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以GaN为代表的三族氮化物材料体系,由于禁带宽度大、临界击穿场强高、电子迁移率高同时化学稳定性好,耐高温适合于特种应用环境下等优点,非常适用于微波毫米波功率器件制备。内匹配型微波功率管具有输出功率大、增益高以及损耗小、体积小的特点,特别适用于在无线通信基站、雷达收发组件上,本文在此基础上,采用GaN HEMT开展了X波段内匹配功率管的研究。研究基于自主研制的0.4μm栅长12mm栅宽SiC衬底GaN HEMT,进行了从器件制备、测试分析到微波电路原理图设计和实际装配、调试的详尽工作。介绍了GaN HEMT 18元件小信号模型建模过程,并对内匹配电路设计过程中应用的微波传输线和功率放大器理论做了详实的分析。采用Agilent ADS软件进行电路设计,为了提取器件在最优工作状态下阻抗,进行了Loadpull仿真,通过T型预匹配网络和功分器、功合器设计,将管芯最优阻抗匹配至50Ω。结合小信号S参数仿真和大信号功率扫描和频率响应仿真,优化了电路的稳定性、增益线性度和附加功率效率等参数,最后将设计的原理图转为版图,调整版图结构以获得和原理图相近的特性参数。之后对设计的匹配电容元件和功分器、功合器进行流片,进行了内匹配功率管的装配和调试。采用HFSS软件分析了键合金线的长度和根数,并检查了测试夹具腔体的本征模,确保在应用频段内不存在腔体的谐振点。采用Agilent ADS设计了测试偏置电路。最后通过搭建微波测试平台,精确合理地设计校准步骤,提取出了测试系统的补偿值和测量夹具的插损。对装配的内匹配器件进行功率测试结果显示,8GHz下设计的12mm两路合成内匹配电路的输出功率大于44.02dBm,增益大于7dB,附加功率效率34.2%。在7.8GHz~8.2GHz频段内的增益大于6.9dB,附加功率效率高于33%。