基于GaN HEMT的1.5～3.5GHz宽带平衡功率放大器设计

冷永清; 张立军; 曾云; 鲁辉; 郑占旗; 张国梁; 彭伟; 彭亚涛; 官劲

doi:10.3969/j.issn.0372-2112.2013.04.032

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基于GaN HEMT的1.5～3.5GHz宽带平衡功率放大器设计

科研通信 | 更新时间：2025-07-16

- 基于GaN HEMT的1.5～3.5GHz宽带平衡功率放大器设计
- Design of a 1.5～3.5GHz Octave Bandwidth Balanced Power Amplifier in GaN HEMT Technology
- 电子学报 2013年41卷第4期页码：815-820
- 作者机构：
  
  1. 湖南大学物理与微电子科学学院,湖南,长沙,410082
  2. 中国科学院微电子研究所,北京,100029
  3. 湖南大学物理与微电子科学学院湖南长沙,410082
  4. 中国科学院微电子研究所北京,100029
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家973重点基础研究发展计划 (No.2010CB327506);国家自然科学基金 (No.61040061);湖南省自然科学基金 (No.11JJ2034)
- DOI：10.3969/j.issn.0372-2112.2013.04.032
  中图分类号： TN911.23
- 纸质出版：2013
- 稿件说明：
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冷永清, 张立军, 曾云, 等. 基于GaN HEMT的1.5～3.5GHz宽带平衡功率放大器设计[J]. 电子学报, 2013,41(4):815-820.

LENG Yong-qing, ZHANG Li-jun, ZENG Yun, et al. Design of a 1.5～3.5GHz Octave Bandwidth Balanced Power Amplifier in GaN HEMT Technology[J]. Acta Electronica Sinica, 2013, 41(4): 815-820.
冷永清, 张立军, 曾云, 等. 基于GaN HEMT的1.5～3.5GHz宽带平衡功率放大器设计[J]. 电子学报, 2013,41(4):815-820. DOI： 10.3969/j.issn.0372-2112.2013.04.032.

LENG Yong-qing, ZHANG Li-jun, ZENG Yun, et al. Design of a 1.5～3.5GHz Octave Bandwidth Balanced Power Amplifier in GaN HEMT Technology[J]. Acta Electronica Sinica, 2013, 41(4): 815-820. DOI： 10.3969/j.issn.0372-2112.2013.04.032.

摘要

阐述了基于GaN HEMT的宽带平衡功率放大器的设计与实现方法:采用Lange耦合器构建平衡功率放大器结构

采用多节阻抗匹配技术设计输入/输出匹配网络

实现功放宽带特性(1.5～3.5GHz);采用与Si热膨胀系数接近的AlSiC散热载片

克服管芯与载片热稳定系数不同引起的热稳定问题

并采用脉冲工作模式进一步减小功放发热量.制作实际功放模块用于测试

在1.5～3.5GHz频带内

功放线性增益大于12dB

增益平坦度为±0.4dB

饱和输出功率大于8W

漏极效率为56%～65%.实验测试结果与设计仿真结果有较好一致性

验证了设计方法的正确性.

Abstract

In this paper

the design and implementation of a broadband balanced power amplifier(PA)using a GaN HEMT transistor is presented.Two Lange couplers are used for a balanced PA configuration

and two multi-section matching networks are used in both input and output ports to improve the bandwidth of PA.The carrier sheet is made of AlSiC whose thermal expansion coefficient is close to silicon's

and the power amplifier operates in a pulse mode in order to reduce the heat dissipated on it.By biasing the amplifier at V_DS=28V

I_DS=110mA

the measurement results show 12～13dB linear gain and 56%～65% drain efficiency in the 1.5～3.5GHz frequency range.Moreover

an output power higher than 8W is maintained over the band.

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