基于0.15μm-GaN工艺的输入输出谐波调谐高效率功率放大器设计

作     者：蔡奇 朱浩慎 曾丁元 王希瑶 薛泉 车文荃 CAI Qi;ZHU Hao-shen;ZENG Ding-yuan;WANG Xi-yao;XUE Quan;CHE Wen-quan

作者机构：南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210023 华南理工大学电子与信息学院广东广州510641 东南大学毫米波国家重点实验室江苏南京211189 

基　　金：国家重点研发计划(No.2018YFB1802000) 国家自然科学基金(No.62001242,No.62201280) 东南大学毫米波国家重点实验室开放课题(No.K202321)~~ 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2024年第52卷第7期

页      码：2320-2330页

摘      要：文章提出了一种面向毫米波应用的基于谐波调谐的单片集成(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)功率放大器(Power Amplifier,PA).通过在晶体管输入和输出端对谐波终端进行控制,MMIC PA可以在高频实现高效率性能.本文提出的输出网络在匹配基频阻抗的同时,可以控制二次和三次谐波阻抗.此外,为了进一步提升功放效率,输入端的二次谐波阻抗也进行了调谐.在0.15μm碳化硅基氮化镓(Gallium Nitride on Silicon Carbide,GaNon-SiC)工艺上对所提出的功放架构和设计方法进行了仿真和测试验证.测试结果表明,PA在21.4~23 GHz的频带范围内,功率附加效率(Power Added Efficiency,PAE)大于39.2%,输出功率大于33 dBm.而PA工作频率为22.2 GHz时,测试的漏极效率最大达到63.7%,对应的PAE为50.2%,输出功率为34.1 dBm,仿真和测试结果基本吻合.整体电路尺寸只有1.87 mm^(2),因此单位面积的输出功率为1.31 W/mm^(2).和其他工作相比,本文提出的功放实现了较高的效率和功率密度.

主 题 词：漏极效率 氮化镓功放 二次和三次谐波调谐 输入谐波调谐 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 080902[080902] 08[工学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.12263/DZXB.20240026

馆 藏 号：203140234...