金属系统对SiGe HBT自热效应的影响

在SiGe HBT设计中，采用Al-TiN-Ti多层金属系统，可减小基极电阻，提高器件的频率和功率特性（fmax）。但是，本文的研究表明，如果忽略了发射极电阻的减小和TiN、Ti有较小的热导率，而不在设计中做出适当调整，在相同的大电流工作条件下，多层金属HBT的输出特性在自热效应和能带调节共同作用下，将会表现出明显的负阻效应。分析其原因：1）由于发射极接触电阻减小，即等效的HBT发射极镇流电阻减小，使得器件调节自热效应的能力减弱；2）由于多层金属中TiN和Ti热导率较低，在相同条件下，器件通过金属连线均衡温度分布的能力变差，与Al系统相比，其BE结温度更高。在大电流工作条件下，较差的自热效应调节能力和较高的结温使得多层金属HBT的值减小较快，器件的频率和功率特性变差。     

LDMOS功率放大器热效应最小化偏置电路设计

LDMOS功率放大器的热效应会导致放大器的性能恶化,在LDMOS场效应管自热效应模型的基础上分析和仿真了一种最小化器件热效应的偏置电路设计.实验结果验证了偏置电路的仿真设计方法的有效性.     

基于自偏置结构的参考电流源电路

在传统参考电流源的基础上,设计了一种结构更为简单,与电源电压、温度无关的参考电流源,并在此基础上进一步优化了自偏置电路镜像电流的精度,更好地提高整个电路的性能。该电路基于SMIC 0.18μm BCD CMOS工艺,使用Cadence仿真软件进行电路仿真。结果表明,在-55~125℃的温度范围内,该电路的输出电流变化不超过3%,并且优化后的电流源镜像精度也得到了大幅度的提高。     

一种偏置电流可控的2.4GHz SiGe HBT功率放大器设计

A 2.4-GHz SiGe HBT power amplifier （PA） with a novel bias current controlling circuit has been realized in IBM 0.35-μm SiGe BiCMOS technology, BiCMOS5PAe. The bias circuit switches the quiescent current to make the PA operate in a high or low power mode. Under a single supply voltage of ＋3.5 V, the two-stage mode-switchable power amplifier provides a PAE improvement up to 56.7% and 19.2% at an output power of 0 and 20 dBm, respec- tively, with a reduced quiescent current in the low power mode as compared to only operating the PA in the high power mode. The die size is only 1.32×1.37mm^2.     

AB类功率放大器驱动电路的研究与设计

功率放大器是无线系统的重要组成部分,驱动电路是任何一类功放都必不可少的。各类功放的设计已有大量的文献发表,但只有较少的专利和文献涉及驱动电路的设计。AB类功率放大器是目前应用比较多的一种,因此AB类功放驱动电路的研究具有重要意义。针对MOS管的BSIM3模型,提出和分析了AB类经典功放的多种驱动电路方案,最后用HSpice对每个所设计的驱动电路进行了精确的仿真,验证了其可行性及正确性。     

一种应用于InGaP/GaAs HBT射频功率放大器的在片温度补偿电路

A new on-chip temperature compensation circuit for a GaAs-based HBT RF amplifier applied to wireless communication is presented.The simple compensation circuit is composed of one GaAs HBT and five resistors with various values,which allow the power amplifier to achieve better thermal characteristics with a little degradation in performance.It effectively compensates for the temperature variation of the gain and the output power of the power amplifier by regulating the base quiescent bias current.The temp...     

