超宽带高功率高效率的GaN放大器

发布时间：2018-09-06 15:30:42     浏览：1593

我们报告了一种高性能的GaN放大器。运行从100MHz到3000兆赫。最好的结果包括100W的输出功率，22dB增益，40%的功率增加效率从100MHz到3000兆赫。这个性能是通过裁剪两个设备来实现的。阻抗与独特的宽带电路匹配拓扑结构。二者详细设计技术将给出器件和匹配电路。索引条款-宽带放大器，高压技术，微波器件，功率合成器，MMICs。
一、引言
宽带、高功率、高效率放大器是一种先进通信系统中的关键元素搜索和救援软件无线电为消防队员，警察，和海军陆战队。实现宽带的传统技术放大是使用行波方法〔1, 2〕或设计宽带匹配电路对器件进行变换输入阻抗和输出阻抗为50欧姆〔3〕。如果大功率设备输出阻抗与50欧姆有很大不同。后一种方法的输出匹配电路遭受了大尺寸，以及高射频损耗。这种高射频损耗严重降低放大器的输出功率和效率。本文报告了一种新方法，增加了一个新的尺寸为宽带放大器设计。除了
只需使用电路匹配技术，我们还可以定制。器件输出阻抗接近50欧姆。这种方式使输出阻抗匹配电路相对简单低损耗，导致宽带高性能输出功率和高功率附加效率。第2节概述了GaN HEMT 30W的设计MMIC PA用作100W的积木放大器。第3节描述100W的拓扑结构。放大器。第4部分是结论。
二。30W GaN MMIC放大器
达到100W以上的输出功率超过100-3000兆赫，我们功率结合四，2阶段GaN MMIC PA。每个MMIC具有30W的输出功率，具有2dB的增益。期望波段。图1显示了30W MMIC的布局第一级器件尺寸为2mm，分为两个1mm。路径。第二级器件由四、2x1.12mm组成。

HEMT这个2x1.12mm的设备连接1.12mm的两个DC和RF串联单元电池器件。我们称之为配置HIFET〔4, 5, 6，7〕。直流偏置电压与射频这个HIFET的输出阻抗都是1.12mm单元电池装置。通过适当选择单元电池器件尺寸和串联单元电池器件的数量可优化HIFET最佳输出阻抗接近达到50欧姆，实现宽带性能。图2A和2B显示第一阶段和第二阶段的输入和输出阻抗，分别。请注意，第二阶段最优。在0.25GHz的输出负载阻抗接近50欧姆。这个结果使得低射频损耗宽带匹配，这是高输出功率实现宽频带的重要性和效率。这50欧姆最佳输出阻抗为通过适当选择单元电池器件尺寸和系列设备的数量。因为第二阶段有2单元电池串联，直流偏置电压为60V的第二阶段。


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