陆雨茜，陈华康，高 博，龚 敏

（四川大学物理科学与技术学院，成都 610065）

1 引言

随着无线通信的发展，相对较低波段的利用率已经趋于饱和，低频段频率的拥挤促使电路设计逐渐向高频段发展。在K波段(18～27 GHz)，随着本地多点通信系统(LMDS)和防撞雷达等应用的发展和微电子工艺技术的成熟，毫米波单片电路的需求越来越大[1]。除此之外，K波段在工业界、科学界以及医疗界都有应用，该波段适用于高数据传输速率、近距离雷达系统以及自动车载雷达等[2]。

随着微电子工艺技术的发展，GaAs功率器件的发展十分迅速，它们具有高频特性好、可靠性高、功率密度高、线性度高、体积小[3]等特征。GaAs pHEMT采用多种不同的材料层合成，采用InGaAs层作为沟道材料，AlGaAs和InGaAs在界面处通过势阱形成二维电子气（2DEG），如图1所示。与传统的HEMT相比，二维电子气的迁移率高，平均饱和速度高，使得pHEMT的频率特性与功率特性都得到了提高[4]。

图1 pHEMT结构示意图

本文所设计的GaAs MMIC功率放大器采用截止频率为60 GHz的0.25 μm GaAs pHEMT工艺，通过有耗匹配和三级级联放大等技术实现了电路设计。工艺采用TaN金属膜电阻、重叠式MIM（M1/Si3N4/M2）电容器、空气桥连接和背面通孔等技术。

2 功率放大器电路设计

微波功率放大器在设计过程中需要将多种设计因素考虑在内，相较于小信号放大器，功率放大器在要求较高输出功率的同时，对电路的增益及附加工作效率也有一定要求，设计更加复杂。末级器件的总栅宽根据电路所要求的输出功率加以确定，保证足够功率输出的同时兼顾效率[5]。……