基于0.25 μm GaN 的2～12 GHz 連續(xù)波10 W功率放大器

劉士奇，周 云，周文碩

(1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081;2.陸軍北京軍代局駐石家莊地區(qū)軍代室，河北 石家莊 050081)

0 引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，諸多電子系統(tǒng)亟需寬帶、大功率和高效率的射頻功率放大器，以滿足電子測(cè)試儀器、電子對(duì)抗和干擾等領(lǐng)域需求[1-3]。GaN HEMT器件因其固有優(yōu)勢(shì)，逐步擠占真空管市場(chǎng)，成為新一代寬帶、大功率器件的新寵[4-5]，分布式放大器拓?fù)浼軜?gòu)則充分考慮了有源器件特性，利用微帶線補(bǔ)償寄生電容，實(shí)現(xiàn)超寬帶，是目前多倍頻程放大器的主流結(jié)構(gòu)[6-7]。因此，基于GaN HEMT器件的分布式放大器成為當(dāng)前超寬帶、高功率放大器的主流，其研究結(jié)果不斷刷新業(yè)界記錄[8]。

本文基于自主的0.25 μm GaN HEMT工藝，利用分布式放大器結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了一款超寬帶、高功率和高效率的微波單片功率放大器，性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際主流水平，包括GaN HEMT 有源器件特性分析、分布式放大器設(shè)計(jì)和制作，放大器性能測(cè)試和分析等。該功率放大器可廣泛地應(yīng)用于通用電子儀器測(cè)量和測(cè)試、電子對(duì)抗和干擾等眾多領(lǐng)域。

1 GaN HEMT器件特性和分析

有源器件是功率放大器的核心和基礎(chǔ)，可從直流參數(shù)、頻率響應(yīng)參數(shù)和功率以及效率參數(shù)3個(gè)方面評(píng)估其性能優(yōu)劣[9-10]。

直流參數(shù)如跨導(dǎo)、最大漏極電流和器件擊穿電壓以及閾值電壓等，表1為 0.25 μm GaN HEMT器件直流參數(shù)。其中Gm為器件跨導(dǎo)，Ids為飽和漏極電流，Imax為最大飽和電流，BVgd為擊穿電壓，Vth為閾值電壓，可提供較大的工作電流和足夠的工作電壓，確保正常、可靠工作。……