GaN是近年来迅速发展起来的第三代宽禁带半导体材料之一,AlGaN/GaNHEMT在高温、大功率、高频、抗辐射等领域有着广阔的应用前景。准确的器件建模对提高RF和微波电路设计的成功率、缩短电路研制周期是非常重要的。本论文建立了AlGaN/GaN HEMT器件的等效电路模型,并以建立的模型为基础,设计了AlGaN/GaN HEMT微波功率合成电路。首先,本文基于传统HEMT小信号模型,提出了适合AlGaN/GaN HEMT的小信号等效电路拓扑结构和精确的小信号模型参数提取方法。建立的小信号等效电路模型具有比较简单、精确和宽带(0-10GHz)等特性,为大信号分析提供必要的数据支持。然后,从几种常见的HEMT器件大信号直流I-V特性模型出发,针对GaNHEMT器件较为显著的自热效应,本文以Curtice立方大信号模型为基础,通过修改其大信号等效电路拓扑结构,增加表征器件自热效应的热电路;并改进模型中I-V特性表达式,引入器件温度对输出特性的影响,使器件I-V特性模型更能准确地反映器件实际的工作特性。接着详细地分析了AlGaN/GaN HEMT器件大信号电容模型。最后,为了获得大的输出功率,利用混合电路将多路放大器并联实现功率合成。在本文建立的AlGaN/GaN HEMT器件模型的基础上,利用微带型Wilkinson功率分配器/合成器,设计了GaN HEMT微波功率合成电路。电路在3.5GHz中心频率下,最大输出功率达到3.5W,功率附加效率为32%。