一种新颖的具有HEMT和GaAs MMIC的Ku波段低噪声放大器

本文介绍了一种具有高电子迁移率晶体管(HEMT)和砷化镓单片微波集成电路(GaAs MMIC)的Ku波段低噪声放大器。在11.7～12.2GHz频率范围内,该放大器的噪声系数小于1.9dB,相关增益大于27dB,输入和输出驻波比小于1.4。放大器第一级采用了HEMT和微波串联电感反馈技术,放大器未级采用了Ku波段GsAs MMIC。设计的关键是采用微波串联电感反馈方法同时获得最佳噪声和最小输入驻波匹配。放大器的输入端和输出端均为BJ-120波导。     

高效率X波段GaN MMIC功率放大器的研制

突破了GaN MMIC功率放大器的设计、制造、测试等关键技术,研制成功X波段GaN MMIC功率放大器。设计及优化了电路拓扑结构及电路参数,放大器芯片采用了国产外延材料及标准芯片制作工艺。单片功率放大器包含两级放大电路,采用了功率分配及合成匹配电路,输入输出阻抗均为50Ω。制作了微波测试载体及夹具,最终实现了X波段GaN MMIC功率放大器微波参数测试。在8.7～10.9 GHz频率范围内,该功率放大器输出功率大于16 W,功率增益大于14 dB,增益波动小于0.4 dB,输入驻波比小于2∶1,功率附加效率大于40%,带内效率最高达52%。     

A monolithically integrated HEMT-HBT low noise high linearityvariable gain amplifier

We report on a 1-6 GHz HEMT-HBT three-stage variable gain amplifier (VGA), which is realized using selective molecular beam epitaxy (MBE). The VGA integrates an HEMT low noise amplifier with an HBT analog current-steer variable gain cell and output driver stage to achieve a combination of low noise figure, wide gain control, and high linearity. The HEMT-HBT VGA MMIC obtains a maximum gain of 21 dB with a gain control range >30 dB, a minimum noise figure of 4.3 dB, and an input IP3 (IIP3) greater than -4 dBm over 25 dB of gain central range. By integrating an HEMT instead of on HBT preamplifier stage, the VGA noise figure is improved by as much as 2 dB compared to an all-HBT single-technology design. The HEMT-HBT MMIC demonstrates the functional utility and RF performance advantage of monolithically integrating both HEMT and HBT devices on a single substrate     

基于GaAs PHEMT工艺的60~90GHz功率放大器MMIC

研制了一款60~90 GHz功率放大器单片微波集成电路(MMIC),该MMIC采用平衡式放大结构,在较宽的频带内获得了平坦的增益、较高的输出功率及良好的输入输出驻波比(VSWR)。采用GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)标准工艺进行了流片,在片测试结果表明,在栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,功率放大器MMIC的小信号增益大于13 dB,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,功率放大器的小信号增益均大于15 dB。载体测试结果表明,栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,该功率放大器MMIC饱和输出功率大于17.5 dBm,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,其饱和输出功率可达到20 dBm。该功率放大器MMIC尺寸为5.25 mm×2.10 mm。     

一款130～140GHz MMIC低噪声放大器

基于90 nm栅长的InP高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款工作于130 ～140 GHz的MMIC低噪声放大器(LNA).该款放大器采用三级级联的双电源拓扑结构,第一级电路在确保较低的输入回波损耗的同时优化了放大器的噪声,后两级则采用最大增益的匹配方式,保证了放大器具有良好的增益平坦度和较小的输出回波损耗.在片测试结果表明,在栅、漏极偏置电压分别为-0.25 V和3V的工作条件下,该放大器在130～ 140 GHz工作频带内噪声系数小于6.5 dB,增益为18 dB±1.5 dB,输入电压驻波比小于2:1,输出电压驻波比小于3:1.芯片面积为1.70 mm×1.10 mm.该低噪声放大器有望应用于D波段的收发系统中.     

X波段GaN单片电路低噪声放大器

采用0.25μm GaN HEMT制备工艺在AlGaN/GaN异质结材料上研制了高性能X波段GaN单片电路低噪声放大器.GaN低噪声单片电路采取两级微带线结构,10V偏压下芯片在X波段范围内获得了低于2.2 dB的噪声系数,增益达到18 dB以上,耐受功率达到了27 dBm.在耐受功率测试中发现GaN低噪声HEMT器件...     

