這里使用的AlGaN/GaN HEMT器件基于TriQuint的0.25 μmGaN工藝TQGaN25，采用100mm SiC晶圓制成。這是一種TriQuint推出的大規(guī)模制造技術(shù)。在PAE匹配條件下，一個(gè)四指100μm柵極寬度晶體管(偏置電壓：Vd=40V，Id=100 mA/mm)的典型功率密度為5.5W/mm，10GHz時(shí)的PAE為60%。
A.電路設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)最高的功率和效率，我們選擇了非均勻分布式功率放大器(NDPA)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。NDPA不是以50Ω的阻抗端接漏極線路，而是采用了漸變傳輸線。為每條傳輸線路選擇特定的寬度，以便為每個(gè)單元提供最佳負(fù)載。在某些情況下，各個(gè)單元的器件尺寸也采用漸變?cè)O(shè)計(jì)。
由于目標(biāo)工作頻率為30MHz至2.7GHz，所以，我們選擇了5-單元設(shè)計(jì)，器件總周長(zhǎng)為2.4mm，以實(shí)現(xiàn)功率、增益、帶寬和芯片尺寸的平衡。隨后，我們計(jì)算出了各單元的器件尺寸和傳輸線路阻抗。結(jié)果如表1所示。第一個(gè)單元的尺寸為1.2mm，其目的是實(shí)現(xiàn)功率和效率的最大化。其余單元尺寸相等，均為0.3mm。請(qǐng)注意，在表1中，有一列為各個(gè)單元的漏電流(Id)。該電流表示器件的最大驅(qū)動(dòng)電流，設(shè)定了輸出走線的最小寬度。
表I:5單元NDPA的計(jì)算結(jié)果
