1.2～1.4 GHz 300 W宽带硅大功率双极晶体管研制

介绍了L波段300 W宽带硅微波脉冲大功率晶体管研制结果。采用大面积亚微米精细线条阵列加工技术、深亚微米浅结制备工艺技术、均匀热分布技术、双层金属化技术等工艺技术,研制出了L波段300 W宽带硅微波脉冲大功率晶体管。器件在1.2~1.4 GHz频带内,脉冲宽度150μs,占空比10%,工作电压40 V条件下,全频带内输出功率大于300 W,功率增益大于8.75 dB,集电极效率大于55%,并具有良好的可靠性。     

1.46~1.66GHz 250W宽带硅微波脉冲大功率管

报道了L波段高端中脉冲250W宽带硅微波脉冲大功率晶体管研制结果.该器件采用微波功率管环台面集电极结终端结构、非线性镇流电阻等新工艺技术,器件在1.46～1.66GHz频带内,脉宽200μs,占空比10%和40V工作电压下,全带内脉冲输出功率大于250W,功率增益大于7.0dB,效率大于45%.     

1.46～1.66GHz 250W宽带硅微波脉冲大功率管

报道了L波段高端中脉冲250W宽带硅微波脉冲大功率晶体管研制结果.该器件采用微波功率管环台面集电极结终端结构、非线性镇流电阻等新工艺技术,器件在1.46～1.66GHz频带内,脉宽200μs,占空比10%和40V工作电压下,全带内脉冲输出功率大于250W,功率增益大于7.0dB,效率大于45%.     

X波段300 W GaN功率器件技术

介绍一种基于国产氮化镓(GaN)外延材料的X波段300 W GaN高效率内匹配器件技术。该技术采用大栅宽芯片的大信号有源模型和封装管壳、键合引线、电容等无源模型,开展X波段300 W内匹配功率器件的设计。采用四胞匹配合成电路,使用L-C网络提升器件阻抗,通过λ/4阻抗变换网络进行阻抗变换和功率合成,实现阻抗50 Ω匹配,功率分配器和匹配电容使用高Q值陶瓷基片实现。仿真实验证明,该器件在9.5~10.5 GHz频率内输出功率大于300 W,功率增益大于9 dB,功率附加效率大于38.9%。同时研究了器件输出功率和功率附加效率随工作电压、脉冲宽度、占空比变化情况。     

L波段250W宽带硅微波脉冲功率晶体管

南京电子器件研究所最近研制成功 L波段2 5 0 W宽带硅微波脉冲功率晶体管。该器件在 1 .2～ 1 .4GHz频带内 ,脉宽 1 5 0 μs,占空比 1 0 %和 40V工作电压下 ,全带内脉冲输出功率在 2 4 0～ 30 0W之间 ,功率增益大于 7.8d B,效率大于 5 0 %。器件设计为梳条状结构 ,单元间距 6μm,发射极和基极金属条条宽 2 .4μm,金属条间距 0 .6μm。每个器件由 6个尺寸为 1 60 0μm× 75 0μm功率芯片组成 ,每个功率芯片含有 2个子胞。整个器件包含 1 2个子胞、2 0个电容和 2 0 0多条连接金丝匹配而成。在微波功率发射等领域 ,硅微波脉冲大功率晶体管具…     

一种宽带幅相一致脉冲MPM的研究

介绍了一种宽带幅相一致脉冲微波功率模块(MPM),该MPM包含脉冲高压电源、行波管和固态放大器.该MPM输出功率大于300 W,占空比大于50％,效率大于30％,重量小于2 kg.测试表明该MPM具有体积小、重量轻、效率高、保护措施完善、具备自动检测功能等特点,适用于舰载和机载应用场合.     

