一种增益可多重调节的低功耗双频段低噪声放大器

为了同时满足无限局域网(wireless local area network,WLAN)和新一代无限保真(wireless fidelity,WIFI)无线通信标准,设计实现了一款增益可多重调节的低功耗双频段低噪声放大器(dual-band low noise amplifier with multiple gain-tunability,MGT-DBLNA).输入级采用串-并联谐振滤波网络以实现双频段输入匹配.放大级采用可调谐的有源电感作负载和偏置电压可变的电流复用结构,一方面,可通过调节有源电感的外部偏压和偏置电路的电压2种不同方式,对MGT-DBLNA的增益进行单独或联合调节,另一方面降低了功耗.输出级采用由电流镜以及共集电极放大器构成的可控缓冲器,可实现增益的进一步调节.基于WIN 0.2μm Ga As HBT工艺库进行验证,结果表明:在不同工作频率2.4、5.2 GHz下,MGT-DBLNA的增益(S21)可分别在3.9~12.3 d B、12.6~20.2 d B范围内调节;输入回波损耗(S_(11))与输出回波损耗(S_(22))均小于-10.0 d B;噪声系数(noisefigure,NF)小于3.4 d B;在5.0 V的工作电压下,静态功耗小于20.0 m W.所提出的MGT-DBLNA不仅实现了增益的大范围调节,同时也降低了功耗.     

具有高电流增益-击穿电压优值的新型应变Si/SiGe HBT

为了改善器件的高压大电流处理能力,利用SILVACOTCAD建立了应变Si/SiGe HBT模型,分析了虚拟衬底设计对电流增益的影响.虚拟衬底可在保持基区-集电区界面应力不变的情况下实现基区Ge组分的高掺杂,进而增大电流增益.但器件的击穿电压仍然较低,不利于输出功率的提高和系统信噪比的改善.考虑到集电区设计对电流增益影响不大但与器件击穿电压密切相关,在采用虚拟衬底结构的同时,对器件的集电区进行选择性注入设计.该设计可在集电区引入横向电场,进而提高击穿电压.结果表明:与传统的SiGe HBT相比,新器件的电流增益和击穿电压均得到显著改善,其优值β·V_(CEO)。改善高达14.2倍,有效拓展了微波功率SiGe HBT的高压大电流工作范围.     

射频功率HBT热稳定性分析及镇流电阻优化

为了有效改善射频功率HBT的热不稳定性、消除自加热效应对功率器件电学特性的影响,从热电反馈网络出发,阐述了晶体管热稳定因子S的物理意义.在考虑发射极电流正温度系数、器件能带连续性(△E_v)、重掺杂效应(△E_g)、基极和发射极加入镇流电阻(R_B和R_E)等因素的情况下。给出了功率HBT自热完全补偿(S= 0)所需最小镇流电阻(R_c)表达式.结果表明,在△E_v+△E_g>2κT时,HBT工作温度丁越大,R_c反而越小.由于R_c的减小,功率HBT将能提供更大的输出功率、功率增益和功率附加效率.     

基区重掺杂对SiGe HBT热学性能的影响

相对于同质结晶体管,异质结双极晶体管(HBT)由于异质结的存在,电流增益不再主要由发射区和基区掺杂浓度比来决定,因此可以通过增加基区掺杂浓度来降低基区电阻,提高频率响应,降低噪声系数,但基区掺杂浓度对器件热特性影响的研究却很少。以多指SiGeHBT的热电反馈模型为基础,利用自洽迭代法分析了基区重掺杂对器件集电极电流密度和发射极指温度的影响。通过研究发现,随着基区浓度的增加,SiGe HBT将发生禁带宽度变窄,基区反向注入发射区的空穴电流增大;同时,基区少子俄歇复合增强,这些都将减小集电极电流密度,降低发射极指温度,从而抑制发射极指热电正反馈,提高器件的热稳定性。     

改善多指HBT热稳定性的非均匀指间距技术

建立了多发射极指功率SiGe HBT的热电反馈模型,研究了发射极指间距的变化对多指功率SiGe HBT表面温度分布的影响.在此基础上,提出了发射极指间距的非均匀化优化技术.在不同偏置下,对具有均匀间距和非均匀间距的多指HBT各指之间的温度分布进行模拟.结果表明,具有非均匀指间距结构的SiGe HBT峰值温度明显下降,各指之间的温度分布均匀性得到加强,这是传统均匀指间距技术无法比拟的,显示了非均匀指间距优化技术的优越性.     

10kV链式星接STATCOM直流电容参数计算与均压策略

静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)普遍是由具有相同结构的H桥链节级联组成。根据链式星形接法STATCOM的拓扑结构分析了向量和数学模型;然后从能量脉动角度,结合电容电压波动系数,给出了直流电容的选取原则和计算方法;并针对直流电容电压均衡问题,详细阐述了总电压控制和链节电压控制的原理;进而将其实施到电压电流的双闭环控制策略当中,最终得到链节电压的预控值和微调量,从而实现了STATCOM各链节之间的电压均衡,以及与电网的有功平衡。仿真分析和工业样机的实验结果表明,所提控制方法的暂态和动态性能良好,可为STATCOM工程设计提供参考。     

微网技术发展分析与探讨

随着传统能源的枯竭,以微型电网(简称微网)为载体的新能源发电系统由于其灵活、分散、小型、靠近用户和使用清洁能源的特点得到了快速发展。在此介绍了微网的定义、结构特点及国内外研究及发展现状,其中重点介绍了目前我国微网发展现状;分析了组成微网的分布式电源的特点,并讨论了微网并网运行时对公共电网的影响,总结出微网技术的研究热点及在实际应用中的难点。指出微网未来发展的方向,强调在加强技术方面研究的同时,还需完善微网运行的相关政策和技术标准。     

多发射极条功率SiGe HBT的热电耦合与优化设计

利用自洽迭代数值计算方法,对多发射极微波功率SiGe HBT芯片热电耦合特性进行了模拟和分析。结果表明,通过对晶体管发射极条长、条间距的调整,可以有效地改善芯片温度分布的不均匀性,提高晶体管的热稳定性和功率处理能力。     

一款多种优异性能集于一体的高频压控有源电感

提出一款多种优异性能集于一体的高频压控有源电感(HFVCAI)，主要由分别配置1个外部电压调控端的第一交叉耦合单元、第二交叉耦合单元和配置2个外部电压调控端的调控单元构成。其中，第一和第二交叉耦合单元并联，且调控单元与它们串联，通过不同单元间的协同配合和4个外部电压的联协调控，HFVCAI能够集3种优异性能于一身:电感值和Q值在同一高频点下皆能取得高的峰值;电感值能够在高频下大范围调谐，而与此同时，Q峰值却能够保持基本不变; Q峰值能够在高频点下大范围调谐，而电感值却能保持几乎不变。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺，利用射频工具ADS对HFVCAI的性能进行了验证。结果表明，电感值和Q值在12.78 GHz高频下同时取得高的峰值，分别为2 841.49 n H和2 118;电感值能够在12 GHz高频下从23.93 n H调谐至123.82 n H，而Q峰值基本保持在87; Q峰值在12.52 GHz高频下能够从26调谐至1 445，而电感值基本保持在401 n H。