逆F类功放在接近饱和区工作时效率很高,将其与Doherty功放结构相结合,可以实现一种在大功率回退的情况下仍然具有很高效率的射频功率放大器。本文设计了一款基于Ga N HEMT晶体管的高效率的逆F类Doherty功率放大器,工作频带为910MHz^950...逆F类功放在接近饱和区工作时效率很高,将其与Doherty功放结构相结合,可以实现一种在大功率回退的情况下仍然具有很高效率的射频功率放大器。本文设计了一款基于Ga N HEMT晶体管的高效率的逆F类Doherty功率放大器,工作频带为910MHz^950MHz。单音信号测试结果显示,在930MHz处,功放回退7.5d B后漏极效率仍高达64.2%。使用3载波WCDMA信号作为测试信号,利用数字预失真技术进行线性化后,功放输出信号的上下边带邻信道功率比(ACPR)分别为-35.39d Bc和-35.9d Bc。展开更多
应用半导体技术的固态功率放大器具有体积小和稳定性高等优点,在很多微波应用中取代了传统的真空器件行波管。在所有类型半导体材料中,第三代半导体材料GaN(Gallium Nitride)因为具有宽禁带、高电子迁移率和高击穿电压等优势,被广泛应...应用半导体技术的固态功率放大器具有体积小和稳定性高等优点,在很多微波应用中取代了传统的真空器件行波管。在所有类型半导体材料中,第三代半导体材料GaN(Gallium Nitride)因为具有宽禁带、高电子迁移率和高击穿电压等优势,被广泛应用于功率放大器。基于功率放大器的发展,文中阐述了固态功率放大器的发展历史,总结了GaN技术与其他半导体技术性能的比较,并着重介绍了应用GaN HEMT(GaN High Electron Mobility Transistor)技术的功率放大器。讨论了GaN HEMT功率放大器的各种类型,包括A类、B类、C类、D类和E类等,介绍了应用于GaN功率放大器的效率和线性度提高技术,包括Doherty功率放大器和包络跟踪技术,以及数字预失真技术等,并就相关技术做了总结和对比。展开更多
为了满足星载应用对于固态功率放大器长寿命的应用需求,针对近年来研究较多的氮化镓(gallium nitride,GaN)固态功率放大器(solid state power amplifier,SSPA),阐述了器件存在的可靠性问题,提出了整机高可靠设计方法。首先,探讨了氮化...为了满足星载应用对于固态功率放大器长寿命的应用需求,针对近年来研究较多的氮化镓(gallium nitride,GaN)固态功率放大器(solid state power amplifier,SSPA),阐述了器件存在的可靠性问题,提出了整机高可靠设计方法。首先,探讨了氮化镓器件的典型失效机理,给出了氮化镓器件在高场退化以及热退化方面的研究结果,分析了逆压电极化效应及热载流子效应引起器件退化的物理机制。其次,围绕降额设计、整机热设计以及电路稳定性设计,研究了如何针对氮化镓器件的特点实现星载固放的高可靠设计,并给出了典型的仿真及实验结果。最后,给出了典型的星载固态功率放大器空间环境模拟试验结果,产品在热真空试验、温循老炼以及高温老炼等试验过程中表现出了较高的稳定性和一致性,为氮化镓固态功率放大器的上星应用提供了有力的支撑。展开更多
介绍了105~108 GHz频段功率放大器模块的设计和制作。模块由波导微带转换、功率芯片及芯片偏置电路组成。讨论了放大模块的设计及加工测试过程,并对模块中的关键技术波导-微带转换进行详细阐述。波导-微带转换采用E面微带探针激励完成...介绍了105~108 GHz频段功率放大器模块的设计和制作。模块由波导微带转换、功率芯片及芯片偏置电路组成。讨论了放大模块的设计及加工测试过程,并对模块中的关键技术波导-微带转换进行详细阐述。波导-微带转换采用E面微带探针激励完成。通过理论分析及仿真优化后设计出转换模型并制作出实物进行测试。单个转换在100~110 GHz频段内插入损耗小于0.6 d B,回波小于-10 d B。测试结果表明设计的波导-微带转换具有插入损耗小,工作频段宽的优点。采用此转换制作的功率放大模块在105~108 GHz频段上增益大于13 d B,输出功率大于200 m W,达到预期设计指标。展开更多
