第43卷第1期2023年2月Vol.43，No.1Feb.，2023固体电子学研究与进展RESEARCH&PROGRESSOFSSE星载高可靠性Ku波段GaN功率放大器芯片肖玮1∗金辉1余旭明1，2陶洪琪1，2（1南京电子器件研究所，南京，210016）（2微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室，南京，210016）2022⁃06⁃28收稿，2022⁃12⁃22收改稿摘要：基于星载高可靠性的应用背景，采用0.20μmGaNHEMT工艺研制了一款12V工作电压的Ku频段功率放大器芯片。利用电热结合的分析方法，确定了管芯结构及工作电压。基于Load-pull测试获得GaNHEMT管芯的最佳输出功率和最佳效率阻抗，设计了一种带谐波匹配的高效率输出匹配电路，并通过引入有耗匹配，研制出了低压稳定的级间匹配电路。芯片面积为2.8mm×2.6mm，管芯漏极动态电压仿真峰值低于30V，实测结温小于80℃，满足宇航Ⅰ级降额要求。功率放大器在17.5~18.0GHz、漏压12V（连续波）条件下，典型饱和输出功率2.5W，附加效率38%，功率增益大于20dB，线性增益大于27dB，满足星载高效率要求。关键词：GaN；Ku波段；功率放大器；高可靠性；低压稳定中图分类号：TN72文献标识码：A文章编号：1000⁃3819(2023)01⁃0016⁃05SpaceborneHighReliabilityKu‑bandGaNPowerAmplifierMMICXIAOWei1JINHui1YUXuming1,2TAOHongqi1,2（1NanjingElectronicDevicesInstitute，Nanjing，210016，CHN）（2ScienceandTechnologyonMonolithicIntegratedCircuitsandModulesLaboratory，Nanjing，210016，CHN）Abstract:Basedonthebackgroundofspacebornehighreliability，aKu-bandpoweramplifierMMICworkingat12Voperatingvoltagewaspresented，whichwasfabricatedby0.20μmGaNHEMTtechnology.ThestructureandoperatingvoltageoftheGaNHEMTweredeterminedbytheanalysismethodofthermoelectriccombination.Basedontheoptimumpowerimpedanceandoptimumefficiencyimpedance，whichobtainedbyload-pullsystem，ahighPAEoutputmatchingcircuitwithharmonicsuppressionwasdesigned.Andalow-voltagestableinter-stagematchingcircuitwasde⁃signedbyintroducingloss-matching.TheMMICsizeis2.8mm×2.6mm.ThesimulatedRFvoltageofdrainislessthan30Vandthemeasuredjunctiontemperatureislessthan80℃，whichcanmeettherequirementsofaerospaceclassⅠderating.Thetypicalsaturatedoutputpoweris2.5W，thepoweraddedefficiencyisgreaterthan38%，thepowergainisgreaterthan20dBandth...
