MMIC功率合成技术发展动态.docVIP

国内外研究现状国内研究现状国内关于GaN微波功率合成技术的研究起步比较晚，中电集团13所，55所和中科院微电子所均在这方面展开了相关的研究。 单位 作者 类型 输出功率 频率段 PAE 增益（dB） 文献 05 13所 冯振 HEMT 4W 8G 48% 4 1 07 中科院 姚小江 功率合成 41.4dBm 5.4G 32.54% 2 07 55所 王帅 HEMT 75W 7.5-9.5G 30% 6 3 08 中科院 曾轩 功率合成 10W X波段 37.44% 9 4 09 13所 顾卫东 HEMT 141.25W 41.4% 12 5 09 南京电子所 任春江 MIS HEMT 14.4W/mm 2G 54.2% 20.51 6 10 南京电子所 孙春妹 内匹配 20W/mm Ku波段 29.07% 5 7 2005年，13所冯震等人制备了以蓝宝石为衬底的GaN基HEMT器件，饱和电流为890mA，最大跨导值为227ms，在频率为8GHz时连续波输出功率最大为4W，增益大于4dB，PAE为48%[1]。 2007年，中科院微电子所报道了一种基于AlGaN/GaN HEMT的功率合成技术的混合集成放大器电路。该电路包含4个 10x120μm的HEMT晶体管以及一个Wilkinson功率合成器和分配器。在偏置条件为VDS=40V，IDS=0.9A时，输出连续波饱和功率在5.4GHz达到41.4dBm，最大的PAE为32.54%，并且功率合成效率达到69%[2]。 2007年55所的王帅等报道了研制的lmm栅宽的AlGaN/GaN HEMT内匹配微波功率管，在32V漏偏压下在7.5-9.5GHz频率范围内输出功率大于5W，功率附加效率典型值为30%，功率增益大于6dB，带内增益平坦度为±0.4dB，带内最大输出功率为6W[3]。 2008年，中科院微电子所的曾轩等人采用内匹配功率合成技术,设计了基于AlGaN/GaN HEMT的X波段内匹配功率合成放大器，偏置条件为VDS=30V,IDS=700mA时,在8GHz测出连续波,饱和输出功率达到Psat=40dBm(10W),最大PAE=37.44%，线性增益为9dB[4]。 2009年，中电13所的顾卫东等人利用MOCVD技术研制了国产SiC衬底的GaN HEMT外延材料，方块电阻小于260μm/□，迁移率最大值达到2 130cm2/v.s，方块电阻和迁移率不均匀性小于3％，采用新的器件栅结构和高应力SiN钝化技术，降低了大栅宽器件栅泄漏电流，提高了工作电压。研制的总栅宽为25.3mm的四胞内匹配器件X波段输出功率达到141.25W，线性增益大于12dB，PAE达到41．4％；[5]南京电子器件研究所的任春江，陈堂胜等人，报道了一种采用磁控溅射A1N介质作为绝缘层的的SiC衬底A1GaN／GaN MIS HEMT，器件研制中采用了凹槽栅和场板结构，采用MIS结构后，器件击穿电压由80 V提高到了180V以上，保证了器件能够实现更高的工作电压，在2GHz、75V工作电压下，研制的200μm宽HEMT输出功率密度达到了14.4W／mm，器件功率增益和功率附加效率分别为20.5ldB和54.2％[6]。 2010年，南京电子研究所的孙春妹等人研究了内匹配电路的设计，合成以及内匹配电路的测试，实现了GaN功率HEMT在Ku波段20W连续波输出功率的内匹配电路。在12GHz功率增益大于5dB，功率附加效率29.07%，是目前国内GaN功率器件在Ku波段连续波输出的最高报道。[7] 国外研究现状目前针对特定重大需求，国际上积极开展GaN基微波器件和功率合成技术的新原理、新方法、新结构研究，取得了很大进展。 单位 作者 类型 输出功率 频率段 PAE 增益（dB） 文献 06 东芝 Kazutaka 功率合成 81.8W 8.3G 34% 3 8 07 ? Yamamoto 功放 60W X波段 35% 9.6 9 07 三菱 Yamanaka 功放 176W 220W C波段 ? ? 10 08 富士通 Kazukiyo 功放 45dBm 2.5G 漏效率50% 17.2 11 08 Cardiff大学 Peter Wright 功放 12W 2.1G 漏效率84% ? 12 09 ? C.Meliani 4管功率合成 2.5-4.5W 2-10G 20% 7-11 13 09 俄亥俄州大学 Seok Doo B类功放 17.8dBm 2 82% ? 14 09 Ahmed小组 Ahmed F类 功放 40W 2.35G 55.7% ? 15 09 ? Micheal Boers 功放 6W 1G 85% ? 16 10 ? Mingqiche