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40-4000MHz寬帶高功率GaN MMIC功率放大器

發(fā)布時(shí)間：2018-09-06 15:21:17 瀏覽：1846

我們報(bào)告了一個(gè)高性能的GaN MMIC功率放大器工作在40MHz到400MHz之間。這個(gè)實(shí)現(xiàn)80W脈沖（100US脈沖寬度和10%占空比）MMIC循環(huán)）輸出功率（P5dB），40MHz，50W效率為54%大約30%的效率在大部分的中間波段，以及在400MHz時(shí)，效率逐漸降低到30W，效率為22%。40-400MHz頻段的功率增益為25dB。這個(gè)超寬帶性能是通過裁剪設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。輸出阻抗，并使用獨(dú)特的寬帶電路匹配拓?fù)鋵W(xué)。兩種設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)技術(shù)并給出匹配電路。指數(shù)條款-寬帶放大器，高電壓技術(shù)，微波器件，GaN MMIC PA.

一、引言
寬帶、大功率、高效率放大器是關(guān)鍵高級(jí)通信系統(tǒng)中的元素，如搜索和救援消防員、警察和海岸用軟件無(wú)線電警衛(wèi)。實(shí)現(xiàn)寬帶的傳統(tǒng)技術(shù)放大是利用行波（TW）方法〔1, 2〕或設(shè)計(jì)寬帶匹配電路進(jìn)行變換。該設(shè)備的輸入阻抗和輸出阻抗達(dá)到50歐姆（3）。這個(gè)TW技術(shù)使用多個(gè)裝置模擬50歐姆。傳輸線實(shí)現(xiàn)寬帶寬。寬頻帶匹配方法具有尺寸小的優(yōu)點(diǎn)。然而，如果大功率器件的輸出阻抗相差很大從50歐姆，這種方法的輸出匹配電路遭受大尺寸，以及高射頻損耗。這種高射頻損耗嚴(yán)重降低放大器輸出。權(quán)力與效率。本文將FET串聯(lián)堆疊技術(shù)應(yīng)用于最大化功率從PA [4-9]。還有大小功率級(jí)器件優(yōu)化綜合最優(yōu)
輸出阻抗接近50歐姆。這種方法使相對(duì)輸出阻抗匹配電路的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致匹配電路中的低射頻損耗，導(dǎo)致高輸出功率寬帶高性能功率增加效率。
二。GaN單片集成電路設(shè)計(jì)
獲得超過20dB的功率增益，這是一個(gè)標(biāo)稱規(guī)格在許多應(yīng)用中，兩階段配置與基于TrimQuin的0.25m選擇級(jí)間匹配GaN HEMT工藝。圖1示出50W單片集成電路的照片。第一級(jí)器件尺寸為2.4mm，分為兩個(gè)1.2mm的路徑。第二級(jí)器件尺寸為16.8mm。
四，3系列1.4毫米HEMT組成。3x1.4mmHIFET裝置是DC和RF的三個(gè)1.4mm單位單元。

系列（圖2）。直流偏置電壓和射頻輸出阻抗這種HIFET都是1.4mm單位電池的三倍。裝置，特別是在低頻段。通過適當(dāng)?shù)倪x擇單位單元設(shè)備的大小和單元單元設(shè)備的數(shù)量系列，我們可以優(yōu)化HIFET輸出阻抗為接近50歐姆，以實(shí)現(xiàn)寬帶性能。

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