紧凑型K波段单级反馈式MMIC中功率放大器

给出了一种基于功率PHEMT工艺技术设计加工完成的紧凑型K波段单级反馈式MMIC宽带功率放大器.在21～28GHz的工作频段内,当漏极电压为6V,栅电压为-0.25V,电流为82mA时,1dB压缩点输出功率大于21dBm,小信号增益为7dB左右,输入驻波比小于3,输出驻波比均小于2.芯片尺寸为1mm×1.2mm×0.1mm.同时,给出了一种芯片级电磁场仿真验证方法,用该方法仿真的结果和测试结果非常一致,保证了电路设计的准确性.     

V波段3 W GaN功率放大器MMIC

以50 μm厚的SiC为衬底,基于T型栅GaN HEMT工艺技术,设计并制作了一款V波段GaN功率放大器单片微波集成电路(MMIC).该功率放大器MMIC电路采用三级放大拓扑结构进行设计;采用高低阻抗微带传输线进行阻抗匹配和片上功率合成;采用介质电容和薄膜电阻进行偏置网络设计,实现稳定工作和低损耗输出.经测试,在55～65 GHz频带内,漏极工作电压+20V、栅极工作电压-2.3 V的偏置条件下,在占空比20％、脉宽100 μs脉冲状态时,该功率放大器MMIC的饱和输出功率达到3 W以上,功率附加效率达到22％;连续波状态时,其饱和输出功率达到2.5 W以上,60 GHz时最高功率达到3 W.     

6～27 GHz GaAs宽带功率放大器MMIC

基于90 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺研制了一款6～27 GHz宽带功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。采用预匹配电路降低带内低频段的增益,将宽带电路设计简化为窄带电路设计。采用滤波器匹配网络,将GaAs PHEMT的栅极等效电容和漏极等效电容加入匹配电路中,缩小了宽带功率放大器MMIC的尺寸。在片测试结果表明,该放大器MMIC在6～27 GHz内,增益大于23 dB,增益平坦度约为±0.8 dB,饱和输出功率大于20.9 dBm。放大器MMIC的工作电压为4 V,电流为125 mA,芯片尺寸为1.69 mm×0.96 mm。该宽带功率放大器MMIC有利于降低宽带系统的复杂度和成本。     

5W ISM波段InGaP/GaAs HBT功率放大器MMIC

通过分析InGaP/GsAsHBT器件的热学和电学特点,结合HBT大功率放大器芯片在技术性能、稳定性、可靠性及尺寸等方面的要求,通过优化设计HBT功率器件单元和匹配电路,开发了一个大功率、高效率、小尺寸的ISM波段功率放大器单片集成电路。该三级放大器的各级器件单元的发射极面积分别为320μm2,1280μm2,5760μm2,芯片内部包括了输入、输出50Ω匹配电路,面积仅为1.9mm×2.1mm。放大器采用5V单电源供电,在2.4～2.5GHz频率范围内线性增益为27dB,2dB增益压缩点输出饱和功率达到37dBm,功率附加效率为46%。     

基于GaN工艺的3.3～3.6 GHz Doherty功率放大器MMIC设计北大核心

基于GaN工艺设计了一款饱和输出功率为44 dBm、功率回退为9 dB的非对称Doherty功率放大器。为了提高增益，在Doherty功率放大器前方增加驱动级。通过对主放大器的输出匹配电路进行阻抗匹配优化设计，去掉λ/4阻抗变换线；辅助功放输出阻抗采用RC网络等效代替，控制输出匹配电路相位为0°,确保关断时为高阻状态；合路点的最佳阻抗直接选取50Ω,从而去掉λ/4阻抗变换线。芯片仿真结果表明，在3.3～3.6 GHz时，Doherty功率放大器的饱和输出功率达到44 dBm以上，功率增益达到25 dB以上，功率附加效率(PAE)达到50%以上；功率回退为9 dB时，PAE达到34.7%以上。Doherty功率放大器的版图尺寸为3.4 mm*3.3 mm,驱动级功率放大器的版图尺寸为1.5 mm*1.7 mm。     

900MHz、1W硅功率放大器-MAX2235

MAX2235为900MHz、1W硅功率放大器(PA),利用它的输出功率自动斜率控制结构能有效降低FSK/TDMA系统中的瞬态噪声以及直接调制系统中的"VCO牵引"问题,因此MAX2235特别适用于双向寻呼、AMPS、微蜂窝GSM以及其它900MHz ISM频段的应用.     