5～10 GHz MMIC低噪声放大器

采用稳懋公司150 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了一款5 ～ 10 GHz单片微波集成电路(MMIC)低噪声放大器(LNA).该LNA采用三级级联结构,且每一级采用相同的偏压条件,电路的低频工作端依靠电容反馈,高频工作端依靠电阻反馈调节阻抗匹配,从而实现宽带匹配,芯片面积为2.5 mm×1 mm.测试结果表明,工作频率为5～10 GHz,漏极电压为2.3V,工作电流为70 mA时,LNA的功率增益达到35 dB,平均噪声温度为82 K,在90％工作频段内输入输出回波损耗优于-15 dB,1 dB压缩点输出功率为10.3 dBm,仿真结果与实验结果具有很好的一致性.     

Ka波段低噪声放大器的设计

利用pHEMT工艺设计了一个Ka波段微波单片低噪声放大器电路。电路采用四级放大的结构形式。利用微带电路实现射频输入、输出和级间匹配。采用多目标优化方法对电路增益、噪声系数、驻波比、稳定系数和输出1dB压缩点等特性进行了研究。设计出一个增益大于20dB,噪声系数小于1．0dB,1dB压缩点的输出功率在10dBm以上,性能优异的LNA。     

基于反馈技术的宽带低噪声放大器的设计

介绍了宽带放大器的设计方法和负反馈技术。选用增益高、噪声小的高电子迁移率晶体管（HEMT）ATF54143,利用负反馈和宽带匹配技术,设计制作了一个高增益低噪声放大器,并借助于安捷伦公司的微波电路仿真软件ADS进行仿真和优化。测试表明,在50-300 MHz的频率范围内,低噪声放大器的增益大于22 dB,平坦度小于±0.3 dB,噪声系数小于1.25,输入驻波小于1.4,输出驻波小于1.3。     

24—38 GHz GaAs单片低噪声放大器的研制

介绍了24～38GHz低噪声放大器MMIC的研制。分析了微波晶体管放大器的噪声特性,针对噪声系数和增益,利用软件进行电路仿真优化和电磁场分析,设计制作电路版图,在标准3 in GaAs工艺线进行工艺制作。采用电子束制作0．20μm“T”形栅,利用选择腐蚀的方法准确控制有源器件的Idss和Vp,微波测试结果为在频带内的噪声系数小于3．8dB,小信号增益大于13dB,增益平坦度小于±0．6dB,输入和输出驻波比小于2：1．微波性能与NORTHROP GRUMMAN公司的同类产品ALH140C的水平相当。     

2.8～4.2GHz MMIC低噪声放大器

报道了基于0.25μm GaAs PHEMT工艺的2.8～4.2GHz MMIC低噪声放大器,详细介绍和分析了低噪声放大器的器件基础和设计原理,设计采用源极串联电感负反馈方法使输入阻抗共轭匹配和最小噪声匹配趋于一致,偏置网络采用自偏置栅压、单电源供电,并用ADS软件仿真。电路评估板选用Rogers RO4350B,在2.8～4.2GHz频段内测得增益大于20dB、增益平坦度小于2.5dB、噪声系数小于2.3dB、输入输出驻波比小于2.0。     

级联型单级分布式宽带单片功率放大器

报道了一个采用级联型单级分布式结构的宽带单片功率放大器的设计方法和研制结果。文中通过拓扑比较和人工传输线理论研究,分析出该功放设计的难点,并基于仿真实验,给出解决方案。最终研制的两级单片功放在6～18GHz频率范围内线性增益13.5dB,平坦度±1dB,输入输出驻波比均小于2。全频带上,饱和输出功率为300～450mW,功率附加效率大于15%。该宽带单片功率放大器在100mm GaAs MMIC工艺线上采用0.25μm功率pHEMT标准工艺制作,芯片尺寸为2.7mm×1.25mm×0.08mm。     

X波段低噪声放大器的设计

为了实现X波段的低噪声放大器,介绍了按最小噪声系数设计,采用两级级联,利用Eudyna公司的HEMT晶体管设计制作的低噪声放大器。通过专用微波电路设计软件(AWR),对该电路的稳定系数、功率增益、噪声系数、驻波比、匹配网络等进行了仿真分析。根据分析结果制作的X波段LNA取得了如下指标:在9.5～10.5 GHz频带内,功率增益大于22 dB,噪声系数小于1.5 dB,输入输出驻波小于1.7。     

