一种C波段E类GaN MMIC功率放大器设计
DOI:
作者:
作者单位:

(河南科技大学 信息工程学院, 河南 洛阳 471023)

作者简介:

候雪锋(1998—),男(汉族),河南南阳人,硕士研究生,从事射频集成电路的研究设计。 张金灿(1985—),男(汉族),河北邢台人,博士,副教授,从事III-V族半导体器件建模、人工智能、图像处理和射频集成电路设计。通信作者。

通讯作者:

中图分类号:

TN432

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(61804046); 河南省科技攻关资助项目(22210221017)


Design of a C-Band Class E GaN MMIC Power Amplifier
Author:
Affiliation:

(School of Electrical Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan 471023, P. R. China)

Fund Project:

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    摘要:

    基于0.25 μm GaN HEMT设计了一种工作于C波段、结构简单、宽带高效的E类功率放大器。针对单片微波集成电路(MMIC)功率放大器设计中射频扼流圈所占面积较大且难以实现的问题,采用有限元直流馈电电感替代扼流圈电感,抑制晶体管寄生参数Cds对最高工作频率的影响,并采用低Q值混合参数匹配网络,将功率放大器电路输入输出的最佳阻抗匹配到标准阻抗50 Ω。版图后仿真结果表明,在4.1~4.9 GHz工作频段内,功率附加效率为51.309%~58.050%,平均增益大于11 dB,输出功率大于41 dBm。版图尺寸为2.7 mm×1.4 mm。

    Abstract:

    A simple, broadband and efficient Class E power amplifier operating in the C-band was designed in a 0.25 (m GaN HEMT process. To address the problem of large RF choke area in the design of monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier, a finite DC-feed inductance instead of RF choke inductance was used to suppress the effect of the transistor parasitic parameter Cds on the maximum operating frequency. Moreover, a low Q mixed parameter matching network was adopted to match the optimal impedance of the input and output of the power amplifier circuit to the standard impedance of 50 Ω. The post-layout simulation results show that the power-added efficiency is 51.309% to 58.050% in the 4.1-4.9 GHz operating frequency band, with an average gain greater than 11 dB and an output power greater than 41 dBm. The size of layout is 2.7 mm×1.4 mm.

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  • 收稿日期:2022-11-21
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  • 在线发布日期: 2023-11-09
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