单片微波集成电路(MMIC)具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高等一系列优点,并可缩小电子设备的体积、减轻重量、价格也可降低不少,这些优点对军用电子装备和民用电子产品都十分重要。本文所讨论的高功率Ka波段微波放大器芯片采用MMIC的方式来实现,主要应用于机载相控阵雷达的T/R组件上,是构成机载相控阵雷达T/R组件的重要部件。根据MMIC发展趋势以及国内实际情况,论文采用多级、多路合成的方法设计了Ka频段MMIC功率放大器,并针对Ka频段单片功率放大器展开了研究,包括对制造工艺的有源器件和无源元件的介绍分析、晶体管热设计、电路拓扑的选取、匹配电路和偏置电路的形式。最后在版图调整规则下,对电路进行了仿真,确定了最终电路版图。论文实际利用0.13μmGaAs pHEMT工艺实现了一个频带宽度为2GHz的单片高功率放大器的仿真设计。设计好的电路分为三级,每级单路pHEMT的尺寸都是14×50μm ,芯片版图面积为3mm×6.2mm。放大器都采用Vd s=6V, Vg s=-0.5V正负偏压A类工作方式,以获得最小的线性失真和最优化的输出功率。在30GHz-32GHz工作频段内,小信号增益大于13dB,输入输出驻波系数都小于3,功率附加效率PAE的值大于15%,1dB压缩点输出功率达到31dBm,饱和输出功率达到33dBm。