为满足毫米波通信等应用领域对超宽带功率放大器的需求,文章采用南京电子器件研究所50 nm GaN HEMT工艺研制了一款覆盖W、F波段的超宽带功率放大器。首先,使用模型对实验数据进行拟合外推,得到宽带范围内管芯的功率阻抗;其次,采用LC结...为满足毫米波通信等应用领域对超宽带功率放大器的需求,文章采用南京电子器件研究所50 nm GaN HEMT工艺研制了一款覆盖W、F波段的超宽带功率放大器。首先,使用模型对实验数据进行拟合外推,得到宽带范围内管芯的功率阻抗;其次,采用LC结构加高低阻抗微带线方式进行宽带电路匹配,并设计了末级、级间和输入级的匹配电路拓扑结构;最后,对级间匹配电路进行综合优化调整,并采用兰格桥进行功率合成。最终,放大器在80GHz~140GHz范围内,典型线性增益达18dB,饱和输出功率达100mW,同时,在全频段范围内,芯片具有±1dB的功率平坦度和良好的回波损耗,在太赫兹领域具有广阔的应用前景。展开更多
文摘应用半导体技术的固态功率放大器具有体积小和稳定性高等优点,在很多微波应用中取代了传统的真空器件行波管。在所有类型半导体材料中,第三代半导体材料GaN(Gallium Nitride)因为具有宽禁带、高电子迁移率和高击穿电压等优势,被广泛应用于功率放大器。基于功率放大器的发展,文中阐述了固态功率放大器的发展历史,总结了GaN技术与其他半导体技术性能的比较,并着重介绍了应用GaN HEMT(GaN High Electron Mobility Transistor)技术的功率放大器。讨论了GaN HEMT功率放大器的各种类型,包括A类、B类、C类、D类和E类等,介绍了应用于GaN功率放大器的效率和线性度提高技术,包括Doherty功率放大器和包络跟踪技术,以及数字预失真技术等,并就相关技术做了总结和对比。
文摘为了满足星载应用对于固态功率放大器长寿命的应用需求,针对近年来研究较多的氮化镓(gallium nitride,GaN)固态功率放大器(solid state power amplifier,SSPA),阐述了器件存在的可靠性问题,提出了整机高可靠设计方法。首先,探讨了氮化镓器件的典型失效机理,给出了氮化镓器件在高场退化以及热退化方面的研究结果,分析了逆压电极化效应及热载流子效应引起器件退化的物理机制。其次,围绕降额设计、整机热设计以及电路稳定性设计,研究了如何针对氮化镓器件的特点实现星载固放的高可靠设计,并给出了典型的仿真及实验结果。最后,给出了典型的星载固态功率放大器空间环境模拟试验结果,产品在热真空试验、温循老炼以及高温老炼等试验过程中表现出了较高的稳定性和一致性,为氮化镓固态功率放大器的上星应用提供了有力的支撑。
文摘介绍了105~108 GHz频段功率放大器模块的设计和制作。模块由波导微带转换、功率芯片及芯片偏置电路组成。讨论了放大模块的设计及加工测试过程,并对模块中的关键技术波导-微带转换进行详细阐述。波导-微带转换采用E面微带探针激励完成。通过理论分析及仿真优化后设计出转换模型并制作出实物进行测试。单个转换在100~110 GHz频段内插入损耗小于0.6 d B,回波小于-10 d B。测试结果表明设计的波导-微带转换具有插入损耗小,工作频段宽的优点。采用此转换制作的功率放大模块在105~108 GHz频段上增益大于13 d B,输出功率大于200 m W,达到预期设计指标。
文摘为满足毫米波通信等应用领域对超宽带功率放大器的需求,文章采用南京电子器件研究所50 nm GaN HEMT工艺研制了一款覆盖W、F波段的超宽带功率放大器。首先,使用模型对实验数据进行拟合外推,得到宽带范围内管芯的功率阻抗;其次,采用LC结构加高低阻抗微带线方式进行宽带电路匹配,并设计了末级、级间和输入级的匹配电路拓扑结构;最后,对级间匹配电路进行综合优化调整,并采用兰格桥进行功率合成。最终,放大器在80GHz~140GHz范围内,典型线性增益达18dB,饱和输出功率达100mW,同时,在全频段范围内,芯片具有±1dB的功率平坦度和良好的回波损耗,在太赫兹领域具有广阔的应用前景。
