Ku频段60W高效率功率放大器芯片设计

为了满足如今射频通讯系统中功率放大器小型化、大功率和高效率的要求,设计了一款基于0.25μm GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺的15~18 GHz大功率功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。采用三级级联放大结构,为增大效率和满足功率要求选择驱动级和末级栅宽比为1:4。利用源牵引和负载牵引技术得到不同栅宽下晶体管的阻抗进行阻抗匹配网络设计,输出末级采用功率合成网络与阻抗匹配网络的合成,缩小芯片面积。版图布局考虑热稳定设计,密集布版。测试结果表明,功率放大器MMIC在15~18 GHz频带内,饱和输出功率可达60W,功率附加效率大于35%,这种GaN功率放大器芯片在大功率,高效率等方面具有广泛应用前景。