氮化鎵基微波高效率功率放大器研究.pdf

1、作為現(xiàn)今無(wú)線通信系統(tǒng)收發(fā)信息環(huán)節(jié)中必不可少的一部分，微波功率放大器的能耗問(wèn)題一直受到廣泛關(guān)注。為了節(jié)約能源，降低通信所需的成本，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多研究專注于提升微波頻段功放的效率。其中F類/逆F類功放通過(guò)諧波阻抗匹配的方式，調(diào)整晶體管漏極電流電壓波形，同時(shí)抑制諧波功率分量，在提升功放效率的方面已經(jīng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的潛力。且相比于其他種類的高效率功放電路設(shè)計(jì)，F(xiàn)類/逆 F類功放對(duì)晶體管參數(shù)的要求較低，具備更高的性能，已然成為了相關(guān)領(lǐng)域研究的熱

2、點(diǎn)。本論文基于實(shí)驗(yàn)室的國(guó)家重大專項(xiàng)GaN基微波頻段功率放大器的科研項(xiàng)目，展開(kāi)對(duì)微波頻段F類/逆F類功放的研究。主要內(nèi)容包括：
　　詳細(xì)闡述了F/逆F諧波控制類高效率功放設(shè)計(jì)的原理，并明確了輸入諧波控制的意義。同時(shí)依據(jù)大量的仿真設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)指出，針對(duì)不同的器件，提升功放電路效率的方式不盡相同。這些理論歸納為高效率功放的設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)；
　　針對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備的0.5μm柵長(zhǎng)AlGaN/GaN HEMT器件，通過(guò)在器件輸入端添加F類諧波

3、抑制網(wǎng)路的方式，設(shè)計(jì)了一款10mm柵寬C波段高效率高輸出功率功放，并對(duì)該功放電路完成了版圖級(jí)仿真的驗(yàn)證，仿真結(jié)果顯示在中心頻率4GHz左右，PAE可以達(dá)到80％，峰值輸出功率達(dá)到55W，增益超過(guò)14dB，在400MHz頻率范圍內(nèi)PAE始終維持在60％以上；
　　采用柵長(zhǎng)為0.25μm，柵寬為1mm的GaN HEMT器件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款X波段逆F類功率放大器。完成了對(duì)逆F類功放電路的版圖級(jí)仿真驗(yàn)證并與傳統(tǒng)AB類功放進(jìn)行了比較，在犧牲