体积小重量轻的SiC微波脉冲功率晶体管

采用自主开发的工艺加工技术和设计方法,直接将两个微波SiC MESFET管芯在管壳内部进行并联,实现了器件在S波段脉冲状态下(工作频率2GHz,脉冲宽度30μs,占空比10%)输出功率大于30W、功率增益12dB、功率附加效率大于30%的性能指标。由于直接采用管芯并联结构,省略了内匹配网络,器件的体积和重量较以往的Si微波双极功率晶体管大为降低;采用高温氧化技术克服了传统MESFET工艺中PECVD介质产生较高界面态的不足,减小了器件的泄漏电流,提高了器件性能。器件的研制成功,初步显示了SiC微波脉冲功率器件在体积小、重量轻、增益高、脉冲大功率输出和制作工艺简单等方面的优势。     

1.44~1.68GHz 220W硅微波脉冲功率晶体管

南京电子器件研究所近期研制成功1.44～1.68GHz 220 W硅微波脉冲功率晶体管.该器件在1.44～1.68 GHz频带内,脉宽200 μs,占空比10%和40V工作电压下,全带内脉冲输出功率大于220 W,功率增益大于7.1 dB,效率大于45%.该器件采用高效梳条状结构,单元间距6μm,发射极和基极线宽1.9μm,金属条间距1.6μm.每个器件由6个面积为1 600μm×800 μm功率芯片组成,每个功率芯片含有2个大功率子胞.整个器件包含12个大功率子胞、20个内匹配电容和200多条连接金丝.     

2～8GHz宽带GaN功率放大器MMIC

基于0.25μm Ga N HEMT工艺,研制了一款两级拓扑放大结构的2~8 GHz宽带功率放大器MMIC(单片微波集成电路)。MMIC所用Ga N HEMT器件结构经过优化,提高了放大器的可靠性和性能;电路采用多极点电抗匹配网络,扩展了放大器的带宽,减小了电路的损耗。测试结果表明,在2~8 GHz测试频带内,在脉冲偏压28 V(脉宽1 ms,占空比30%)时,峰值输出功率大于30 W,功率附加效率大于25%,小信号增益大于24 d B,输入电压驻波比在2.8以下,在6 GHz处的峰值输出功率达到50 W,功率附加效率达到40%;在稳态偏压28 V时,连续波饱和输出功率大于20 W,功率附加效率大于20%。尺寸为4.0 mm×5.0 mm。     

Ku波段30W脉冲微波功率放大器模块

报道了Ku波段30W脉冲微波功率放大器模块的研制. 模块的微波放大链路由5级固态功率器件级联构成,采用新颖的双层腔体结构,消除了低频电路与高频电路的互扰.针对Ku波段内匹配MESFET设计了双段式偏置电路,有效抑制了低频振荡. 在脉冲重复频率3kHz,占空比10%下,模块在13.5~14.0GHz工作频段内的功率增益GP≥44dB,输出脉冲峰值功率Ppk≥30W,总效率η≥13% (A类放大状态）.     

Ku波段30W脉冲微波功率放大器模块

报道了Ku波段30W脉冲微波功率放大器模块的研制.模块的微波放大链路由5级固态功率器件级联构成,采用新颖的双层腔体结构,消除了低频电路与高频电路的互扰.针对Ku波段内匹配MESFET设计了双段式偏置电路,有效抑制了低频振荡.在脉冲重复频率3kHz,占空比10%下,模块在13.5～14.0GHz工作频段内的功率增益Gp≥44dB,输出脉冲峰值功率Ppk≥30W,总效率η≥13%(A类放大状态).     

7.5～9.5GHz AlGaN/GaN HEMT内匹配微波功率管

报道了研制的1mm栅宽的AlGaN/GaN HEMT内匹配微波功率管,在32V漏偏压下在7.5～9.5GHz频率范围内输出功率大于5W,功率附加效率典型值为30%,功率增益大于6dB,带内增益平坦度为±0.4dB,带内最大输出功率为6W。     

2.2～2.4 GHz 110W硅脉冲功率晶体管

微波系统对功率放大用的硅功率晶体管的微波输出功率、增益、效率等性能指标提出了越来越高的要求。南京电子器件研究所先后在 P,L,S,C波段硅微波功率晶体管研究领域取得进展。最近又研制成功工作频率 2 .2～ 2 .4GHz,脉冲宽度 1 0 0μS,占空比 1 0 % ,输出功率大于 1 1 0 W,功率增益大于 8.0 d B,效率大于 45 %的硅脉冲功率晶体管。微波功率晶体管设计制造的重点和难点主要有如下三个方面 :1 .克服微波寄生参数 ,提高微波增益性能 ;2 .克服基区大注入效应 ,提高功率容量 ,保持大功率条件下的微波性能 ;3.克服大功率应用所带来的热效应 …     