S 频段pHEMT 双通道低噪声放大器芯片的设计

采用GaAs 0.13μmp HEMT MMIC流片工艺设计和制作了一种S频段双通道低噪声放大器芯片,芯片内部集成了两个低噪声放大器通道、一级单刀双掷(SPDT)开关和一个晶体管-晶体管逻辑(TTL)电平转换电路。低噪声放大器电路采用一级共源共栅场效应管(Cascode FET)结构实现,使其具有比单管更高的增益,简化了芯片拓扑,降低了芯片设计难度。经流片测试,在1.9~2.1GHz的工作频带内,芯片噪声系数优于1.4dB,增益大于22.5dB,输入驻波优于1.8,输出驻波优于1.4,输出1dB压缩点(P1dB)为10dBm。大量芯片样本在片测试统计数据表明该低噪声放大器成品率大于90%,性能指标优于目前同类商业芯片指标。     

Design of a 24-40 GHz balanced low noise amplifier using Lange couplers

A wide band(24-40 GHz)fully integrated balanced low noise amplifier(LNA)using Lange couplers was designed and fabricated with a 0.15/zm pseudomorphic HEMT(pHEMT)technology.A new method to design a low-loss and high-coupling Lange coupler for wide band application in microwave frequency was also presented.This Lange coupler has a minimum loss of 0.09 dB and a maximum loss of 0.2 dB over the bandwidth from 20 to 45 GHz.The measured results show that the realized four-stage balanced LNA using this Lange coupler exhibites a noise figure(NF)of less than 2.7 dB and the maximum gain of 30 dB;moreover,a noticeably improved reflection performance is achieved.The input VSWR and the output VSWR are respectively less than 1.45 and 1.35 dB across the 24-40 GHz frequency range.     

2～8 GHz微波单片可变增益低噪声放大器

报道了一种微波宽带 Ga As单片可变增益低噪声放大器芯片。该芯片采用南京电子器件研究所 76mm圆片 0 .5μm PHEMT标准工艺制作而成。工作频率范围为 2～ 8GHz,在零衰减时 ,整个带内增益大于 2 5d B,噪声系数最大为 3 .5 d B,增益平坦度小于± 0 .75 d B,输入驻波小于 2 .0 ,输出驻波小于 2 .5 ,输出功率大于 1 0d Bm。放大器增益可控大于 3 0 d B。实验发现 ,芯片具有良好的温度特性。该芯片面积为 3 .6mm× 2 .2 mm。     

采用反馈法使微波低噪声FET放大器同时获得最佳噪声和最小驻波的研究

本文讨论了采用反馈法的优点,对应用反馈技术使微波低噪声FET放大器同时获得最佳噪声和最小驻波问题进行了研究分析,讨论了放大器的设计,给出了计算和实验结果。在7.6～9GHz下,两级放大器增益18dB,噪声系数小于2.4dB,输入驻波小于2.1。     

2～12GHz GaAs单片行波放大器

报道了一个全平面超宽带ＧａＡｓ单片行波放大器的研究结果。该单片电路的核心部件是四个３００μｍ栅宽的ＭＥＳＦＥＴ，整个电路拓扑结构简单，芯片面积为３．０ｍｍ×１．８ｍｍ。电路经优化设计后在２～１２ＧＨｚ范围内，小信号增益为５±１ｄＢ，输入输出电压驻波比≤１．７５。上述频率范围内输出功率≥１６ｄＢｍ，噪声系数≤８ｄＢ。采用全离子注入、全平面工艺，均匀性、一致性良好。实验结果与设计预计值十分一致。     

反馈式宽带MMIC放大器的设计与实现

介绍了用Agilent ADS软件设计的一种反馈式GaAs MMIC宽带放大器。采用单级GaAs微波场效应管,电路结构上通过并联负反馈的形式增加带宽,可以覆盖2～18GHz频带,增益大于6dB,输入输出驻波比3∶1;采用5～8V单电源供电,电流35mA,芯片面积1.5mm×1.5mm×0.1mm。具有面积小,使用方便的特点,可以用来补充通道增益,也可以多级级联,用于增益需求比较高的场合,可广泛应用于各种微波系统。     

具有正斜率增益的GaAs MMIC宽带放大器芯片设计

介绍了一种宽带放大器芯片,该放大器的工作频率覆盖了2～12 GHz,采用砷化镓(GaAs)赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)单片电路工艺实现。在一个宽带负反馈放大器的前面集成了一个幅度均衡器,使放大器的增益在整个带内具有7 dB的正斜率,频率低端(2 GHz)增益为3 dB,高端(12 GHz)为10 dB,输入输出电压驻波比为1.6∶1,饱和输出功率为20 dBm,芯片尺寸为2.0 mm×1.5 mm×0.1 mm。详细描述了电路的设计流程,并对最终的测试结果进行了分析。该芯片具有频带宽、体积小、使用方便的特点,可作为增益块补偿微波系统中随着频率升高而产生的增益损失。