S波段振荡用大功率GaAs FET的设计和研制

本文叙述了S波段振荡用大功率GaAs FET的设计考虑、结构和制作,给出了器件性能。在3GHz下,器件振荡输出功率为3.34W,直流—射频转换效率为47.4％。     

S波段GaAs功率FET

论述了S波段GaAs功率FET的设计、制造和性能。38.4mm栅宽的器件,在3～3.5GHz范围内,已产生出高达20W的脉冲功率,增益8dB。     

Ku波段15W的单一芯片HJFET放大器

辐《NEC技报》1996年第5期报道，NEC公司开发了用于Ku波段卫星通信用的GaAs系异质结FET。这种HJFET放大器的总栅宽为25mm，器件栅长为0．5Pm，采用高可靠的WSi／AZ栅；放大器在12GHZ下，输出功率为158W，功率附加效率为36％，线性增益为9．6dB，为目前最高水平。Ku波段15W的单一芯片HJFET放大器@孙再吉     

C波段60W GaAs大功率内匹配晶体管

报道了一种采用内匹配技术制作的GaAs大功率晶体管。通过管芯的结构设计和工艺优化,进行了GaAs微波大栅宽芯片的研制;通过内匹配技术对HPFET(high performance FET)管芯进行阻抗匹配,实现了器件的大功率输出;通过提高栅-漏击穿电压、降低饱和压降等手段提高器件的功率和附加效率。经测试,当器件Vds=10V时,在5.3~5.7GHz频段输出功率P0≥47.8dBm(60.3W),功率附加效率PAE≥42.8%,其中在5.5GHz频率点,输出功率达到48dBm(63.1W),附加效率为46.8%。     

砷化镓功率场效应晶体管的单片集成

<正> 一、引言由于 GaAs FET 的基本器件结构和固有的良好线性特性,已经表明把有源元件和无源元件集成在同一晶片上,来实现在微波频段工作的小信号放大器是可能的和现实的。这种电路最初是用小栅宽的器件制造 C、X 和 Ku 波段单片宽带单级放大器而被证实的,最近,注意力已集中到实现主要用于功率放大器并集成较大栅宽的 FET GaAs 单片电路上。单级和两级单片放大器已工作在 X 波段,具有中等带宽,其输出功率超过1瓦,增益高达12dB。     

X波段砷化镓场效应振荡管

X波段GaAs场效应振荡管是一种专门用于各种微波固体振荡电路的新型器件,尤其对X波段GaAsFET电压控制振荡器(VCO)和介质谐振器振荡器(DRO)更为适合。 本文在对有关资料分析的基础上,提出了设计这一器件的基本原则;概述了器件的基本结构;介绍了器件的参数研究结果和电路应用情况。用该器件制作的X波段FET VCO,得到了800MHz以上的电调范围,在整个电调范围内,输出功率为30～50mW,功率起伏小于1.5dB。     

GaAs大功率器件内匹配技术研究

介绍了GaAs大功率器件内匹配技术的基本原理,包括匹配电路原理、内匹配元件的参数计算方法等.以C波段40 W大功率器件为例讲述了内匹配技术在GaAs功率器件设计中的应用.通过大信号建模获得大栅宽器件模型,通过ADS软件进行内匹配电路参数的优化计算.通过电路制作及调试,实现了大功率器件的性能.经测试,当器件Vds=9 V时,在5.2～5.8 GHz频段内,输出功率Po≥40 W,功率增益Gp≥9 dB.测量值和设计值基本吻合.     

5GHz 30W GaAs功率场效应晶体管

<正> 大功率高效率的GaAs场效应晶体管对雷达和数字通信系统中的放大器都是很重要的。输出功率20W的C波段GaAs功率FET已进入商用阶段。最近日本东芝公司微波固体部门报道了一种5GHz频带下输出功率大于30W的多芯片内匹配GaAs场效应晶体管。     

毫米波单片GaAs功率FET放大器

研制了总栅宽为400μm,输出功率高达200mW的毫米波单片GaAs功率FET放大器。这些放大器是用亚半微米栅FET制造的,采用了MBE生长的具有n~+接触层的外延材料。在FET设计中还采用了一种具有接地孔的源覆盖结构。在29GHz,34GHz,41GHz下得到的功率密度分别为0.75W/mm、0.5W/mm和0.45W/mm。     

高掺杂沟道GaAs M-I(10~2)-S Schottky势垒栅场效应晶体管(MIS SB FET)

本文首次报道了高掺杂沟道的GaAs MIS SB FET.在S.I.GaAs衬底上用离子注入Si,同时形成高浓度、超薄的有源层和欧姆接触区,载流子峰值浓度为 0.5-1×10~(13)cm~(-3).在Al栅和GaAs有源层间有一层用阳极氧化制备的自身氧化膜,厚度10~2A|°.MIS SB FET为双栅器件,栅尺寸 2 × 400 μm. 实验所得 MIS SB FET的夹断电压为4V,零栅偏跨导为 25mS,高于本实验室相似结构常规工艺的 MES FET器件(峰值浓度1-2×10~(17)cm~(-3),没有氧化膜). 在二区间模型基础上,计入薄氧化膜影响,模拟计算了 MIS SB FET的直流和微波特性,并与常规工艺的 MES FET作了比较.     

