SiC寬帶功率放大器模塊設(shè)計(jì)分析

　　基板材料采用CER- 10 板材， 介電常數(shù)9. 8, 厚度1. 19 mm。在版圖大小和損耗允許的情況下， 基板厚度增加， 可以避免PCB 板彎曲。微帶傳輸線的寬度及離地的距離應(yīng)嚴(yán)格按照ADS 計(jì)算的結(jié)果鋪設(shè)。根據(jù)以上方法， 設(shè)計(jì)制作了寬帶功率放大器模塊， 制作出電路后， 需要放大器模塊進(jìn)行調(diào)試， 反復(fù)的調(diào)試工作是功率放大器設(shè)計(jì)完成的保證， 系統(tǒng)仿真并不能替代功率放大器的調(diào)試工作。經(jīng)過調(diào)試后， 對寬功率放大器模塊主要性能指標(biāo)進(jìn)行了測試，常溫下測試結(jié)果如表2 所示， 增益測試曲線如圖4所示。為了滿足工程環(huán)境要求， 對其做了輸出功率高低溫試驗(yàn)， 高低溫試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表2 寬帶功率放大器測試數(shù)據(jù)（ 常溫）

表3 寬帶功率放大器輸出功率測試（ 高低溫）

　　4 測試結(jié)果分析

采用4 只CRF24060 SiC 寬禁帶功率器件合成出了100 W 以上功率放大器， 工作范圍達(dá)到了500~2 000 MHz, 成功實(shí)現(xiàn)了多倍頻程工作帶寬， 體現(xiàn)出SiC 寬禁帶功率器件輸入、輸出特性阻抗較高， 比較容易實(shí)現(xiàn)寬帶電路匹配， 適合寬頻帶工作。從圖4增益仿真與測試結(jié)果對比可以看出存在一定差異，特別是在頻率高端， 主要是由于仿真模型的理想化與實(shí)際電路存在損耗及加工制作誤差等原因所致，但測試結(jié)果滿足工程需要的各項(xiàng)指標(biāo)要求， 證明了設(shè)計(jì)方法的可行性。

　　SiC 寬禁帶功率器件的工作電壓為48 V, 工作時漏極電流較?。?1. 0 A 左右） 。SiC 寬禁帶功率器件具有高工作電壓、小工作電流的特點(diǎn)。減小工作電流， 在工程中可以減小由于電源供電帶來的損耗，提高電源供電效率。

　　從高低溫試驗(yàn)結(jié)果看， 輸出功率較常溫下有所下降， 高溫工作時， SiC 功率器件輸出功率隨環(huán)境溫度升高而減小的速度約為- 0. 05 dB/ 10 ?？梢?，應(yīng)用寬禁帶功率器件可以提高功率放大器的環(huán)境適應(yīng)能力， 使放大器可以在高溫、溫度變化大的環(huán)境中工作。

　　5 結(jié)束語

　　利用SiC 寬禁帶功率器件結(jié)合GaAs 功率器件設(shè)計(jì)制作了500~ 2 000 MHz 波段寬帶功率放大器，滿足工程需要的各項(xiàng)指標(biāo)， 證實(shí)了ADS 設(shè)計(jì)軟件能夠提高設(shè)計(jì)效率， 體現(xiàn)出SiC 寬禁帶功率器件工作帶寬較寬、增益帶寬積指標(biāo)較好、可靠性較高和環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)等特點(diǎn)， 可以應(yīng)用到實(shí)際的工程中。