一種GaN寬禁帶功率放大器的設(shè)計
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1．3．2 穩(wěn)定性分析
穩(wěn)定性是放大器設(shè)計中需要考慮的關(guān)鍵因素之一，它取決于晶體管的S參數(shù)和置端條件。功率放大器的不穩(wěn)性將產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的寄生振蕩，導(dǎo)致結(jié)果失真，甚至設(shè)計失敗。因此，在進行放大器阻抗匹配電路設(shè)計之前，必須進行穩(wěn)定性分析與設(shè)計。本文引用地址：http://www.104case.com/article/166546.htm
圖3給出了功率管穩(wěn)定系數(shù)隨頻率的變化曲線。圖3中，穩(wěn)定系數(shù)K與D分別定義為：
從圖3可以看出，在設(shè)計頻段內(nèi)穩(wěn)定系數(shù)K和D分別滿足大于1和小于1的條件，所以功率管為無條件穩(wěn)定。
1．3．3 源牽引與負載牽引分析
源牽引／負載牽引分析方法原理：放大器在大信號電平激勵下，通過連續(xù)變換源阻抗／負載阻抗對功率管進行分析，然后在Smith阻抗圓圖上畫出等功率曲線和等增益曲線，并根據(jù)設(shè)計要求選擇出最佳源阻抗／最佳負載阻抗準確設(shè)計出滿足要求的功率放大器。
分析中選取中心頻率f=2．35 GHz。為準確獲取功率管的最佳源阻抗ZS和最佳輸出阻抗ZL，分析過程中遵循效率優(yōu)先的策略，并采取如下步驟：
首先，假定ZS(O)=10 Ω進行負載牽引分析獲得ZL(1)；然后，根據(jù)ZL(1)進行源牽引分析獲得ZS(1)；再根據(jù)ZS(1)進行負載牽引分析得到ZL(2)，…。重復(fù)進行源牽引分析與負載牽引分析，直至前后兩次得到的負載阻抗ZL相等或者相差很小為止。
圖4為進行源牽引分析和負載牽引分析得到的功率管輸出功率、附加效率(Power Added Efficiency，PAE)等高線圖。圖4中，功率管的附加效率定義為：
式中：POUT，PIN和PDC分別為放大器輸出功率、輸入功率和電源消耗功率；ηPAE代表功率附加效率。
從圖4中可以讀出功率放大器的最佳源阻抗與最佳負載阻抗分別為ZS=2．1-j6．5 Ω與ZL=13+j7．8 Ω。
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