A1GaN-GaN HEMT微波功率特性研究.pdf

1、隨著微波系統(tǒng)的發(fā)展，對固態(tài)功率放大器件的性能要求越來越高，現(xiàn)有的GaAs功率器件已經越來越不能滿足系統(tǒng)的要求。作為下一代固態(tài)微波功率器件，AIGaN/GaN HEMT具有輸出功率密度高、工作頻率高、耐高溫、抗輻照等優(yōu)點，是移動通信、雷達等微波系統(tǒng)所需的高頻、高效率、高功率微波功率器件的優(yōu)秀候選者。 本文較為系統(tǒng)地研究了AlGaN/GaN HEMT 的微波功率特性。 由于AlGaN/GaN HEMT器件工作原理同GaAs器

2、件相似，本文參考GaAs器件的模型提取技術得到了柵長為0.4 μ m，柵寬為1mm的AlGaN/GaN HEMT的小信號等效電路模型，使用Load-PuU測試方法得到了器件大信號下的等效輸出阻抗。 使用得到的參數(shù)設計了AlGaN/GaN HEMT內匹配微波功率管，在7.5-9.5GHz的頻率范圍內輸出功率大于5W，功率附加效率典型值為30％，功率增益大于6dB，此性能較GaAs器件優(yōu)越。測試得到的結果同設計結果有較好的吻合，說明

3、得到的模型參數(shù)是可以應用于工程應用的。 雖然理論上AlGaN/GaN HEMT 可以承受較高的結溫，但由于耗散功率大，散熱仍是一個嚴重的問題。本文構造了熱學模型，利用熱平衡方程，并結合Ansys軟件，對GaAs功率器件的結溫分布情況進行了仿真分析。同試驗結果有較好的吻合，證明這種方法可以應用于GaAs器件的熱設計。同時分析了用這種方法對AIGaN/GaN HEMT 器件和芯片進行熱設計的可行性，提出了熱優(yōu)化設計的思路，對AlGa