用于36 V、500 W GaN功率放大器的电源调制器

随着GaN功率放大器的发展,其工作电压和输出功率越来越大,对电源调制器的要求也越来越高.介绍了一种用于36 V、500 W GaN功率放大器的电源调制器模块.该模块基于自主研发的芯片组合设计而成,使用了一款50 V调制驱动器作为核心控制芯片,一款60V高压PMOSFET作为调制开关,一款固定输出电压的线性稳压器,一款负压线性稳压器为功率放大器提供栅极偏置电压.经实验验证,该模块电路可以为36 V、500 W的GaN功率放大器提供稳定可靠的漏极控制电压及栅极偏置电压.此外,栅、漏电压上电时序受控,输出信号的上升、下降时间分别为16.3 ns和79.4 ns,能够很好地满足应用要求.     

基于GaAs PHEMT工艺的60~90GHz功率放大器MMIC

研制了一款60~90 GHz功率放大器单片微波集成电路(MMIC),该MMIC采用平衡式放大结构,在较宽的频带内获得了平坦的增益、较高的输出功率及良好的输入输出驻波比(VSWR)。采用GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)标准工艺进行了流片,在片测试结果表明,在栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,功率放大器MMIC的小信号增益大于13 dB,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,功率放大器的小信号增益均大于15 dB。载体测试结果表明,栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,该功率放大器MMIC饱和输出功率大于17.5 dBm,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,其饱和输出功率可达到20 dBm。该功率放大器MMIC尺寸为5.25 mm×2.10 mm。     

C波段高效率高线性GaN MMIC功率放大器

基于SiC衬底0.25μm GaN HEMT工艺,设计实现了一款C波段、高效率和高线性的单片微波集成电路(MMIC)功率放大器。通过优化电路匹配结构,选择合适的有源器件和恰当的直流偏置条件,实现低视频漏极阻抗;利用后级增益压缩和前级增益扩张对消等手段,实现高功率附加效率和好的线性指标。功率放大器芯片尺寸为2.35 mm×1.40 mm。芯片测试结果表明,在3.7~4.2 GHz频率范围内,漏极电压28 V、末级栅极电压-2.2 V、前级栅极电压-1.8 V和连续波条件下,该功率放大器的小信号增益大于25 dB,大信号增益大于20 dB,饱和输出功率大于39 dBm,在输出功率回退至32 dBm时,功率附加效率大于30%,三阶交调失真小于-37 dBc。     

温度补偿高谐波抑制功率放大器的设计

针对无线通信应用系统,采用了一种具有温度补偿特性的偏置电路和一种带有谐波抑制功能的输出匹配网络,设计了一款高线性高谐波抑制的功率放大器。该功率放大器采用InGaP/GaAs HBT工艺,工作频率为1.84 GHz,供电电压为4.5 V,偏置电压为2.85 V。测试结果表明,常温下,功率放大器的增益为32 dB,饱和输出功率可达33 dBm,二次、三次谐波分量都小于-55 dBc,在输出功率为24.5 dBm时,邻道抑制比为-47 dBc,在-40～85℃温度变化范围内,功率放大器增益与邻道抑制比基本不变。     

微波大功率变脉冲放大器的研制

针对基于悬浮平台微波凝视关联成像系统对变脉冲宽度和大峰值功率的需求,研制了一款 X 波段变脉冲固态功率放大器。描述该放大器组件中高速漏极调制及保护电路和射频开关的实现方案,分析大功率高速漏极调制电路输出电压脉冲的影响因素,优化调制电路的负载设计,并解决功放输出射频脉冲的包络凹陷问题。经试验验证:研制的功率放大器具有散热性好,稳定工作时间长,最窄脉宽 20 ns,上升下降沿均小于 3 ns,峰值功率大于 40 W 的射频脉冲输出等特点;其漏极调制电路输出 24 V电压脉冲,上升沿小于 20 ns,下降沿约 60 ns。     

