Konstruksjon av GaN Doherty effektforsterker

Abstract

I denne oppgaven er det utviklet en Doherty effektforsterker med dynamisk gatebias. Dette er gjort som et forsøk på å øke effektiviteten for effektforsterkere beregnet på amplitudemodulerte signaler.Det ble først konstruert to klasse B effektforsterkere basert på en 10W GaN-HEMT transistor fra Cree. De to forsterkerne ble så karakterisert ved småsignal- og storsignalmålinger. Videre ble Dohertyforsterkeren konstruert basert på disse to klasse B forsterkerne. Det ble så gjort målinger for å sette opp den dynamiske gatebiasen. Til slutt ble det gjort tester med reelle signaler på Dohertyforsterkeren.Måleresultatene fra de to klasse B forsterkerne viser noe bedre resultater enn simuleringene. Forsterkerne har et ganske likt design og leverer et gain på 16,3 og 15,7dB med en effektivitet (Power Added Efficiency) på 57% og 54% ved 1 B-kompresjon. For at målet om en utgangseffekt på over 20W fra Dohertyforsterkeren skal kunne oppnås må hver av disse kunne levere minst 10W. Målingene viser at de begge klarer å levere 10W og de vil da kunne utføre oppgaven sin i et Doherty design som ønsket. For Dohertyforsterkeren ble maksimal levert effekt målt til å være 43,53dBm. Det ble utarbeidet en optimal biasfunksjon for å kunne styre den dynamiske biasen. Fra målinger på Dohertyforsterkeren vises det at den leverer en gjennomsnittlig utgangseffekt på 39dBm med effektivitet på 41,22% for et 16QAM signal. Resultatene i rapporten viser at Dohertyforsterkerteknikken fungerer utmerket for å øke effektiviteten for amplitudemodulerte signaler.