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GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)具有高功率密度、高击穿电压、高输出功率等优良特性,被认为是下一代微波功率器件极具潜力的候选者,成为近年来研究的热点。基于GaN HEMT研制的单片微波功率放大器具有高输出功率、高工作电压、频带宽等特点,已经广泛用于相控阵雷达,无线通讯技术和航空航天等领域中。本论文针对AlGaN/GaN HEMT功率器件以及GaN MMIC功率放大器的设计进行了深入研究,实现了一款X波段两级GaN MMIC功率放大器,主要的研究内容和成果如下:1.基于实验室自主研制的AlGaN/GaN HEMT器件,分析了GaN HEMT器件的基本理论,并对器件的性能进行了测试和分析,建立了该器件的小信号等效电路模型,为验证此模型,获得了S参数的测试结果和模型仿真结果,此二者的吻合度较高,表明采用的22元件小信号模型精确、稳定而且物理意义明确。2.研究了GaN MMIC功率放大器的主要性能指标和设计原理,采用了S参数结合LoadPull测试结果的综合设计方法,解决了GaN HEMT微波功率放大器设计中晶体管无成熟大信号模型的问题,为电路的设计提供了技术支持。3.总结了GaN MMIC功率放大器的设计流程和拓扑结构,设计实现了一款具有平坦增益的两级GaN MMIC功率放大器。采用低通匹配网络设计,使放大器输入输出匹配到50?,最终的电磁场仿真结果表明,该电路在9.0-10.2GHz工作频率范围内小信号增益S21为23(?)0.5dB,输入反射系数S11小于-8dB,输出反射系数S22小于-6dB,且该电路在全频带内的仿真稳定因子显示其具有良好的稳定性。最后对微带线进行了合理的布局,画出了相应的版图结构,并依据实验室现有的工艺水平,提出了实现MMIC功率放大器的工艺方法,并对相关工艺的关键点进行分析。