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】無wu線xian電dian收shou發fa器qi最zui關guan鍵jian的de組zu成cheng部bu分fen之zhi一yi是shi功gong率lv放fang大da器qi,負fu責ze在zai傳chuan輸shu前qian提ti升sheng調tiao製zhi信xin號hao,因yin為wei它ta消xiao耗hao了le整zheng個ge無wu線xian電dian係xi統tong消xiao耗hao的de大da部bu分fen能neng量liang。功gong率lv放fang大da器qi的de性xing能neng確que實shi可ke以yi決jue定ding發fa射she機ji的de整zheng體ti性xing能neng,不bu僅jin在zai轉zhuan換huan效xiao率lv方fang麵mian,而er且qie在zai線xian性xing度du、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Dohertygonglvfangdaqizheyangdedianlujijiejuefangan,wulunshidanshuruhaishishuangshuru,rujinzaijizhanshichangdoufeichangshouhuanying,yinweitamenxuyaodeewaidianlugengshao。ciwai,bixukongzhizaiwutaidexianxingdu,yinweitongchangxuyaomeiyourenhefujiaxianxinghuaqidexianxingfangdaqi。
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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