氮化鎵（GaN SiC）技術(shù)在高性能RF功率放大器（PAS）中的應(yīng)用非常廣泛。雖然GaN每單位面積的成本仍然高于諸如砷化鎵（GaAs）或LDMOS等競爭技術(shù)的成本，但該技術(shù)已經(jīng)成熟到每瓦的RF輸出功率的晶體管成本低于GaAs。有源相控陣?yán)走_(dá)可以包含數(shù)百個(gè)放大器，因此可以在單個(gè)放大器上實(shí)現(xiàn)的任何成本降低很快地增加了顯著的成本節(jié)約。同時(shí)，該系統(tǒng)的射頻性能是最重要的，利用GaN在SiC晶體管上的功率放大器實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的功率和效率。

　　Poptk RFI與Qorvo合作設(shè)計(jì)了QPD1020混合輸入匹配的GaN晶體管，其中包括在無源GaAs芯片上實(shí)現(xiàn)的內(nèi)部輸入匹配。與一個(gè)不完全匹配到50Ω的預(yù)匹配晶體管不同，晶體管的輸入內(nèi)部匹配到50Ω。這個(gè)晶體管被稱為“混合”，因?yàn)樗褂昧藘蓚€(gè)分開的半導(dǎo)體技術(shù)。這種方法提供了GaN的性能和內(nèi)部輸入匹配的便利性，與GaN MMIC相比，成本降低。

　　QPD1020內(nèi)部輸入匹配是為2.7至3.5千兆赫頻率范圍設(shè)計(jì)的。對于S波段雷達(dá)應(yīng)用，僅使用頻帶的一部分是常見的。因此，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)可以在PCB上實(shí)現(xiàn)，以允許在期望頻帶上優(yōu)化大信號性能以輸出功率或效率（或兩者之間的折衷）。

　　QPD1020可以用作有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中的輸出級，或者用作高功率輸出級的驅(qū)動放大器。在2.7至3.1 GHz之間，還優(yōu)化了輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的伴隨PA參考設(shè)計(jì)，并在下文中進(jìn)行了描述。

　　混合輸入匹配晶體管實(shí)現(xiàn)策略

　　有幾種實(shí)現(xiàn)GaN功率放大器的實(shí)用方法；

　　這些選項(xiàng)在表1中給出。

　　GaN MMIC在輸入和輸出兩個(gè)內(nèi)部匹配到50Ω，具有提供最佳RF性能的潛力，特別是在較高的工作頻率下，并且需要PCB上的最小空間。然而，它通常是最昂貴的選項(xiàng)考慮，不能優(yōu)化2不同的操作波段。一個(gè)在X波段工作的完全50匹配的單級GaN-PA設(shè)計(jì)的例子在第1條中被描述。

　　使用離散封裝的GaN晶體管實(shí)現(xiàn)的PA通常是最低成本的選擇，盡管它也往往是最大的尺寸。使用離散非匹配晶體管設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一系列GaN PAS的例子，在第2章中描述。除了占據(jù)大多數(shù)PCB空間之外，這種方法還需要客戶設(shè)計(jì)水平的最高水平。

　　SiC上的GaN的每面積成本不可否認(rèn)地高于GaAs，特別是當(dāng)與相對較少的制造步驟的無源GaAs工藝相比時(shí)。因此，考慮使用低成本無源GaAs工藝的輸入匹配網(wǎng)絡(luò)和晶體管的高性能GaN工藝是有意義的。這樣的復(fù)合輸入匹配晶體管允許成本顯著降低，甚至考慮到在單個(gè)封裝中安裝和粘接兩個(gè)芯片的更復(fù)雜的組裝過程，而不犧牲性能。

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