1.射頻微波功率放大器及其應用放大器是用來以更大的功率、更大的電流，更大的電壓再現(xiàn)信號的部件。在信號處理過程中不可或缺的放大器，既可以做成用在助聽器里的微晶片，也可以做成像多層建筑那么大以便向水下潛艇或外層空間傳輸無線電信號。功率放大器可以被認為是將直流（DC）輸入轉(zhuǎn)換成射頻和微波能量的電路。不是在電磁兼容領(lǐng)域需要在射頻和微波頻率上產(chǎn)生足夠的功率，在無線通信、雷達和雷達干擾，醫(yī)療功率發(fā)射機和高能成像系統(tǒng)等領(lǐng)域都需要，每種應用領(lǐng)域都有它對頻率、帶寬、負載、功率、效率和成本的獨特要求。射頻和微波功率可以利用不同的技術(shù)和不同的器件來產(chǎn)生。本文著重介紹在EMC應用中普遍使用的固態(tài)射頻功率放大器技術(shù)，這種固態(tài)放大器的頻率可以達到6GHz甚至更高，采用了A類，AB類、B類或C類放大器的拓撲結(jié)構(gòu)。2.射頻微波功率晶體管概述隨著半導體技術(shù)的不斷進步，可用于RF功率放大器的器件和種類越來越多。各種封裝器件被普遍采用，圖1顯示了一個典型的蓋子被移除的晶體管。這是一個大功率為60W的采用了GaAsFET的平衡微波晶體管，適合推挽式的AB類放大器使用。對整個放大器進行特性分析如果特性不滿足預定要求，具 體電路則用多級阻抗變換，短截線等微帶線電路來實現(xiàn)。湖南制造射頻功率放大器技術(shù)

5G時代，智能手機將采用2發(fā)射4接收方案，未來有望演進為8接收方案。功率放大器（PA）是一部手機關(guān)鍵的器件之一，它直接決定了手機無線通信的距離、信號質(zhì)量，甚至待機時間，是整個射頻系統(tǒng)中除基帶外重要的部分。5G將帶動智能移動終端、基站端及IOT設(shè)備射頻PA穩(wěn)健增長。功率放大器市場增長相對穩(wěn)健，復合年增長率為7%，將從2017年的50億美元增長到2023年的70億美元。LTE功率放大器市場的增長，尤其是高頻和超高頻，將彌補2G/3G市場的萎縮。15G智能移動終端，射頻PA的大機遇5G推動手機射頻PA量價齊升無論是在基站端還是設(shè)備終端，5G給供應商帶來的挑戰(zhàn)都首先體現(xiàn)在射頻方面，因為這是設(shè)備“上”網(wǎng)的關(guān)鍵出入口，即將到來的5G手機將會面臨更多頻段的支持、不同的調(diào)制方向、信號路由的選擇、開關(guān)速度的變化等多方面的技術(shù)挑戰(zhàn)外，也會帶來相應市場機遇。5G將給天線數(shù)量、射頻前端模塊價值量帶來翻倍增長。以5G手機為例，單部手機的射頻半導體用量達到25美金，相比4G手機近乎翻倍增長。其中濾波器從40個增加至70個，頻帶從15個增加至30個，接收機發(fā)射機濾波器從30個增加至75個，射頻開關(guān)從10個增加至30個，載波聚合從5個增加至200個。5G手機功率放大器。遼寧EMC射頻功率放大器供應商隨著無線通信/雷達通信系統(tǒng)的發(fā)展對固態(tài)功率放大器提出了新 的要求：大功率輸出、高效率、高線性度、高頻率.

將從2019年開始為GaN器件帶來巨大的市場機遇。相比現(xiàn)有的硅LDMOS（橫向雙擴散金屬氧化物半導體技術(shù)）和GaAs（砷化鎵）解決方案，GaN器件能夠提供下一代高頻電信網(wǎng)絡所需要的功率和效能。而且，GaN的寬帶性能也是實現(xiàn)多頻帶載波聚合等重要新技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。GaNHEMT（高電子遷移率場效晶體管）已經(jīng)成為未來宏基站功率放大器的候選技術(shù)。由于LDMOS無法再支持更高的頻率，GaAs也不再是高功率應用的優(yōu)方案，預計未來大部分6GHz以下宏網(wǎng)絡單元應用都將采用GaN器件。5G網(wǎng)絡采用的頻段更高，穿透力與覆蓋范圍將比4G更差，因此小基站（smallcell）將在5G網(wǎng)絡建設(shè)中扮演很重要的角色。不過，由于小基站不需要如此高的功率，GaAs等現(xiàn)有技術(shù)仍有其優(yōu)勢。與此同時，由于更高的頻率降低了每個基站的覆蓋率，因此需要應用更多的晶體管，預計市場出貨量增長速度將加快。預計到2025年GaN將主導RF功率器件市場，搶占基于硅LDMOS技術(shù)的基站PA市場。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2014年基站RF功率器件市場規(guī)模為11億美元，其中GaN占比11%，而橫向雙擴散金屬氧化物半導體技術(shù)（LDMOS）占比88%。2017年，GaN市場份額預估增長到了25%，并且預計將繼續(xù)保持增長。預計到2025年GaN將主導RF功率器件市場。

