面向5G通信的宽带GaN MMIC功率放大器研究

发布时间：2024-05-08 06:16

　　随着第五代移动通信技术(5G)的快速发展,人类社会对射频微波前端电路中的核心部件——功率放大器提出了更高的性能要求,其中包括宽带化、高效率和小型化等等,而基于GaN工艺的微波单片集成电路(MMIC)具有功率密度高、带宽大、效率高的天然优势,能够迎合5G通信对高性能功放的需求,因此本文将着重对面向5G通信的GaN MMIC功率放大器进行研究,其具体研究内容如下:1.在5G通信应用场景下,为保证小型蜂窝基站的覆盖范围和整体尺寸,功率放大器的输出功率密度需要满足要求。本文对提高功率放大器输出功率的拓扑结构——堆叠晶体管(Stacked-FET)结构进行了基本理论分析,发现StackedFET结构相比于并联晶体管来提高功放输出功率的结构,具有单级输出功率更高,等效最佳阻抗相对较大,输出匹配较容易实现的特点。因此本文提出基于Stacked-FET结构来进行相应GaN MMIC功率放大器设计的方案。在进行两款MMIC功放设计之前,采用Stacked-FET结构,利用Cree CGH40010封装晶体管进行相应设计方案的可行性验证,并设计了一款工作于1.6-2.8 GHz的功率放大器,仿真结果显示其...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 GaN MMIC功放国内外研究现状
    1.3 研究内容与章节安排
第二章 基于GaN HEMT管的功率放大器设计
    2.1 宽禁带半导体GaN
        2.1.1 GaN工艺及其器件特性
        2.1.2 GaN HEMT概述
    2.2 功率放大器设计基本原理
        2.2.1 功率放大器的指标参数
        2.2.2 连续类功率放大器
        2.2.3 Doherty功率放大器
        2.2.4 Stacked-FET结构
    2.3 基于Stacked-FET结构的Ga N HEMT功率放大器设计
        2.3.1 电路设计
        2.3.2 仿真分析
    2.4 基于带谐波抑制滤波器结构的GaN HEMT功率放大器设计
        2.4.1 功放与谐波抑制滤波器联合设计
        2.4.2 仿真与测试
    2.5 本章小结
第三章 1.8-4 GHz MMIC功率放大器设计
    3.1 工艺简介
        3.1.1 有源器件
        3.1.2 无源器件
    3.2 电路设计
        3.2.1 共栅晶体管偏置电路
        3.2.2 功率合成及匹配电路
        3.2.3 谐波控制网络的设计
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 3.2-3.8 GHz Doherty MMIC功率放大器设计
    4.1 工艺简介
        4.1.1 有源器件
        4.1.2 无源器件
    4.2 电路设计
        4.2.1 Stacked-FET结构设计
        4.2.2 负载牵引与源牵引
        4.2.3 主功放设计
        4.2.4 峰值功放设计
        4.2.5 Wilkinson功分器设计
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3967618