一款用于5G功率放大器的分段线性温度补偿偏置电路

实现了一款用于功率放大器的具有温度补偿特性的偏置电路,首先通过正温度系数(PTAT)电流与负温度系数(NTAT)电流对功率放大器所需的偏置电流进行线性温度补偿,然后在线性补偿的基础上引入分段设计,实现分段线性温度补偿,保证全温范围内功率放大器增益线性化。同时通过分段电流舵型DAC灵活调整偏置电流的大小,将功率放大器偏置在合适工作点的同时降低开关噪声。该偏置电路采用Jazz 0.18μm SOI工艺实现。测试结果表明:在-30～30℃温度区间内,电流补偿斜率为14.9%;在30～90℃温度区间内,电流补偿斜率为29.6%,电流斜率的精度均在1.5%以内;室温下偏置电流的线性调整率为1.4%,输出偏置电流在20.2～1 022.0μA范围内可调。采用该偏置电路的一款功率放大器输出功率典型值为28 dBm,误差矢量幅度(EVM)在-30～90℃温度区间内小于3%。     

改进偏置电路提高音质的单声道60W晶体管功率放大器

本文介绍一款通过仿真对各种偏置电路的传输特性做了认真分析比较后设计的单声道60w功率放大器，使放大器的传输特性有所改善，音质进一步提高。整个放大器由对称的两级电压放大器和两管作达林顿连接的SEPP电路构成。电压放大级和功率放大器均采用独立的稳压电源单独供电，并设置有电源关闭型扬声器保护电路、输出级晶体管过流防止电路等保护电路。在8Q扬声器上可输出60w，其音色非常自然。     

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。     

SiGe HBT功率放大器基极偏置电阻的优化

模拟了基极偏置电阻对功率放大器参数的影响.在兼顾效率、S参数、电压驻波比、功率增益及稳定性等特性的同时,得到了三阶交调信号幅度为最小值时的优化基极偏置电阻.模拟结果表明,一个优化的基极偏置电阻,不仅能使功率放大器的直流偏置点不受影响,三阶交调信号幅度最小,功率增益平坦度得到改善,而且S参数也能满足功放的要求.     

一种偏置电流可调节的高效率2.4GHz锗硅功率放大器

基于IBM0.35μm SiGe BiCMOS工艺BiCMOS5PAe实现了一种偏置电流可调节的高效率2.4GHz锗硅功率放大器。该功率放大器采用两级单端结构和一种新型偏置电路,除射频扼流电感外,其它元件均片内集成。采用的新型偏置电路用于调节功率放大器的静态偏置电流,使功率放大器工作在高功率模式状态或低功率模式状态。在3.5V电源条件下,功率放大器在低功率模式下工作时,与工作在高功率模式下相比,其功率附加效率在输出0dBm时提高了56.7%,在输出20dBm时提高了19.2%。芯片的尺寸为1.32mm×1.37mm。     

5 GHz无线局域网的锗硅异质结晶体管功率放大器

采用IBM 0.35 μm SiGe BiCMOS工艺设计了一种应用于5 GHz无线局域网的射频功率放大器.功率放大器工作在A类状态,由两级共发射极放大电路组成,并利用自适应偏置技术改善了功放的线性度.输入输出和级间匹配网络都采用片内元件实现.在3.3 V的电源电压下,模拟得到的功率增益为32.7dB;1dB压缩点输出功率为25.7 dBm;最大功率附加效率(PAE)为15%.     

射频功率HBT自加热效应及补偿方法

从器件I-V特性的角度,表征了射频功率异质结双极晶体管(HBT)的自加热效应。研究了器件热阻、工作电压、电流增益、发射结价带不连续性(ΔEV)等诸多因素对器件I-V特性的影响。进而研究了为补偿自加热效应所加镇流电阻对热稳定性的改善情况,给出了器件热稳定所需最小镇流电阻(REmin)与这些因素的关系。结果表明,HBT的REmin要小于同质结双极晶体管(BJT)的REmin,因此,射频功率HBT将有更大的输出功率、功率增益和功率附加效率(PAE)。     

