X波段GaN五位数字移相器MMIC的设计

采用0.5μm GaN HEMT工艺设计了X波段五位数字移相器的单片微波集成电路(MMIC),描述了移相器的设计过程,并进行了版图电磁仿真。该移相器采用高低通滤波器型网络和加载线型结构。利用电路匹配技术设计移相器电路的开关结构,将GaN器件的插入损耗从14 dB降至1 dB。版图仿真结果表明,在9.2 GHz~10.2 GHz频带范围内,均方根移相误差小于3.5°,插入损耗典型值为17.4 dB,回波损耗小于-12 dB,版图尺寸为5.0 mm×4.7 mm。     

GaN HEMT开关器件小信号模型

GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)开关器件模型的研究对提高电路性能和缩短研发周期有着重要的意义.为了开发更加精确的电路模型,基于AlGaN/GaN HEMT开关器件的物理结构得到其等效电路模型.利用不同的方法提取开关器件的寄生电容、寄生电感以及寄生电阻.对于栅极附加有千欧姆量级偏置电阻的开关器件提出了一种新的本征参数提取方法.最后通过引入误差因子来评估该模型的准确性和应用在单刀双掷(SPDT)开关电路中检验模型的正确性.结果表明,误差因子E11 =E22＜2.96％,E12 =E21 ＜1.27％,开关电路拟合S参数与实测S参数结果基本吻合.所设计的小信号模型对未来GaN基电路设计提供了一定的理论指导.     

基于AlGaN/GaN HEMT的C波段混合集成功率合成放大器的设计

研制了一种基于AlGaN/GaN HEMT的功率合成技术的混合集成放大器电路.该电路包含4个10×120 μm的HEMT晶体管以及一个Wilkinson功率合成器和分配器.在偏置条件为VDS=40V,IDS=0.9A时,输出连续波饱和功率在5.4GHz达到41.4dBm,最大的PAE为32.54%,并且功率合成效率达到69%.     

微波功率器件的滤波器测试电路

在微波电路原理和半导体器件物理的基础上,设计和模拟了三种用于微波功率器件的测试电路,并且设计了与之配套的测试夹具.采用矢量网络分析仪对该测试电路和夹具,在3～8GHz范围内进行了小信号测试.模拟和测试结果表明,采用阶梯阻抗滤波器偏置网络的测试电路性能较好,比采用扇形线偏置网络的测试电路具有更宽的带宽.该滤波器偏置电路能够用来在整个C波段,即在4～8GHz内对微波功率器件进行测试.但是,微带叉指耦合电容没有起到取代贴片隔直电容的目的,原因是该结构对参数精度要求高,而PCB制作工艺无法满足这个要求.     

AlGaN/GaN HEMT器件小信号等效电路参数值的提取

利用国际通用的ColdFET以及宽带小信号提取方法对AlGaN/GaN HEMT器件进行小信号参数的提取,用仿真软件ADS(advanced design system)建立HEMT小信号等效电路模型,并对参数值进行优化.可快速提取器件的小信号参数并给予工艺一些反馈和指导.     

基于磁场检测的自平衡巡线智能小车设计

文中以第七届"飞思卡尔"杯大学生智能车竞赛为背景,以飞思卡尔MC9S12XS128单片机为核心,设计了一种自平衡巡线智能车系统。本设计基于倒立摆的动力学模型,经过卡尔曼滤波算法对陀螺仪和加速度计的输出信号进行处理得到智能车的角速度和倾角,再通过PID运算处理后的输出控制智能车的平衡、前进和转向。实验及实际比赛表明,本智能车系统可稳定运行,具有速度快,转向灵活,抗干扰性强的特点。     

硫化模拟分析技术在弹性车轮弹性体元件硫化工艺设计中的应用

研究硫化模拟分析技术在弹性车轮弹性体元件硫化工艺设计中的应用。首先采用经验公式计算出弹性车轮弹性体元件硫化时间,在此基础上运用硫化模拟分析技术,通过模型构建、网格划分及过程参数设置,对弹性车轮弹性元件硫化工艺进一步进行模拟分析,将硫化时间缩短16. 7%。弹性车轮弹性体元件溶胀指数、关键尺寸(厚度)和垂向刚度测试结果表明,与经验公式计算结果相比,弹性车轮弹性元件硫化模拟分析结果与实际生产情况更相符,硫化温度和硫化程度预测更准确,所得产品尺寸和性能更佳。实际生产中,该技术应用于橡胶制品硫化工艺设计可以减少试模次数和研发成本,提高产品质量。     

一个Ku波段高功率密度AlGaN/GaN HEMTs单片集成功率放大器

本文报道了一款工作于Ku波段的高功率密度单片集成功率放大器。该放大器采用金属有机化学气相淀积技术在2英寸半绝缘 4H-SiC衬底上生长0.2um AlGaN/GaN HEMTs工艺制作而成。在10%占空比的脉冲偏置Vds=25V,Vgs=-4V条件下,该单片放大器在12-14GHz频率范围内得到最大输出功率38dBm(6.3W),最高PAE 24.2%和线性增益6.4到7.5dB。以这种功率水平而论,该放大器的功率密度超过5W/mm。     

A Ku band internally matched high power GaN HEMT amplifier with over 30%of PAE

正We report a high power Ku band internally matched power amplifier(IMPA) with high power added efficiency(PAE) using 0.3μm AlGaN/GaN high electron mobility transistors(HEMTs) on 6H-SiC substrate.The internal matching circuit is designed to achieve high power output for the developed devices with a gate width of 4 mm.To improve the bandwidth of the amplifier,a T type pre-matching network is used at the input and output circuits,respectively.After optimization by a three-dimensional electromagnetic(3D-EM) simulator,the amplifier demonstrates a maximum output power of 42.5 dBm(17.8 W),PAE of 30%to 36.4%and linear gain of 7 to 9.3 dB over 13.8-14.3 GHz under a 10%duty cycle pulse condition when operated at V_(ds) = 30 V and V_(gs)=—4 V.At such a power level and PAE,the amplifier exhibits a power density of 4.45 W/mm.     

应用一种新T形栅版图设计方法的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

在蓝宝石衬底上制作AlGaN/GaN高电子迁移率品体管.由于使用了一种全新的T形栅电子束曝光版图,因此可以自由地改变T形栅的宽窄比(T形栅头部尺寸与栅长的比值)并优化T形栅的形状.所得的0.18μm栅长的器件,其特征频率(fT)为65GHz,T形栅的宽窄比为10.同时,测得的峰值跨导为287mS/mm,最大电流街度为980mA/mm.