Ku波段12 W GaAs pHMET功率MMIC

报道了一款采用0.25μm GaAs功率MMIC工艺研制的Ku波段功率放大器芯片。芯片采用三级放大拓扑结构,末级输出匹配电路按照高效率设计,同时优化前后级推动比控制前级电流。级间采用有耗匹配电路设计,提高大信号状态下的稳定性。在16~18GHz频带范围内漏压8.5V、脉宽1μs、占空比40%的工作条件下线性增益大于25dB;饱和输出功率大于12 W,饱和效率大于32%,功率增益大于21dB,功率增益平坦度小于±0.5dB。芯片尺寸为3.5mm×4.6mm。     

1～8GHz GaN10W巴伦型分布式功率放大器

报道了一款采用0.25μm GaN HEMT工艺研制的1～8 GHz超宽带分布式功率放大器芯片。通过在芯片的输出端设计超宽带巴伦结构,来实现负载阻抗变换,以提高分布式电路的输出功率和效率特性。为了提高电路的增益,设计了一种两级非均匀式的电路拓扑结构。该芯片在1～8 GHz频率范围内,漏压28 V连续波条件下,线性增益大于25.8 dB,功率增益大于23.2 dB,典型饱和输出功率为10 W,功率附加效率大于28.8%。芯片面积为3.5 mm×3.3 mm。     

X波段60W高效率GaN HEMT功率MMIC

研制了一款采用0.25μm GaN功率MMIC工艺研制的X波段高效率功率放大器芯片。芯片采用三级放大拓扑结构设计。末级匹配电路采用电抗匹配方式兼顾输出功率和效率,同时优化驱动级和末级管芯栅宽比以及级间匹配电路,降低驱动级管芯电流。通过这两种技术途径有效提高芯片的功率附加效率。输入级和级间匹配电路采用有耗匹配方式,扩展工作带宽以及提高稳定性。芯片在8~12GHz频带范围内漏压28V,脉宽100μS,占空比10%工作条件下输出功率达到47.5~48.7dBm,功率增益大于20dB,功率附加效率40%~45%。芯片面积3.5mm×3.8mm,单位面积功率密度为5.57 W/mm2,连续波条件下热阻为1.7K/W。     

Ka波段5W GaAs PHMET功率MMIC

报道了一款采用0.15μm GaAs功率MMIC工艺研制的Ka波段功率放大器芯片。芯片采用四级放大拓扑结构,在29～32GHz频带范围内6V工作条件下线性增益25dB,线性增益平坦度小于±0.75dB;饱和输出功率大于5W,饱和效率大于20%,功率增益大于22dB;1dB压缩点输出功率大于36.5dBm,效率大于18%。     

星载高可靠性Ku波段GaN功率放大器芯片

基于星载高可靠性的应用背景，采用0.20μm GaN HEMT工艺研制了一款12 V工作电压的Ku频段功率放大器芯片。利用电热结合的分析方法，确定了管芯结构及工作电压。基于Load-pull测试获得GaN HEMT管芯的最佳输出功率和最佳效率阻抗，设计了一种带谐波匹配的高效率输出匹配电路，并通过引入有耗匹配，研制出了低压稳定的级间匹配电路。芯片面积为2.8 mm×2.6 mm，管芯漏极动态电压仿真峰值低于30 V，实测结温小于80℃，满足宇航Ⅰ级降额要求。功率放大器在17.5～18.0 GHz、漏压12 V（连续波）条件下，典型饱和输出功率2.5 W，附加效率38%，功率增益大于20 dB，线性增益大于27 dB，满足星载高效率要求。     

C波段75W GaN HEMT高效率功率放大器MMIC

报道了一款基于0.25μm GaN HEMT工艺的C波段75 W高效率功率放大器MMIC。为提高功率增益,芯片的整体拓扑结构设计为三级。在末级输出匹配电路上设计了一个高效电抗式匹配拓扑,在末级管芯输入匹配电路上运用了谐波控制技术,同时利用GaN HEMT器件大信号模型来优化驱动比,通过这三种技术途径有效提高了芯片的附加效率。为扩展工作带宽及提高稳定性,其他匹配电路采用有耗匹配方式。在漏压28 V、脉宽100μs、占空比10%的工作条件下,芯片在4.8～6.0 GHz频带范围内,典型输出功率达到75 W(最高81 W),增益大于25.5dB,附加效率大于51%(最高55%),芯片面积为3.8 mm×5.5 mm。     

