GaN HEMT功率放大技術研究.pdf

1、隨著對雷達和通信系統(tǒng)等的多功能﹑快速反應﹑抗電子干擾﹑高可靠和機動性的進一步要求，小型化、高性能的功率放大器成為目前的研究趨勢。以GaN為代表的第三代半導體材料具有禁帶寬、電子遷移率高、電子飽和速率高、擊穿電場高、熱導率高、化學穩(wěn)定性好和抗輻射能力強等特點，高電子遷移率晶體管（GaN HEMT）功率器件具有功率密度高、效率高等優(yōu)點，成為目前固態(tài)功率放大器的理想器件。
　　本文主要研究目標是利用GaN HEMT器件研制L波段（工作頻

2、率900至1200MHz，輸出功率大于43dBm）功率放大器，并研究其小型化設計技術。主要開展的工作有以下兩個方面：
　　1、采用NITRONEX公司的NPTB00050功放管，采用半集總電路匹配方式實現(xiàn)了900MHz至1200MHzGaN HEMT高效率功率放大器，電路體積105mm×80mm×30mm。仿真結果表明：在900至1200MHz范圍，功率放大器小信號增益大于15.3dB，在31dBm輸入下，輸出功率大于45.5dB

3、m，功率附加效率（PAE）大于54.7％。實測結果表明：在900至1200MHz范圍，功率放大器小信號增益大于5dB，其中在980至1250MHz，功率放大器小信號增益大于10dB；在1025至1250MHz，36.5dBm輸入下，輸出功率大于43.1dBm，功率附加效率（PAE）大于50％；在1075MHz處，輸出功率大于47.8dBm，最大功率附加效率（PAE）達到77.8%。
　　2、針對功率放大器小型化的需求，進一步研究了

4、L波段功率放大器小型化設計方案。功率放大器管芯采用Triquint公司的TGF2023-20，輸入輸出匹配均采用集總元件，以達到小型化設計目的。實現(xiàn)了900MHz至1200MHzGaN HEMT小型化功率放大器，電路體積28mm×28mm×15mm。仿真結果表明：功率放大器在漏極電壓20V，900至1200MHz范圍，小信號增益大于18.1dB；在29dBm輸入下，輸出功率大于43.5dBm，功率附加效率（PAE）大于53.5%。實測結