GaAs低噪声放大器的抗静电设计

基于提升GaAs低噪声放大器(LNA)的抗静电(ESD)能力的需求,且实现器件小型化轻量化,设计了一种S波段GaAs低噪声放大器的ESD防护电路,该电路利用1/4波长线的微波特性,通过1/4波长微带线并联在GaAs芯片的输入输出端,瞬态二极管(TVS)并联在芯片的电源端,不改变器件原有封装尺寸的条件下构成保护结构.基于ESD人体模型,运用静电模拟仪器对低噪声放大器进行了模拟试验,并对其性能进行了测试.结果表明,在6.5 mm×6.5 mm×2.4 mm的封装尺寸下,器件的抗静电能力从250 V提高到了1 000 V,在频率为2.6～3.7 GHz,带内增益大于25 dB,增益平坦度小于-±0.5 dB,噪声系数小于1.5 dB,满足高可靠领域应用的要求.     

GaAs自对准高温栅全离子注入运放差分输入电路研究

本文主要从事GaAs自对准高温栅全离子注入技术(SAG)的研究,并以此工艺为基础,制作了WSi_xN_y/GaAs SBD,栅长分别是0.8μm和0.5μm的MESFET和GaAs.高速运算放大器差分输入电路.其中制造的耗尽型MESFET,栅长0.8μm,栅宽25μm,夹断电压V_P=-2.5V,跨导gm达170mS/mm栅宽,饱和压降V_(dss)仅0.7V,漏源击穿电压BV_(dx)达6V.制造的GaAs运放差分输入电路,最大直流增益30dB,在1GHz下仍有29dB的增益,平均直流增益22dB,输入失偏较小,电源8～12V可调,其性能达国外1985年实验室研制水平.在电路设计中,采用SPICE3a7程序,成功地进行了GaAs差分输入电路模拟和设计.     

6 ~ 18GHz 小型化低噪声放大器的设计

选用FUJITSU公司的GaAs HEMT管芯FHX13X,采用负反馈技术设计制作了一个小型化宽频带超低噪声放大器。利用ADS软件进行设计、优化和仿真,采用电阻负反馈改善电路频响特性,实现较好的输入输出匹配特性,同时引入电抗元件补偿管芯高频增益的下降,实现较好的动态特性。采用三级放大的电路结构形式实现了工作频率在6GHz～18GHz内,增益大于30dB,噪声系数小于1.5dB,1dB压缩点输出功率大于10dBm,带内平坦度为±2.0dB,输入输出驻波比<2。放大器的外形尺寸仅为10.9mm×9.8mm×2.7mm。     

C波段GaAs单片低噪声放大器

本文介绍了C波段GaAs微波单片集成低噪声放大器的设计,给出了电路拓扑与版图设计.在3.7～4.2GHz下,研制成的两级放大器噪声系数为1～3.5dB,增益为20dB左右;三级放大器噪声系数为1.6～3.5dB,增益大于30dB.     

一个采用0.18μm CMOS工艺的3－5GHz超宽带平坦增益低噪声放大器

本论文设计并实现了一个用于UWB脉冲体制的3-5GHz超宽带平坦增益的全差分低噪声放大器。在电路设计上,采用了一种增益平坦化技术,并且利用了串连建峰与并联建峰技术,分别实现了宽带的输入匹配与整个电路大的增益带宽积。同时,利用反馈技术,进一步拓展带宽和削减带内增益波动。此LNA才用SMIC 0.18um CMOS射频工艺流片验证。测试结果表面电路3dB带宽为2.4~5.5GHz,最高增益可达13.2dB,在3－5GHz的带内增益波动仅为＋/- 0.45dB,最低噪声系数为3.2dB．输入匹配性能良好,在2.9~5.4GHz范围内S11<-13dB,电路的输入P1dB为－11.7dBm@5GHz,电路采样1.8v供电,整个差分电路消耗电流9.6mA.     

毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器

设计了一款毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器。限幅器采用两级反向并联二极管结构,通过优化限幅器匹配电路,增大了限幅器的耐功率,降低了限幅电路的插损。低噪声放大器为四级级联设计,输入端采用最小噪声匹配,偏置电路增加RC串联谐振电路,减小了噪声,提高了电路稳定性。测试结果表明,该毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器在33～37 GHz频带内,增益达到22 dB,增益平坦为±1 dB,输入驻波小于2,输出驻波小于1.5,噪声小于3.0 dB,输出1 dB增益压缩点(P_(1dB))大于5 dBm,可以承受15 W的脉冲输入功率。     

Ka波段单片低噪声放大器

利用0.25 μm GaAs PHEMT工艺设计并制作了一种Ka波段低噪声放大器芯片.提出了适用于低噪声放大器的PHEMT器件特征.电路采用四级级联结构.利用微带电路实现输入、输出和级间匹配.通过对电路增益、噪声系数和驻波比等指标进行多目标优化,确定了器件参数.该放大器测试结果为:26.5～36 GHz频段内增益大于20 dB;多数测试点噪声系数小于3 dB,其中34 GHz频点噪声仅为1.94 dB;芯片面积2.88 mm×1 mm.     

一种预失真可调InGaP/GaAs HBT射频功率放大器

提出了一种具有可调预失真功能的共集电极放大电路,对其动态偏置点及双负反馈回路进行了分析.AWR Microwave Office仿真表明:该预失真电路产生的增益扩展与负相位偏差可以补偿该功率放大器后级电路产生的增益压缩和正相位偏差,提高其线性度.采用该预失真电路作为输入级,设计了一款功率放大器,并基于截止频率为29.5 GHz的2 μm InGaP/GaAs HBT工艺成功流片.测试结果表明,该宽带放大器在3.5 V偏置电压下和1.3～2.0 GHz频段范围内功率增益可达27 dB,P1dB为28.6 dBm,最大功率附加效率为39%.     

0.1～4 GHz达林顿-共射共基结构的增益模块

提出了一种新型电路拓扑结构的增益模块,该增益模块为达林顿-共射共基结构,对 其工作原理进行了分析。基于AWR Microwave Office软件的仿真结果表明：达林顿晶体管共 射放大电路具有较强的电流放大能力,能有效提高增益;共基放大电路能抑制电路密勒效应 ,改善电路高频响应。设计了增益模块的版图,用2 μm InGaP/GaAs HBT工艺成功流片 ,测试结果表明：在01～4 GHz频率范围内,该增益模块最大增益为25 dB,最小 增益大于13.5 dB,在900 MHz工作频率时,该增益模块的P1dB为20 d Bm。     

新型微波有源混频放大MMIC设计

采用0.25μm GaAs PHEMT工艺实现了单片S波段(2.6GHz~3.6GHz)有源混频放大器。电路采用改进的差分对本振和共栅射频混频形式,具有较大的变频增益和高的隔离度,同时将补偿放大器与变频器结合在一起,提高了单元电路的集成度。本文着重介绍了建模分析和应用ADS软件进行仿真优化。测试结果:输入LO和RF,LO和IF的隔离度都大于50dB,变频增益大于12 dB。     

GaAs Fet Ultrabroad-Band Amplifiers for Gbit/s Data Rate Systems

A novel ultrabroad-band amplifier configuration suitable for GaAs FET's has been developed. The developed amplifier circuit operates as a capacitor-resistor ( C-R ) coupled mnpfifier circuit in the low-frequency range in which |S/sub 21/| for the GaAs FET's is constant. It also operates as a lossless impedance matching circuit in the microwave frequency range in which |S/sub 21/| for the GaAs FET has a slop of approximately -6 dB/octave. Using this configuration technique, 800-kHz 9.5-GHz band (13.5 octaves), 8.6-dB gain GaAs FET amplifier modules have been realized. The amplifier module has 40-ps step response rise time. It also has low input and output VSWR. By cascading two-amplifier modules, 19-dB gain over the 800-kHz to 8.5-GHz range and 50-ps step response rise time were obtained. NF is lower than 8 dB over the 50-MHz to 6-GHz range.     

