应用于大功率MMIC开关的AlGaN背势垒GaN HEMT

报道了应用于大功率开关的AlGaN背势垒0.25μm GaN HEMT。通过引入AlGaN背势垒,MOCVD淀积在3英寸SiC衬底上的AlGaN/GaN异质结材料缓冲层的击穿电压获得了大幅度的提升,相比于普通GaN缓冲层和掺Fe GaN缓冲层击穿电压提升幅度分别为4倍和2倍。采用具有AlGaN背势垒AlGaN/GaN 外延材料研制的GaN HEMT开关管在源漏间距为2μm、2.5μm、3μm、3.5μm和4μm时,估算得到的关态功率承受能力分别为25.0W、46.2W、64.0W、79.2W和88.4W。基于源漏间距为2.5μm的GaN HEMT开关管设计了DC-12GHz的单刀双掷MMIC开关。该开关采用了反射式串-并-并结构,整个带内插入损耗最大1.0dB、隔离度最小30dB,10GHz下连续波测试得到其功率承受能力达44.1dBm。     

GaN宽带大功率MMIC开关

<正>GaN HEMT作为第三代宽禁带化合物半导体器件,其高的击穿电压、大的电流密度等特点,使其非常适合于微波大功率开关的研制。南京电子器件研究所利用76.2 mm(3英寸)SiC衬底GaNHEMT材料实现了DC～6 GHz 20 W、DC～12 GHz 15 w和DC～20 GHz 8 W宽带大功率系列开关的研制。其中DC～6 GHz 20 W GaN功率开关带内插入损耗<0.8 dD、隔离度>35 dB、P-1dB>20 W,DC～12 GHz15 W GaN功率开关带内插入损耗<1.4 dB、隔离度>30 dB、P-1dB>15 W,DC-20 GHz 8 W GaN功率开关带内插入损耗<1.5 dB、隔离度>30 dB、P-1dB>8 W,三款功率开关的性能指标均为室温连续波下的测试结果,图1所示为它们在带内的插损和隔离度测试结果。该系列GaN宽带大功率开关的研制成功,充分展示了GaN HEMT在宽带微波大功率开关应用方面的潜力。     

GaN HEMT工艺的X波段发射前端多功能MMIC

采用0.25 μm GaN HEMT 工艺,研制了一款X 波段发射前端多功能MMIC,片上集成了一个单刀双掷(SPDT)开关和一个功率放大器电路。其中SPDT 开关采用对称的两路双器件并联结构,功率放大器采用三级放大拓扑结构设计,电路采用电抗匹配方式兼顾输出功率和效率。测试结果表明,在8～12 GHz 频带内,芯片发射通道饱和输出功率为38.6～40.2 dBm,功率附加效率为29%～34.5%,其中开关插入损耗约为0.8 dB,隔离度优于-45dB。该芯片面积为4 mm×2.1 mm。     

基于金属陶瓷贴片封装的数控衰减器设计

衰减器作为幅度调制器件被广泛用于电子战、雷达、测试设备、通信等各种微波领域。随着信息革命的深入发展,通信、雷达、测试设备等各种微波领域的电子设备趋向于小型化、低成本,对元器件的体积、功耗、可靠性、使用方便性的要求越来越高。文章介绍了一款采用GaAsPHEMT工艺和金属陶瓷贴片封装制作的L波段高精度单片六位数控衰减器的设计方法和研制结果。测试结果表明在频率为DC～2GHz内,衰减步进0.5dB,衰减范围0～31.5dB,插入损耗IL<2.5dB,输入输出驻波比VSWR<1.4,衰减精度|△A_i|<(0.2+3%A_i)dB。附加相移|△φ|<3°,控制方式为TTL电平。     

螺栓支承面垂直度测量方法与检具定位部分设计

本文指出了我厂以前螺栓头部支承面跳动量具设计及测量方法存在的问题。研究了螺栓头部支承面对杆部螺栓轴线的垂直度与杆部螺栓的全跳动之间相互关系，介绍了检具定位部分的设计及特点。整套检具被高强度螺栓学会指定为推荐检具。     

基于LTCC技术的表贴式微波模块设计

给出了一种新型无引线表贴式微波模块设计方法。采用LTCC多层布线技术,运用垂直过渡方式实现微波信号从基板底部到表面的信号传输,完成表贴式互连结构设计。在DC-18GHz内,该表贴互连驻波小于1.5,插入损耗小于1.5dB(含测试盒插入损耗)。在此基础上设计、制作了一款表贴式X波段有源多功能模块,在9～10GHz内,测得噪声系数小于4dB,输出功率大于21dBm。尺寸仅为13×13×4.5mm3,重量小于3g。     

砷化镓0.25μm PHEMT开关模型研究

借助于传统的FET等效电路模型,给出了0.25μm GaAs PHEMT的开关模型,并在ICCAP和ADS软件中,完成等效电路参数的提取与优化。通过对单刀单掷(SPST)开关的仿真和测试,表明,在0.1～20 GHz的频域内,其"开"态插入损耗误差、端口1和端口2的电压驻波比误差分别小于0.3 dB、0.24和0.19;其"关"态隔离度误差、端口1和端口2的电压驻波比误差分别小于1.9 dB、0.12和0.08。文中得到的PHEMT开关模型将有助于控制类单片集成电路的研究与开发。     

5G毫米波GaN收发前端芯片研究

收发前端芯片是5G混合波束赋形系统架构中的关键器件之一，其关键指标包括发射通路的高效率与接收通路的低噪声。研制了一款采用GaN集成工艺的Ka波段收发前端MMIC，采用谐波匹配技术提高发射通路的效率，通过接收电路拓扑的正确选择及前级匹配网络的优化设计降低接收通路的噪声系数。测试结果表明，芯片在37～40 GHz频率范围内发射通路饱和输出功率大于36 dBm，饱和效率大于26%，功率回退8 dB时三阶交调失真小于-33 dBc；接收通路增益大于19 dB，噪声系数小于3.6 dB。该收发前端芯片可应用于5G毫米波基站中。