微波双极晶体管和微波场效应晶体管线性放大器

1.引言近年来,由于微波双极晶体管和微波场效应晶体管在制造工艺上所取得的成就,使得使用电真空器件的一些无线电设备单元完全可以用半导体器件代替。用线性放大器作为无线电发射设备的输入,输出极和中放、以及作为无线电测量仪器的某些单元是     

微波功率砷化镓场效应晶体管

本文介绍 X 波段 GaAs 功率 FET 的设计考虑、工艺特点和电特性。采用53条梳状源、52条漏和1条连接104条平行的肖特基栅的复盖栅来实现栅长1.5微米、栅宽5200微米的 FFT。研究成功了一种面接地技术,以便把共源引线电感减到最小(L_s=50微微法)。研制出的器件在10千兆赫下给出0.7瓦,8千兆赫下给出1.6瓦的饱和输出功率。在6千兆赫下,1分贝增益压缩时,线性增益为7分贝,输出功率为0.85瓦,并得到30%的功率附加效率。在6.2千兆赫下,三次互调制分量的截距为37.5分明亳瓦。     

金刚石微波功率场效应晶体管

<正>金刚石材料具有高热导率、高击穿场强、高硬度等众多的优异特性,在机械加工、光学系统、核探测器、声表器件、电力电子器件及大功率微波器件等众多领域具有重要的应用价值。由于现实及潜在的巨大军事、经济和技术价值,金刚石材料已经成为21世纪的战略材料之一。受制于金刚石材料外延生长以及材料掺杂技术的制约,一直以来金刚石微波功率器件性能提升非常缓慢。在频率性能方面,虽然2006年金刚石微波器件的电流增益截止频率f_T突破了45GHz,但到2012年器件的f_T也仅提升至53 GHz。在功率性能方面,金刚石微波功率器件在2 GHz下输出功率密度至今依然低于300 mW/mm。     

微波场效应晶体管的研制

本报告叙述了能给出微波功率的砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管的研究结果。这个方案在3千兆赫下已达到1.2瓦的饱和功率,它是在单个的基片载体上由六个栅宽为500微米的小器件并联而成。在3千兆赫下单个器件的小信号增益高达10分贝(截止频率为10千兆赫)。用六个器件并联在3千兆赫下可获得5分贝的增益,输出功率达到800毫瓦。在小信号电平下相互调制分量的测量方法给出-23分贝的三级相互调制分量的结果,对于低的谐波失真来说,这是并未最佳化的器件的典型结果。为了迅速鉴定出制造场效应晶体管的外延材料的质量,采用了水银探针这种技术。从这一工作所得到的结论是欲获较大功率只能靠增大单一器件的尺寸来实现,这是因为在单一基片载体上并联比六个还多的子器件要引起放大器性能的退化。文中对宽为5000微米的自对准栅的器件制造过程作了描述。     

GaAs微波振荡功率场效应晶体管

<正> 一、引言 GaAsMESFET是近十多年来迅猛发展的一种微波器件。无论在低噪声、微波功率放大、以及微波振荡等方面,GaAsMESFET都是目前最好的一种微波固态器件。随着微波通讯、雷达、电子对抗等整机系统对高性能振荡器的要求,用GaAsMESFET制作的介质振荡器(DRO)和压控振荡器(VCO)以及GaAsMESFET YIG振荡器与用双极晶体管或体效应管制作的振荡器相比,具有振荡频率高、频谱纯、相位噪声低、频率稳定度高和频带宽等优     

砷化镓微波肖特基栅场效应晶体管

在10千兆赫下单向功率增益为12分贝和最高振荡频率为40千兆赫的肖特基势垒栅砷化镓场效应晶体管已经研制成功,如图1所示。器件制作在锡掺杂的N型外延层上,该层是在半绝缘的<100>晶向的砷化镓衬底上从镓溶液中外延生长的。0.3微米厚度的外延层的掺杂浓度是7×10~(16)厘米~(-3),在同一薄层上测量到的迁移率是5000厘米~2/伏·秒。器件结构如图2所示。栅是铬-金做的,其厚为0.5微米,长为0.9微米,宽为500微米。它是由接触曝光和剥离工艺制造的。源-漏是金-锗合金接触。源和栅的间距是1微     

离子注入的砷化镓微波场效应晶体管

用硫离子直接注入掺铬半绝缘衬底作成沟道区,制成了砷化镓微波场效应晶体管,这样就避免了生长外延层。这一离子注入法已用于制作0.25微米厚、厚度及载流子浓度均匀的n型层,对不同的样品载流子迁移率在2410～3620厘米2/伏·秒范围。由于均匀性好,用此注入层制作的场效应晶体管同一个片子上各个管芯的跨导和夹断电压重复性好,其偏差不超过±10％。通常,掺铬的砷化镓满足于制作场效应晶体管,然而为了获得最高的迁移率希望铬的补偿最小。表征微波特性的S参数测量推算出f_(max)=20千兆赫,然而因阻抗失配和管壳参量的影响,传输增益大约在7千兆赫截止。     

