻抗和所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器輸入阻抗都是只有幾歐姆的低阻，故可以不再用常規(guī)的將輸入輸出阻抗匹配至50Ω的方法，直接將前級(jí)輸出阻抗匹配到后級(jí)輸入阻抗，無需進(jìn)行常規(guī)的LDMOS功率放大器或GaN功率放大器封裝內(nèi)預(yù)匹配，電路結(jié)構(gòu)更簡單。
[0038]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0039]參考圖3，圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的基于PCB工藝的GaAs和LDMOS/GaN混合集成微波功率放大器的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]在一種具體方式中，所述基于PCB工藝的GaAs和LDMOS/GaN混合集成微波功率放大器，包括:金屬底板4 ;所述金屬底板4的上表面設(shè)置有PCB板3和熱沉5 ;所述PCB板3上設(shè)置有第一功率放大器I ;所述熱沉5上設(shè)置有第二功率放大器2 ;所述第二功率放大器2的輸入端與所述第一功率放大器I的輸出端連接；其中，所述第一功率放大器I為GaAs功率放大器，所述第二功率放大器2為LDMOS功率放大器或GaN功率放大器。
[0041]優(yōu)選的，所述第二功率放大器2通過銀漿焊或共晶焊的方式固定在所述熱沉5上，焊接牢固，不存在虛焊的情況，焊接溫度低，焊接效率高。共晶焊又稱低熔點(diǎn)合金焊接，共晶合金的基本特點(diǎn)是:兩種不同的金屬可在遠(yuǎn)低于各自的熔點(diǎn)溫度下按照一定重量比例形成合金。采用共晶焊接時(shí)，焊接溫度低于各組分的熔點(diǎn)，使得焊接工藝的難度大大降低，焊接溫度大大降低，可以極大地提高焊接效率。需要說明的是，本實(shí)用新型還可以采用其它的方式將所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器固定在所述熱沉5上，只是上述兩種焊接方式是常用的焊接方式，固定效果好，工藝成本低而已，本實(shí)用新型對(duì)所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器固定在所述熱沉5上的固定方式不做具體限定。
[0042]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】中，所述金屬底板4上還具有槽，所述槽的形狀與所述熱沉5的橫截面形狀相同，所述熱沉5的底部嵌套進(jìn)所述金屬底板4的槽。所述槽一般用銑床加工而成。所述金屬底板4具有與所述熱沉5的橫截面形狀相同的槽，在將所述熱沉5固定到所述槽后，一方面增大了所述熱沉5與所述金屬底板4的接觸面積，增加所述熱沉5與所述金屬底板4之間的熱傳遞，另一方面，所述熱沉5被固定在所述槽中，使得所述熱沉5與所述金屬底板4之間的連接更加牢固。
[0043]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】中，所述PCB板3上還具有通孔，所述通孔的橫截面形狀與所述熱沉5的橫截面形狀相同，所述熱沉5穿過所述通孔嵌套進(jìn)所述金屬底板4的槽。所述熱沉5穿過所述PCB板3的通孔嵌套進(jìn)所述金屬底板4的槽，使得所述PCB板3、所述熱沉5以及所述金屬底板4成為一體，三者的集合更加牢固，所述通孔可以設(shè)置在所述PCB板3的任意位置，使得所述PCB板3的電路設(shè)計(jì)更加的自由。
[0044]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】中，所述槽的深度等于所述熱沉5的厚度與所述PCB板3的厚度的差值。所述槽的深度等于所述熱沉5的厚度與所述PCB板3的厚度的差值，使得所述PCB板3的上表面與所述熱沉5的上表面處在同一平面，在印刷電路時(shí)直接采用原先的PCB工藝，降低工藝成本。
[0045]而在本實(shí)用新型所述的混合集成微波功率放大器中，所述熱沉5 —般為鉬銅熱沉。鉬銅材料屬于金屬基平面層狀復(fù)合型電子封裝材料，這種材料的熱導(dǎo)率高，熱膨脹系數(shù)低并且可調(diào)節(jié)，耐高溫性能優(yōu)異，是國內(nèi)外大功率電子元器件重要的電子封裝材料，廣泛用于微波、通訊、航空航天、電力電子、大功率半導(dǎo)體激光器、醫(yī)療等行業(yè)。另外，在微波封裝和射頻封裝領(lǐng)域，也采用該材料做熱沉。用鉬銅材料制成的所述鉬銅熱沉，具有導(dǎo)熱率高、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫性能好，散熱能力好，使得所述LDMOS功率放大器或GaN功率放大器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的大量熱量可以及時(shí)被傳遞出去，大大降低了