目前微波射頻領(lǐng)域雖然備受關(guān)注，但是由于技術(shù)水平較高，壁壘過大，因此這個領(lǐng)域的公司相比較電力電子領(lǐng)域和光電子領(lǐng)域并不算很多，但多數(shù)都具有較強的科研實力和市場運作能力。GaN微波射頻器件的商業(yè)化供應發(fā)展迅速。據(jù)材料深一度對Mouser數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析顯示，截至2018年4月，共有4家廠商推出了150個品類的GaNHEMT，占整個射頻晶體管供應品類的，較1月增長了。Qorvo產(chǎn)品工作頻率范圍大，Skyworks產(chǎn)品工作頻率較小。Qorvo、CREE、MACOM73%的產(chǎn)品輸出功率集中在10W～100W之間，大功率達到1500W（工作頻率在，由Qorvo生產(chǎn)），采用的技術(shù)主要是GaN/SiCGaN路線。此外，部分企業(yè)提供GaN射頻模組產(chǎn)品，目前有4家企業(yè)對外提供GaN射頻放大器的銷售，其中Qorvo產(chǎn)品工作頻率范圍工作頻率可達到31GHz。Skyworks產(chǎn)品工作頻率較小，主要集中在。Qorvo射頻放大器的產(chǎn)品類別多。在我國工信部公布的2個5G工作頻段（、）內(nèi)，Qorvo公司推出的射頻放大器的產(chǎn)品類別多，高功率分別高達100W和80W（1月份Qorvo在高功率為60W），ADI在高功率提高到50W（之前產(chǎn)品的高功率不到40W），其他產(chǎn)品的功率大部分在50W以下。在通信和雷達系統(tǒng)率放大器是極其重要的組成部分主要參數(shù)有最大輸出功率、效率、線性度和增益等。

   70年代末研制出了具有垂直溝道的絕緣柵型場效應管，即VMOS管，其全稱為V型槽MOS場效應管，它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來的高效功率器件，具有耐壓高，工作電流大，輸出功率高等優(yōu)良特性。垂直MOS場效應晶體管（VMOSFET）的溝道長度是由外延層的厚度來控制的，因此適合于MOS器件的短溝道化，從而提高器件的高頻性能和工作速度。VMOS管可工作在VHF和UHF頻段，也就是30MHz到3GHz。封裝好的VMOS器件能夠在UHF頻段提供高達1kW的功率，在VHF頻段提供幾百瓦的功率，可由12V,28V或50V電源供電，有些VMOS器件可以100V以上的供電電壓工作。橫向擴散MOS（LDMOS）橫向雙擴散MOS晶體管（LateralDouble-diffusedMOSFET，LDMOS）：這是為了減短溝道長度的一種橫向?qū)щ奙OSFET，通過兩次擴散而制作的器件稱為LDMOS，在高壓功率集成電路中常采用高壓LDMOS滿足耐高壓、實現(xiàn)功率控制等方面的要求，常用于射頻功率電路。與晶體管相比，LDMOS在關(guān)鍵的器件特性方面，如增益、線性度、散熱性能等方面優(yōu)勢很明顯，由于更容易與CMOS工藝兼容而被采用。LDMOS能經(jīng)受住高于雙極型晶體管的駐波比，能在較高的反射功率下運行而不被破壞；它較能承受輸入信號的過激勵，具有較高的瞬時峰值功率。輸出匹配電路確定后功率放大器的輸出功率及效率也基本確定了但它 的增益平坦度并不一定滿足技術(shù)指標的要求。湖南制造射頻功率放大器技術(shù)

微波固態(tài)功率放大器的電路設(shè)計應盡可能合理簡化。湖南制造射頻功率放大器技術(shù)

  因為這些特性，GaAs器件被應用在無線通信、衛(wèi)星通訊、微波通信、雷達系統(tǒng)等領(lǐng)域，能夠在更高的頻率下工作，高達Ku波段。與LDMOS相比，擊穿電壓較低。通常由12V電源供電，由于電源電壓較低，使得器件阻抗較低，因此使得寬帶功率放大器的設(shè)計變得比較困難。GaAsMESFET是電磁兼容微波功率放大器設(shè)計的常用選擇，在80MHz到6GHz的頻率范圍內(nèi)的放大器中被采用。GaAs贗晶高電子遷移率晶體管（GaAspHEMT）GaAspHEMT是對高電子遷移率晶體管（HEMT）的一種改進結(jié)構(gòu)，也稱為贗調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)場效應晶體管（PMODFET），具有更高的電子面密度（約高2倍）；同時，這里的電子遷移率也較高（比GaAs中的高9%），因此PHEMT的性能更加優(yōu)越。PHEMT具有雙異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)，這不提高了器件閾值電壓的溫度穩(wěn)定性，而且也改善了器件的輸出伏安特性，使得器件具有更大的輸出電阻、更高的跨導、更大的電流處理能力以及更高的工作頻率、更低的噪聲等。采用這種材料可以實現(xiàn)頻率達40GHz，功率達幾W的功率放大器。在EMC領(lǐng)域，采用此種材料可以實現(xiàn)，功率達200W的功率放大器。氮化鎵高電子遷移率晶體管（GaNHEMT）氮化鎵（GaN）HEMT是新一代的射頻功率晶體管技術(shù)，與GaAs和Si基半導體技術(shù)相比。湖南制造射頻功率放大器技術(shù)

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