贾 洁，蔡利康

（中国电子科技集团公司第五十五研究所，南京 210016）

1 引言

超宽带放大器是超宽带通信系统中的关键部件，无线通信技术的飞速发展使无线通信领域对其需求与日俱增。超宽带放大器的主要实现方案包括双输入共栅共源结构放大器、反馈式放大器、分布式放大器、有耗匹配式放大器等[1-2]。本文通过两级分布式放大器方案，在2~18 GHz 的频率范围内实现了较好的增益、增益平坦度、驻波等技术指标。

GaN 材料属于第三代宽禁带半导体，击穿场强高和电流密度大是其显著优点，击穿电压高意味着器件可以具备更高的工作电压，获得更高的输出功率[3]。氮化镓器件的功率密度可以做到砷化镓的10 倍，即同样的功率，GaN 器件可以以更小的尺寸来实现，而更小的器件尺寸具有更低的寄生效应、更高的阻抗，这对于分布式放大器设计是很有益的。本文介绍的电路设计，工作电压为25 V、功耗小于10 W，在2~18 GHz 内实现了输出功率大于30 dBm、小信号增益大于20 dB、小信号增益平坦度小于3 dB、输入输出回波损耗小于-10 dB。国内外对应用GaAs 和GaN 设计的超宽带MMIC 均有报道，其中国内有文章报道2~20 GHz 超宽带功放，功率(＞39.5 dBm)和效率(＞15%)[1]优于本文介绍的电路，但是由于其是单级放大器，增益只有8dB。

2 电路分析与设计

2.1 分布式放大器原理

常用的超宽带放大器芯片拓扑结构主要有行波放大器和电抗放大器两种[2,4]。电抗匹配放大器具有输出增益高、功率大等特点，但带宽一般只有3 个倍频程左右，行波放大器频带最高能有几十个倍频程[5]，同时结构简单、易于实现。……