嵇妮娅，汤茗凯，唐世军

（南京电子器件研究所，南京 210016）

11～12 GHz单电源GaN微波功率放大模块研制

嵇妮娅，汤茗凯，唐世军

（南京电子器件研究所，南京 210016）

报告了采用凹槽栅场板结构的GaN微波功率HEMT管芯，优化了场板结构和工艺参数，制作了0.8 mm和2.4 mm栅宽的管芯。采用该管芯制作了两级放大的功率模块，该模块匹配电路制作在380 μm厚的Al2O3陶瓷基片上，匹配电容制作在180 μm厚的高介电常数的陶瓷基片上。电感采用25 μm直径的金丝拟合，电路结构采用单电源结构。该模块在11～12 GHz、28 V工作电压下，饱和输出功率达到了8 W，功率增益为12 dB，功率附加效率(PAE)为30%，实现了低电流、高效、高可靠性、可实用的功率模块。该模块是迄今为止采用单电源结构频率最高的GaN功率模块。

氮化镓；高电子迁移率晶体管；功率放大模块

1 引言

GaN HEMT功率模块具有输出功率大、输出功率附加效率高、耐高温等特性，在微波、毫米波领域具有很好的应用潜力，在国内外得到越来越广泛的关注。国内外多篇文章报道了X波段GaN HEMT功率管和功率芯片的进展，功率密度达到了GaAs产品的5～10倍，但采用单电源结构的GaNHEMT功率模块鲜有报道。

本文利用SiC衬底上的GaN异质结材料，成功研制了工作于X波段的GaN HEMT器件，该器件通过结合凹槽栅和场调制板两者的优点，有效抑制了电流崩塌，提高了器件微波功率特性和可靠性，为批量化实用迈出了重要的一步。本文研制的2.4 mm栅宽器件在11～12 GHz、单电源28 V工作电压下，输出功率为8 W，附加效率达到30%，功率增益为12 dB，可进行批量实用化生产。

2 GaN HEMT管芯的研制

图1为本项研制的凹槽栅场板结构AlGaN/GaN HEMT示意图。……