Basic approaches to building power management circuits for GaN microwave power amplifiers

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

To ensure safe operation of GaN-based microwave power amplifiers and achieve maximum output characteristics, specialized power management circuits are required. The article discusses the principles of building power management circuits for GaN microwave power amplifiers and provides an overview of commercially available solutions.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. Savchenko

ООО «Центр инновационных разработок ВАО»

Email: planet209@mail.ru

кандидат технических наук, ведущий инженер

 

Russian Federation, 107023, Москва

A. Martynov

ООО «Центр инновационных разработок ВАО»

Email: smv@icvao.ru

президент компании

Russian Federation, 107023, Москва

A. Pershin

ООО «Центр инновационных разработок ВАО»

Email: smv@icvao.ru

начальник центра проектирования

Russian Federation, 107023, Москва

M. Selivanov

ООО «Центр инновационных разработок ВАО»

Author for correspondence.
Email: smv@icvao.ru

инженер 2 категории

Russian Federation, 107023, Москва

References

  1. Савченко Е.М., Першин А.Д., Кузьмин А.Ю. СВЧ МИС широкополосных усилителей как универсальные компоненты современной радиоэлектронной аппаратуры // Инфокоммуникационные и радиоэлектронные технологии. 2020. Т. 3, № 1. С. 75–97.
  2. Савченко Е.М., Будяков А.С., Гаранович Д.И., Огурцова К.М. Состояние и перспективы развития интегральных схем программно-конфигурируемых радиочастотных приемопередатчиков // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2019. Т. 1. С. 15–20.
  3. Лебедев А.А., Будяков А.С., Савченко Е.М. Проектирование микроэлектронной аналоговой ЭКБ с улучшенными характеристиками в рамках синергетической парадигмы // Сборник материалов конференции «Микроэлектроника-2019». 2020. Т.1. С. 137–140.
  4. Lamarche M. The benefits and challenges of using GaN technology in AESA radar systems. Military Embedded Systems // https://militaryembedded.com/radar-ew/rf-and-microwave/the-benefits-and-challenges-of-using-gan-technology-in-aesa-radar-systems
  5. Yuk K., Branner G.R., Cui C. Future directions for GaN in 5G and satellite communications // Conference: 2017 IEEE 60th International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS)
  6. Switched active bias control and power-on sequencing circuit for an amplifier. Hittite Microwave Corporation, Chelmsford, USA: патент, 2012. US 8,319,560 B2
  7. Active bias control circuit for an amplifier and method of power up sequencing the same. Hittite Microwave Corporation, Chelmsford, USA: патент, 2012. US 8,319,559 B2
  8. GaN transistor with integrated drain voltage sense for fast overcurrent and short circuit protection. GaN Systems Inc., Ottawa, Canada: патент, 2021. US 11,082,039 B2
  9. Gate drivers and auto-zero comparators. Texas Instruments, Dallas. USA: патент, 2022. US 11,394,380 B2
  10. https://www.analog.com/en/index.html
  11. https://www.qorvo.com/
  12. https://www.macom.com/
  13. https://www.xsystor.com
  14. Савченко Е.М., Пронин А.А., Першин А.Д., Кузьмин А.Ю. Особенности применения СВЧ-усилителей средней мощности в импульсном режиме работы // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2018. Т. 18, № 3. С. 803–806.
  15. Kim H.J., Cho W.J., Kwon J.H., Lee J.W. An X-Band 100W GaN HEMT Power Amplifier Using a Hybrid Switching Method for Fast Pulse Switching. Progress In Electromagnetics Research B, Vol. 78. 1–14, 201.
  16. Dhanyal H.R., Ahmed A., Javed M., Javed T., Burney A., Ahsan N. Design & Development of 45 Watt GaN HEMT Power Amplifier with High Speed Gate Switching for Pulsed Radar Application. Conference: 2018 15th International Bhurban Conference on Applied Sciences and Technology (IBCAST). January, 2018.
  17. Kanto K., Satomi A., Asahi Y., Kashiwabara Y., Matsushita K., Takagi K. An X-band250W solid-state power amplifier using GaN power HEMTs // IEEE Radio and Wireless Symp., РР. 77–80, Jan. 2008.
  18. Shigematsu H., Inoue Y., Akasegawa A., Yamada M., Masuda S., Kamada Y., Yamada A. et al. C-band 340-W and X-band 100-W GaN power amplifiers with over 50% PAE // IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Dig., РР. 1265–1268, Jun. 2008.
  19. Mitani E., Aojima M., Sano S. A kW-class AlGaN/GaN HEMT pallet amplifier for S-band high power application // European Microwave Integrated Circuits Conf., РР. 176–179, Oct. 2007.
  20. https://www.ti.com/

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Example of a power management scheme

Download (105KB)
3. Fig. 2. Functional diagrams of displacement controller variants

Download (120KB)
4. Fig. 3. Modulation scheme variants: a – modulation by the bias circuit; b – modulation by the power supply circuit; c – modulation by the microwave input; d – combined modulation

Download (97KB)
5. Fig. 4. Xsystor modulators line [11]

Download (119KB)

Copyright (c) 2024 Savchenko E., Martynov A., Pershin A., Selivanov M.