低成本CDMA2000基站低噪声放大电路设计

CDMA基站低噪声放大电路是无线通信系统中的关键组成部分,其性能的好坏将影响整个通信系统的性能。文章重点研究CDMA2000基站低噪声放大电路,对低噪声放大电路进行了讨论分析,采用理论分析与微波电路仿真相结合的方法设计出一款基于GaAs HEMT的CDMA2000基站两级低噪声平衡放大电路,并将设计结果付诸实践。设计的两级GaAs低噪声放大器在824MHz～849MHz频率范围内实现噪声系数小于0.8dB,增益达到29dB。     

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。     

Direct-coupled distributed baseband amplifier IC's for 40-Gb/soptical communication

We have developed GaAs MESFET baseband amplifiers using novel distributed amplification schemes. The key feature of their design is a direct coupling architecture employing two kinds of new distributed DC transformers. One is a distributed level-shift circuit and the other is a distributed source coupled FET logic (SCFL) level transformer. A two-stage distributed amplifier IC cascaded with the distributed level-shift circuit has a gain of 17 dB with a 0-to-30 GHz bandwidth. This is the best performance so far among all reported GaAs MESFET baseband amplifier ICs. A distributed baseband amplifier IC with the distributed SCFL level transformer connected by another distributed level-shift circuit also has a 0-to-30 GHz bandwidth with a gain of 7 dB. This is the first IC with an SCFL interface to have such broad-band characteristics     

Frequency response of an internal amplifier in a high-speedintegrated circuit measured by electro-optic sampling

The frequency response of an FET amplifier within a high-speed GaAs integrated circuit has been measured directly using ultrashort optical pulses from a gain-switched GaInAsP injection laser and the electro-optic sampling technique. The 3 dB bandwidth for the FET amplifier is 4-4.5 GHz     

一款结构新颖的2GHz～8.5GHz宽带放大器

提出了一种拓展带宽的新型电路拓扑结构,该结构由四级射极跟随器级联而成,通过自适应有源偏置电路调节各级晶体管跨导,以及改变级间电感与后一级射极跟随器的结电容Cbe谐振峰的频率位置来拓展带宽.对其工作原理和稳定性进行了分析,并基于2 μm InGaP/GaAs HBT工艺,设计了应用此结构的宽带放大器.仿真结果表明:新型电...     

InGaP/GaAs HBT射频功率放大器在片温度补偿电路研究

本文针对无线通信应用的InGaP/GaAs HBT射频功率放大器,提出一种新型的在片温度补偿电路。该温度补偿电路由一个GaAs HBT和五个阻值大小不同的电阻组成,结构简单,可实现性强。通过调整偏置电路中参考电压的方法调节功率放大器静态偏置电流,有效地实现补偿功率放大器功率增益和输出功率随温度变化的特性,优化了射频功率放大器的热特性,性能随温度只有略微的退化。将该温度补偿电路置入一个无线通信应用的三级单片集成功率放大器,温度在-20℃到＋80℃范围内变化时,增益随温度变化的变化量从4.3dB提高到只有1.1dB。     

Ka频段PHEMT 1W功率单片放大器

设计制作了Ka频段高输出功率的单片功率放大器.基于河北半导体研究所的0.25μm栅长的75mm GaAsPHEMT工艺制作的三级功率放大器,芯片尺寸为19.25mm2(3.5mm×5.5mm).在32.5～35.5GHz的频率范围内,小信号线性增益大于16dB,带内平均1dB增益压缩点输出功率为29.8dBm,最大饱和输出功率为31dBm.     

用于W-LAN的5.8GHz InGaP/GaAs HBT MMIC线性功率放大器

介绍了一种应用于W-LAN系统的5.8 GHz InGaP/GaAs HBT MMIC功率放大器。该功率放大器采用了自适应线性化偏置电路来改善线性度和效率,同时偏置电路中的温度补偿电路可以抑制直流工作点随温度的变化,采用RC稳定网络使放大器在较宽频带内具有绝对稳定性。在单独供电3.6 V电压情况下,功率放大器的增益为26 dB,1 dB压缩点处输出功率为26.4 dBm,功率附加效率(PAE)为25%。三阶交调系数(IMD3)在输出功率为26.4 dBm时为-19 dBc,输出功率为20 dBm时低于-38 dBc,在1 dB压缩点处偏移频率为20 MHz时邻道功率比(ACPR)值为-31 dBc。     

0.5 W 2?21 GHz monolithic GaAs distributed amplifier

A novel circuit concept to reduce the gate loss using series capacitors on the gate feeding lines has been implemented for a distributed amplifier design. It has significantly increased the gate width of an amplifier with a resultant increase of the broadband output power and efficiency. A monolithic GaAs distributed amplifier using 6 × 300 ?m FETs has achieved a record output power of 0.5 W over the 2 to 21 GHz frequency band with at least 4 dB gain. The poweradded efficiency was 14%. The linear gain was 5 ± 1 dB over the same frequency band.