微波砷化镓场效应晶体管的进展

一、发展概况早在五十年代初期,肖克莱就提出了关于场效应晶体管的基本工作原理。由于材料和工艺方面的原因,在相当长的时间内进展迟缓。自1966年C.A.Mead提出砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管(GaAsMESFET)以来,普遍认为它可望成为一种很好的微波器件,竞相投入力量进行研制。1970年后,在砷化镓材料和制管工艺方面都有重大突破,从而使器件性能水平迅速提高。 1972年,GaAsMESFET已达到在10千兆赫下,噪声系数3.5分贝,增益6.6分贝。远远超过硅双极晶体管的性能。而且也提出了考虑到载流子速度饱和谷间散射的噪声模     

微波GaAs场效应晶体管的应用

微波砷化镓场效应晶体管(GaAs FET)的出现和应用可以说是七十年代固态微波的最辉煌成果.自1971年研制成GaAs FET以来,由于它在微波频段具有低噪声、高增益、低三阶交调失真、高反向隔离、低工作电压、高输入阻抗和热稳定性好等特点,因此已广泛用于通信、雷达、电子对抗等设备中.随着设计和工艺水平的不断突破,近年来GaAs FET的应用领域已迅速扩展到诸如低噪声UHF电子调谐器、卫星直播电视接收机前端、闯入报警器、多卜勒雷达、汽车电话及TV中继接收站等民用电器方面.一、GaA8 FET的分类和结构用于微波频段的GaAs FET,按栅的不同结构,可分为金属半导体接触栅场效应晶体管(MESFET)、PN结栅场效应晶体管(JFET)和绝缘栅场效应晶体管(IGFET或MOSFET)三类.其中以MESFET发展     

微波功率FET的大信号定模

叙述了一种新的功率ＦＥ定模方法,它利用在功率谐波测量与优化计算相结合,具有简单、方便、准确的优点．给出了实际测量结果。     

混合参数高灵敏度微波GaAsFET压控振荡器的研制

介绍了 Ｃ 波段低端的 Ｇａ Ａｓ Ｆ Ｅ Ｔ 压控振荡器（ Ｖ Ｃ Ｏ）。这种振荡器采用混合参数设计技术,选用新型场效应晶体管（ Ｆ Ｅ Ｔ）反沟道电路接法。分析了电路工作原理及影响电压调制带宽的诸因素,提出并解决了一些技术难题,给出了测试结果。结果表明这种 Ｖ Ｃ Ｏ 具有较大的优越性。     

Microwave Power GaAs FET Amplifiers

The development of broad-band microwave amplifiers using state-of-the-art GaAs power FET's covering the 6-12-GHz frequency band is presented. A unique circuit topology incorporating an edge-coupled transmission line section for both impedance matching and input/output dc blocking is described. The microstrip circuit design of an X-band 1-W 22-dB-gain GaAs FET amplifier is also discussed. Microwave performance characteristics such as intermodulation, AM-to-PM conversion, and noise figure are included.     

微波FET有源电感的分析

提出用FET实现四种高性能的微波有源电感基本电路结构，通过分析各个电路的特性表明，这四个有源电感均是低损耗或无损耗的。另外还选择了其中的一种电路结构，详细分析了FET参数变化对有源电感用抗的影响。     

微波功率管测量的微波辐射分析与防护

该文介绍了微波辐射防护的理论知识和安全标准,以及微波功率管测量系统的配置和测量流程。对测量系统的微波电磁辐射进行了分析,列举了在微波功率管测试工作中采取的一些防护措施和测评结果,阐述了使用程控化测量系统对微波辐射防护的益处。     

聚酰亚胺在微波GaAs FET中的应用

聚酰亚胺是一种高分子聚合物材料。它的组分及结构使其具有比SiO_2等无机介质更优越的介质特性与热特性,且刻蚀方法简便。在微波GaAs FET中作表面钝化、双层布线隔离介质应用时明显提高了器件可靠性,尤其改善了塑料封装器件的防潮性能,简化了FET工艺步骤。     

微波FET宽带放大器综述

本文介绍了当前微波FET宽带放大器发展概况和动向,概括说明目前一些主要宽带放大器的机理、特点和设计方法.     

Microwave Measurements Part II Non-linear Measurements

This paper addresses the problems in microwave non-linear measurements. It discusses techniques to synthesize loads, the most used non-linear measurement techniques, and harmonic load-pulling. An experimental setup for characterizing power amplifiers must be able to measure the complex spectrum of the waves at the amplifier ports as a function of frequency, input power, and source and load termination at the fundamental and harmonic frequencies. The vector network analyzer (VNA) is the core instrument used in the non-linear characterization scenario. The basic idea is to keep the operations of VNA/mixers linear, diverting to them only a small portion of the signal present at the device under test (DUT) ports, therefore keeping unaltered the VNA capabilities already exhibited for small signal measurements.     

Analysis of Noise Upconversion in Microwave FET Oscillators

The upconversion of Iow-frequency noise in microwave FET oscillators is investigated. The theoretical analysis is presented in two forms, a general and a simplified one. The latter version yields closed-form expressions for amplitude and phase noise, which are discussed wfth regard to the physics of the upconversion process. Application of the method is demonstrated with an example.     

GaAsFET大信号模型与参数提取

提出适用于功率ＧａＡｓＦＥＴ的新的大信号模型以及脉冲Ｉ－Ｖ和小信号Ｓ参数相结合的整体化参数提取方法。用研制出的大信号建模软件提取了功率ＦＥＴ的大信号模型参数，并用该模型模拟和测量了器件大信号Ｓ参数，结果完全一致。