C波段GaN寬帶功率放大器的研制.pdf

1、寬禁帶半導(dǎo)體GaN微波功率器件以其大電流密度、高功率密度、高擊穿電壓及高功率附加效率等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。其優(yōu)良特性決定了GaN器件在軍用和民用微波功率領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。隨著GaN HEMT器件工藝的發(fā)展，高功率高頻率微波放大器的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)成為大家競(jìng)相追逐的目標(biāo)。在以上背景下，本文基于GaN HEMT管芯技術(shù)，開(kāi)展了C波段30W內(nèi)匹配功率放大器的研制工作。主要工作和結(jié)果如下:
　　針對(duì)功率放大器的技術(shù)特點(diǎn)，研究了器件

2、工作類型與效率的關(guān)系、穩(wěn)定性分析、負(fù)載牽引原理等關(guān)鍵技術(shù)理論，從帶寬性能和設(shè)計(jì)方法上著重分析了匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了功率放大器內(nèi)匹配結(jié)構(gòu)和測(cè)試夾具:通過(guò)分析管芯性能確定最佳阻抗點(diǎn);考慮到管殼寄生參數(shù)對(duì)內(nèi)匹配性能的影響不能忽略，通過(guò)仿真比較，確定采用T型網(wǎng)絡(luò)和入/4微帶線組成的兩級(jí)混合型匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);采用三維仿真技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)際匹配元件參數(shù);為使測(cè)試夾具保證器件穩(wěn)定性的同時(shí)不影響其微波性能，著重分析了電容的射頻性能和損耗因素的影響

3、，及其作為隔直電容、射頻旁路電容和去耦電容的不同要求。
　　最后，將管芯和匹配元件裝配在管殼內(nèi)，通過(guò)對(duì)偏置點(diǎn)、諧振點(diǎn)和匹配電容的調(diào)試分析，得到器件在Vds=32V，Ids=100mA條件下、5.3GHz～5.9GHz范圍內(nèi)的測(cè)試結(jié)果:在校準(zhǔn)件上的測(cè)試結(jié)果顯示，線性增益大于12dB且5.9GHz時(shí)取得最大值14.5dB，1dB壓縮點(diǎn)輸出功率大于45dBm，3dB壓縮點(diǎn)功率附加效率大于46.4％;在夾具上的測(cè)試結(jié)果顯示，因穩(wěn)定性網(wǎng)絡(luò)的