汤茗凯，唐世军，顾黎明，周书同

（南京电子器件研究所，南京 210016）

1 引言

目前，连续波内匹配功率管广泛应用于卫星地面通信、微波散射通信和电子对抗等系统中，已经成为无线通信系统的关键器件之一。随着无线通信技术的发展，通信距离要求越来越长，数据传输量越来越大，连续波内匹配功率管必定朝着大功率方向发展。

以GaN材料为基础的第三代半导体工艺器件，具有高电子迁移率和高场强击穿电压等显著特征。与典型材料以Si和GaAs为代表的第一代与第二代半导体相比，第三代半导体在工作带宽、热导率、功率密度和效率等方面优势明显，更加适用于对可靠性、效率和功率有高要求的军用无线微波通信领域。因此用第三代半导体制作的GaN管芯设计出大功率连续波内匹配功率管已经成为一个研究热点[1-3]。

近年来，国内外多家半导体企业研制出多种型号的连续波GaN内匹配功率管，工作频率从P波段到X波段[4-7]，输出功率从几瓦到百瓦级别不等。C波段连续波内匹配功率管公开报道的产品有日本TOSHIBA公司研制出的一款5.8～6.7 GHz频段130 W连续波GaN内匹配功率管（型号TGI5867-130LHA，工作电压40 V），美国Cree公司推出的一款4.4～5.0 GHz频段180 W连续波GaN内匹配功率管（型号CGHV50200F，工作电压40 V）。受制于管芯最高工作结温和功率管体积的影响，上述C波段连续波内匹配功率管工作电压为40 V，最大输出功率在180 W量级，功率附加效率（PAE）在50%以内，管芯热阻典型值达到0.8℃/W。本文基于南京电子器件研究所自主研制的GaN HEMT管芯，利用GaN管……