KU波段GaN MMIC功率放大器的研究

测试验证了谐波的源端阻抗对于器件的性能以及输出特性有很大的影响,所以基波匹配中不能忽视谐波的影响。基于此研制了一款采用0.25μm工艺GaN 功率MMIC 12-17GHz放大器芯片,源端加入了谐波控制的部分。后期通过管壳测试以及后仿真分析功放的性能,提出一些改进芯片的方法。芯片采用二级放大的结构。末级匹配电路采用功率匹配,兼顾功率和效率;级间考虑二次谐波的匹配,进一步提高效率。输入和级间均采用有耗匹配,提高稳定性。芯片在12-17 GHz范围内漏压28V,输出功率35dBm,功率增益14-15dB,最大功率附加效率大于40%。     

L波段GaN大功率高效率准单片功率放大器

研制了一款基于NEDI 0.25μm GaN功率MMIC工艺的L波段大功率高效率准单片功率放大器。采用两级拓扑结构,以准单片形式实现。输入采用有耗匹配网络提高芯片的稳定性,级间和末级匹配均采用无耗纯电抗网络,其中末级匹配电路通过低损耗陶瓷电路实现。合理规划前级与末级间推动比,降低前级漏电流,减小末级匹配损耗,优化谐波匹配,实现大功率高效率设计。芯片在28V脉冲电压下工作,在1.2~1.4GHz范围内,实测输出功率大于49dBm,功率增益大于25dB,功率附加效率达到73%。管芯部分及输入匹配电路采用GaN功率MMIC工艺制作,输出匹配电路采用低损耗陶瓷片介质加工,两块电路键合一起总面积8.0mm×5.6mm。     

C波段高效率GaN HEMT功率放大器

通过负载牵引测试验证了源端二次谐波对器件效率的影响,同时又进一步验证了输出谐波匹配对放大器的作用。基于此结果,研制了两款采用0.25μm工艺的GaN功率MMIC 4.0~5.6GHz高效率放大器芯片,芯片采用二级放大的结构。第一款输出级只考虑基波的匹配;第二款输出级匹配电路兼顾二次和三次谐波进行匹配。两款的末前级均考虑二次谐波的匹配,同时级间优化推动比,进一步提高效率。输入级和级间匹配电路采用有耗匹配,提高稳定性。芯片在4.0~5.6 GHz范围内漏压28 V,脉宽100μs,占空比10%条件下输出功率41dBm,功率增益20~21dB,功率附加效率分别在48%和45%以上。芯片面积3.9mm×3.3mm。     

0.1～2.0 GHz 10W GaN单片行波放大器

报道了一款采用0.25μm GaN功率MMIC工艺研制的0.1~2.0 GHz超宽带功率放大器芯片。芯片采用非均匀分布式拓扑结构进行设计。在管芯栅极端设计稳定结构来提高电路的整体稳定性,在漏极端采用阻抗渐变的方式进行电路匹配,从而提高电路的效率。芯片漏压30 V、连续波条件下,在0.1~2.0 GHz频率范围内,线性增益大于18 d B,功率增益大于13 d B;在0.1~1.5 GHz频率范围内饱和输出功率大于10 W,功率附加效率大于55%,最高效率达到78%。芯片面积2.4 mm×1.9 mm。     

移动通信中的射频集成电路

介绍分析了在蜂窝和个人通信业务 (PCS)市场中适用于 RFIC的多种射频晶体管技术。Ga As HBT技术被作为介绍的基线 ,并且与目前已有的技术进行比较 ,得出对于射频应用 ,Ga AsHBT综合了 Si BJT和 Ga As FET两者优点的结论。文中还介绍了近年来国外 Ga As HBT MMIC,PHEMT MMIC和 In P HBT MMIC的研究进展情况。     

紧凑型Ka波段PHEMT微波单片集成VCO

设计并流片制作了基于GaAs PHEMT工艺的Ka波段微波单片集成压控振荡器(MMIC VCO).该VCO具有紧凑、宽电调谐带宽及高输出功率的特点.提出了缩小芯片面积及增大调谐带宽的方法,同时还给出了设计MMIC VCO的基本步骤.该方法设计并流片制做的MMIC VCO的测量结果为:振荡频率为36±1.2GHz,输出功率为10士1dBm,芯片面积为1.3mm×1.0mm.     

