小型化L波段1 000 W GaN内匹配功率管研制

L波段功率单管有增大功率的需求,但会面临体积较大的问题。基于0.5μm工艺研发了GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)管芯,单芯功率达到300 W。通过负载牵引仿真提取模型的输入、输出最佳阻抗点。用高介电常数薄膜电路设计L-C网络,拉高芯片的输入输出阻抗,并抵消虚部。用微带电路设计两级阻抗变换的宽带功率分配器及合路器电路,进行四胞管芯合成。内置稳定电路、栅极和漏极供电偏置电路,实现高度集成化、小型化,以及50Ω输入输出阻抗匹配。芯片总栅宽4×40 mm,在漏压50 V、脉宽40μs、占空比4%的测试条件下,在0.96 GHz到1.225 GHz的宽带频段内,输出功率为60 dBm到61.2 dBm,效率为57.9%到72%,饱和功率增益大于14 dB。     

S波段GaN内匹配功放管

实现了一款应用于S波段雷达系统的GaN HEMT内匹配功放。以小信号S参数和Load-pull结果为基础进行内匹配电路设计和仿真,采用单个24 mm GaN HEMT管芯实现大功率输出。使用微波仿真软件ADS进行输出匹配和小信号仿真和优化,得到良好的仿真结果并给出最终的测试数据。在34 V漏电压、1 ms周期、10%占空比的测试条件下,40 d Bm输入功率时,2.7~3.1 GHz频率范围内,输出功率超过170 W,功率附加效率超过55%。     

S波段280W GaN内匹配功率管的设计与实现

本文实现了一种基于自主50V工作GaN HEMT工艺的S波段内匹配功率管。以S参数和负载牵引结果进行内匹配电路设计,采取两管芯并联的方式实现大功率输出。应用微波仿真软件ADS对其进行优化,得到良好仿真结果并给出最终测试数据。在48V漏电压、1 ms周期、10%占空比测试条件下,3.1~3.4GHz频率范围内,输出功率超过54.5dBm,功率增益大于13.5dB,功率附加效率超过50%。     

S波段150W GaN内匹配功率放大器

介绍了一种S波段150W GaN内匹配功率放大器。器件采用0.25μm工艺GaN HEMT管芯,内匹配技术对单胞放大器进行输入输出匹配,然后用Wilkinson功率分配器对四路单胞功率放大器进行功率合成。放大器频带范围2.7~3.5GHz。工作电压28V,占空比10%,脉宽0.1ms。单胞放大器输入功率37dBm,输出功率46.5dBm以上,功率附加效率大于50%;合成放大器输入功率43dBm,输出功率51.8dBm(150 W)以上,功率附加效率超过40%。     

Ka波段PHEMT功率放大器

报道了 Ka波段的 PHEMT功率放大器的设计和研制。 PHEMT器件采用 0 .2 μm栅长的 Φ 76 mm Ga As工艺制作 ,并利用 CAD技术指导材料生长和器件制作。单级的 MIC放大器采用0 .3mm栅宽的 PHEMT,在 34GHz处 ,输出功率 10 0 m W,功率增益 4 d B。     

W波段GaN单片功率放大器研制

报道了W波段GaN三级放大电路的研制结果。采用电子束直写工艺在AlGaN/GaN HEMT外延结构上制备了栅长100nm的"T"型栅结构。器件直流测试最大电流密度为1.3A/mm,最大跨导为430mS/mm;小信号测试外推其fT和fmax分别为90GHz及210GHz。采用该器件设计了三级放大电路,在75~110GHz频段内最大小信号增益为21dB。该单片在90GHz处的最大输出功率可达1.117W,PAE为13%,功率增益为11dB,输出功率密度为2.33 W/mm。     

L波段2W功率放大器的设计

本文介绍一种在一点多址微波通信设备中应用的Ｌ波段高功率放大器，具有良好的稳定性，生产调试方便，成本低，可靠性高的特点。     

应用于WiFi6的新型高线性度功率放大器设计

针对WiFi 6的设备需求,设计了一款工作在5.15 GHz～5.85 GHz的高线性度砷化镓异质结双极型晶体管射频功率放大器。为了保证大信号和高温下功率管静态工作点的稳定性,采用了一种新型有源自适应偏置电路。对射频功率检测电路进行了设计和改进,有效降低了射频系统的功耗。针对各次谐波分量产生的影响,对输出匹配网络进行了优化。仿真结果表明：该射频功率放大器芯片小信号增益达到了32.6 dB;在中心频率5.5 GHz时1 dB压缩点功率为30.4 dBm,功率附加效率超过27.9%;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-40 dBc。实测数据表明：小信号增益大于31.4 dB;5.5 GHz时1 dB压缩点功率为29.06 dBm;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-30 dBc。当输出功率为20 dBm时,二次三次谐波抑制到-30 dBc和-45 dBc。     

基于GaN HEMT的X波段连续波内匹配功率管设计

采用内匹配技术,使用两枚GaN HEMT 晶体管,在X 波段8.0~8.5 GHz 频段内,设计并实现了一种高可靠性、高功率附加效率的功率放大器。基于南京电子器件研究所提供的晶体管及负载牵引数据,并结合“L-C-L”匹配网络以及威尔金森功率分配/ 合成器,对晶体管的输入和输出阻抗进行了相应匹配,使得其端口阻抗均为50 Ω。最终通过两胞合成的方式实现了在目标频段内,栅电压-2.2 V、漏电压24 V,连续波工作状态下,所设计功率放大器输出功率高于20 W、功率增益大于10 dB、功率的附加效率大于49.7%。其中,在8.1~8.4 GHz,该功率放大器功率附加效率超过52%,优于我国现有相近频段内匹配功率放大器的功率附加效率,并通过实验验证了该设计方案的可靠性。     

