毫米波功率放大器是军用射频电子系统的关键部件。本课题致力于此种功放单片的研究和设计,开发高功率输出的宽带集成放大电路。芯片上的有源器件选择GaAs pHEMT工艺,对应的器件仿真模型由芯片加工厂提供,设计环节包括：确定电路基本形式、pHEMT管芯的散热效果评估、电路原理图设计优化、版图电磁场仿真和版图布局等环节。论文首先对现有的MMIC技术特点、发展状况、工艺特点、设计方法等进行了深入的研究,比较了目前各种MMIC工艺的优缺点,根据设计指标选定了特征栅长为0.25μm的GaAs pHEMT耗尽型功率管作为芯片上的有源器件。然后对设计方案进行了前期验证工作以确保其可靠性,并运用有限元法估算了工作状态下,末级和驱动级的pHEMT功率管的栅极下沟道温度分布情况。芯片内部的电路拓扑采用四级放大,末级八路功率合成的形式,设计过程参考微波电路设计思想,设置每个pHEMT管工作于A类放大状态,先分别设计了馈电电路、单级匹配电路、功率分配器和功率合成器的电路原理图,然后将各部分级联优化,并进行了电路版图的电磁场仿真调整,最后依据电磁仿真调整后的电路尺寸布局了芯片加工版图,芯片面积为3.2mm×3.5mm。仿真结果显示,当输入信号功率为17dBm时,在30GHz-40GHz的频带范围内放大器的功率增益大于14.5dB,在30GHz-39 GHz的频带范围输出功率大于32.5dBm,功率附加效率约为10%。