氮化鎵技術(shù)的不斷進(jìn)步促使設(shè)備在更高的功率、電源電壓和頻率下工作。

　　Qorvo的QPD1013晶體管采用0.50 μm GaN-on-SiC技術(shù)。它采用具有成本效益的6.6x7.2 mm DFN（雙邊扁平無引腳）封裝，與傳統(tǒng)的金屬陶瓷封裝相比，可以實(shí)現(xiàn)更簡單的PCB組裝。盡管Qorvo的GaN晶體管效率非常高，但考慮到高RF功率電平意味著即使是高效的PA，晶體管也將具有顯著功耗。由于晶體管是SMT組件，因此需要仔細(xì)設(shè)計(jì)PCB以優(yōu)化熱性能。已經(jīng)對兩種方法進(jìn)行了評估，并報(bào)告了兩者的結(jié)果。第一種方法在晶體管的接地焊盤下使用覆銅孔陣列，第二種方法使用銅幣技術(shù)。銅幣是在制造期間嵌入到PCB中的一塊實(shí)心銅（通常稱為金屬塊），以允許從晶體管到安裝了PCB的載體的有效熱傳遞。許多PCB制造商都具有覆銅孔技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，但射頻頻率下的銅幣技術(shù)還未成熟。

　　最大增益（3 臺設(shè)備）最大增益（dB） 頻率（GHz） 負(fù)載牽引測量值顯示，當(dāng)以10%的占空比和100 μs脈沖寬度工作時(shí)，晶體管可提供超過52dBm 160 W） 的RF輸出功率，效率約為70%。此負(fù)載牽引數(shù)據(jù)被用作PA大信號設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。功率放大器設(shè)計(jì) PA設(shè)計(jì)的起點(diǎn)是使晶體管在整個(gè)工作頻段內(nèi)無條件保持穩(wěn)定。必須首先確保帶內(nèi)的穩(wěn)定性，這通過在RF輸入端納入RC穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。串聯(lián)電阻消耗的功率對于傳統(tǒng)SMT組件來說過高，所以使用了來自IMS的高功率氮化鋁電阻。放大器需要在40°C以下的所有頻率中無條件保持穩(wěn)定，以使放大器在較廣的溫度范圍內(nèi)工作。通過在偏置饋電點(diǎn)添加適當(dāng)?shù)腞C去耦（可在設(shè)計(jì)過程中稍后添加），可以大大提高低頻段穩(wěn)定性。由Qorvo提供的初始負(fù)載牽引數(shù)據(jù)用于確定1.2GHz至1.8GHz之間輸出功率和漏極效率的最佳負(fù)載阻抗。QPD1013在某些負(fù)載條件下可提供高達(dá)200W的功率，但還需要仔細(xì)考慮工作效率，以確保晶體管的工作溫度可以接受。選擇導(dǎo)致最高漏極效率的負(fù)載阻抗作為由輸出匹配網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)的目標(biāo)阻抗。相應(yīng)的RF輸出功率電平仍然很高，并且更高的效率確保了可接受的熱性能。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)利用帶通拓?fù)鋪頋M足目標(biāo)負(fù)載阻抗。高工作電壓和高RF功率電平對粗心的設(shè)計(jì)師構(gòu)成潛在陷阱。保持RF軌道足夠?qū)捯员苊庥捎诜浅８叩腞F功率電平引起的溫度過高和潛在破壞，這非常重要。必須仔細(xì)選擇匹配電容以具有足夠的擊穿電壓，從而承受具有足量Q的直流加RF電壓擺幅，以避免過多的功耗和效率降低。使用Keysight Momentum對輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的金屬件進(jìn)行平面EM仿真，并結(jié)合O805 SMT組件的嵌入式高頻模型模擬多端口S 參數(shù)塊。圖3 顯示了輸出匹配網(wǎng)絡(luò)電路的混合EM/原理圖