φ76mm GaAs有源器件模型库

采用基于测量S参数和直流参数的工程模型与微波在片测试技术,建立与φ76mm GaAs工艺线直接结合的GaAs器件(MESFET,PHEMT)的MMIC CAD适用器件模型及模型库,并通过对不同种类GaAs MMIC的设计研制进行了验证与改进,模拟结果和测试结果基本一致.目前此模型和模型库已用于φ76mm GaAs工艺线上多种微波GaAs单片的设计研制.     

φ76mm GaAs有源器件模型库

采用基于测量S参数和直流参数的工程模型与微波在片测试技术,建立与φ76mm GaAs工艺线直接结合的GaAs器件(MESFET,PHEMT)的MMIC CAD适用器件模型及模型库,并通过对不同种类GaAs MMIC的设计研制进行了验证与改进,模拟结果和测试结果基本一致.目前此模型和模型库已用于φ76mm GaAs工艺线上多种微波GaAs单片的设计研制.     

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.     

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.     

1~26.5GHz GaAs PIN单刀单掷开关单片

采用GaAs PIN二极管,完成1~26.5 GHz的单刀单掷开关单片的设计、制作。SPST开关单片带内插损小于0.5 dB,驻波优于1.1,隔离度大于27 dB,在10~26.5 GHz,隔离度大于37 dB。开关单片采用MOCVD生长的GaAs纵向PIN二极管材料结构,76 mm GaAs圆片工艺加工制作。     

C波段GaAs PIN二极管单片单刀单掷开关

基于中国科学院微电子研究所的GaAs PIN二极管工艺,研究了一种单片单刀单掷开关.为了仿真该单片单刀单掷开关,研制开发了GaAs PIN二极管的小信号模型.在5.5～7.5GHz的频段内,开关正向导通时的插入损耗低于1.6dB,回波损耗大于10dB,开关关断状态的隔离度大于23dB.     

C波段GaAs PIN二极管单片单刀单掷开关

基于中国科学院微电子研究所的GaAs PIN二极管工艺,研究了一种单片单刀单掷开关.为了仿真该单片单刀单掷开关,研制开发了GaAs PIN二极管的小信号模型.在5.5～7.5GHz的频段内,开关正向导通时的插入损耗低于1.6dB,回波损耗大于10dB,开关关断状态的隔离度大于23dB.     

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%。     

0.2μm T形栅技术在10Gbps激光驱动电路研制中的应用

0.2μm T形栅制作技术在100mm GaAs激光驱动电路芯片研制中获得了成功的应用.优化的栅制作工艺保证了形貌良好的栅线条,获得了优良的晶体管直流参数和高频性能.栅工艺重复性好,整片内器件性能均匀一致,确保了电路的成功研制.实际电路测试结果表明,在100mm GaAs片上制备的PHEMT驱动电路的芯片测试合格率达到70%以上,可靠性良好.     

0.2μm T形栅技术在10Gbps激光驱动电路研制中的应用

0.2μm T形栅制作技术在100mm GaAs激光驱动电路芯片研制中获得了成功的应用.优化的栅制作工艺保证了形貌良好的栅线条,获得了优良的晶体管直流参数和高频性能.栅工艺重复性好,整片内器件性能均匀一致,确保了电路的成功研制.实际电路测试结果表明,在100mm GaAs片上制备的PHEMT驱动电路的芯片测试合格率达到70%以上,可靠性良好.     

相位体制数模转换器动态参数的表征与测试

详细分析并讨论了相位体制数模转换器(DAC)动态参数的表征方法,提出用无杂散动态范围(SFDR)、近区谐波失真(TH D 6)、有效工作带宽(EW B)、输出信号功率及正交输出信号幅度一致性来全面描述相位DAC的频域性能。采用上述方法对利用南京电子器件研究所标准76 mm G aA sM ESFET全离子注入工艺流片得到的3b it相位DAC进行了频域测试。结果显示其EW B大于1.5 GH z,转换速率大于12 G bps,全频带内输出信号的正交精度低于4%,幅度一致性低于26%(大多数测试点低于10%)。在500 MH z输入信号下,其SFDR、TH D 6分别为33.8 dB c-、33.7 dB c。该相位DAC的动态参数良好,尤其正交性能优异。     

2Gbps GaAs单片4bit数模转换器的设计与实现

详述了单片超高速2G bps G aA s 4b it数模转换器(DAC)的设计、制造及测试。在南京电子器件研究所标准76 mm G aA s工艺线采用0.5μm全离子注入M ESFET工艺完成流片。芯入输入输出阻抗实现在片50Ω匹配。4 b it DAC的微分非线性(DN L)为±0.22最低有效位(LSB),积分非线性(IN L)为±0.45LSB,达到5.2 b it的转换精度。该单片电路提供差分互补输出,长周期输出特性无漂移。其最高转换速率可达2 G bps,建立时间小于250 ps,电路核心部分功耗为110 mW。     

A 12-bit 1-Gword/s GaAs digital-to-analog converter system

The circuitry for a 12-b 1-Gword/s digital-to-analog converter (DAC) IC is described. A DC linearity of /spl plusmn/1/8 LSB has been preserved with this all-depletion GaAs MESFET chip. Dynamic measurements in the frequency domain indicate nonlinearities of less than -62 dBc at a 1-GHz clock rate. The DAC uses a very fast FET analog current switch that exhibits sufficiently low leakage currents for a 12-b linearity. The limited on-chip matching capabilities require the precision DC currents to be generated external to the GaAs chip. A current-switching DAC that partitions the high-speed functions onto a single GaAs chip while the high-precision bit currents are realized off-chip is described. The GaAs chip contains 12 1-b cells, each of which switches an analog bit current into a single sampler circuit that is shared by all the switches. The sampler is used to increase the dynamic linearity in the DAC.     

