2.8GHz–3.6GHz 20W氮化镓Doherty功率放大器的設計方法
發布時間:2020-11-18 責任編輯:wenwei
【導讀】wuxiandianshoufaqizuiguanjiandezuchengbufenzhiyishigonglvfangdaqi,fuzezaichuanshuqiantishengtiaozhixinhao,yinweitaxiaohaolezhenggewuxiandianxitongxiaohaodedabufennengliang。gonglvfangdaqidexingnengqueshikeyijuedingfashejidezhengtixingneng,bujinzaizhuanhuanxiaolvfangmian,erqiezaixianxingdu、可靠性、產量、散熱、尺(chi)寸(cun)和(he)最(zui)終(zhong)成(cheng)本(ben)方(fang)麵(mian)也(ye)是(shi)如(ru)此(ci)。飽(bao)和(he)時(shi)效(xiao)率(lv)最(zui)大(da)化(hua)的(de)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)拓(tuo)撲(pu)不(bu)適(shi)合(he)當(dang)前(qian)的(de)複(fu)雜(za)調(tiao)製(zhi)方(fang)案(an)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),平(ping)均(jun)效(xiao)率(lv)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)係(xi)統(tong)級(ji)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)來(lai)恢(hui)複(fu),如(ru)包(bao)絡(luo)跟(gen)蹤(zong)或(huo)異(yi)相(xiang)。
然而,像Doherty功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)這(zhe)樣(yang)的(de)電(dian)路(lu)級(ji)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),無(wu)論(lun)是(shi)單(dan)輸(shu)入(ru)還(hai)是(shi)雙(shuang)輸(shu)入(ru),如(ru)今(jin)在(zai)基(ji)站(zhan)市(shi)場(chang)都(dou)非(fei)常(chang)受(shou)歡(huan)迎(ying),因(yin)為(wei)它(ta)們(men)需(xu)要(yao)的(de)額(e)外(wai)電(dian)路(lu)更(geng)少(shao)。此(ci)外(wai),必(bi)須(xu)控(kong)製(zhi)載(zai)物(wu)台(tai)的(de)線(xian)性(xing)度(du),因(yin)為(wei)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)附(fu)加(jia)線(xian)性(xing)化(hua)器(qi)的(de)線(xian)性(xing)放(fang)大(da)器(qi)。
研究內容
都靈理工大學的研究人員在最近的工作中,一個20W的氮化镓Doherty功率放大器被設計在3.5GHz,目標是FR1 5G-新xin的de射she頻pin頻pin帶dai。影ying響xiang數shu據ju處chu理li協xie議yi的de主zhu要yao問wen題ti之zhi一yi,即ji有you限xian的de帶dai寬kuan,是shi通tong過guo特te殊shu設she計ji解jie決jue方fang案an優you化hua的de。第di一yi個ge是shi用yong混hun合he技ji術shu製zhi造zao的de,但dan相xiang當dang大da的de頻pin率lv偏pian移yi妨fang礙ai了le它ta在zai目mu標biao頻pin段duan的de完wan整zheng特te性xing。盡jin管guan如ru此ci,初chu步bu的de測ce量liang結jie果guo是shi在zai重zhong新xin設she計ji過guo程cheng中zhong提ti出chu的de。
實驗方法
采用兩個相同的有源器件,即氮化镓晶體管(CGH40010F),在3.5千兆赫下設計單輸入DPA。主器件偏置在AB類(VDS= 28 V,ID= 70 mA),輔器件偏置在C類(VDS= 28 V,VGS= -7.0 V)。通過與柵極串聯的並聯電阻-電容電路(電阻= 33歐姆,電容= 3.3 pF)以及柵極偏置線上的50ω歐姆,可以確保器件在帶內和低頻下的無條件穩定性。

正在設計的完整DPA的框圖。

模擬散射參數。

2.8GHz至3.6GHz範圍內模擬漏極效率和增益與輸出功率的關係。

已實現原型的照片。
結論
該研究提出了一種氮化镓Doherty功率放大器的設計。由於將器件寄生元件嵌入Doherty輸出組合器,並將其實現為多級四分之一波長變壓器,因此實現了寬帶性能。模擬結果幾乎與5G應ying用yong的de技ji術shu水shui平ping一yi致zhi。然ran而er,由you於yu測ce量liang的de散san射she參can數shu與yu模mo擬ni的de散san射she參can數shu相xiang比bi存cun在zai差cha異yi,無wu法fa通tong過guo後hou調tiao諧xie進jin行xing校xiao正zheng,原yuan型xing的de重zhong新xin設she計ji正zheng在zai進jin行xing中zhong。
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