X波段GaN基內(nèi)匹配功率放大器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、以GaN為代表的三族氮化物材料體系，由于禁帶寬度大、臨界擊穿場強(qiáng)高、電子遷移率高同時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫適合于特種應(yīng)用環(huán)境下等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于微波毫米波功率器件制備。內(nèi)匹配型微波功率管具有輸出功率大、增益高以及損耗小、體積小的特點(diǎn)，特別適用于在無線通信基站、雷達(dá)收發(fā)組件上，本文在此基礎(chǔ)上，采用GaN HEMT開展了X波段內(nèi)匹配功率管的研究。
　　研究基于自主研制的0.4μm柵長12mm柵寬SiC襯底GaN HEMT，進(jìn)行了從器件制

2、備、測試分析到微波電路原理圖設(shè)計(jì)和實(shí)際裝配、調(diào)試的詳盡工作。介紹了GaN HEMT18元件小信號(hào)模型建模過程，并對(duì)內(nèi)匹配電路設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用的微波傳輸線和功率放大器理論做了詳實(shí)的分析。
　　采用Agilent ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，為了提取器件在最優(yōu)工作狀態(tài)下阻抗，進(jìn)行了Loadpull仿真，通過T型預(yù)匹配網(wǎng)絡(luò)和功分器、功合器設(shè)計(jì)，將管芯最優(yōu)阻抗匹配至50Ω。結(jié)合小信號(hào)S參數(shù)仿真和大信號(hào)功率掃描和頻率響應(yīng)仿真，優(yōu)化了電路的穩(wěn)定性、

3、增益線性度和附加功率效率等參數(shù)，最后將設(shè)計(jì)的原理圖轉(zhuǎn)為版圖，調(diào)整版圖結(jié)構(gòu)以獲得和原理圖相近的特性參數(shù)。
　　之后對(duì)設(shè)計(jì)的匹配電容元件和功分器、功合器進(jìn)行流片，進(jìn)行了內(nèi)匹配功率管的裝配和調(diào)試。采用HFSS軟件分析了鍵合金線的長度和根數(shù)，并檢查了測試夾具腔體的本征模，確保在應(yīng)用頻段內(nèi)不存在腔體的諧振點(diǎn)。采用Agilent ADS設(shè)計(jì)了測試偏置電路。
　　最后通過搭建微波測試平臺(tái)，精確合理地設(shè)計(jì)校準(zhǔn)步驟，提取出了測試系統(tǒng)的補(bǔ)償值和