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随着无线通信系统的发展,人们对功率放大器的效率、功率等性能的要求越来越高,因此高效率功放成了近几年的研究热点。第三代半导体材料GaN HEMT具有功率密度大、击穿电压高、电子饱和漂移速度高等特点,因此非常适合应用在高效率电子器件中。本文首先简要的介绍了GaN HEMT器件和功率放大器的设计基础,并在此基础上进行了如下的工作：1、对F类功放基本原理进行了分析,用Cree公司的CGH40010GaN HEMT晶体管设计了中心频率为2.14GHz,带宽为100MHz内功率附加效率(PAE)大于70%的F类功率放大器。通过漏极偏置电路中串联的1/4λ短路分支线与输出电路中并联1/12λ开路分支线,能够实现二次谐波短路和三次谐波开路,从而在晶体管的输出端得到近似方波的电压波形和半正弦波的电流波形。测试结果表明,功放的最大效率可达55.47%。该成果为无线通信系统中,提高功放效率的实现提供了一定的帮助。2、研究了缺陷地结构(DGS)仿真方法和设计技术。结果表明周期型不对称螺旋形DGS结构可以实现对二次和四次谐波的抑制作用,同时对基波三次谐波和五次谐波导通,因此可以运用到逆F类功放的输出输入电路中,从而实现逆F类功率放大器的小型化、高性能。3、针对逆F类功率放大器带宽窄的缺点,设计了一种基于周期型不对称螺旋形DGS结构的逆F类功放。此功放的中心频率为2.14GHz,带宽300MHz范围内功率附加效率可大于71%,其最大值可达78.3%。测试结果表明,该功放最大效率可达58.87%,通过实测验证了该成果相对传统逆F类功放的优势,对提高逆F类功率放大器的带宽有重要的指导意义。