微波毫米波GaN功率MMIC技术研究
发布时间：2025-06-10 02:07
微波毫米波固态功率器件是无线通信、导航、雷达等系统的核心电子器件。GaN具有禁带宽度大（3.4eV）、临界场强高（3.0MV/cm）、热导率高、功率密度大等特点,因此非常适合研制高性能功率单片微波集成电路（MMIC）。针对GaN功率MMIC,本文在GaN器件非线性模型、超宽带、高效率、高线性和双模工作五个方面开展研究工作,主要研究成果如下:1.GaN HEMT器件非线性模型。精确的GaN HEMT器件非线性模型对于设计高性能功率放大器MMIC至关重要。本文首先分析了Angelov-GaN非线性模型提取方法,在此基础上给出了一种改进的Angelov-GaN非线性模型,并对6×50μm GaN HEMT器件进行模型提取。模型仿真结果和测试结果对比表明:改进的Angelov-GaN模型在直流特性和微波特性上吻合度较好。2.基于电抗匹配式和分布式两种拓扑结构的GaN宽带功率放大器（PA）。基于电抗匹配拓扑结构设计了6-18GHz 12W和26-40GHz 17W两款宽带功率MMIC,利用分布式拓扑结构设计了2-18GHz 10W超宽带功率MMIC。在6-18GHz功率MMIC设计过程中,重点研究...
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
绪论
0.1 相关领域研究背景与现状
0.1.1 GaN功率MMIC的研究背景
0.1.2 GaN功率MMIC的研究现状
0.2 论文研究目标和主要内容
参考文献
第一章 GaN工艺及器件非线性模型
1.1.引言
1.2.GaN功率MMIC工艺
1.3.GaN功率器件非线性模型
1.4.本章小结
参考文献
第二章 超宽带GaN功率MMIC
2.1.引言
2.2.宽带功率放大器电路
2.2.1.电抗匹配宽带功率放大器
2.2.2.分布式宽带功率放大器
2.3.6-18GHz13W GaN功率MMIC
2.3.1.电路拓扑结构设计
2.3.2.热结构设计
2.3.3.匹配电路综合
2.3.4.测试结果及分析
2.4.2-18GHz10W GaN功率MMIC
2.4.1.电路拓扑结构设计
2.4.2.功率输出级分布式放大器设计
2.4.3.驱动级分布式放大器设计
2.4.4.测试结果及分析
2.5.2 6-40GHz17W GaN功率MMIC
2.5.1.宽带Lange耦合器设计
2.5.2.单通道放大器设计
2.5.3.设计及测试结果
2.6.本章小结
参考文献
第三章 高功率高效率GaN功率MMIC
3.1.引言
3.2.高效率功率放大器设计理论分析
3.2.1.F类和逆F类放大器
3.2.2.E 类放大器
3.2.3.输出端谐波调谐放大器
3.2.4.输入端谐波调谐放大器
3.3.8.5-10.5GHz60W功率MMIC
3.3.1.总体设计方案
3.3.2.效率增强设计
3.3.3.设计过程
3.3.4.测试结果及分析
3.4.8-12GHz50W功率MMIC
3.4.1.总体设计方案
3.4.2.效率增强设计
3.4.3.压缩深度控制技术
3.4.4.测试结果及分析
3.5.33-37GHz20W功率MMIC
3.5.1.总体方案设计
3.5.2.单胞管芯结构设计
3.5.3.单胞器件最佳匹配阻抗提取
3.5.4.电容校准结构设计
3.5.5.设计过程
3.5.6.测试结果及分析
3.6.本章小结
参考文献
第四章 面向第五代移动通信应用的GaN功率MMIC
4.1.引言
4.2.24-28GHz GaN Doherty功率MMIC
4.2.1.Doherty功率放大器(DPA)设计基础
4.2.2.毫米波非对称性DPA设计
4.2.3.版图及仿真结果
4.3.27-32GHz5W GaN线性功率MMIC
4.3.1.IMD Sweet Spot设计理论
4.3.2.电路设计
4.3.3.测试结果及分析
4.4.本章小结
参考文献
第五章 X波段双模工作GaN功率MMIC
5.1.引言
5.2.总体方案设计
5.3.电路设计
5.3.1.正压控制高功率开关设计
5.3.2.高效率功率放大器和开关融合设计
5.4.测试结果及分析
5.5.本章小结
参考文献
结论与展望
作者简介
致谢
本文编号：4050153
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
绪论
0.1 相关领域研究背景与现状
0.1.1 GaN功率MMIC的研究背景
0.1.2 GaN功率MMIC的研究现状
0.2 论文研究目标和主要内容
参考文献
第一章 GaN工艺及器件非线性模型
1.1.引言
1.2.GaN功率MMIC工艺
1.3.GaN功率器件非线性模型
1.4.本章小结
参考文献
第二章 超宽带GaN功率MMIC
2.1.引言
2.2.宽带功率放大器电路
2.2.1.电抗匹配宽带功率放大器
2.2.2.分布式宽带功率放大器
2.3.6-18GHz13W GaN功率MMIC
2.3.1.电路拓扑结构设计
2.3.2.热结构设计
2.3.3.匹配电路综合
2.3.4.测试结果及分析
2.4.2-18GHz10W GaN功率MMIC
2.4.1.电路拓扑结构设计
2.4.2.功率输出级分布式放大器设计
2.4.3.驱动级分布式放大器设计
2.4.4.测试结果及分析
2.5.2 6-40GHz17W GaN功率MMIC
2.5.1.宽带Lange耦合器设计
2.5.2.单通道放大器设计
2.5.3.设计及测试结果
2.6.本章小结
参考文献
第三章 高功率高效率GaN功率MMIC
3.1.引言
3.2.高效率功率放大器设计理论分析
3.2.1.F类和逆F类放大器
3.2.2.E 类放大器
3.2.3.输出端谐波调谐放大器
3.2.4.输入端谐波调谐放大器
3.3.8.5-10.5GHz60W功率MMIC
3.3.1.总体设计方案
3.3.2.效率增强设计
3.3.3.设计过程
3.3.4.测试结果及分析
3.4.8-12GHz50W功率MMIC
3.4.1.总体设计方案
3.4.2.效率增强设计
3.4.3.压缩深度控制技术
3.4.4.测试结果及分析
3.5.33-37GHz20W功率MMIC
3.5.1.总体方案设计
3.5.2.单胞管芯结构设计
3.5.3.单胞器件最佳匹配阻抗提取
3.5.4.电容校准结构设计
3.5.5.设计过程
3.5.6.测试结果及分析
3.6.本章小结
参考文献
第四章 面向第五代移动通信应用的GaN功率MMIC
4.1.引言
4.2.24-28GHz GaN Doherty功率MMIC
4.2.1.Doherty功率放大器(DPA)设计基础
4.2.2.毫米波非对称性DPA设计
4.2.3.版图及仿真结果
4.3.27-32GHz5W GaN线性功率MMIC
4.3.1.IMD Sweet Spot设计理论
4.3.2.电路设计
4.3.3.测试结果及分析
4.4.本章小结
参考文献
第五章 X波段双模工作GaN功率MMIC
5.1.引言
5.2.总体方案设计
5.3.电路设计
5.3.1.正压控制高功率开关设计
5.3.2.高效率功率放大器和开关融合设计
5.4.测试结果及分析
5.5.本章小结
参考文献
结论与展望
作者简介
致谢
本文编号：4050153
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