V波段3 W GaN功率放大器MMIC

以50 μm厚的SiC为衬底,基于T型栅GaN HEMT工艺技术,设计并制作了一款V波段GaN功率放大器单片微波集成电路(MMIC).该功率放大器MMIC电路采用三级放大拓扑结构进行设计;采用高低阻抗微带传输线进行阻抗匹配和片上功率合成;采用介质电容和薄膜电阻进行偏置网络设计,实现稳定工作和低损耗输出.经测试,在55～65 GHz频带内,漏极工作电压+20V、栅极工作电压-2.3 V的偏置条件下,在占空比20％、脉宽100 μs脉冲状态时,该功率放大器MMIC的饱和输出功率达到3 W以上,功率附加效率达到22％;连续波状态时,其饱和输出功率达到2.5 W以上,60 GHz时最高功率达到3 W.     

基于GaAs IPD的X波段200W GaN宽带功率放大器

基于GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)研制了一款X波段宽带内匹配大功率放大器。输入匹配电路采用高集成的GaAs集成无源元件(IPD)技术，在有限空间内实现宽带匹配。输出匹配电路采用L-C-L匹配网络及三节阻抗变换线，实现四胞匹配合成。该放大器封装在采用铜-钼铜-铜热沉的金属陶瓷管壳内，尺寸仅为24 mm×17.4 mm×5 mm。测试结果显示，在36 V漏极电压下，8.5～10.5 GHz频带内饱和输出功率大于200 W,功率附加效率≥38%,功率增益平坦度小于0.8 dB。该功率放大器具有广阔的工程应用前景。     

基于GaAs HBT的J类射频功率放大器

基于2 μm GaAs HBT工艺,设计了一种工作于1.8~2.0 GHz的射频功率放大器。该功率放大器采用两级放大结构,功率级选用具有良好线性度和效率的J类功率放大器。输出匹配电路采用电容电感组成的两级网络来实现低Q值匹配,拓宽了宽带性能。在驱动级输入端偏置处添加模拟预失真,进一步改善了幅相特性。电源电压为3.3 V,偏置电压为3.4 V。采用ADS软件对该功率放大器进行仿真。结果表明,在1.8~2.0 GHz频率范围内,饱和功率为30.2 dBm,1 dB压缩点输出功率为29.5 dBm,小信号功率增益为32 dB,功率附加效率高于46%。     

高增益S波段小型化200 W功率模块研制技术

采用多级射频放大电路以及高压脉冲调制技术,实现了S波段高增益小型化200 W功率模块的研制。驱动放大电路采用GaAs功率单片进行功率合成;末级放大电路依托栅长(0.5 μm) GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)芯片,选取多子胞结构来改善热分布,通过内匹配技术设计完成了双胞总栅宽24 mm GaN芯片的匹配网络,并设计高压脉冲调制电路提供电源,成功研制出了小型化的S波段200 W内匹配GaN功率模块。测试得出该模块实现了在输入功率10 dBm,栅极电压-5 V,漏极电压32 V,TTL调制信号输入条件下,输出频率在3.1~3.5 GHz处,输出功率大于200 W,功率附加效率(PAE)大于55%。模块实际尺寸为2.4 mm×38 mm×5.5 mm。     

基于键合金丝补偿的太赫兹瓦级功率合成技术研究

针对太赫兹波段固态大功率应用需求,基于氮化镓功率放大器单片集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC）,采用功率合成技术实现了太赫兹波段瓦级功率输出。通过太赫兹波段微带/波导转换结构和键合金丝补偿技术,结合E面T型结二路合成功率分配/合成器,将两片MMIC封装成最大输出功率为160 mW的功率单元模块。在此基础上,采用八路E面合成器设计了频率覆盖180～238 GHz的十六路功率合成放大器。在漏极电压为+10 V时,带内输出功率大于300 mW,189 GHz输出功率达到了1.03 W。     

