GaN HEMT E/F3类功率放大器温度可靠性研究
Temperature reliability of GaN HEMT E/F3 power amplifier
  
DOI:
中文关键词:  GaN HEMT;E/F3类;温度可靠性;可靠性测试
英文关键词:GaN HEMT; class E/F3; temperature reliability; reliability test
基金项目:国家自然科学基金(62161046)、2021年中科院西部之光青年学者项目和青海民族大学研究生创新项目(10M2021009)资助项目
作者单位
林 倩 青海民族大学 物理与电子信息工程学院,青海 西宁 810007 
贾立宁 青海民族大学 物理与电子信息工程学院,青海 西宁 810007 
胡单辉 青海民族大学 物理与电子信息工程学院,青海 西宁 810007 
陈思维 青海民族大学 物理与电子信息工程学院,青海 西宁 810007 
刘林盛 成都理工大学 计算机与网络安全学院,四川 成都 610000 
刘 畅 天津大学 微电子学院,天津 300072 
刘建利 中兴通讯股份有限公司,陕西 西安 710000 
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中文摘要:
      为了研究温度对开关类功率放大器可靠性的影响,对GaN HEMT E/F3类功率放大器开展了一系列的温度可靠性测试。测试表明,该E/F3类功率放大器在-20~120 ℃范围内都工作在高效模式。随着温度的升高,其直流特性、S参数以及射频输出特性均呈现不同程度的下降。同时,电路本身及其寄生元件所消耗的能量也随之增加。因此,温度变化对E/F3类功率放大器的性能带来了显著的影响。为了扼制温度升高导致该GaN HEMT E/F3类功率放大器的退化,文中提出提高衬底掺杂浓度、减小漏源结面积、选择合适的栅极宽度以及设计合理的温度补偿电路等措施提升电路性能,该研究为E/F3开关类功率放大器的可靠性设计研究提供了重要的参考。
英文摘要:
      In order to study the temperature effect for the reliability of GaN HEMT E/F3 power amplifiers(PAs), a series temperature reliability tests are carried out. The test results show that the PA can operate in a highly efficient mode in the temperature ranges from -20℃—120℃. As the temperature rises, the DC characteristic, sparameters and RF output characteristic of the PA all show certain reduction. Meanwhile, the energy consumption of the circuit and its parasitic elements increases. Our tests demonstrate that temperature can significantly impact the performance of the GaN HEMT E/F3 PAs. And some strategies are proposed to improve the reliability of this kind of PAs, including increasing the substrates doping concentration, reducing the leakage junction areas, choosing the proper gate width and developing the appropriate temperature compensation circuit. This research provides important guidance for the design of class E/F3 PAs.
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