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摘要
文章提出了一种面向毫米波应用的基于谐波调谐的单片集成（Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC）功率放大器（Power Amplifier,PA）.通过在晶体管输入和输出端对谐波终端进行控制，MMIC PA可以在高频实现高效率性能.本文提出的输出网络在匹配基频阻抗的同时，可以控制二次和三次谐波阻抗.此外，为了进一步提升功放效率，输入端的二次谐波阻抗也进行了调谐.在0.15μm碳化硅基氮化镓（Gallium Nitride on Silicon Carbide,GaNon-SiC）工艺上对所提出的功放架构和设计方法进行了仿真和测试验证.测试结果表明，PA在21.4～23 GHz的频带范围内，功率附加效率（Power Added Efficiency,PAE）大于39.2%，输出功率大于33 dBm.而PA工作频率为22.2 GHz时，测试的漏极效率最大达到63.7%，对应的PAE为50.2%，输出功率为34.1 dBm，仿真和测试结果基本吻合.整体电路尺寸只有1.87 mm2，因此单位面积的输出功率为1.31 W/mm2.和其他工作相比，本文提出的功放实现了较高的效率和功率密度.
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