一种基于Lange耦合器的S波段小型化集成功放

设计了一种全部采用国产芯片研制的小型化集成功放模块。该模块采用一种全新的结构模式,通过Lange耦合器将GaAs MMIC单片、单电源GaAs功率芯片和硅功率芯片混合集成,使得其体积比同等性能的功率放大器减小。测试结果表明,在工作电压36V、脉宽300μs、占空比10%的测试条件下,2.7～3.1GHz或3.1～3.4GHz带内输出功率均能达到50W,36V电源效率大于40%。     

一种微型机器鱼的压电驱动系统设计

压电陶瓷用作微型机器人的致动器具有静音、低功耗等优点,但在悬臂型应用中高位移所需的高驱动电压是其应用难点。该文针对一种双鳍式微型机器鱼的压电致动器,设计了可控制输出频率、幅值的高压正弦信号驱动系统。压电致动器的驱动模块采用PA443高压运放设计外围电路,运放电源基于集成开关芯片设计升压(BOOST)和降压升压(BUCKBOOST)开关电源电路,实现了升压比分别为27和14的+1 66 V和-166 V小型运放电源。信号源模块输出正弦脉冲宽度调制(SPWM)波并对其解调,经PA443放大成驱动电压。结果表明,该驱动系统在满足体积小和输出稳定的前提下,采用交替驱动方式连接负载,输出峰峰值可调且最大为326.5 V的正弦双极驱动电压,具有实用创新性和一定带载能力。     

基于器件特性的改进高效率F类微带拓扑分析与实现

本文提出了一种新型的F类高效率功率放大器微带匹配拓扑。该拓扑简单紧凑且考虑了功率三极管输出端寄生效应,使得F类设计理论分析更贴合实际。基于提出的拓扑结构,采用商用10W GaN HEMT(Gallium-Nitrogen High Electron Mobility Transistor)进行了仿真与硬件实现。测试结果表明:当漏极偏置27V,工作频率2.995GHz时,实测输出功率为37.3dBm,功率附加效率为72.9%。在15~30V的偏置范围内,漏极调制效率达到68.9%以上。实测与仿真结果的吻合,很好的验证了拓扑的可行性。     

提高共源共栅CMOS功率放大器效率的方法

利用共源共栅电感可以提高共源共栅结构功率放大器的效率。这里描述了一种采用共源共栅电感提高效率的5.25 GHz WLAN的功率放大器的设计方法,使用CMOS工艺设计了两级全差分放大电路,在此基础上设计输入输出匹配网络,然后使用ADS软件进行整体仿真,结果表明在1.8 V电源电压下,电路改进后与改进前相比较,用来表示功率放大器效率的功率附加效率(PAE)提高了两个百分比。最后给出了功放版图。     

低功耗Sigma Delta调制器的建模与设计

针对Sigma Delta ADC在实现高精度的同时如何降低系统功耗这一问题,通过进行建模分析,得出满足精度需求的最低性能指标。并对二阶Sigma Delta调制器的非理想因素进行数学建模分析,在满足ADC精度的同时对ADC组成模块的最低性能指标进行分配,利用SDtoolbox进行仿真验证。基于CSMC 0.5 μmCMOS工艺,在5 V电源电压下,对调制器进行了电路级设计。结果显示在模块最低性能时,调制器输出信号的带内信噪比为835 dB,总功耗为18 mW。     

A compact LTCC-based Ku-band transmitter module

Presents design, implementation, and measurement of a three-dimensional (3-D)-deployed RF front-end system-on-package (SOP) in a standard multi-layer low temperature co-fired ceramic (LTCC) technology. A compact 14 GHz GaAs MESFET-based transmitter module integrated with an embedded bandpass filter was built on LTCC 951AT tapes. The up-converter MMIC integrated with a voltage controlled oscillator (VCO) exhibits a measured up-conversion gain of 15 dB and an IIP3 of 15 dBm, while the power amplifier (PA) MMIC shows a measured gain of 31 dB and a 1-dB compression output power of 26 dBm at 14 GHz. Both MMICs were integrated on a compact LTCC module where an embedded front-end band pass filter (BPF) with a measured insertion loss of 3 dB at 14.25 GHz was integrated. The transmitter module is compact in size (400 /spl times/ 310 /spl times/ 35.2 mil/sup 3/), however it demonstrated an overall up-conversion gain of 41 dB, and available data rate of 32 Mbps with adjacent channel power ratio (ACPR) of 42 dB. These results suggest the feasibility of building highly SOP integrated RF front ends for microwave and millimeter wave applications.     

