A1GaN-GaN HEMT微波功率特性研究.pdf

1、隨著微波系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)固態(tài)功率放大器件的性能要求越來越高，現(xiàn)有的GaAs功率器件已經(jīng)越來越不能滿足系統(tǒng)的要求。作為下一代固態(tài)微波功率器件，AIGaN/GaN HEMT具有輸出功率密度高、工作頻率高、耐高溫、抗輻照等優(yōu)點(diǎn)，是移動(dòng)通信、雷達(dá)等微波系統(tǒng)所需的高頻、高效率、高功率微波功率器件的優(yōu)秀候選者。 本文較為系統(tǒng)地研究了AlGaN/GaN HEMT 的微波功率特性。 由于AlGaN/GaN HEMT器件工作原理同GaAs器

2、件相似，本文參考GaAs器件的模型提取技術(shù)得到了柵長為0.4 μ m，柵寬為1mm的AlGaN/GaN HEMT的小信號(hào)等效電路模型，使用Load-PuU測試方法得到了器件大信號(hào)下的等效輸出阻抗。 使用得到的參數(shù)設(shè)計(jì)了AlGaN/GaN HEMT內(nèi)匹配微波功率管，在7.5-9.5GHz的頻率范圍內(nèi)輸出功率大于5W，功率附加效率典型值為30％，功率增益大于6dB，此性能較GaAs器件優(yōu)越。測試得到的結(jié)果同設(shè)計(jì)結(jié)果有較好的吻合，說明

3、得到的模型參數(shù)是可以應(yīng)用于工程應(yīng)用的。 雖然理論上AlGaN/GaN HEMT 可以承受較高的結(jié)溫，但由于耗散功率大，散熱仍是一個(gè)嚴(yán)重的問題。本文構(gòu)造了熱學(xué)模型，利用熱平衡方程，并結(jié)合Ansys軟件，對(duì)GaAs功率器件的結(jié)溫分布情況進(jìn)行了仿真分析。同試驗(yàn)結(jié)果有較好的吻合，證明這種方法可以應(yīng)用于GaAs器件的熱設(shè)計(jì)。同時(shí)分析了用這種方法對(duì)AIGaN/GaN HEMT 器件和芯片進(jìn)行熱設(shè)計(jì)的可行性，提出了熱優(yōu)化設(shè)計(jì)的思路，對(duì)AlGa