寬禁帶GaN HEMT F類(lèi)功率放大器設(shè)計(jì).pdf

1、功率放大器是無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的性能是制約整個(gè)系統(tǒng)性能和技術(shù)水平的關(guān)鍵因素。隨著無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，人們對(duì)功率放大器的效率和功率提出了更高的要求，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料的性能顯現(xiàn)出不足，新的第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)運(yùn)而生。 第三代半導(dǎo)體材料寬禁帶GaN HEMT具有擊穿電壓高、功率密度大、電子飽和漂移速度高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于制作高頻率、大功率和高效率的電子器件，因此GaN HEMT功率放大器逐漸成為研究熱點(diǎn)。在對(duì)GaN HEMT

2、器件的半導(dǎo)體特性和大信號(hào)模型進(jìn)行分析，闡述了功率放大器的理論基礎(chǔ)。 功率放大器根據(jù)工作方式可以分為線(xiàn)性功率放大器和開(kāi)關(guān)模式功率放大器。經(jīng)典的線(xiàn)性功率放大器主要分為A類(lèi)、B類(lèi)、AB類(lèi)和C類(lèi)放大器，開(kāi)關(guān)模式功率放大器主要分為D類(lèi)、E類(lèi)和F類(lèi)放大器。對(duì)以上所有類(lèi)型的放大器性能進(jìn)行分析，F(xiàn)類(lèi)放大器在理想情況下漏極效率達(dá)到100％，并且F類(lèi)放大器的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)具有諧波抑制的作用，F(xiàn)類(lèi)功率放大器適合應(yīng)用于設(shè)計(jì)高效率非線(xiàn)性的功率放大器。采用最

3、平坦波形近似技術(shù)和諧波控制理論分析和設(shè)計(jì)F類(lèi)功率功率放大器。F類(lèi)功率放大器的漏極峰值電壓很大，但是由于GaN HEMT器件的擊穿電壓很高，所以在設(shè)計(jì)F類(lèi)放大器選用GaN HEMT器件具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 根據(jù)功率放大器的設(shè)計(jì)目標(biāo)，選擇合適的GaN HEMT晶體管?；诰w管的大信號(hào)模型，通過(guò)負(fù)載牽引和諧波平衡技術(shù)，設(shè)計(jì)一款工作在L波段的F類(lèi)功率放大器。最后通過(guò)EDA仿真工具Advanced Design System(ADS)200