Ku波段200 W GaN功率放大器的设计与实现

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1112

电子与封装 ›› 2022, Vol. 22 ›› Issue (11): 110307 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1112

Ku波段200 W GaN功率放大器的设计与实现

苏鹏;顾黎明;唐世军;周书同

南京电子器件研究所，南京 210016

收稿日期:2022-04-24 出版日期:2022-11-29 发布日期:2022-07-26
作者简介:苏鹏（1990—），男，四川广安人，硕士，工程师，主要研究方向为微波功率放大器和功放模块。

Design and Implementation of 200 W GaN Power Amplifier in Ku-Band

SU Peng, GU Liming, TANG Shijun, ZHOU Shutong

NanjingElectronic Devices Institute, Nanjing210016, China

Received:2022-04-24 Online:2022-11-29 Published:2022-07-26

摘要/Abstract

摘要： 研制了一款工作在Ku波段的大功率GaN功率放大器，功放采用4个栅宽为9.6 mm的GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）进行功率合成，总栅宽为38.4 mm。以提取的小信号S参数和大信号负载牵引结果为依据，采用ADS仿真软件进行匹配电路仿真设计。该GaN功放在14.5～15.0 GHz频率范围内的输出功率（P_out）大于200 W，功率增益（G_p）大于7 dB，最高功率附加效率（η_PAE）达到43%。

关键词: Ku波段, GaN, 大功率, 功率放大器

Abstract: A high-power GaN power amplifier operating in Ku-band has been developed. The amplifier uses four GaN high electron mobility transistors (HEMTs) with a gate width of 9.6 mm for power synthesis and a total gate width of 38.4 mm. Based on the extracted small signal S parameters and large signal load-pull measurement results, the matching circuit is simulated and designed using ADS simulation software. The GaN amplifier has an output power (P_out) greater than 200 W, a power gain (G_p) greater than 7 dB, and a maximum power added efficiency (η_PAE) of 43% in the frequency range of 14.5-15.0 GHz.

Key words: Ku-band, GaN, high power, power amplifier

中图分类号:

TN325⁺.3

苏鹏;顾黎明;唐世军;周书同. Ku波段200 W GaN功率放大器的设计与实现[J]. 电子与封装, 2022, 22(11): 110307 .

SU Peng, GU Liming, TANG Shijun, ZHOU Shutong. Design and Implementation of 200 W GaN Power Amplifier in Ku-Band[J]. Electronics & Packaging, 2022, 22(11): 110307 .

[1]	匡维哲;周琦;陈佳瑞;杨凯;张波. 自热效应下P-GaN HEMT的阈值漂移机理^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(8): 80401-.
[2]	邱一武;吴伟林;颜元凯;周昕杰;黄伟. ⁶⁰Co γ射线对增强型GaN HEMT直流特性的影响[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70401-.
[3]	崔朝探, 陈政, 杜鹏搏, 焦雪龙, 曲韩宾. X波段小型封装GaN功率放大器设计 [J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60202-.
[4]	伍振;周琦;潘超武;杨宁;张波. 重复短路应力下p-GaN HEMT器件的阈值电压退化机制^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60401-.
[5]	孟庆贤;席洪柱;方航;王亮;王林;叶鑫;詹锐. L波段1200W固态功率放大器的设计^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(2): 20302-.
[6]	穆昌根, 党睿, 袁鹏, 陈大正. 增强型GaN HEMT器件的实现方法与研究进展^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(10): 100401-.
[7]	汤茗凯;唐世军;顾黎明;周书同. C波段连续波200 W GaN内匹配功率管的设计与实现[J]. 电子与封装, 2021, 21(5): 50302-.
[8]	王建浩;刘雪;王琪;戈硕;唐厚鹭. VHF 600 W GaN功率模块研制[J]. 电子与封装, 2021, 21(5): 50303-.
[9]	鲍婕,周德金,陈珍海,宁仁霞,吴伟东,黄伟. GaN HEMT器件封装技术研究进展^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(2): 20101-.
[10]	鲍婕,周德金,陈珍海,宁仁霞,吴伟东,黄伟. GaN HEMT电力电子器件技术研究进展^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(2): 20102-.
[11]	赖静雪, 陈万军, 孙瑞泽, 刘超, 张波. GaN单片功率集成电路研究进展^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(2): 20103-.
[12]	周德金, 何宁业, 宁仁霞, 许媛, 徐宏, 陈珍海, 黄伟, 卢红亮. GaN HEMT栅驱动技术研究进展^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(2): 20104-.
[13]	柳超，周晨，郁健. 基于功分的大功率微波限幅放大模块设计[J]. 电子与封装, 2020, 20(8): 80302-.
[14]	肖立杨. GaN HEMT双指热耦合关系的研究[J]. 电子与封装, 2020, 20(7): 70404-.
[15]	吴素贞;徐政;徐海铭;宋思德;谢儒彬;洪根深;吴建伟;贺琪. MIS型GaN HEMT器件的X-ray辐射总剂量效应研究[J]. 电子与封装, 2020, 20(12): 120403-.

中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

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Design and Implementation of 200 W GaN Power Amplifier in Ku-Band

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