应用于WCDMA的双频单片SiGe BiCMOS功率放大器

采用0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计实现了一款用于3GPP WCDMA 850/2100(band-I/band-V)的双频单芯片功率放大器(PA)。PA采用单端共射级3级级联的结构,具有带模拟开关的片上偏置电路,通过控制偏置电流对两个PA工作状态进行切换。制造的芯片面积为1.82 mm×2.83 mm,片上集成了开关电路、偏置电路和输入匹配、级间匹配电路。在3.3 V电源电压下测试结果表明,对于band-V(CLR)频段,PA的线性输出功率P1 dB为28.6 dBm,5 dBm输入时,功率附加效率PAE,为34%。对于band-I(IMT)频段,PA的P1 dB为26.3 dBm,PAE为31%。     

ISM频段中功率功率放大器

采用三指单胞的InGaP/GaAsHBT提取的大信号模型参数 ,设计出应用于ISM频段的三级AB类功率放大器 .通过对传统偏置网络的优化 ,消除了小信号下的增益压缩 .在 3 5V电压下 ,该放大器的最大线性输出功率为30dBm ,增益达到 2 9 1dB ,对应的功率附加效率为 4 3 4 % ,临近沟道抑制比达到 - 10 0dBc,而静态偏置电流很低 ,只有 10 9 7mA .     

ISM频段中功率功率放大器

采用三指单胞的InGaP/GaAs HBT提取的大信号模型参数,设计出应用于ISM频段的三级AB类功率放大器.通过对传统偏置网络的优化,消除了小信号下的增益压缩.在3.5V电压下,该放大器的最大线性输出功率为30dBm,增益达到29.1dB,对应的功率附加效率为43.4%,临近沟道抑制比达到-100dBc,而静态偏置电流很低,只有109.7mA.     

HBT MMIC功率放大器的自适应线性化偏置技术

设计HBT MMIC功率放大器,偏置电路的选择对于提高功率放大器的效率和线性度至关重要.为了在效率和线性度之间取得良好折中,一个重要的方法是让HBT的偏置点随输入信号的功率变化而变化.许多文献都对这种自适应偏置技术进行了研究,然而,对于多种自适应线性化偏置电路比较和分析的文章尚未见报道.本文综合叙述了适用于HBT MMIC工艺,尺寸小、成本低的多种自适应线性化偏置电路,总结了这些偏置电路的基本工作原理,并提出了一种改进的线性化偏置电路.     

用于IEEE 802.11 b/g/n WLAN的高线性度功率放大器

基于2μm的InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)工艺设计了一种可应用于IEEE802.11 b/g/n无线局域网(WLAN)的高线性度射频功率放大器.为了提高射频功率放大器的线性度,采用了负反馈镜像电路提供直流工作点,设计了良好的输入、输出和级间匹配电路来提高射频功率放大器的线性输出功率.流片结果表明,在工作电压为3.3V时,射频功率放大器的1 dB线性压缩输出功率(P1dB)可达27 dBm,当误差向量幅度(EVM)为3％时,2.4 GHz64 QAM激励下,输出功率可达19.8 dBm,满足标准规范要求.     

InP基PIN HBT光电集成器件的设计与研制

对用于光电集成电路(OEIC)的InP基异质结双极性晶体管(HBT)及PIN探测器进行了设计与研制,讨论了堆叠层结构和共享层结构2种常见的集成方式,通过实验比较,确定了共享层结构器件性能更好,并对此结构进行了改进。所研制的HBT截止频率达到30 GHz,直流增益达到100;PIN的3 dB带宽达到了15 GHz。详细介绍了器件结构及工艺流程。     

用于光电集成的InP基HBT新结构

对用于光电集成(OEIC)的InP基异质结双极性晶体管(HBT)进行了分析,提出了一种新的集电区外延结构,该结构是在单HBT(SHBT)的集电区与次集电区间加入特定厚度与掺杂浓度的p-InGaAs层和n-InP层,既适用于集成光探测器,又较好地解决了SHBT反向击穿电压低、传统双HBT(DHBT)电子堆积效应等问题,并具有外延层生长简单、集电区电子漂移速率高等优点.