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超寬帶高功率高效率的GaN放大器

發布時間：2018-09-06 15:30:42 瀏覽：1644

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備來實現的。阻抗與獨特的寬帶電路匹配拓撲結構。二者詳細設計技術將給出器件和匹配電路。索引條款-寬帶放大器，高壓技術，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中的關鍵元素搜索和救援軟件無線電為消防隊員，警察，和海軍陸戰隊。實現寬帶的傳統技術放大是使用行波方法〔1, 2〕或設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計。除了
只需使用電路匹配技術，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，導致寬帶高性能輸出功率和高功率附加效率。第2節概述了GaN HEMT 30W的設計MMIC PA用作100W的積木放大器。第3節描述100W的拓撲結構。放大器。第4部分是結論。
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的設備連接1.12mm的兩個DC和RF串聯單元電池器件。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。通過適當選擇單元電池器件尺寸和串聯單元電池器件的數量可優化HIFET最佳輸出阻抗接近達到50歐姆，實現寬帶性能。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。在0.25GHz的輸出負載阻抗接近50歐姆。這個結果使得低射頻損耗寬帶匹配，這是高輸出功率實現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選擇單元電池器件尺寸和系列設備的數量。因為第二階段有2單元電池串聯，直流偏置電壓為60V的第二階段。

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