Ka波段GaN HEMT功率器件

设计了Ka波段GaN功率高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料及器件结构,采用AlN插入层提高了二维电子气(2DEG)浓度.采用场板结构提高了器件击穿电压.采用T型栅工艺实现了细栅制作,提高了器件高频输出功率增益.采用钝化工艺抑制了电流崩塌,提高了输出功率.采用通孔工艺减小源极寄生电阻,通过优化钝化层厚度减小了寄生电容,提高了器件增益.基于国产SiC外延材料及0.15 μm GaN HEMT工艺进行了器件流片,最终研制成功Ka波段GaN HEMT功率器件.对栅宽300 μm器件在29 GHz下进行了微波测试,工作栅源电压为-2.2V,源漏电压为20 V,输入功率为21 dBm时,器件输出功率为30 dBm,功率增益为9 dB,功率附加效率约为43％,功率密度达到3.3 W/mm.     

P波段900 W脉冲功率LDMOS器件的研制

设计并制作了一种50 V窄脉冲工作的P波段大功率横向扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管(LDMOSFET)。在P波段、工作电压50 V、工作脉宽100 μs和占空比10%的工作条件下,该器件的带内输出功率大于900 W,功率增益大于18 dB,漏极效率大于50%,抗驻波失配比大于5∶1,表现出了良好的性能。     

石英晶体振荡器的集成化设计

在分析典型的分立式共射共基晶体振荡器原理的基础上,通过建立电路模型,设计一种集成化的石英晶体振荡器.采用电压源电路作为缓冲放大器的基极偏置,去掉容值较大的旁路电容,振荡电路与缓冲放大器电路共用偏置分压电阻,缩短电路起振时间,减小电路版图面积.基于特征尺寸为0.35μm的chrt.35dg_sige工艺库,利用Cadence中的spectre仿真工具对电路进行仿真.结果显示:当电源电压为2.7V时,振荡频率为12.8MHz,起振时间约为1.3ms,输出波形的峰峰值约为0.8V,单边带相位噪声1kHz处为-142dBc/Hz,10kHz处为-150dBc/Hz,整个电路的直流功耗小于2.7mW.     

InGaP/GaAs HBT器件的制备及其特性

采用在发射区台面腐蚀时保留InGaP钝化层和去除InGaP钝化层的方法制备了两种InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)器件,研究了InGaP钝化层对HBT器件基区表面电流复合以及器件直流和射频微波特性的影响.对制备的两种器件进行了对比测试后得到:保留InGaP钝化层的HBT器件最大直流增益(β)为130,最高振荡频率(fmax)大于53 GHz,功率附加效率达到61％,线性功率增益为23 dB;而去除InGaP钝化层的器件最大β为50,fnax大于43 GHz,功率附加效率为57％,线性功率增益为18 dB.测试结果表明,InGaP钝化层作为一种耗尽型的钝化层能有效抑制基区表面电流的复合,提高器件直流增益,改善器件的射频微波特性.