砷化镓场效应晶体管的噪声性能

一、引言砷化镓肖特基势垒场效应晶体管是在X波段和更高频率上显示线性功率放大性能的第一个三端固体器件。它的独特的信号处理能力和低噪声特性已为许多工作者所证明。例如,在10千兆赫时,其噪声系数接近3分贝的已有报导,而理论上预计的还低一些。目前,从低的C波段往上,砷化镓场效应晶体管已在低噪声放大器中被采用。就这点而论,它很出色地弥补了硅双极晶体管仍然只能控制C波段以下的微波波段的状况,然而,现在正用具有缓冲层的场效应晶体管来实现降低噪声,双极晶体管的这一独特频率范围不会继续存在多久。图1是根据1975年7月用硅双极晶体管和砷化镓场效应晶体管     

短沟道砷化镓场效应晶体管的噪声性能

砷化镓肖特基势垒场效应晶体管的噪声性能已在理论和实验上作了研究。已经发现,当偏置加于夹断区时,砷化镓场效应晶体管还有另外一种噪声源——谷间散射噪声。研究了这种噪声源并提出了一种新的晶体管噪声模型。在2～10千兆赫频率范围内,测量和计算的噪声系数很好地一致。可以看出,减薄沟道厚度可减小谷间散射噪声的影响。该器件在 X 波段下具有极好的增益和噪声特性。     

砷化镓和磷化铟场效应晶体管噪声性能的极限

化合物半导体场效应晶体管做为微波低噪声放大器是很有希望的,然而在诸如GaAs和InP这样的材料中谷间散射对噪声性能的影响仍然是个问题。谷间散射是导带中获得相当高速度的主能带上的电子随机地激发到速度低得多的次能带上。此外,由于速度过冲,化合物半导体FET的微波增益也受到谷间散射的影响。速度过冲是这样一种现象,即电子通过一个短沟道器件的部分或整个渡越时间里,其速度超过从平衡速度与电场关系曲线中对特定电场应得到的速度值。本文的目的是确定这些现象对化合物半导体FET的噪声性能极限的影响;比较GaAs和InP器件可望的最终噪声性能;以     

S频段大功率振荡用砷化镓场效应晶体管的微波性能

对WC76型S频段大功率振荡用砷化镓场效应晶体管的微波性能作了介绍。文中给出了测试振荡器的设计。测试结果表明,WC76型振荡管在s频段的微波性能良好,振荡频率在3GHz左右时,输出功率可达3.5w,直流—射频转换效率可达44％,而且在2～4GHz的整个S频段均能满意地工作。     

大功率砷化镓场效应晶体管

具有和真空管同样性能的固体放大器件的设想已在三十年代就提出来,1948年发明点接触型双极晶体管的巴丁、布拉吞、肖克莱等人最初也是把实现目前的场效应晶体管作为努力的目标,这已是众所周知的历史事实。此后,双极晶体管取得了惊人的进步,而与此相反,场效应管却处于停滞状态。从双极晶体管的飞速发展情况看来,继锗晶体管之后的硅晶体管难道不是完全取代小信号放大用以至于高频大功率用的真空管吗?实践回答,否!在包括硅晶体管在内的半导体放大器件前进道路上出现了强大的竞     

砷化镓场效应晶体管振荡器

本文简要的综述了砷化镓场效应晶体管(以下简写GaAsFET)振荡器的发展近况.介绍了CaAsFET振荡器的基本电路,介质高稳定GaAsFET振荡器以及电调宽频带GaAsFET振荡器.最后与体效应及双极晶体管振荡器进行了比较,从而肯定了GaAsFET振荡器的广阔使用前景.     

砷化镓隧道发射晶体管

本器件始于60年代,由于结构上的问题,至今未获成功.本文对该器件提出了根本改进,采用砷化镓单晶结构.分析表明,最高振荡频率有可能达到300GHZ.     

微波砷化镓场效应晶体管放大器在低温下的噪声性能

对贝尔实验室微波砷化镓场效应晶体管放大器在液氮制冷(78°K)下4千兆赫的噪声温度已进行了测量,得到的最佳噪声温度大约是30°K(0.4分贝的噪声系数),而4千兆赫下噪声温度的室温值是152°K(1.8分贝)。     

Measuring Transistor Large-Signal Noise Figure for Low-Power and Low Phase-Noise Oscillator Design

This paper presents an experimental method for determining additive phase noise of an unmatched transistor in a stable 50-$Omega$ environment. The measured single-sideband phase noise is used to determine the large-signal noise figure of the device. From the Leeson–Cutler formula and a known oscillator circuit with the characterized transistor, the phase noise of the oscillator can be predicted. The method is applied to characterization of several bipolar devices around 3.4 GHz, the frequency of interest for miniature rubidium-based atomic clock voltage-controlled oscillators.      

