[00105655]非恒包络信号高效率微波功率半导体器件和电路拓扑的理论研究、实现方法和综合验证

　　该课题为国家重点基础研究发展计划（973 计划）"无线接入网高能效微波集成器件理论及实现机理"项目中的课题（课题编号：2014CB339901）。

　　该课题围绕关键科学问题"能量转换"，在器件新结构及实现机理、多路能量协同调控与电路构建方面，取得了系列基础理论成果，实现了高效能量转换，160MHz 带宽 LTE 高峰均比信号的综合测试验证表明，漏极效率达到 56.89%，超过了预期目标。主要创新贡献如下：

　　1. 提出了电场调制新型器件结构及其实现机理，建立了阶梯埋氧型 Si 基 SOI LDMOS 器件结构及解析模型，击穿电压相对于普通 SOI LDMOS 提高 50%左右；设计了缓冲层分区 Super Junction LDMOS 结构，击穿电压较已有 SJ-LDMOS 结构提高 32%左右。

　　2. 提出了面向能量态势分布的器件结构和工艺新方法，设计了阶梯 AlGaN 外延层新型AlGaN/GaN HEMTs 器件，新器件通过刻蚀栅漏漂移区靠近栅边缘的 AlGaN 外延层，实现了大于 80%的功率附加效率（PAE）。

　　3. 提出了高效转换功放电路调控方法，构建了三类新型功率放大器结构与电路：双传输线结构逆 F 类功率放大器结构和电路，单音最高漏极效率为 87.4%；带通和低通 J 类宽带功率放大器结构与电路，单音饱和功率 PAE 大于 60%；倒 T 形结构调制网络 Doherty 功放结构和电路，饱和漏极效率达到 66.4-82.4%。

　　4. 提出了频变负载可调控无源器件模型与电路构建方法，发展了对称耦合线短路枝节带阻滤波电路新结构，可实现带宽调控；建立了非固定电长度耦合线参数调控机制，增加了功分电路特性阻抗调控自由度。

　　5. 提出了多路多频能量协同微波集成器件结构与方法，设计了两路连续相位宽带Doherty 功放结构，避免了低功率区泄露；发展了谐波抑制双频带 F 类功放结构，输出功率39.9dBm 时漏极效率 59.7%；建立了低复杂度预失真行为模型，消除了部分冗余失真项，降低了模型系数数量。