X波段GaN高效率连续B类功率放大器芯片设计
2021-07-01王志宇郁发新
哈尔滨工业大学学报 2021年6期
关键词:效率
金 晨,陈 伟,王志宇,郁发新
(浙江大学 航空航天学院,杭州 310027)
射频功率放大器作为不同载荷平台雷达和通信系统射频发射机的核心功率器件,其效率的高低影响着系统的整体功耗.随着宽带大规模相控阵等综合电子系统的飞速发展,如何进一步提升功率放大器在宽工作频带内的整体效率性能,成为近年来功放设计的主要挑战之一[1].
传统的高效率功率放大器如F类功率放大器[2-3]和J类功率放大器[4-5]通过控制晶体管的二次谐波和三次谐波负载阻抗以提升功率放大器的效率,但由于两类功放最佳工作状态的负载阻抗只有唯一解,使得功放的高效率工作带宽受限.针对传统的高效率功率放大器的工作带宽受限问题,Tasker[6]根据波形工程分析方法提出了连续B类功率放大器[7].连续B类功率放大器在传统B类功放基础上结合了晶体管输出的二次谐波,提出了一族基波和二次谐波一一对应的负载阻抗解,可实现与传统B类功放相同的78.5%的输出效率.这一族解扩展了功率放大器的负载阻抗设计空间,从而拓展了高效率功率放大器的工作带宽[1,7].文献[8]报道了一款高效率连续B类功率放大器,该设计集成度较低,采用分立晶体管和印刷电路板实现.为减小器件尺寸,微波单片集成电路(Microwave monolithic integrated circuit, MMIC)是一种可行的技术手段.然而,基于连续B类模式的功率放大器MMIC芯片很少被报道.文献[9]对该类功放进行了单级晶体管及其输出阻抗电路的单片集成,但未实……
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