一种V波段高效率5W GaN功率放大器MMIC

基于0.13μm SiC基GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,设计了一款V波段GaN功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。该功率放大器MMIC采用三级放大拓扑结构以满足增益需求;使用高低阻抗微带传输线进行阻抗匹配,通过威尔金森功分器/合成器完成功率放大器的末端功率合成;通过对晶体管宽长比的设计与多胞晶体管的合成,实现了功率放大器的高功率稳定工作和高效率输出。经过测试,在59～61 GHz频率范围内,在占空比为20%、脉宽为100μs时,该功率放大器MMIC的饱和输出功率达到37 dBm以上,功率附加效率(PAE)大于21.1%,功率增益大于17 dB;连续波测试条件下输出功率大于36.8 dBm, PAE大于21%。该设计在输出功率和PAE上具有一定的优势。     

W波段三路合成GaN功率放大器MMIC

基于GaNHEMT工艺,研制了一款W波段功率放大器MMIC.利用Lange耦合器将3个饱和输出功率大于1 W的单元电路进行三路片上功率合成来实现该功率放大器MMIC.该芯片的制作采用了 0.1 μm T型栅GaN HEMT技术,衬底为50 μm厚的SiC.芯片为三级级联拓扑结构,采用高低阻抗传输线、介质电容等进行匹配和偏置电路设计,实现低损耗输出,芯片尺寸为3.37 mm×3.53 mm×0.05 mm.测试结果表明,在漏源工作电压15 V、88～92 GHz频率范围内,该MMIC的线性增益大于15 dB,饱和输出功率大于3W.该MMIC具有功率大、输入输出回波损耗小及应用范围广的优势.     

Ka波段40W功率放大器MMIC的设计和实现

采用0.15μm栅长GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款Ka波段大功率、高效率功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。电路采用三级放大结构,在输入、输出端采用Lange耦合器进行功率分配和合成,输入匹配网络加入RC稳定结构以提升电路稳定性,末级器件采用改进型电抗式Bus-bar总线合成匹配网络,在保证各路平衡性的同时,调整器件电压和电流波形,提高电路的输出功率和功率附加效率。测试结果表明,在34～36 GHz频带内,放大器MMIC的饱和输出功率达到40 W,功率增益达到18 dB,功率附加效率达到30%。该功率放大器可有效改善毫米波发射系统的信号传输距离和作用精度。     

Ku波段GaN大功率高效率功率放大器MMIC

采用0.25μm栅长GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款Ku波段高输出功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。在器件结构上,通过优化场板尺寸参数提高器件的击穿电压,提升了其静态工作电压。在电路设计上,优化匹配结构以实现输出功率和效率的最佳匹配。测试结果表明,在14～16 GHz,功率放大器MMIC实现了饱和输出功率大于100 W,功率附加效率大于40%。该48 V Ku波段GaN功率放大器MMIC具有高电压、大功率、高效率的特点,具有广阔的应用前景。     

KU波段GaN MMIC功率放大器的研究

测试验证了谐波的源端阻抗对于器件的性能以及输出特性有很大的影响,所以基波匹配中不能忽视谐波的影响。基于此研制了一款采用0.25μm工艺GaN 功率MMIC 12-17GHz放大器芯片,源端加入了谐波控制的部分。后期通过管壳测试以及后仿真分析功放的性能,提出一些改进芯片的方法。芯片采用二级放大的结构。末级匹配电路采用功率匹配,兼顾功率和效率;级间考虑二次谐波的匹配,进一步提高效率。输入和级间均采用有耗匹配,提高稳定性。芯片在12-17 GHz范围内漏压28V,输出功率35dBm,功率增益14-15dB,最大功率附加效率大于40%。     

改善增益平坦度的新型InGaP/GaAs HBT功率放大器单片设计

介绍了一款应用于3GHz通信的基于改进增益平坦度的功率放大器设计,其由商用InGaP/GaAs异质结双极性晶体管(HBT)工艺制作.为了以简单方式改善增益平坦度,除了耦合旁路电容以及射频扼流圈外,在实际电路中没有加入额外部件.其测量线性增益为23dB,大信号增益平坦度为±0.25dB,非常贴近仿真和日标值.此两级功放400MHz带宽下的输出线性功率为31dBm,增益附加效率为44%.本电路通过良好的失真补偿电路和扼流圈模型的使用,成功地改善了增益平坦度.     