Pyxos嵌入式网络中链路电源模块的设计

为了降低Pyxos嵌入式网络的成本、占用空间和使用的复杂性,介绍了链路电源技术在Pyxos嵌入式网络中的应用。利用电源变压器、整流滤波电路、稳压电路和直流电源滤波器所设计的链路直流供给电源模块向网络供给24V直流电;利用交流滤波电路和电源变压器所设计的链路交流供给电源模块向网络供给24V交流电。链路节点电源模块采用低通滤波器将同一电缆同时传输电源信号和数据信号的电源信号输入Pyxos节点并通过线性电源电路向Pyxos芯片提供3.3V的工作电压。为保证网络性能可靠,还提出了确定Pyxos节点与链路供给电源模块的距离的方法。实际应用表明链路电源技术降低了设备的安装时间和成本。     

A low power, low noise figure quadrature demodulator for a 60 GHz receiver in 65-nm CMOS technology

This paper presents the design of a low power (LP) and a low noise figure (NF) quadrature demodulator with an on-chip frequency divider for quadrature local oscillator (LO) signal generation. The transconductance stage of the mixer is implemented by an AC-coupled self-bias current reuse topology. On-chip series inductors are employed at the gate terminals of the differential input transconductance stage to improve the voltage gain by enhancing the effective transconductance. The chip is implemented in 65-nm LP CMOS technology. The demodulator is designed for an input radio frequency (RF) band ranging from 10.25 to 13.75 GHz. A fixed LO frequency of 12 GHz down-converts the RF band to an intermediate frequency (IF) band ranging from DC to 1.75 GHz. From 10 MHz to 1.75 GHz the demodulator achieves a voltage conversion gain (VCG) ranging from 14.2 to 13.2 dB, and a minimum single-sideband NF (SSB-NF) of 9 dB. The measured third-order input intercept point (IIP₃) is -3.3 dBm for a two-tone test frequency spacing of 1 MHz. The mixer alone draws a current of only 2.5 mA, whereas the complete demodulator draws a current of 7.18 mA from a 1.2 V supply. The measurement results for a frequency divider, which was fabricated individually, prior to being integrated with the quadrature demodulator, in 65-nm LP CMOS technology, are also presented in this paper.     

基于电容补偿技术的CMOS功率放大器设计

利用电容补偿技术技术可以有效提高功率放大器的线性度.这垦描述了一种采用电容补偿技术改善线性的5.25GHz WLAN的功率放大器的设计方法,使用CMOS工艺设计了两级全差分放大电路,在此基础上设计输入输出匹配网络,然后使用ADS软件进行整体仿真,结果表明在1.8 V电源电压下,电路改进后与改进前相比较,用来表示功率放大...     

一种ADC电源方案设计与电源完整性分析

为合理利用机箱空间、减少电源芯片使用数量,提出了一种20片模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)芯片供电方案,既可减小不同频段ADC芯片因输入相同电源造成信号干扰的可能,也可减少低压差线性稳压器(Low Dropout Linear Regulator,LDO)的使用数量,充分利用电源芯片的供电能力,大大降低了模块开发成本。与传统电源方案相比,该方案中电源芯片使用数量减少一半,电源布局面积缩小60%。同时通过仿真可提前识别出其中一路LDO芯片输出的2.5 V电压在到达ADC芯片时未能达到ADC芯片输入的最小电压要求。结合静态压降公式提出3种优化方法,均可达到ADC芯片输入的最小电压要求。采用第2种优化方法,回板实测结果显示3个芯片接收到的电源电压差值为0.3 V,与仿真结果一致。