SiC宽带功率放大器模块设计分析

　　基板材料采用CER- 10 板材， 介电常数9. 8, 厚度1. 19 mm。在版图大小和损耗允许的情况下， 基板厚度增加， 可以避免PCB 板弯曲。微带传输线的宽度及离地的距离应严格按照ADS 计算的结果铺设。根据以上方法， 设计制作了宽带功率放大器模块， 制作出电路后， 需要放大器模块进行调试， 反复的调试工作是功率放大器设计完成的保证， 系统仿真并不能替代功率放大器的调试工作。经过调试后， 对宽功率放大器模块主要性能指标进行了测试，常温下测试结果如表2 所示， 增益测试曲线如图4所示。为了满足工程环境要求， 对其做了输出功率高低温试验， 高低温试验结果如表3 所示。

表2 宽带功率放大器测试数据（ 常温）

表3 宽带功率放大器输出功率测试（ 高低温）

　　4 测试结果分析

采用4 只CRF24060 SiC 宽禁带功率器件合成出了100 W 以上功率放大器， 工作范围达到了500~2 000 MHz, 成功实现了多倍频程工作带宽， 体现出SiC 宽禁带功率器件输入、输出特性阻抗较高， 比较容易实现宽带电路匹配， 适合宽频带工作。从图4增益仿真与测试结果对比可以看出存在一定差异，特别是在频率高端， 主要是由于仿真模型的理想化与实际电路存在损耗及加工制作误差等原因所致，但测试结果满足工程需要的各项指标要求， 证明了设计方法的可行性。

　　SiC 宽禁带功率器件的工作电压为48 V, 工作时漏极电流较小（ 1. 0 A 左右） 。SiC 宽禁带功率器件具有高工作电压、小工作电流的特点。减小工作电流， 在工程中可以减小由于电源供电带来的损耗，提高电源供电效率。

　　从高低温试验结果看， 输出功率较常温下有所下降， 高温工作时， SiC 功率器件输出功率随环境温度升高而减小的速度约为- 0. 05 dB/ 10 。可见，应用宽禁带功率器件可以提高功率放大器的环境适应能力， 使放大器可以在高温、温度变化大的环境中工作。

　　5 结束语

　　利用SiC 宽禁带功率器件结合GaAs 功率器件设计制作了500~ 2 000 MHz 波段宽带功率放大器，满足工程需要的各项指标， 证实了ADS 设计软件能够提高设计效率， 体现出SiC 宽禁带功率器件工作带宽较宽、增益带宽积指标较好、可靠性较高和环境适应能力较强等特点， 可以应用到实际的工程中。