微波大功率SiC MESFET及MMIC

利用本实验室生长的4H-SiC外延材料开展了SiC MESFET和MMIC的工艺技术研究.研制的SiC MESFET采用栅场板结构,显示出优异的脉冲功率特性,20 mm栅宽器件在2 GHz脉冲输出功率达100 W.将四个20 mm栅宽的SiC MESFET芯片通过内匹配技术进行功率合成,合成器件的脉冲功率超过320 W,增益8.6 dB.在实现SiC衬底减薄和通孔技术的基础上,设计并研制了国内第一片SiC微波功率MMIC,在2～4 GHz频带内小信号增益大于10 dB,脉冲输出功率最大超过10 W.     

6～18 GHz宽带GaN功率放大器MMIC

报道了一款采用三级拓扑结构的6～18 GHz宽带单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,减小输出匹配电路的损耗和提高效率.经匹配优化后放大器在6～18 GHz整个频带内脉冲输出功率大于6 W,小信号增益达到25 dB,在14 GHz频点处峰值输出功率达到10 w,对应的功率附加效率为21%...     

2.7-3.4GHz超宽带长脉宽硅功率晶体管

南京电子器件研究所最近在研制超宽带、长脉宽硅脉冲功率晶体管领域取得重大进展,研制出的器件在2.7～3.4 GHz超宽频带内,脉宽100μs,占空比10%条件下,全带内脉冲输出功率大于100 W,功率增益大于7.0dB,效率大于40%,顶降小于0.5dB.S波段硅脉冲大功率管带宽达到了700MHz,迄今尚未见国内外报道.     

S波段35W GaN功率MMIC

报道了一款采用两级拓扑结构的2～4 GHz宽带高功率单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,重点在于宽带功率效率平坦化设计.经匹配优化后放大器在2～4 GHz整个频带内脉冲输出功率大于35 W,小信号增益达到22 dB,在2.4 GHz频点处峰值输出功率达到40 W,对应的功率附加效率为3...     

基于大信号模型的L波段400W高效GaN功率放大器设计

文章阐述了用精确的GaN Angelov模型设计了一款L波段400W内匹配率放大器.选用SiC衬底的GaN器件是为了获得大功率输出以及高效率性能.为了精确设计放大器,采用脉冲I-V测试和多偏置的S参数测试建立起高压GaN大信号模型.采用模型设计的GaN放大器输入输出电路集成在17.4mm×24mm的封装管壳里.最终采用单枚55mm栅宽GaN管芯设计的放大器在48V漏压,100μs脉宽,10%占空比偏置下在1.2~1.4GHz输出功率大于400W,功率增益大于15dB,最高功率附加效率达到81.3%,这是国内L波段400W微波功率放大器的最高效率报道,验证了模型的准确度,实现了极好的电路性能.     

S波段GaN微波功率器件的研制

简要介绍了第三代新型半导体材料GaN的特点和优势,基于Agilent ADS微波仿真软件设计并实现了一款工作于S波段基于GaN的高效超宽带微波功率器件。测试结果表明,该器件适用于2.7～3.5GHz的超宽带,连续波和脉冲制式均可工作,在饱和状态下,输出功率大于15W,增益达到13dB,漏极效率超过45%,并在管壳内部实现了匹配和偏置电路,对GaN MOSFET微波功率器件小型化、超宽带、高增益和高效率的优异性能得以验证和实现。     

C波段GaN高功率放大器设计

采用内匹配和功率合成技术,设计了C波段GaN HEMT高功率放大器。电路采用6胞芯片进行功率合成,在陶瓷(Al2O3)基片上设计制作功分器,使其输入输出阻抗均为50Ω。实际脉冲测试该功放饱和输出功率达到220 W以上,增益大于11 d B,功率附加效率大于48%,功率合成效率比达到90%。