GaAs 10 bit DAC的抗辐射设计和实验

通过分析砷化镓(GaAs)器件的电离辐射剂量率辐照机理和效应,结合电路结构,描述了砷化镓10 bit数模转换器(DAC)的电离辐射剂量率辐射效应、抗辐射设计和辐照实验。在电路设计上,10 bit DAC由两个5 bit DAC组成,通过芯片内部合成10 bit DAC,有效降低了芯片面积和制造工艺难度;通过分析电路的电离辐射剂量率辐射效应,针对敏感电路进行局部电路的抗辐射设计,提高电路抗辐射能力;结合实验条件和器件引线分布,设计合理的辐照实验方案,开发辐照实验电路板,进行辐照实验,获得科学的实验结果,验证电路的抗辐射能力。实验结果表明该数模转换器能够抗3×1011rad(Si)/s剂量率的瞬时辐照。     

四位GaAs超高速D/A转换电路的研究

本文简要介绍了目前国际上GaAs超高速D/A转换器的研制情况。在详细分析了几种常用类型D/A转换电路工作原理的基础上,结合现有GaAs VHSIC的制作工艺条件,设计并制作了一种4位单片集成GaAs MESFET D/A转换电路。测试结果表明,该电路分辨率为4位,转换速率办1Gs/s,建立时间小于1.0ns,微分线性误差小于±1/2LSB,功耗约为20mW。     

An inherently monotonic 12 bit DAC

Describes a 12 bit DAC which uses diffused resistors and requires no trimming to guarantee monotonicity for all grades over the temperature range. The segmented ladder design, departing from the traditional R-2R approach used in virtually all high-speed high resolution converters, provides inherent monotonicity and differential linearity as high as 13 bits. Also afforded is a more uniform step size over the temperature range than the trimmed 12 bit converters. The only critical resistor matching occurs at the major carries or midpoints of each of the eight segments and the tolerances are equivalent to that of a 9 bit DAC, or eight times lower than the R-2H approach. In essence, the problem has been divided into eight separate problems, each with tolerances eight times lower than that of a 12 bit DAC. The converter has been found to be immune to variations in temperature, time, process, and mechanical stress. The circuit also features differential high compliance current outputs, wide supply range, and a multiplying input.     

6～18GHz GaAs PHEMT 5位MMIC数字移相器

采用GaAs PHEMT工艺研制开发了一款6～18 GHz五位MMIC数字移相器。通过建立精确的器件模型、选择合理的单位拓扑以及设计优化原理图和版图,并在优化过程中采用性能冗余优化策略,保证了产品各项性能优异和高成品率。测试的电性能典型值表明,在工作频率范围内,11.25°/22.5°移相位的相移误差<2.5°,45°/90°/180°移相位的相移误差<5°,相移均方根误差<4.5°,插入损耗保持在7dB～10.5dB的范围内,32种相移态输入端与输出端的驻波比均小于1.7,最终芯片面积仅为3.555mm×4.055mm×0.1mm,可广泛用于相控阵雷达与电子对抗等系统。     

基于QN旋转布局的10位500 MS/s分段电流舵DAC

针对分段电流舵数/模转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC），通过理论分析和推导，研究电流源阵列系统失配误差和寄生效应对非线性的影响，采用电流源阵列Q^N旋转游走版图布局方案，能够减小电流源系统失配的一次误差，而且版图布线简单，由寄生效应引起的电流源失配较小，利于DAC非线性的优化.基于0.18μm CMOS，采用"6+4"的分段结构，设计了一种10位500MS/s分段电流舵DAC，流片测试结果表明，在输入频率为1.465MHz，采样速率为500MS/s的条件下，无杂散动态范围（Spurious Free Dynamic Range，SFDR）为64.9dB，有效位数（Effective Number of Bits，ENOB）为8.8 bit，微分非线性误差（Differential Non-linearity，DNL）和积分非线性误差（Integral Non-linearity，INL）分别为0.77LSB和1.12LSB.     

12bit高稳定性数模转换器设计

设计了一款12 bit高稳定性控制类数模转换器(DAC),该DAC集成了带有稳定启动电路的新型低失调带隙基准源(BGR),改善了基准电路的稳定性以及对温度和工艺的敏感性;DAC采用了改进的两级电阻串结构,通过开关电阻匹配和特殊版图布局,在既不增加电路功耗又不扩大版图面积的前提下,提高了DAC的精度并降低了工艺浓度梯度对整体性能的影响.基于CSMC 0.5 μm 5 V 1P4M工艺对所设计的DAC芯片进行了流片验证.测试结果表明:常温下DAC的微分非线性(DNL)小于0.45 LSB,积分非线性(INL)小于1.5 LSB,并且在-55～125℃内DNL小于1 LSB,INL小于2.5 LSB;5V电源电压供电时功耗仅为3.5 mW,实现了高精度、高稳定性的设计目标.     

电流元DAC设计

介绍一个12位的DAC设计.它将整个12位分成两部分,低4位采用权重式电流元形式,高8位采用矩阵式电流元形式.这种方法可以广泛应用于各种DAC的设计.