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超寬帶高功率高效率的GaN放大器

發(fā)布時間：2018-09-06 15:30:42 瀏覽：1642

我們報告了一種高性能的GaN放大器。運行從100MHz到3000兆赫。最好的結(jié)果包括100W的輸出功率，22dB增益，40%的功率增加效率從100MHz到3000兆赫。這個性能是通過裁剪兩個設(shè)備來實現(xiàn)的。阻抗與獨特的寬帶電路匹配拓撲結(jié)構(gòu)。二者詳細設(shè)計技術(shù)將給出器件和匹配電路。索引條款-寬帶放大器，高壓技術(shù)，微波器件，功率合成器，MMICs。
一、引言
寬帶、高功率、高效率放大器是一種先進通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵元素搜索和救援軟件無線電為消防隊員，警察，和海軍陸戰(zhàn)隊。實現(xiàn)寬帶的傳統(tǒng)技術(shù)放大是使用行波方法〔1, 2〕或設(shè)計寬帶匹配電路對器件進行變換輸入阻抗和輸出阻抗為50歐姆〔3〕。如果大功率設(shè)備輸出阻抗與50歐姆有很大不同。后一種方法的輸出匹配電路遭受了大尺寸，以及高射頻損耗。這種高射頻損耗嚴重降低放大器的輸出功率和效率。本文報告了一種新方法，增加了一個新的尺寸為寬帶放大器設(shè)計。除了
只需使用電路匹配技術(shù)，我們還可以定制。器件輸出阻抗接近50歐姆。這種方式使輸出阻抗匹配電路相對簡單低損耗，導(dǎo)致寬帶高性能輸出功率和高功率附加效率。第2節(jié)概述了GaN HEMT 30W的設(shè)計MMIC PA用作100W的積木放大器。第3節(jié)描述100W的拓撲結(jié)構(gòu)。放大器。第4部分是結(jié)論。
二。30W GaN MMIC放大器
達到100W以上的輸出功率超過100-3000兆赫，我們功率結(jié)合四，2階段GaN MMIC PA。每個MMIC具有30W的輸出功率，具有2dB的增益。期望波段。圖1顯示了30W MMIC的布局第一級器件尺寸為2mm，分為兩個1mm。路徑。第二級器件由四、2x1.12mm組成。

HEMT這個2x1.12mm的設(shè)備連接1.12mm的兩個DC和RF串聯(lián)單元電池器件。我們稱之為配置HIFET〔4, 5, 6，7〕。直流偏置電壓與射頻這個HIFET的輸出阻抗都是1.12mm單元電池裝置。通過適當(dāng)選擇單元電池器件尺寸和串聯(lián)單元電池器件的數(shù)量可優(yōu)化HIFET最佳輸出阻抗接近達到50歐姆，實現(xiàn)寬帶性能。圖2A和2B顯示第一階段和第二階段的輸入和輸出阻抗，分別。請注意，第二階段最優(yōu)。在0.25GHz的輸出負載阻抗接近50歐姆。這個結(jié)果使得低射頻損耗寬帶匹配，這是高輸出功率實現(xiàn)寬頻帶的重要性和效率。這50歐姆最佳輸出阻抗為通過適當(dāng)選擇單元電池器件尺寸和系列設(shè)備的數(shù)量。因為第二階段有2單元電池串聯(lián)，直流偏置電壓為60V的第二階段。

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