紧凑型K波段单级反馈式MMIC中功率放大器

给出了一种基于功率PHEMT工艺技术设计加工完成的紧凑型K波段单级反馈式MMIC宽带功率放大器.在21～28GHz的工作频段内,当漏极电压为6V,栅电压为-0.25V,电流为82mA时,1dB压缩点输出功率大于21dBm,小信号增益为7dB左右,输入驻波比小于3,输出驻波比均小于2.芯片尺寸为1mm×1.2mm×0.1mm.同时,给出了一种芯片级电磁场仿真验证方法,用该方法仿真的结果和测试结果非常一致,保证了电路设计的准确性.     

改善增益平坦度的新型InGaP/GaAs HBT功率放大器单片设计

介绍了一款应用于3GHz通信的基于改进增益平坦度的功率放大器设计,其由商用InGaP/GaAs异质结双极性晶体管(HBT)工艺制作.为了以简单方式改善增益平坦度,除了耦合旁路电容以及射频扼流圈外,在实际电路中没有加入额外部件.其测量线性增益为23dB,大信号增益平坦度为±0.25dB,非常贴近仿真和日标值.此两级功放400MHz带宽下的输出线性功率为31dBm,增益附加效率为44%.本电路通过良好的失真补偿电路和扼流圈模型的使用,成功地改善了增益平坦度.     

基于InGaP/GaAs HBT的X波段MMIC功率放大器研制

研制了X波段的InGaP/GaAs HBT单级MMIC功率放大器,该电路采用自行开发的GaAs HBT自对准工艺技术制作.电路偏置于AB类,小信号S参数测试在8～8.5GHz范围内,线性增益为8～9dB,输入驻波比小于2,输出驻波比小于3,优化集电极偏置后,线性增益为9～10dB.在8.5GHz进行连续波功率测试,在优化的负载阻抗条件下,P1dB输出功率为29.4dBm,相应增益7.2dB,相应PAE〉40%,电路的饱和输出功率Psat为30dBm.     

基于InGaP/GaAs HBT的X波段MMIC功率放大器研制

研制了X波段的InGaP/GaAs HBT 单级MMIC功率放大器,该电路采用自行开发的GaAs HBT自对准工艺技术制作.电路偏置于AB类,小信号S参数测试在8～8.5GHz范围内,线性增益为8～9dB,输入驻波比小于2,输出驻波比小于3,优化集电极偏置后,线性增益为9～10dB.在8.5GHz进行连续波功率测试,在优化的负载阻抗条件下,P1dB输出功率为29.4dBm,相应增益7.2dB,相应PAE＞40%,电路的饱和输出功率Psat为30dBm.     

一种带功率检测的TD-SCDMA锗硅功率放大器

设计了一个用于TD-SCDMA的锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)功率放大器。该放大器使用3.3 V电源,内部实现了包括级间匹配网络等的全电路片上集成。对于码分多址环境,功率放大器提供28 dBm的功率输出,实现34.8%的功率附加效率(PAE),另外,在28 dBm的输出功率下,邻道功率泄漏比(ACPR)小于-35 dBc。该功率放大器同时包括动态控制偏置电路和完全集成的功率检测器。     

Ku波段宽带氮化镓功率放大器MMIC

基于0.25μm栅长GaN HEMT工艺,采用三级放大拓扑结构设计了一款Ku波段GaN功率放大器.放大器设计从建立大信号模型出发,输出匹配网络和级间匹配网络均采用电抗匹配减小电路的损耗,从而提高整体放大器的功率效率.测试结果表明,该放大器在14.6~18GHz频带内,小信号增益30dB,脉冲饱和输出功率达15W,功率附加效率(PAE)大于32%;在14.8GHz频点处,放大器的峰值功率达19.5W,PAE达39%.该结果表明GaN MMIC具有高频高功率高效率的优势,具有广阔的应用前景.