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摘要
文章提出了一种面向毫米波应用的基于谐波调谐的单片集成(monolithic microwave integrated circuit， MMIC)功率放大器(power amplifier， PA).通过在晶体管输入和输出端对谐波终端进行控制，MMIC PA可以在高频实现高效率性能.所提出的输出网络在匹配基频阻抗的同时，可以控制二次和三次谐波阻抗.此外，为了进一步提升功放效率，输入端的二次谐波阻抗也进行了调谐.在0.15μm碳化硅基氮化镓(Gallium Nitride on Silicon Carbide， GaN-on-SiC)工艺上对所提出的功放架构和设计方法进行了仿真和测试验证.测试结果表明，PA在21.4GHz到23GHz的频带范围内，功率附加效率(power added efficiency， PAE)大于39.2%，输出功率大于33dBm.而在22.2 GHz，测试的漏极效率最大达到63.7%，对应的PAE为50.2%，输出功率为34.1 dBm，仿真和测试结果基本吻合.整体电路尺寸只有1.87mm2，因此单位面积的输出功率为1.31W/mm2.和其他工作相比，所提出的功放实现了较高的效率和功率密度.
