隨著第五代移動通信技術(shù)(5G)的快速發(fā)展,人類社會對射頻微波前端電路中的核心部件——功率放大器提出了更高的性能要求,其中包括寬帶化、高效率和小型化等等,而基于GaN工藝的微波單片集成電路(MMIC)具有功率密度高、帶寬大、效率高的天然優(yōu)勢,能夠迎合5G通信對高性能功放的需求,因此本文將著重對面向5G通信的GaN MMIC功率放大器進行研究,其具體研究內(nèi)容如下:1.在5G通信應(yīng)用場景下,為保證小型蜂窩基站的覆蓋范圍和整體尺寸,功率放大器的輸出功率密度需要滿足要求。本文對提高功率放大器輸出功率的拓撲結(jié)構(gòu)——堆疊晶體管(Stacked-FET)結(jié)構(gòu)進行了基本理論分析,發(fā)現(xiàn)StackedFET結(jié)構(gòu)相比于并聯(lián)晶體管來提高功放輸出功率的結(jié)構(gòu),具有單級輸出功率更高,等效最佳阻抗相對較大,輸出匹配較容易實現(xiàn)的特點。因此本文提出基于Stacked-FET結(jié)構(gòu)來進行相應(yīng)GaN MMIC功率放大器設(shè)計的方案。在進行兩款MMIC功放設(shè)計之前,采用Stacked-FET結(jié)構(gòu),利用Cree CGH40010封裝晶體管進行相應(yīng)設(shè)計方案的可行性驗證,并設(shè)計了一款工作于1.6-2.8 GHz的功率放大器,仿真結(jié)果顯示其...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 GaN MMIC功放國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 基于GaN HEMT管的功率放大器設(shè)計
    2.1 寬禁帶半導體GaN
        2.1.1 GaN工藝及其器件特性
        2.1.2 GaN HEMT概述
    2.2 功率放大器設(shè)計基本原理
        2.2.1 功率放大器的指標參數(shù)
        2.2.2 連續(xù)類功率放大器
        2.2.3 Doherty功率放大器
        2.2.4 Stacked-FET結(jié)構(gòu)
    2.3 基于Stacked-FET結(jié)構(gòu)的Ga N HEMT功率放大器設(shè)計
        2.3.1 電路設(shè)計
        2.3.2 仿真分析
    2.4 基于帶諧波抑制濾波器結(jié)構(gòu)的GaN HEMT功率放大器設(shè)計
        2.4.1 功放與諧波抑制濾波器聯(lián)合設(shè)計
        2.4.2 仿真與測試
    2.5 本章小結(jié)
第三章 1.8-4 GHz MMIC功率放大器設(shè)計
    3.1 工藝簡介
        3.1.1 有源器件
        3.1.2 無源器件
    3.2 電路設(shè)計
        3.2.1 共柵晶體管偏置電路
        3.2.2 功率合成及匹配電路
        3.2.3 諧波控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 3.2-3.8 GHz Doherty MMIC功率放大器設(shè)計
    4.1 工藝簡介
        4.1.1 有源器件
        4.1.2 無源器件
    4.2 電路設(shè)計
        4.2.1 Stacked-FET結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.2 負載牽引與源牽引
        4.2.3 主功放設(shè)計
        4.2.4 峰值功放設(shè)計
        4.2.5 Wilkinson功分器設(shè)計
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3967618