5～12GHz新型復合管寬帶功率放大器設計

在微波頻段，GaAs HBT的反向傳輸散射參數S12很小。因而單向模型經(jīng)微小修正后就可以作單向近似，以至于這種器件的輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò )就可以分開(kāi)設計，分別解決寬帶功放的輸入端和輸出端的匹配問(wèn)題，由于有源器件隨頻率上升，其增益按6 dB倍頻程下降，因此輸入匹配網(wǎng)絡(luò )需要提供一個(gè)增益補償，以保證放大器平坦的增益特性。為了使放大器的增益更平坦，應用CAD技術(shù)對電路的初步設計結果進(jìn)行優(yōu)化，最終得到較為滿(mǎn)意的單級功率放大器。

在Kink頻率點(diǎn)處復合管寬帶放大器的大信號參數如圖7(a)所示。5～12 GHz頻帶內小信號參數仿真曲線(xiàn)及兩款放大器功率增益的帶寬特性對比如圖7(b)所示。

從圖7可以看出，普通管放大器在6～10 GHz的工作頻率范圍內，功率增益PGain=12 dB，增益帶寬積為16 GHz，復合管結構放大器功率增益為PGain=11 dB，帶寬拓展至5～12 GHz，增益帶寬積達到25 GHz，明顯高于前者。以上結果較好地說(shuō)明了利用新型HBT復合管結構能有效地消除HBT的大信號Kink效應，進(jìn)而擴展放大器帶寬。同時(shí)，設計的復合管結構寬帶功率放大器在整個(gè)頻率范圍內具有較高的功率輸出，具有實(shí)際應用價(jià)值。

3 結束語(yǔ)

利用一種新型HBT復合晶體管結構設計了5～12 GHz寬帶功率放大器，并采用AWR軟件進(jìn)行CAD優(yōu)化，使寬帶功放達到較高的性能指標。另一方面，利用普通管HBT設計了一款寬帶功率放大器電路作為比較，結果表明：采用該新型HBT復合晶體管結構作為有源器件可以有效消除Ga-As HBT的大信號Kink效應，利用其設計寬帶功率放大器可以有效提高放大器的增益帶寬積，同時(shí)和其他技術(shù)相比，該放大器結構簡(jiǎn)單，具有較好的實(shí)際應用價(jià)值。