基于GaN器件射频功率放大电路的设计

摘要

本文主要是基于氮化镓(GaN)器件射频功率放大电路的设计，在S波段频率范围内，应用CREE公司的氮化镓(GaN)高电子迁移速率晶体管(CGH40010和CGH40045)进行的宽带功率放大电路设计。
　　 主要工作有以下几个方面：
　　 首先，设计功放匹配电路。在2.7GHz～3.5GHz频带范围内，对中间级和末级功放晶体管进行稳定性分析并设置其静态工作点，继而进行宽带阻抗匹配电路的设计。本文采用双分支平衡渐变线拓扑电路结构，使用ADS软件对其进行仿真优化，设计出满足指标要求的匹配电路。具体指标如下：通带宽度为800MHz，在通带范围内的增益dB(S(2，1)＞10dB、驻波比VSWR1＜2、VSWR2＜2，3dB输出功率压缩点分别大于40dBm、46dBm，效率大于40％。
　　 其次，设计功放偏置电源电路。电路要求是负电压控制正电压并带有过流保护功能，借助Orcad模拟电路仿真软件，设计出满足要求的电源电路。
　　 最后，分别运用AutoCAD和Altium Designer Summer08制图软件，绘制了功率放大电路和偏置电源电路的印制电路板，并通过对硬件电路的调试，最终使得整体电路满足了设计性能的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2射频功率放大电路的简述

1.3本论文的研究内容综述

2射频功率放大电路基本理论

2.1射频电路基本理论

2.2功率放大电路设计理论基础

2.2.1功率放大电路的主要特性

2.2.2功率放大电路的稳定性分析

2.3本章小结

3射频功率放大电路的设计(一)

3.1前级功放管的选取

3.1.1前级功放管特性参数

3.1.2前级偏置电源电路的设计

3.2中间级功放电路的设计

3.3本章小结

4射频功率放大电路的设计(二)

4.1末级功率放大电路的静态工作点的设置

4.2 CGH40045晶体管的稳定性分析

4.3末级功放电路晶体管的输入输出阻抗分析

4.4末级功放管宽带匹配电路的设计

4.5未级功放匹配电路的仿真分析

4.5.1末级功放电路的S参数仿真分析

4.5.2末级功放电路的谐波平衡仿真分析

4.5.3末级功放电路的增益压缩仿真分析

4.6功放电路的偏置电源电路的设计

4.7功率放大电路实物测试与解决方案

4.8本章小结

结 论

致谢

参考文献