微波超寬帶GaN HEMT功率放大器研究.pdf

1、寬帶功率放大器廣泛應用于電子戰(zhàn)（EW）、個人無線通信、遠程遙感，雷達及航空應用等各個方面，它具有較高的靈敏度，較大的動態(tài)范圍等特點。這種廣泛的應用需求一定程度上也推動了對具有更寬帶寬、更高功率的新型半導體器件的研究進展。本文正是基于第三代具有高功率密度，寬禁帶和高頻特性的GaN HEMT半導體材料進行了兩級3-8GHz功率放大模塊的設計。
　　本文首先通過查閱大量的文獻資料，了解了寬帶功率放大器的應用價值，并歸納了近幾十年來國內(nèi)外

2、的研究進展和成果，分析了設計寬帶功放的難點。
　　其次介紹了設計寬帶功率放大器的基本理論知識，對偏置電路中無源器件的選擇和使用，扇形微帶線的寬帶特性進行了描述，對實現(xiàn)寬帶匹配的電路結(jié)構(gòu)進行了歸納和分析，從中選出適合本電路設計的最優(yōu)方法。
　　然后在ADS2011環(huán)境下設計仿真了兩級3-8GHz功率放大模塊。首先對所用管芯TGF2023-2-02及TGF2023-2-10進行了建模；其次在HFSS中合理設置金絲鍵合線的結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、并進行仿真，然后運用到電路設計中；頻率補償與多支節(jié)阻抗變換法同時用來實現(xiàn)寬帶性能；完成了兩個功放模塊的加工制作，并作了測試分析。
　　最終測試結(jié)果表明，驅(qū)動級輸出功率在整個工作頻段范圍內(nèi)可達37～38.5dBm，小信號增益達到9.8dB以上，PAE（功率附加效率）為34.6％～49.3%；功率級在3-8GHz工作頻段內(nèi)最大輸出功率達到24W，輸出功率范圍為40～43.9dBm，小信號增益達8dB以上，PAE達到24.4%～47.7