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絡就可以分開設計，分別解決寬帶功放的輸入端和輸出端的匹配問題，由于有源器件隨頻率上升，其增益按6 dB倍頻程下降，因此輸入匹配網絡需要提供一個增益補償，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技術對電路的初步設計結果進行優(yōu)化，最終得到較為滿意的單級功率放大器。

在Kink頻率點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，進而擴展放大器帶寬。同時，設計的復合管結構寬帶功率放大器在整個頻率范圍內具有較高的功率輸出，具有實際應用價值。

3 結束語

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，同時和其他技術相比，該放大器結構簡單，具有較好的實際應用價值。