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GaN HEMT具有高功率密度、高击穿电压、高输入阻抗等优良特性，被认为是下一代微波功率器件极具潜力的候选者，具有广阔的应用前景。本论文对GaNHEMT功率MMIC和内匹配分立器件的设计进行研究，实现了两款X波段GaNMMIC功率放大器和两款Ku波段GaN内匹配功率管，取得主要研究成果如下:
1、采用S参数结合LoadPull测试结果的综合设计方法，解决了GaN HEMT微波功率放大器设计中晶体管无成熟大信号模型的问题，为电路设计提供了技术支持。
2、采用传输零点分析法，分析了匹配网络的拓扑结构与其谐波抑制特性之间的关系，为匹配网络拓扑结构的选择提供了理论指导，同时研究了网络端口电抗对阻抗匹配的影响，提出了匹配网络的宽频带设计方法。
3、提出了适用于现有MMIC工艺条件、改善GaN HEMT稳定性的组合稳定网络和双边稳定网络拓扑结构，并采用组合稳定网络最终实现了具有平坦增益的两级GaN MMIC功率放大器(MMIC1)，测试结果显示，该电路在9.1-11.9GHz频率范围内小信号增益为15±0.35dB，3dB增益压缩点处的输出功率为41±0.6dBm，功率附加效率PAE约为27-35％。
4、提出了一种高增益放大器的设计方法，充分发挥了晶体管的增益性能，并采用LRC衍生网络结合双边稳定拓扑结构，最终实现了8-11GHz内电磁场仿真小信号增益为20.3±0.3dB的两级GaN MMIC功率放大器(MMIC2)，且该电路在全频带内的仿真稳定因子显示其具有良好的稳定性。
5、研究与分析了大尺寸内匹配电路中工作频率偏移和带宽受限的原因，分别提出了可提高设计精度的3D电磁场仿真设计方法和多管合成设计的带宽改善方法，并成功研制了13.8-14.3GHz内饱和输出功率达到42.5dBm、PAE超过30％的四十指单管Ku波段内匹配功率放大器，以及12-13.5GHz范围内饱和输出功率为43.2±0.7dBm的八十指两管合成内匹配功率放大器。