СВЧ-усилитель мощности до 100 Вт на GаN-транзисторах в режиме большого сигнала

Для эффективного использования GaN-транзисторов в составе усилителя большой мощности на практике требуется точная модель эквивалентной схемы транзистора. Для комплексного исследования усилителя необходим анализ полной электрической схемы, содержащей схемы смещения, питания, согласования на входе и выходе транзистора, который эффективно осуществляется алгоритмами частотного анализа нелинейных схем методом гармонического баланса. В работе проведено исследование высокочастотных усилителей большой мощности с уровнем 100 Вт с использованием нелинейных моделей транзисторов Modelithics GaN компании Qorvo в компьютерной среде Keysight Technologies Advanced Design System. Рассмотрена полная электрическая схема усилителей большой мощности на сосредоточенных и микрополосковых элементах. Элементы схемы вычислены с помощью параметрической оптимизации, целевой функцией которой является комплекс параметров усилителя, а именно: максимальная выходная мощность, максимальный КПД, максимальная полоса рабочих частот, устойчивая работа усилителя. Определена конфигурация схемы согласования на выходе мощного транзистора, которая обеспечивает мощность 100 Вт, КПД не менее 60 % в полосе частот 40 % от центральной частоты 500 MГц. Электрическая схема позволяет формировать гармоники в режиме большого сигнала на выходе транзистора, необходимые для реализации высокого КПД.
Валерий Терентьевич - Комаров
Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
Поделиться