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.

GaN逆F类高效率功率放大器及线性化研究

效率和线性度是功率放大器的重要指标,也是设计的技术难点。该文设计了2.5-2.6 GHz高效率GaN逆F类功率放大器,其输入输出谐波匹配网络由解析的方法设计得到。单音测试结果表明,在2.55 GHz处,功放的漏极效率超过75%。为了建立逆F类功放的行为模型进行数字预失真,对传统的Hammerstein模型进行了改进,提升了模型拟合精度,对20 MHz带宽、峰均功率比为9.6 dB的16-QAM OFDM调制信号,结合峰值因子降低技术和数字预失真技术对逆F类功放进行线性化后,功放的相邻信道功率比(ACPR)优于-48 dBc。

基于GaN HEMT的高效率Doherty功率放大器设计

对影响Doherty功放回退效率的因素进行了分析,从输入功率配置、载波功放与峰值功放栅压以及相位平衡等多重角度进行了仿真,并基于此讨论了DPA(Doherty power amplifier)输出功率回退点的效率空间,从该效率空间出发,可以选择合适的功率配置和栅偏压进行功放的设计。基于GaN HEMT器件对所设计的电路进行了加工、装配和测试。测试结果显示:在2.25GHz时,峰值效率为59%,输出功率为43.7dBm;输出在饱和点回退2dB时的效率为51%。

2.4GHz逆F类GaN HEMT功率放大器的实现

提出了一种高效率逆F类Ga N HEMT功率放大器设计方法,给出了Ga N HEMT大信号优化模型,并基于负载牵引、源牵引和谐波负载牵引下进行仿真,得到了晶体管最大输出功率和最大效率下的最佳输入和输出阻抗。测试表明:2.4GHz下PAE为77%,输出功率为12W。

S波段40 W GaN高效率内匹配功率放大器的设计

功率放大器在饱和工作状态下可以达到很高的效率,但在饱和工作状态下,谐波(主要是二次谐波)会明显降低功率放大器的效率。合适的谐波控制电路可以提高功率放大器的效率。采用谐波控制的方法,设计并实现了一种S波段40W GaN高效率内匹配功率放大器。在设计过程中,器件选用0. 5μm工艺GaN HEM T管芯,采用一个较小的电感L和一个较大的电容C使得二次谐波短接到地,并利用一级低通LC电路将阻抗匹配到目标阻抗50Ω。测试结果表明,放大器在工作频率范围3. 1～3. 4 GHz内,在漏电压48 V,占空比10%,脉宽0. 1 ms的条件下,输出功率大于46. 8 d Bm(48.3 W),最大输出功率为47. 4 d Bm(55.3 W),带内饱和功率增益大于10 dB,漏极效率大于63. 8%,最大漏极效率达到73. 9%。

GaN开关类功率放大器温度特性的研究

为了研究Ga N开关类功率放大器（PA）的温度特性,通过开展一系列的温度测试来研究温度变化对该Ga N PA各个性能参数的具体影响。测试结果表明：首先,较高的温度（〉80℃）会使Ga N HEMT的电特性发生严重恶化,进而导致器件的性能和可靠性显著下降。其次,对于该开关类Ga N PA来说,随着温度的持续升高,其功率附加效率（PAE）显著降低,不能再保持高效率。而且,随着温度的突变和冲击次数的增加,电路出现显著的退化甚至失效。这些都说明了温度的变化对PA的性能产生了很大的影响,开关类PA对温度的变化非常敏感,而且温度冲击对其性能影响更为显著。这些研究为PA的可靠性设计提供了重要指导。

基于GaN HEMT的13～17GHz收发多功能芯片

基于GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺设计制作了一款收发(T/R)多功能芯片(MFC),主要用于射频前端收发系统。该芯片集成了单刀双掷(SPDT)开关用于选择接收通道或发射通道工作,芯片具有低噪声性能、高饱和输出功率和高功率附加效率等特点。芯片接收通道的LNA采用四级放大、单电源供电、电流复用结构,发射通道的功率放大器采用三级放大、末级四胞功率合成结构,选通SPDT开关采用两个并联器件完成。采用微波在片测试系统完成该芯片测试,测试结果表明,在13~17 GHz频段内,发射通道功率增益大于17.5 dB,输出功率大于12 W,功率附加效率大于27%。接收通道小信号增益大于24 dB,噪声系数小于2.7 dB,1 dB压缩点输出功率大于9 dBm,输入/输出电压驻波比小于1.8∶1,芯片尺寸为3.70 mm×3.55 mm。

S波段GaN MMIC Doherty功率放大器

采用SiC衬底0.25μm Al GaN/GaN高电子迁移率晶体管工艺,研制了一款S波段GaN单片微波集成电路(MMIC)Doherty功率放大器,在回退的工作状态下仍可以保持较高的效率,可用于小型基站。为减小芯片尺寸,采用无源集总元件替代四分之一阻抗变换线;在输入端没有采用功分器加相位补偿线的结构,而是设计了一种集总结构的电桥来提高集成度。脉冲测试表明,在3~3.2 GHz频率范围内,饱和输出功率大于10 W,在回退6 dB处的功率附加效率(PAE)为38%,芯片尺寸为4.0 mm×2.4 mm。

Ka波段40W功率放大器MMIC的设计和实现

采用0.15μm栅长GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款Ka波段大功率、高效率功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。电路采用三级放大结构,在输入、输出端采用Lange耦合器进行功率分配和合成,输入匹配网络加入RC稳定结构以提升电路稳定性,末级器件采用改进型电抗式Bus-bar总线合成匹配网络,在保证各路平衡性的同时,调整器件电压和电流波形,提高电路的输出功率和功率附加效率。测试结果表明,在34~36 GHz频带内,放大器MMIC的饱和输出功率达到40 W,功率增益达到18 dB,功率附加效率达到30%。该功率放大器可有效改善毫米波发射系统的信号传输距离和作用精度。

氮化镓毫米波功放技术发展

氮化镓(GaN)毫米波功放器具有工作频率高、输出功率大、功率转换效率高等优势,在新一代移动通信、高分辨毫米波成像雷达等领域具有广阔的应用前景。本文综述了国内外GaN毫米波功率器件发展历史和低损耗栅结构、短沟道抑制技术、寄生电阻抑制技术等关键技术特点,综合分析了适合Ka-W波段GaN单片毫米波集成电路(MMIC)功放的架构和设计方法,提出了未来我国在高效率、高功率、高频带、多功能集成GaN毫米波芯片领域开展更深入研究的建议。

揣测副词“敢是”“怕是”的比较研究

"敢是""怕是"都是现代汉语揣测情态词,但二者在具体用法上有明显差别。具体而言,语义侧重点上:"敢是"侧重单纯的揣测意义,"怕是"侧重因为担心、忧虑的揣测意义;语义确信度上:"怕是"高于"敢是"。句法上,"怕是"能选择第一人称与将来时态,"敢是"则几乎不能。语用功能上,"怕是"倾向否定意愿表达,"敢是"则没有这种限制;语气表达上"敢是"比"怕是"更委婉。

松赞干布时期所建不丹两个拉康之兴衰史略

吐蕃王朝松赞干布时期兴建12座镇魔寺,其中包括今不丹境内的帕罗吉曲拉康和本姆塘强巴拉康。本文对上述两个拉康当初如何兴建,之后如何由盛而衰的历史进行了简单梳理,并就它们对西藏与不丹之间的关系所产生的影响进行了论述。