X波段GaN HEMT單片集成功率放大器設(shè)計.pdf

1、GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)具有擊穿電壓高、功率密度高、輸出功率高、工作效率高、工作頻率高、瞬時帶寬寬、適合在高溫環(huán)境下工作和抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)今主流的GaAs HEMT元件，已成為第三代寬禁帶半導(dǎo)體功率元件。基于GaN HEMT研制的單片微波功率放大器具有高工作電壓、高輸出功率、頻帶寬、損耗小的特點，已廣泛用于相控陣?yán)走_(dá)，航空航天，導(dǎo)彈攔截系統(tǒng)中。當(dāng)發(fā)達(dá)國家相繼研究出高性能的GaN HEMT單片微波集成功率放

2、大器的同時，我們國家開始了自主研發(fā)。本文就是基于GaN HEMT通過集總與分布兩種不同匹配方法來實現(xiàn)MMIC功率放大器的設(shè)計。
　　 本文在分析了GaN HEMT元件工作機(jī)理及單片微波集成功率放大器設(shè)計的基本原理的基礎(chǔ)上，分析并運用了兩種匹配電路，實現(xiàn)了功率放大器的設(shè)計并達(dá)到較好的結(jié)果。主要工作如下：
　　 完成單片微波集成功率放大器的設(shè)計。運用功率匹配方法分別采用分布與集總參數(shù)設(shè)計電路匹配網(wǎng)絡(luò)。為了提高電路設(shè)計的準(zhǔn)確性

3、，采用基于全波算法的矩量法(MOMENTUM)對匹配的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真分析，MOMENTUM方法能產(chǎn)生準(zhǔn)確的電磁模型并考慮耦合和寄生效應(yīng)，得到了比匹配網(wǎng)絡(luò)更準(zhǔn)確的MOMENTUM元件。運用ADS軟件在偏置與輸入功率完全相同的情況下分別將對應(yīng)的MOMENTUM元件帶入電路里進(jìn)行協(xié)仿真，可以得到在8-12GHz頻段內(nèi)，采用集總參數(shù)匹配方法的電路功率增益可以達(dá)到5.8dB，輸出功率＞37dBm，效率可以達(dá)到14.2％；采用分布參數(shù)匹配方法的電路帶