GaN MMIC F類功率放大器研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信、航空航天、電子產(chǎn)品等科學(xué)技術(shù)在各自領(lǐng)域突飛猛進(jìn)的發(fā)展,技術(shù)的不斷成熟,其給人類帶來的貢獻(xiàn)也越來越大。而快速的進(jìn)步也帶來了更大的挑戰(zhàn)。射頻電路在上述領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用,特別是作為射頻收發(fā)端核心部件的功率放大器更是扮演著不可替代的角色,怎樣實(shí)現(xiàn)大功率、高效率、小型化,已經(jīng)成為了應(yīng)對挑戰(zhàn)最主要的方向。
　　本論文正是針對上述問題,研究并實(shí)現(xiàn)了兩款頻段分別為L、S波段的GaN MMIC F類功率放大器,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了一款Ga

2、N混合集成F類功放?；贔類功放,第三代半導(dǎo)體材料GaN,單片微波集成電路(MMIC)等結(jié)構(gòu)與材料的優(yōu)勢,本文重點(diǎn)對兩款GaN MMIC F類功率放大器進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容為:
　　1.介紹了F類功率放大器的發(fā)展歷程與目前國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài),對目前所報(bào)道的F類功放的技術(shù)指標(biāo)作了簡要說明,為本課題功放設(shè)計(jì)指標(biāo)作參考。
　　2.從理論上分析了F類功放的基本原理,從公式推導(dǎo)角度指出其波形成形及效率提高的原因。
　　3.簡要介

3、紹了GaN HEMT器件與無源器件的基本原理,說明了本文所使用的GaN MMIC工藝線上有源與無源器件的物理特性。接下來重點(diǎn)闡述了利用ADS仿真軟件對中心頻率為1.8GHz與2.4GHz的兩款GaN MMIC F類功率放大器進(jìn)行仿真的過程,介紹了實(shí)現(xiàn)F類功放所使用的諧波控制與基波匹配等方法。對于1.8GHz功放,仿真實(shí)現(xiàn)最大輸出功率為31dBm,增益最大為16dB,最高PAE可達(dá)到71.4％。對于2.4GHz功放,仿真實(shí)現(xiàn)最大輸出功率為

4、32dBm,平均功率增益為10dB,最高PAE為59.3％。接著對流片后的MMIC功放進(jìn)行了在片測試,1.8GHz功放經(jīng)測試最大輸出功率為24.1dBm,功率增益為5dB,最高PAE為48.3％;2.4GHz功放的最大輸出功率為27dBm,功率增益平均為6dB,最高PAE為41％。
　　4.使用Cree公司的10W GaN芯片CGH40010實(shí)現(xiàn)了另一款中心頻率為2GHz的混合集成GaN F類功率放大器。利用ADS的對其進(jìn)行仿真,