Colpitts型低噪声声表面横波振荡器

描述了工作频率达1.435GHz的低损耗声表面横波谐振器,其损耗为3dB,有载品质因素达1 573。用此表面横波谐振器作为频控元件,采用Colpitts型振荡电路,制作出千兆赫兹频率的低噪声声表面横波振荡器,其在偏离载波1kHz、10kHz、1MHz处的相位噪声分别达-105dBc/Hz、-137dBc/Hz、-168dBc/Hz。     

Q-dependence of Gunn Oscillator FM Noise (Short Papers)

Measurements of FM noise and the external quality factor Q/sub ex/ of X-band Gunn oscillators are reported which show that both unconverted and intrinsic FM noise vary inversely as Q/sub ex/, if bias voltage, RF power, and frequency are kept constant.     

低相位噪声毫米波平面振荡器研究

设计了一种低相位噪声毫米波平面振荡器电路,采用在振荡器谐振端嵌入缺陷接地结构(DGS)方法来改善振荡器的相位噪声;同时在振荡器混合集成中采用了芯片倒扣技术减小寄生效应.分析并比较了嵌入和未嵌入DGS结构两种振荡器电路的性能.测试结果表明,嵌入DGS结构的振荡器相位噪声比未嵌入的降低了5 dB～7 dB.     

低相噪启钥式耦合微波光电振荡器研究北大核心

针对微波通信、雷达、电子战和导航等先进电子系统的应用发展需求,为了实现具有实用价值的极低相噪耦合微波光电振荡信号产生,提出了一种基于Sigma型光纤储能环腔架构的低相噪启钥式耦合微波光电振荡器。该方案通过Sigma型光纤储能技术消除了耦合微波光电振荡器中存在的偏振衰落问题,并且通过有源光纤环腔再生增益特性极大增强了振荡器品质因数,最终实现了10 GHz耦合微波光电振荡器的开机启钥稳定运行,起振信号在10 kHz频偏处的相位噪声达到-139.26 dBc/Hz。     

低相位噪声微波振荡器设计

针对Ka和Ku波段上、下变频装置对微波振荡器低相位噪声和小型化的要求,该文采用单环锁相式频率合成技术完成了微波振荡器的设计,并对锁相环的相位噪声进行了理论计算。分析了鉴相频率、鉴相器灵敏度和环路带宽对锁相环输出相位噪声的影响,根据分析结果对微波振荡器电路参数合理选择,同时兼顾了低相位噪声与小型化的设计要求。测试结果表明,振荡器的相位噪声指标与理论计算一致,各项指标均达到要求,可满足实际工程应用。     

Analysis and Design of a Single-Resonator GaAs FET Oscillator with Noise Degeneration

This paper presents an analysis of a low-noise dielectric resonator GaAs FET oscillator in a frequency-locked loop (FLL), which is used for FM noise degeneration. In this circuit, one resonator serves both as the frequency-determining element of the oscillator and as the dispersive element of the discriminator. The results of the analysis are used to generate design guidelines. These guidelines were followed in an experimental realization of an X-band circuit. The measured FM noise was--120 and--142 dBc/Hz at 10- and 100-kHz offset frequencies, respectively, and corresponded closely to predicted results.     

一种高频低相噪表面贴装晶体振荡器的研制

介绍了高频低相噪表面贴装晶体振荡器的研制,说明了低相噪晶振设计时应考虑的几个方面,并给出了一组振荡器的对比测试以及研制的晶振测试结果。     

Ku波段低相噪锁相介质振荡器

应用取样锁相技术对Ku波段低相噪锁相介质振荡器进行了研究,对取样锁相技术的工作原理和电路特性进行了分析,阐述了取样锁相环路的设计过程.对制成的实物进行了测试和调试,取得了预期的相位噪声指标.实验结果表明,该取样锁相源的频率为17GHz,输出功率≥10dBm,杂波抑制比≥70dBc,相位噪声-103dBc/Hz@1kHz, -107dBc/Hz@10kHz, -110dBc/Hz@100kHz, -128dBc/Hz@1MHz.     

L波段砷化镓单片低噪声放大器

设计、研制了一种工作在Ｌ波段的ＧａＡｓ单片低噪声放大器。该放大器在ＨＰ－８５１０Ｂ网络分析仪和ＨＰ－８９７０Ｂ自动噪声仪上的测试结果为：１．１～１．５ＧＨＺ频段，ＮＦ≤２．０ｄＢ，Ｇ≥１８ｄＢ，ＶＳＷＲ（ｉｎ，ｏｕｔ）≤２：１，增益起伏≤０．５ｄＢ；在１．５～２．０ＧＨＺ频段ＮＦ≤２．５ｄＢ，Ｇ≥１８ｄＢ，ＶＳＷＲ（ｉｎ，ｏｕｔ）≤２：１，增益起伏≤±０．５ｄＢ。