中文引用格式： 劉曉禹，韓程浩，阮文武，等. 19~21 GHz GaAs高線性功率放大器MMIC[J]. 電子技術應用，2025，51(4)：72-78.
英文引用格式： Liu Xiaoyu，Han Chenghao，Ruan Wenwu，et al. 19~21 GHz GaAs high linearity power amplifier MMIC[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(4)：72-78.
引言
隨著衛星通信系統不斷發展，低頻段頻譜資源日益枯竭，毫米波頻段的通信系統開發備受關注。同時衛星通信系統中，寬頻帶的工作要求以及高峰值平均功率比（Peak to Average Power，PAPR）調制信號環境對射頻前端的功率放大器的線性度提出越來越高的要求[1]?；趯嶋H應用場景的功能需求，功率放大器不僅需要有充足的飽和輸出功率和效率，而且在回退區間也期望有較佳的功率性能和線性度[2]。當前，隨著工藝技術的經驗積累，GaAs pHEMT已成為毫米波高線性功率放大器的優選可靠方案。
近年來，國內外關于毫米波高線性功率放大器的研究取得頗多進展。Elgharbawy等[3]結合自適應偏置、自適應反饋以及自適應電容補償，在24~44 GHz實現了22.3 dBm的飽和輸出功率和21.75 dBm的1 dB壓縮點輸出功率，功率附加效率（Power Added Efficiency,PAE）是衡量射頻功率放大器性能的關鍵指標，其PAEmax在36%左右。Bai等[4]在傳統差分共源放大器中采用冷場效應管級間匹配網絡對電容進行補償，研制了一款超寬帶線性功放，在23~41 GHz內實現了飽和輸出功率22.3 dBm、PAE>36%同時1 dB壓縮點輸出功率21.75 dBm、PAE>34%。Chen等[5]研究了二次諧波對寬帶調制線性度的影響，在26 GHz實現了21.3 dBm的飽和輸出功率和20.8 dBm的1 dB壓縮點輸出功率，飽和PAE>26%。上述報道研究主要集中在飽和工作區域附近，增加了電路的復雜度和尺寸且均為固定多個柵壓下的性能，對柵壓敏感度極高，對工作環境的穩定性提出了較高的要求。
針對現有毫米波功率放大器方案線性化方案存在回退區域線性度不足、尺寸要求高、環境敏感性高等問題，本文采用片上集成的有源穩壓偏置電路和級聯冷模線性化電路等方法，抑制工藝離散、外部離散等帶來的線性度惡化問題，基于0.15 μm GaAs pHEMT工藝，研制了一款19~21 GHz的高線性功率放大器單片微波集成電路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)芯片。
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作者信息：
劉曉禹1，韓程浩1，阮文武1，郭潤楠1，2，劉伶1，許鑫東1，侯澤文1，
莊園1，2，余旭明1，陶洪琪1，2
（1.南京電子器件研究所，江蘇 南京 210016；
2.固態微波器件與電路全國重點實驗室，江蘇 南京 210016）