X波段400 W GaN内匹配功率管北大核心CSCD

报道了X波段脉冲输出功率超过400 W的GaN HEMT内匹配功率管。该器件内部包含了4只14.4mm栅宽GaN HEMT管芯。输入输出同时采用了一级L-C阻抗变换和两级微带阻抗变换器。该器件在9.0~10.0GHz频带内,在漏极电压为50V、脉冲宽度100μs、占空比10%测试条件下,输出功率达到了400 W以上,功率增益大于9dB,附加效率高于37.7%,带内峰值输出功率450 W。     

L波段微波功率放大器的设计

采用微带线形式建立L波段微波功率放大器匹配网络,使用FLL357ME型砷化镓场效应功率晶体管,并利用MicrowaveOffice进行电路仿真和优化.测试结果表明该放大器满足小信号放大器的指标要求.可以用于射频接入电路的前端.     

应用于C-X-Ku波段的宽带功率放大器

采用0.25μm AlGaAs/InGaAs/GaAs PHEMT工艺技术,研制出了6～18GHz三级MMIC全匹配宽带功率放大器单片.在6～18GHz的工作频率下,放大器的平均功率增益为19dB,输出功率大于33.3dBm,在10GHz处有最大输出功率34.7dBm,输入回波损耗S11低于-10dB,输出回波损耗S22低于-6dB.与报道的C-X-Ku频段宽带功率放大器相比,有较好的功率平坦度.     

基于GaN HEMT的高线性星载Doherty功率放大器设计北大核心CSCD

在射频通信链路中,功率放大器决定了发射通道的线性、效率等关键指标。卫星通信由于是电池供电,对功率放大器的工作效率要求比较高。文章基于GaN HEMT晶体管采用对称设计完成了一款高效率的Doherty功率放大器。测试结果表明:该Doherty功放的功率增益大于29 dB;1 dB压缩点功率(P_(1 dB))大于35 dBm;在35 dBm输出时,其功率附加效率(PAE)大于47.5%,三阶交调失真(IMD3)大于35 dBc;在功率回退3 dB时,其PAE大于37%,IMD3大于32 dBc。     

Ka波段高功率放大器设计

微波单片集成电路(Microwave Monolithic Integrated Circuit,MMIC)以其体积小型紧凑、一致性好、可靠性高、成品率高、适用于批量生产等特点,在微波通信系统中得到广泛的应用。基于Ga As赝配高电子迁移率晶体管,采用功率合成技术和阻抗匹配技术设计了一款Ka波段功率放大器,对电路进行了仿真分析,并进行流片。实测结果表明电路工作频率从36~38 GHz频段范围,P1d B输出功率大于35 d Bm,增益大于18 d B,功率附加效率为16%。     

Ka波段AlGaN/GaN HEMT的研制

为了提高AlGaN/GaN HEMT的频率,采用了缩小源漏间距、优化栅结构和外围结构等措施设计了器件结构,并基于国内的GaN外延片和工艺完成了器件制备.测试表明所研制的AlGaN/GaN HEMT可以满足Ka波段应用.其中2×75μm栅宽AlGaN/GaN HEMT在30V漏压下的截止频率为32GHz,最大振荡频率为1...     

S波段GaN MMIC Doherty功率放大器

采用SiC衬底0.25 μm AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管工艺,研制了一款S波段GaN单片微波集成电路(MMIC)Doherty功率放大器,在回退的工作状态下仍可以保持较高的效率,可用于小型基站。为减小芯片尺寸,采用无源集总元件替代四分之一阻抗变换线;在输入端没有采用功分器加相位补偿线的结构,而是设计了一种集总结构的电桥来提高集成度。脉冲测试表明,在3~3.2 GHz频率范围内,饱和输出功率大于10 W,在回退6 dB处的功率附加效率(PAE)为38%,芯片尺寸为4.0 mm×2.4 mm。     

Ka波段GaN HEMT栅结构仿真研究

为了研究适合Ka波段GaN HEMT的栅结构尺寸,借助二维器件仿真软件Silvaco Atlas,在完善仿真模型的基础上研究了T型栅各部分对GaN HEMT特性的影响,包括栅长与短沟道效应的关系、栅与沟道距离对短沟道效应和饱和漏电流的影响,以及栅金属厚度对最大震荡频率,栅场板对截止频率、最大震荡频率和内部电场的影响。根据典型器件结构和材料参数的仿真表明,为了提高频率并减轻短沟道效应,栅长应取0.15~0.25um;减小栅与沟道的距离可略微改善短沟道效应,但会明显降低器件的饱和漏电流,综合考虑栅调制能力、饱和漏电流、短沟道效应三个方面,栅与沟道距离应取10~20nm;为了提高最大振荡频率,栅金属厚度应大于0.4um;缩小栅场板长度可有效提高器件的频率,兼顾Ka波段应用和提高击穿电压,栅场板长度应在0.3~0.4um左右。仿真得出的器件性能随结构参数的变化趋势以及尺寸数据对于Ka波段GaN HEMT的研究具有参考意义。     

基于GaN HEMT的0.8～4.2GHz超宽带功率放大器的设计

阐述了基于GaN HEMT的超宽带功率放大器的设计与实现方法。采用低通L-C匹配网络消除虚部阻抗,并利用多节λ/4阻抗变换器实现宽带实阻抗到目标阻抗50Ω的匹配。测试结果表明,功放在32V漏电压、1ms周期、10%占空比及0.8~4.2 GHz频带内输出功率大于47dBm(50.1 W),最高输出功率为48.9dBm(77.6 W),带内饱和功率增益大于9dB,最大漏极效率为64%。实验测试结果与设计仿真结果符合良好,从而验证了设计方法的正确性。