S波段大功率GaAs PHEMT单片放大器

GaAs单片集成电路具有体积小、质量轻和可靠性高等特性,已经成为微波领域重要的器件。采用MBE技术生长出双面掺杂AlGaAs/InGaAs PHEMT结构的外延材料,研制了高效率的GaAs PHEMT器件,S波段功率附加效率大于55%。建立了基于EEHEMT的大信号模型,利用ADS软件搭建了有耗匹配的二级放大电路拓扑结构,进行最佳效率匹配,得到优化电路。采用4英寸(1英寸=2.54cm)GaAs0.35μm标准工艺研制了AlGaAs/InGaAs/GaAsPHEMT MMIC电路,测试结果表明,在测试频率为2.2~3.4GHz,测试电压VDS为10V时,输出功率大于12W,功率增益大于22dB,功率附加效率大于40%。     

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。     

Sensitivity of MEMS microwave power sensor with the length of thermopile based on Fourier equivalent model

A Fourier equivalent model is introduced to research the thermal transfer behavior of a terminating-type MEMS microwave power sensor.The fabrication of this MEMS microwave power sensor is compatible with the GaAs MMIC process.Based on the Fourier equivalent model,the relationship between the sensitivity of a MEMS microwave power sensor and the length of thermopile is studied in particular.The power sensor is measured with an input power from 1 to 100 mW at 10 GHz,and the measurement results show that the power sensor has good input match characteristics and high linearity.The sensitivity calculated from a Fourier equivalent model is about 0.12,0.20 and 0.29 mV/mW with the length at 40,70 and 100μm,respectively,while the sensitivity of the measurement results is about 0.10,0.22 and 0.30 mV/mW,respectively,and the differences are below 0.02 mV/mW. The sensitivity expression based on the Fourier equivalent model is verified by the measurement results.     

GaAs微波单片集成电路(MMIC)的可靠性研究

本文介绍了GaAs MMIC的可靠性研究与进展，重点介绍了工艺表征工具（TCV）、工艺控制监测（PCM）和统计工艺控制（SPC）等实现产品高质量、高可靠性和可重复性的可靠性保障技术，为国内GaAs MMIC可靠性研究提供了新的思路。     

Advances in Gallium Arsenide Monolithic Microwave Integrated-Circuit Technology for Space Communications Systems

Future communications satellites are likely to use gallium arsenide (GaAs) monolithic microwave integrated-circuit (MMIC) technology in most, if not all, communications payload subsystems. Multiple- scanning beam antenna systems are expected to use GaAs MMIC's to increase functional capability, to reduce volume, weight, and cost, and to greatly improve system reliability. RF and IF matrix switch technology based on GaAs MMIC's is also being developed for these reasons. MMIC technology, including gigabit-rate GaAs digital integrated circuits, offers substantial advantages in power consumption and weight over silicon technologies for high-throughput, on-board baseband processor systems. In this paper, current developments in GaAs MMIC technology are described,and the status and prospects of the technology are assessed.     

A 77-GHz MMIC power amplifier for automotive radar applications

A MMIC 77-GHz two-stage power amplifier (PA) is reported in this letter. This MMIC chip demonstrated a measured small signal gain of over 10 dB from 75 GHz to 80 GHz with 18.5-dBm output power at 1 dB compression. The maximum small signal gain is above 12 dB from 77 to 78 GHz. The saturated output power is better than 21.5 dBm and the maximum power added efficiency is 10% between 75 GHz and 78 GHz. This chip is fabricated using 0.1-/spl mu/m AlGaAs/InGaAs/GaAs PHEMT MMIC process on 4-mil GaAs substrate. The output power performance is the highest among the reported 4-mil MMIC GaAs HEMT PAs at this frequency and therefore it is suitable for the 77-GHz automotive radar systems and related transmitter applications in W-band.     

毫米波GaAs pin单刀单掷开关单片

采用GaAs pin二极管,完成了15～40GHz的单刀单掷开关单片的设计、制作.GaAs pin二极管SPST开关单片具有低插损、高隔离、高功率的特点,在15～20GHz带内插损0.6dB,驻波优于1.5,隔离度大于40dB;在20～40GHz带内插损小于1.1dB,驻波优于1.35,隔离度大于35dB.pin二极管SPST开关单片的1dB功率压缩点P-1大于2W.GaAs pin二极管开关单片采用MOCVD生长的GaAs 纵向pin二极管材料结构,76mm GaAs圆片工艺加工制作.     

On-board frequency demultiplexing by magnetostatic wave technologies

Possible magnetostatic wave (MSW) implementations of variable bandwidth variable centre frequency (VBVCF) on-board demultiplexers are presented. Hybrid technologies using magnetic thin films in conjunction with gallium arsenide (GaAs) monolithic microwave integrated circuits (MMIC) are introduced. New areas of research to advance the state of the art in this field are identified.