随着第三代半导体GaN(氮化镓)等的出现以及通讯电子行业朝着高频,大功率环境的发展,器件的非线性变得越来越不容忽视。建立精确的大功率半导体器件模型对于设计现代功放有很好的预测功能,对于新器件的设计也有非常重要的意义。传统的S参数建模是基于线性网络的,而对于大信号器件的建模却无能为力。因此,找寻一种能够精确表征大信号下器件特性的网络模型非常迫切与重要,这也是本文的研究目标。为了弥补S参数不能表征大信号器件特性的缺陷,提出了X参数理论。X参数是S参数的超集,能够很好的描述器件的非线性特性。然而国内对于X参数建模方面的研究比较晚,并且更多的是基于X参数行为模型理论的研究以及其算法的改进。因此,根据器件的实际工作特性建立X参数行为模型并将其应用于实际的电路设计很有意义。本文对X参数模型的原理以及公式推导给出了详细的介绍,并根据实际的实验条件利用电路设计软件ADS对型号为CGH40010F的GaN HEMT器件提取了独立的X参数和与负载相关的X参数。利用与负载相关的X参数建立X参数模型,并基于此模型设计了一款中心频率3.5GHz,单管输出功率达到10W的功率放大器。通过与电路模型设计的功放相比,可知X参数模型设计的功率放大器对于谐波功率有更好的抑制。结合人工神经网络,以输入信号功率、频率、偏置电压作为网络输入,网络输出为提取的独立的X参数,利用MATLAB建立基于RBF神经网络的X参数模型,并对模型进行准确性验证,通过比较模型输出数据和实际的测试数据的误差值证明所建模型的准确性。误差值最大不超过?0.1,有多于97%的误差值都不超过?0.05,有多于92.6%的误差值都不超过?0.03。基于RBF神经网络的X参数模型预测了一组X参数数据,借助ADS设计了一款中心频率为3.7GHz的功率放大器,将建立的模型应用于实际的电路设计。