GaN高效率功率放大器研究.pdf
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垒墨墨2学号：
201111010029密级：
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I鲢Z至2仑肥工学大警HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTER，SDISSERTATION论文题目：
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垒生垒目合肥工业大学学历硕士学位论文GaN高效率功率放大器研究2014年4月ADissertationSubmiRedfortheDegreeofMasterResearchonGaNHighEfficiencyPowerAmplifierBySunShitaoHefeiUniversityofTechnologyHefei，Anhui，ERChinaApril，2014合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学学历硕士学位论文质量要求。
答辩委员会签名（工作单位、职称、姓名）ZEJi爷：
合肥工业大学教授侈惭）委员：
中国电子科技集团三十八研究所研究零笋勿万合肥工业大学副教授多f名体合肥工业大学副教授海嵌嵇导师：
学位论文独创性声明本人郑重声明：
所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所取得的成果。
据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金迢王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
对本文成果做出贡献的个人和集体，本人已在论文中作了明确的说明，并表示谢意。
学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。
学位做作者妣办面移签名日期驯年Q月f日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解佥目曼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，即：
除保密期内的涉密学位论文外，学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子光盘，允许论文被查阅或借阅。
本人授权金月墨王些太堂可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库，允许采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：
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6、也澎指导教师签名：
签名日期：
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伽f论文作者毕业去向工作单位：
联系电话：
通讯地址：
Email：
邮政编码：
时光匆匆，回顾我这近三年时间的研究生生涯，是充实而富有收获的。
首先我要感谢合肥工业大学，这座大学给我提供了幽美的大学环境，去教室上课，去图书馆学习，去篮球场打球娱乐，生活张弛有度，充实而愉快。
毕业后，我想我会怀念工大优美的学习环境，丰富的学习资源。
其次我要对我的导师吕国强教授表示最由衷的谢意。
感谢他接受我进入到光电技术研究院的微波与射频方向进行学习研究。
吕教授给我提供了优秀的学习平台，这里有国内领先的科研水平和实验设备，在研究生期间，我的科研水平和工作能力得到了极大的提高，这很大程度上得益于导师吕教授在学习和科研上对我的淳淳教导。
吕教授对学生的责任感和在院管理上卓越的领导能力一直让我敬佩不已。
然后我要特别感谢蔡斐老师、杨军主任、尹治平老师和桑磊老师。
四位老师在我研究生期间给予了我生活和科研上很多帮助和指导。
尤其是蔡斐老师，在实验室项目完成过程中给我提供了很多具有建设性的指导意见，使我的项目能够顺利圆满的完成。
蔡斐老师严谨的治学态度让我受益颇丰。
还要感谢实验室的每位同学，特别感谢解冰一师兄、章宏师姐、程伟伟师兄、他们给我的科研学习提供了很大的帮助，使我能够迅速成长。
感谢李川I、单云冲、杨路、董必良、付勇、李浩光等同学的合作和帮助，大家互相讨论、互相学习、一起度过了一段充实而美好的时光，这也将使我今生难忘。
当然还要感谢我的父母、妹妹、女朋友，他们是我科研和生活上前进的最大动力，无论在学习还是生活上都给了我无微不至的问候和关心，对他们的责任感使我鞭策自己不断前行。
三年的研究生生涯使当年稚嫩的我增添了一份成熟，我要用实际行动来回报每一位曾经关心帮助过我的人，感谢你们，有了你们，我的人生才完整!
最后，对百忙之中抽出宝贵时间参加论文答辩工作的各位专家教授表示我深深的敬意。
孙世滔2014年3月6日摘要射频功率放大器在无线通信系统的信号发射机中扮演着非常重要的角色，它占据了整个系统85左右的能耗，其工作带宽也在很大程度上决定了系统的工作带宽。
随着现代通信数据的爆发式增长和人们对移动终端的依赖性使用，如何提高效率，延长设备使用时间：
如何扩展带宽，提高数据传送的容量和速度，这两个问题成为射频研究领域的热点。
基于实际应用的需要，本文对射频功率放大器的高效率化和宽带化进行了探索和研究。
本文首先介绍了本课题研究的背景和实际意义，并简要介绍了氮化镓（galliumnitride，GaN）半导体器件、高效率和宽带射频功放在国内外发展现状。
接着阐述射频功率放大器基本理论知识，包括分类、主要技术指标、宽带功放概念，高效率功放相关研究，包括微带线基础理论和阻抗匹配技术，并对高效率功放进行了有关寄生参数的分析。
第四章进行窄带放大器的设计工作，采用建模仿真对功放晶体管输出端非线性电容C。
进行分析，采用一系列改进方法进行了直流偏置电路、谐波控制电路、基波匹配电路的设计与仿真工作，制作出一款高效率窄带放大器，工作频率209219GHz，输出功率40dBm以上，输出效率大于75。
第五章对功放宽带化高效率问题进行研究，对C叫。
建模分析后得出：
利用非线性电容C洲作用能使谐波阻抗高效率区域扩大化。
重点进行了针对宽带功放的直流偏置电路、谐波基波阻抗匹配电路的设计改进工作，制作出一款工作在2-3GHz，输出功率大于40dBm，效率大于65的高效率宽带功率放大器。
关键词：
射频功率放大器；氮化镓（GaN）：
非线性输出电容；高效率；宽带化llABSTRACTRFpoweramplifier（PA）playsaveryimportantroleinthesignaltransmitterofwirelesscommunicationsystemIttakes85powerconsumptionofthewholesystem，whoseworkingbandwidthlargelydependonthePAtooAsmodemcommunicationdataboostsandpeopleusemobileterminalmoreandmoreoften，howtoimproveefficiencytooprolongtheusetimeofequipment,howtoextendworkingbandwidthtoimprovecapacityandspeedofdatatransmit,thesetwoproblemshavebecamepopularamongtheRFresearchfieldBasedontheneedofrealityapplication，someresearchaboutthehi曲efficiencyandbroadbandRFPAwasdidThispaperfirstintroducesthebackgroundandrealitymeaningofthisissue，somedevelopmentsituationofGaNsemiconductor,highefficiencyandbroadbandRFPAbothinchinaandabroadwereoverviewedThensomebasicknowledgeofRFPAwasexplained，includingclassification，maincharacteristics，conceptofbroadbandRFPA，microstriplinebasictheoryandimpedancematchingtechnologyTheinfluenceofparasiticparameterstohighefficiencyPAwasanalyzedtooThenarrowbandhighefficiencyPAwasdesignedandtestedinthefomlchapter，therelationshipbetweennonlinearoutputcapacitorCotofGaNHEMTandefficiencywasanalyzedthroughamodelByadoptingaseriesofimprovedmethods，DCbiascircuit,harmoniccontrolcircuitandimpedancematchingcircuitweredesignedandsimulatedAhighefficiencyPAwasobtainedwithbandwidthof209-219GHz，outputefficiencyhigherthan75，outputpowerhigherthan40dB
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