Эффективное использование GaN-транзисторов предполагает разработку электрической схемы СВЧ-усилителя мощности, которая позволит реализовать максимальные значения выходной мощности, коэффициента усиления по мощности, полосы частот и КПД. Обязательное условие - устойчивая работа СВЧ-усилителя. Для достижения данных целей необходимы электрические параметры эквивалентной схемы реальных транзисторов в режиме большого сигнала. В работе представлена полная модель СВЧ-усилителя мощности Х -диапазона частот на GaN-транзисторах, в которой элементы согласования, питания и смещения выполнены на микрополосковых отрезках. Рассмотрен метод моделирования СВЧ-усилителей мощности в программной среде Keysight Technologies Advanced Design System (ADS), позволяющей решать вопросы устойчивости усилителя, выбирать компромисс между коэффициентом усиления, выходной мощностью, КПД и полосой рабочих частот, вычислять интермодуляционные составляющие спектра выходного сигнала. В составе СВЧ-усилителя мощности использованы нелинейные модели реальных GaN-транзисторов из библиотеки Modelithics Qorvo GaN, в частности модель TGF2023. Геометрические размеры отрезков вычислены в результате оптимизации согласующих микрополосковых эквивалентных моделей на входе и выходе транзистора на максимум выходной мощности и КПД СВЧ-усилителя в Х-диапазоне частот. Окончательные результаты получены с помощью электромагнитного анализа микрополосковых схем в составе полной модели усилителя мощности в режиме большого сигнала. Моделирование усилителей в программной среде ADS дает возможность определять геометрические размеры полной платы усилителя мощности Х-диапазона частот.

Effective use of GaN transistors implies the design of microwave power amplifier’s circuit that allows putting into action maximal values of output power, power gain, frequency range and power added efficiency (PAE). Mandatory requirement is steady work of microwave amplifier. In furtherance of hereof, electrical parameters of actual transistors’ equivalent circuit at large-signal operation are necessary. In this work, the complete electrical circuit of microwave power amplifier of X frequency range on GaN transistors on lumped elements and microstrip segments is presented. A method of microwave power amplifiers simulation in the Keysight Technologies Advanced Design System (ADS) computer environment allowing to resolve the amplifier stability issues, to compromise between amplifier gain, output power, PAE and frequency range, and to calculate intermodulation products of output spectrum, is considered. Nonlinear models of Qorvo Modelithics GaN transistors, particularly TGF2929 model, were used as part of microwave power amplifier. The segments’ physical dimensions were calculated as a result of the optimization of the matching circuits at the input and output of the transistor to the maximum of the amplifier in the frequency range. The end results have been calculated by electromagnetic analysis of microstrip circuits in assembly with complete model of power amplifier at large-signal operation. Amplifier simulation in ADS computer environment makes it possible to define physical dimensions of complete X frequency range power amplifier card.

Известия высших учебных заведений. Электроника = Proceedings of universities. Electronics: научно-технический журнал. — Москва: МИЭТ, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 6 раз в год. — Размещен на платформе "eLIBRARY.RU", ООО НЭБ: https://elibrary.ru/. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/title_about_new.asp?id=7821>.

Известия высших учебных заведений. Электроника = Proceedings of universities. Electronics: научно-технический журнал. — Москва: МИЭТ, 2022 -. Т. 27, № 2, 2022. — (13 ст.). — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/contents.asp?id=48315867>.