L波段功率单管有增大功率的需求,但会面临体积较大的问题。基于0.5 μm工艺研发了GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)管芯,单芯功率达到300 W。通过负载牵引仿真提取模型的输入、输出最佳阻抗点。用高介电常数薄膜电路设计L-C网络,拉高芯片的输入输出阻抗,并抵消虚部。用微带电路设计两级阻抗变换的宽带功率分配器及合路器电路,进行四胞管芯合成。内置稳定电路、栅极和漏极供电偏置电路,实现高度集成化、小型化,以及50 Ω输入输出阻抗匹配。芯片总栅宽4×40 mm,在漏压50 V、脉宽40 μs、占空比4%的测试条件下,在0.96 GHz到1.225 GHz的宽带频段内,输出功率为60 dBm到61.2 dBm,效率为57.9%到72%,饱和功率增益大于14 dB。

介绍一种基于国产氮化镓(GaN)外延材料的X波段300 W GaN高效率内匹配器件技术。该技术采用大栅宽芯片的大信号有源模型和封装管壳、键合引线、电容等无源模型, 开展X波段300 W内匹配功率器件的设计。采用四胞匹配合成电路, 使用L-C网络提升器件阻抗, 通过λ/4阻抗变换网络进行阻抗变换和功率合成, 实现阻抗50 Ω匹配, 功率分配器和匹配电容使用高Q值陶瓷基片实现。仿真实验证明, 该器件在9.5~10.5 GHz频率内输出功率大于300 W, 功率增益大于9 dB, 功率附加效率大于38.9%。同时研究了器件输出功率和功率附加效率随工作电压、脉冲宽度、占空比变化情况。

介绍了一款L波段自偏压内匹配功率放大器。器件采用0.25 μm工艺GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)管芯，内匹配技术对单胞管芯进行输入输出匹配，放大器的工作频带范围为1.2~1.4 GHz。采用自偏压技术，单电源供电，使电路更为简洁，使用方便。工作电压为28 V，占空比为10%，脉宽为300 μs，在输入功率为26 dBm时，频带内输出功率在40 dBm以上，功率附加效率大于60%，充分显示了GaN功率器件在单电源模块中的性能优势。

基于自主研发的RF LDMOS功率晶体管以及散热法兰, 设计了一款用于无线通讯以及L波段和S波段雷达系统的大功率高效率的功率放大器。在保证了器件的射频接地以及散热的前提下, 在封装内部设计了输入内匹配和输出内匹配电路, 提高了管芯的阻抗点以便于电路板匹配。利用Doherty功率放大器结构可以提高功率回退处效率的特点, 结合输出内匹配对负载阻抗点的翻转作用, 得到了一种结构优化的Doherty实现方案, 在峰值功率处达到398 W的输出功率, 52%的漏极效率; 以及功率8 dB回退的平均功率处126 W的输出功率, 43%的漏极效率。这种改进技术进一步提高了功率回退处的效率, 相对普通Doherty功率放大器结构, 性能提升了16%, 改善了无线通信系统的射频性能。