当下的生活处处离不开通信，从GPS导航、无线电探空仪到气象雷达、机载雷达、卫星通信，都是无线通讯系统发展的结果。而随着无线通信系统的不断发展，对于系统中不可或缺的微波功率放大器也就有了更高的标准和要求。而就目前的现状来看，以碳化硅为代表的第一代半导体材料发展已经相当成熟，很难有所突破，以砷化镓为代表的第二代半导体材料也难以满足要求，而以氮化镓为代表的第三代半导体材料以其宽带隙、高工作频率、高功率密度、高工作温度而成为微波功率放大器的主动元件的重要选择。
　　目前国内外对于氮化镓器件的研究主要集中在工艺、结构方面，对于器件的建模还不够成熟和准确，但是器件建模是氮化镓器件应用过程中不可或缺的，有了正确反映器件工作特性的模型，能够加快电路设计过程，提高效率，节省成本。本文选取的氮化镓器件是CREE公司的一款商用的氮化镓高电子迁移率晶体管，在前期对器件在环境温度从25℃到300℃的范围内，每隔25℃进行测试，采集数据，接着再以此为基础结合仿真软件，对得到的离散数据进行处理。选择能在宽偏置范围内反映器件工作特性的小信号等效电路模型，提取模型中的本征参数和寄生参数，并以此为基础建立氮化镓高电子迁移率晶体管的大信号模型。大信号模型中寄生参数参考小信号模型，主要工作建立漏源电流模型以及电容模型，在经典模型基础上改进得到漏源电流模型，创造性的运用高斯函数作为描述电容模型的载体，并且考虑到氮化镓器件往往需要在高温的工作环境中运行，而器件特性会随着环境温度的变化发生明显的改变，因此本文在改进的大信号模型基础上又加入了温度参数，使模型能够正确描述器件跟随环境温度变化的工作特性。接下来在仿真软件中建立氮化镓高电子迁移率晶体管的模型，可应用于电路仿真设计。
　　本文的另一部分主要内容是以本文建立的氮化镓高电子迁移率晶体管模型为基础，将这款芯片作为微波功率放大器的主动元件，采用负载牵引和源牵引方法设计了工作频率在2.4GHz-4.5GHz的AB类微波功率放大器，该频段横跨S和L波段，可以应用于工作环境温度极高的航天通信、卫星通信、雷达通信等领域。