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

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.

24~30 GHz GaN HEMT单片集成单刀双掷开关

本文研究了一种基于100 nm氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺设计的24~30 GHz单片集成单刀双掷(SPDT)开关.该开关采用1/4波长微带线并联HEMT开关器件的结构,通过采用两级并联HEMT实现低插入损耗同时获得更好的隔离度.测试结果显示,在24~30 GHz的5G毫米波频段内以及0/-5 V的控制电压下,该开关的插入损耗低于1.5 dB,隔离度优于28 dB,输入功率1 dB压缩点大于27 dBm.测试结果能够很好地验证仿真结果.