12GHz GaAs FET放大器

<正> 1983年南京固体器件研究所研制定型的GaAs FET,在频率高达12GHz时,有优良的微波性能。该器件的噪声系数最佳水平F_(min)≤1.5dB,已与近年来国际上同类产品的先进水平相当。此器件的研制成功,为制作卫星通讯中12GHz FET放大器解决了关键性器件。 WC60型GaAs FET是凹槽结构,栅长为0.5μm,采用1.8×1.8mm方形金属陶瓷管壳气密封装。该器件的典型“S”参数列于表1。     

S波段30 W微波脉冲功率放大器模块设计

介绍了S频段微波脉冲功率放大器模块的设计方法和试验研制过程.利用内匹配技术,采用混合集成电路制作,将四级芯片集成到微型封装的金属密封管壳中,前两级芯片采用GaAsMMIC电路,第三级采用GaAs FET晶体管,末级采用Si双极型晶体管完成功率放大,结合了GaAs器件电路和Si器件电路的各自优点.在S波段、带宽300 MHz频率范围内试制出Gp≥45 dB,Po≥30 W的功率放大器模块,模块的体积为27 mm×18.5 mm×5 mm.     

微波FET宽带功率放大器的非线性分析方法及网络设计

本文借助于GaAs FET的直流测量(包括漏—栅之间反向击穿电流),得到了GaAs FET的非线性模型,详细讨论了谐波平衡法的收敛性问题。用此法分析了宽带微波GaAs FET功率放大器,编制了非线性分析程序NLINE。 借助于GaAs FET的非线性模型和程序分析结果,一个2～4 GHz、输出功率100 mW的GaAs FET放大器已被成功地设计和制作,实验数据与理论预测相一致。     

L波段50W GaAs MESFET

据日本《NEC技报》1997年第3期报道，NEC公司化合物器件事业部最近新开发了L波段的50W大功率GaAsMESFET。该器件的截面结构如图所示，采用了栅长为1．0μm的WSi肖特基栅，工作于B类推挽电路。该器件的饱和输出功率为537W，1dB增益压缩输出功率为51．3W，线性增益13．1dB，最大漏极效率为57％（频率f=1．5GHz，偏置VDS=10V，IDS=3％IDSS）。该器件作为固态功率放大器（SSPA）用于数字移动电话基地局。L波段50W GaAs MESFET@孙再吉     

栅耐压26V,最大漏电流400mA的GaAs异质结FET

<正>据日本《日经工卜夕1、口二夕又》1993年第573期报道,日本NEC公司研制成栅宽1mm,最大漏电流400 mA,栅耐压26 V的AlGaAs/InGaAs/GaAs异质结FET,并计划在1994年使其产品化,应用于卫星通信与便携式电话和无线LAN的发送部分。器件在12GHz,微波输出功率为0.83W,与以前该公司的GaAs MESFET相比,高1.5倍,功率附加效率为40％。     

三菱出售卫星通信用的GaAs器件

<正> 三菱电机已开始出售用于商业通信系统发射信号放大的GaAs器件,它们是五种大功率GaAs FET和一种GaAs单片微波集成电路。 GaAs FET(MGFK)系列输入输出阻抗在管壳内部匹配成50Ω,用14～14.5GHz频率,输出功率0.3～5.5W,是用MBE法制造的。为了在高感应率衬底上形成内匹配电路而缩小了电路尺寸。单片集成电路(MGF 7201),最适用于14～14.5GHz小信号放大,除了连接规定的电源以外,还能得到18dB的功率增益,输出     

C波段3W硅功率晶体管

<正>C波段硅功率晶体管在微波整机和通讯等领域有广泛用途。由于硅双极型晶体管具有比GaAs FET低得多的1/f相位噪声,因此,在一些高质量的振荡器中,急需硅功率晶体管。但是,当工作频率提高到C波段时,晶体管的频率和功率性能发生尖锐的矛盾。晶体管的输出功率、增益和效率随着工作频率的升高而急剧下降。这给器件的研制带来了很多困难,国内长期无法解决。南京电子器件研究所采用T形发射极自对准结构,用φ75mm硅片研制成功C波段硅功率管。晶体管的E-B金属电极横向间距几乎为零。发射极扩散层和基极接触窗口的间距约0.4μm。这种T形电极晶体管(TSET)对光刻工艺精确度的要求不很苛刻。测试结果表明,晶体管在4.2GHz时,连续波输出功率大于3W,增益大于8dB,集电极效率大于40％。晶体管作振荡应用时,在4.3GHz下振荡输出功率可达1W,直流—射频转换效率可达20％,是     

具有新型通路孔电镀热沉结构的已封装的20GHz 1WGaAs MES FET

研制了一种改进的栅组装密度的新型通路孔(Via-Hole)电镀热沉结构的K波段GaAs功率FET。由于源接地压点下面的通路孔做在FET有源区的外边,这种结构的栅组装密度比通常直接接地的通路孔结构高四倍以上。增加了栅组装密度并允许设计具有更大栅周边的高频大功率FET。0.7μm栅长、2.4mm栅周边的器件,在20GHz下以5.0dB的增益和19.2％的功率附加效率输出1.1W(30.4dBm)功率。而在30GHz下输出0.74W(28.7dBm)装配在气密封装的管壳内的同类器件,在20GHz下,以4.8dB的增益和13％的功率附加效率给出1W(30dBm)的输出功率。新型通路孔电镀热沉FET做了热性能试验和机械环境试验来评价其可靠性,结果表明,通过全部试验,器件参数没有失效也没有明显的变化。     

GaAs双栅功率FET实验研究

本文简单介绍GaAs双栅功率FET的设计考虑、结构、制作工艺和初步实验结果.器件的最佳性能为:4.5千兆赫下输出功率440毫瓦时增益9.4分贝,输出功率660毫瓦时增益3.2分贝,效率均大于20%.     

Ku波段振荡用GaAs场效应晶体管

本文讨论GsAs FET振荡应用时的工作原理、设计考虑。Ku波段振荡用FET在15GHz下获得60mW输出功率,在18GHz下获得40mW输出功率。