W波段3.4W/mm GaN功率放大器MMIC

采用100nm GaN高电子迁移率晶体管工艺,研制了一款应用于W波段的高功率密度功率放大器微波单片集成电路。该工艺采用厚度为50μm的SiC作为衬底。放大器采用三级级联拓扑结构,利用高低阻抗微带线与上下极板电容构成W波段低损耗阻抗匹配网络,实现较高的增益和较高的输出功率。同时,该放大器通过由1/4波长微带线构成的直流偏置网络进行片上集成设计,实现全单片集成。测试结果表明,当工作电压为15V时,该放大器芯片在88~98GHz范围内,典型小信号增益为20dB,连续波状态下饱和输出功率大于250mW。在98GHz下,芯片实现最大输出功率为405mW,功率增益为13dB,功率附加效率为14.4%。因此,该GaN功率放大器芯片输出相应的最大功率密度达到3.4W/mm。