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40-4000MHz寬帶高功率GaN MMIC功率放大器

發布時間：2018-09-06 15:21:17 瀏覽：2007

我們報告了一個高性能的GaN MMIC功率放大器工作在40MHz到400MHz之間。這個實現80W脈沖（100US脈沖寬度和10%占空比）MMIC循環）輸出功率（P5dB），40MHz，50W效率為54%大約30%的效率在大部分的中間波段，以及在400MHz時，效率逐漸降低到30W，效率為22%。40-400MHz頻段的功率增益為25dB。這個超寬帶性能是通過裁剪設備來實現的。輸出阻抗，并使用獨特的寬帶電路匹配拓撲學。兩種設備的詳細設計技術并給出匹配電路。指數條款-寬帶放大器，高電壓技術，微波器件，GaN MMIC PA.

一、引言
寬帶、大功率、高效率放大器是關鍵高級通信系統中的元素，如搜索和救援消防員、警察和海岸用軟件無線電警衛。實現寬帶的傳統技術放大是利用行波（TW）方法〔1, 2〕或設計寬帶匹配電路進行變換。該設備的輸入阻抗和輸出阻抗達到50歐姆（3）。這個TW技術使用多個裝置模擬50歐姆。傳輸線實現寬帶寬。寬頻帶匹配方法具有尺寸小的優點。然而，如果大功率器件的輸出阻抗相差很大從50歐姆，這種方法的輸出匹配電路遭受大尺寸，以及高射頻損耗。這種高射頻損耗嚴重降低放大器輸出。權力與效率。本文將FET串聯堆疊技術應用于最大化功率從PA [4-9]。還有大小功率級器件優化綜合最優
輸出阻抗接近50歐姆。這種方法使相對輸出阻抗匹配電路的設計，導致匹配電路中的低射頻損耗，導致高輸出功率寬帶高性能功率增加效率。
二。GaN單片集成電路設計
獲得超過20dB的功率增益，這是一個標稱規格在許多應用中，兩階段配置與基于TrimQuin的0.25m選擇級間匹配GaN HEMT工藝。圖1示出50W單片集成電路的照片。第一級器件尺寸為2.4mm，分為兩個1.2mm的路徑。第二級器件尺寸為16.8mm。
四，3系列1.4毫米HEMT組成。3x1.4mmHIFET裝置是DC和RF的三個1.4mm單位單元。

系列（圖2）。直流偏置電壓和射頻輸出阻抗這種HIFET都是1.4mm單位電池的三倍。裝置，特別是在低頻段。通過適當的選擇單位單元設備的大小和單元單元設備的數量系列，我們可以優化HIFET輸出阻抗為接近50歐姆，以實現寬帶性能。

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