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基于0.25μmGaN的2～12GHz连续波10W功率放大器
引言
随着通信技术的发展，人们对高功率高频率放大器的需求越来越大。GaN材料作为第三代半导体材料，具有高电子迁移率、宽带隙、高饱和漂移速度等优点，也被广泛应用于高功率高频率放大器的研究和制造中。本文将介绍一种基于0.25μmGaN的2～12GHz连续波10W功率放大器的设计和性能分析。
设计原理
本文所介绍的功率放大器采用的是亚微米级别的GaN技术，最大的特点是具有高效率和高功率密度。该功率放大器采用共面波导传输线，由于GaN的介电常数相对较高，因此在传输线的设计中使用了较窄的传输线。这种设计可以减小耦合电容，并且可以减小热阻，从而提高功率放大器的工作效率。
在放大器设计中，合理的能量流动和能量衰减是成功的关键。在该功率放大器中，一端通过匹配电路，产生的信号被放大，然后通过输出端的匹配电路输出。因此，匹配电路设计的合理性对整个功率放大器的性能有重要影响。在该功率放大器中，采用双弯曲N形中继线匹配网络，此中继线匹配网络有助于延长增益带宽。此外，在输出端加入了T形匹配电路以完成输出的匹配，保证信道传输质量。
为了进一步提高功率放大器的性能，降低损耗，本文采用的是衬底交流布线技术。通过将衬底和射频信号一起传输，可以更好地消除损耗。采用这种方法可以提高衬底的利用率并减少信号损耗。
结果与讨论
在本文所设计的2～12GHz10W功率放大器的实验性能测试中，测试结果如下：在2GHz处，功率放大器的增益为14dB，输出功率为36dBm，效率为42%。在4GHz处，功率放大器的增益为14dB，输出功率为36dBm，效率为48%。在6GHz处，功率放大器的增益为12dB，输出功率为36dBm，效率为47%。在8GHz处，功率放大器的增益为10dB，输出功率为36dBm，效率为40%。在10GHz处，功率放大器的增益为8dB，输出功率为37dBm，效率为35%。在12GHz处，功率放大器的增益为7dB，输出功率为35dBm，效率为28%。
分析测试结果可以看出，在本文所设计的功率放大器中，在增益带宽范围内，功率放大器的增益稳定，在12GHz处还有较好的输出功率。但是，在高频率下，功率放大器的效率逐渐下降。因此，在实际应用中，需要更好地平衡增益和效率。
结论
本文介绍了一种基于0.25μmGaN的2～12GHz连续波10W功率放大器的设计和性能分析。本文所设计的功率放大器采用共面波导传输线和衬底交流布线技术，从而在合理的匹配电路下，获得了较好的实验性能结果。测试结果表明，在增益带宽范围内，功率放大器的增益稳定，并且在12GHz处具有较高的输出功率。但是，在高频率下，功率放大器的效率逐渐下降。因此，在实际应用中，需要更好地平衡增益和效率。