本文主要是基于氮化锌（GaN）器件射频功率放大电路的设计，在s波段频率范围内，应用CREE公司的氮化稼（GaN）高电子迁移速率品体管（CGH40010和CGH40045）进行的宽带功率放大电路设计.主要工作有以下几个方面：首先，设计功放匹配电路。在2.7GHz~3.5GHz频带范围内，对中间级和末级功放晶体管进行稳定性分析并设置其静态工作点，继而进行宽带阻抗匹配电路的设计。本文采用双分支平衡渐变线拓扑电路结构，使用ADS软件对其进行仿真优化，设计出满足指标要求的匹配电路。具体指标如下：通带宽度为800MHz，在通带范围内的增益dB（S（2，1）>）10dB、驻波比VSWR1<2.VSWR2<2，3dB输出功率压缩点分别大于40dBm46dBm，效率大于40%.其次，设计功放偏置电源电路。电路要求是负电压控制正电压并带有过流保护功能，借助Orcad模拟电路仿真软件，设计出满足要求的电源电路。最后，分别运用AutoCAD和Altium Designer Summer 08制图软件，绘制了功率放大电路和偏置电源电路的印制电路板，并通过对硬件电路的调试，最终使得整体电路满足了设计性能的要求。
上传时间： 2022-06-20
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射频功率放大器在雷达、无线通信、导航、卫星通讯、电子对抗设备等系统中有着广泛的应用，是现代无线通信的关键设备.与传统的行被放大器相比，射频固态功率放大器具有体积小、动态范围大、功耗低、寿命长等一系列优点；由于射频功率放大器在军事和个人通信系统中的地位非常重要，使得功率放大器的研制变得十分重要，因此对该课题的研究具有非常重要的意义.设计射频集成功率放大器的常见工艺有GaAs，SiGe BiCMOS和CMOS等.GaAs工艺具有较好的射频特性和输出功率能力，但其价格昂贵，工艺一致性差；CMOS工艺的功率输出能力不大，很难应用于高输出功率的场合；而SiGe BiCMOS工艺的性能介于GaAS和CMOS工艺之间，价格相对低廉并和CMOS电路兼容，非常适合于中功率应用场合.本文介绍了应用与无线局域网和Ka波段的射频集成功率放大器的设计和实现，分别使用了CMOS，SiGe BiCMOS，GaAs三种工艺.（1）由SMIC 0.18um CMOS工艺实现的放大器工作频率为2.4GHz，采用了两级共源共栅电路结构，在5V电源电压下仿真结果为小信号增益22dB左右，1dB压缩点处输出功率为20dBm左右且功率附加教率PAE大于15%，最大饱和输出功率大于24dBm且PAE大于20%，芯片面积为1.4mm*0.96mm；（2）由IBM SPAE 0.35um SiGe BiCMOS工艺实现的功率放大器工作频率为5.25GHz，分为前置推动级和末级功率级，电源电压为3.3V，仿真结果为小信号增益28dB左右，1dB压缩点处输出功率大于26dBm，功率附加效率大于15%，最大饱和输出功率为29.5dBm，芯片面积为1.56mm"1.2mm；（3）由WIN 0.15um GaAs工艺实现的功率放大器工作频率为27-32GHz，使用了三级功率放大器结构，在电源电压为5V下仿真结果为1dB压缩点的输出功率Pras 26dBm，增益在20dB以上，最大饱和输出功率为29.9dBm且PAE大于25%，芯片面积为2.76mm"1.15mm.论文按照电路设计、仿真、版图设计、流片和芯片测试的顺序详细介绍了功率放大器芯片的设计过程，对三种工艺实现的功率放大器进行了对比，并通过各自的仿真结果对出现的问题进行了详尽的分析。
上传时间： 2022-06-20
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本文把所研制的IGBT驱动保护电路应用在电磁感应加热系统上，并且针对注塑机的特点设计了一款电磁感应加热系统。其中包括整流滤波电路、半桥逆变电路、控制电路、驱动电路和温度、电流等检测电路。本文的另一个重点分析了IGBT对驱动保护电路的要求，并且研制了一种单管IGBT驱动保护电路和一种IGBT半桥模块驱动保护电路。单管1GBT驱动电路的功能比较简单，只具有软关断和过流保护功能。而IGBT半桥模块驱动保护电路功能比较多，具有软关断、互锁、电平转换、错误信号电平转换、过流保护、供电电压监视、电源隔离和脉冲隔离电路等保护功能，适用于中大功率的IGBT半桥模块驱动。在电磁感应加热部分介绍了电磁感应加热的工作原理，分析了串并联谐振逆变器的拓扑结构和特点。根据注塑机的实际应用设计了两款主电路的拓扑结构，一款是针对小功率部分加热的拓扑结构，是单管IGBT的拓扑结构，另一款是针对中大功率加热部分的半桥IGBT拓扑结构。另外介绍了电磁感应加热的控制电路以及采用模糊PID算法对注塑机料筒进行温度监控调节。最后通过对系统的仿真和实验调试表明整个感应加热系统满足实际应用要求，运行可靠，适合于再注塑机行业中推广。最后，总结了本文的研究内容，并在此基础上对以后的工作做出了简单的展望。
上传时间： 2022-06-21
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