硅脉冲微波功率器件增益退化机理研究

介绍了硅双极型微波功率晶体管的发展历史和应用现状.针对硅脉冲微波功率器件增益退化的失效模式,通过对硅脉冲微波功率器件直流参数的统计分析,初步得出了其失效机理.     

改善微波功率器件可靠性的方法

微波功率器件因其具有体积小、可靠性高等优点而被广泛地运用在了微波通讯系统、遥测系统、雷达、电子对抗和导航等领域.但是,由于硅微波双极功率器件的结比较浅、基区比较窄,因而其击穿电压往往较低,从而对器件的大功率输出和抗烧毁能力造成了一定的不利影响.因此,从提高击空电压、镇流电阻设计、降低基区电阻设计、预匹配的选择和宽带半导体材料的采用等方面对提高硅微波双极功率器件的可靠性的具体措施进行了研究,对于改善硅微波双极功率器件的性能、提高其可靠性具有重要的指导意义.     

S波段连续波SiC功率MESFET

利用国产SiC外延材料和自主开发的SiC器件工艺加工技术,实现了SiC微波功率器件在S波段连续波功率输出大于10W、功率增益大于9dB、功率附加效率不低于35%的性能样管,初步显现了SiC器件在S波段连续波大功率、高增益方面的优势。与以往的硅微波功率器件相比,在同样的频率和输出功率下,SiC微波功率器件的体积不到Si器件的1/7,重量不到Si器件的20%,其功率增益较Si器件提高了3dB以上,器件效率也得到了相应的提高。同时由于SiC微波功率器件的输入、输出阻抗要明显高于Si微波功率器件,在一定程度上可以简化或不用内匹配网络来得到比较高的微波功率增益,这就为器件的小体积、低重量奠定了基础,也为器件的大功率输出创造了条件。     

S波段280W SiC内匹配脉冲功率管

现代雷达和通讯系统要求不断地提高微波功率器件的功率、效率以及带宽.SiCMESFET具有高功率密度、高工作电压等优势,成为目前国际上重点研究的微波功率器件之一.     

微波功率AlGaN/GaN HEMT的研究进展

文章论述了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在微波功率领域应用的优势,详细介绍了微波功率AlGaN/GaN HEMT的工艺进展以及器件的直流和频率特性,评述了其最新进展及今后发展方向.     

2.2～2.4 GHz 110W硅脉冲功率晶体管

微波系统对功率放大用的硅功率晶体管的微波输出功率、增益、效率等性能指标提出了越来越高的要求。南京电子器件研究所先后在 P,L,S,C波段硅微波功率晶体管研究领域取得进展。最近又研制成功工作频率 2 .2～ 2 .4GHz,脉冲宽度 1 0 0μS,占空比 1 0 % ,输出功率大于 1 1 0 W,功率增益大于 8.0 d B,效率大于 45 %的硅脉冲功率晶体管。微波功率晶体管设计制造的重点和难点主要有如下三个方面 :1 .克服微波寄生参数 ,提高微波增益性能 ;2 .克服基区大注入效应 ,提高功率容量 ,保持大功率条件下的微波性能 ;3.克服大功率应用所带来的热效应 …     

SiC MESFET微波功率测试技术

对SiC MESFET的微波测试技术进行了分析,并针对这一采用第三代半导体材料研制的器件,结合硅微波双极功率晶体管和GaAs MESFET的测试技术,建立了SiC MESFET的微波测试系统,完成了2GHz工作频率下瓦级功率输出SiC MESFET的测试,功率增益大于6dB,器件的fT为6.7GHz,fmax达25GHz.     

基于ASAAC标准的超宽带微波功率模块研究

以外场可更换模块为基本硬件单元的综合模块化航空电子设备已成为航电系统发展的主导。基于目前现代军用飞机航电设备的发展趋势，微波功率器件也需要向着标准化结构的方向发展以适应整机未来的应用需求。本文介绍了符合ASAAC标准的某型4～18 GHz的超宽带微波功率模块产品，通过对超宽带注波互作用、微型化高导热多级降压收集极和热管均热技术的研究，完成了具有超宽频带、高效率、低热耗和标准化结构的微波功率模块，实现了微波功率模块从“非标定制”向“通用/国际标准”结构的迈进，基于微波功率器件结构上的标准化特点，可直接应用于采用ASAAC标准结构的各类型的整机平台。     

SiC MESFET微波功率测试技术

对SiC MESFET的微波测试技术进行了分析,并针对这一采用第三代半导体材料研制的器件,结合硅微波双极功率晶体管和GaAs MESFET的测试技术,建立了SiC MESFET的微波测试系统,完成了2GHz工作频率下瓦级功率输出SiC MESFET的测试,功率增益大于6dB,器件的fT为6.7GHz,fmax达25GHz.     

SiC MESFET微波功率测试技术

对SiC MESFET的微波测试技术进行了分析，并针对这一采用第三代半导体材料研制的器件，结合硅微波双极功率晶体管和GaAs MESFET的测试技术，建立了SiC MESFET的微波测试系统，完成了2GHz工作频率下瓦级功率输出SiC MESFET的测试，功率增益大于6dB，器件的fT为6.7GHz, fmax达25GHz.     

硅—硅直接键合技术的研究

自五十年代第一只硅功率可控硅整流器问市以来,功率器件不断得到发展,它的应用不仅迅速扩大到工业装备中,而且已渗透到人们的日常生活中去.随着应用范围的扩大,对功率器件的性能要求也愈来愈高,应运而生的出现了许多新型结构的器件,随器件结构的发展对制造器件的材料提出了新的要求.如硅的功率器件广泛应用于高压直流输电系统中,这要求提高器件的最高工作电压和最大电流控制容量,而这受到获得高质量硅片的限制.所以要     

微波功率器件的应用与进展

微波功率器件广泛应用于无线通信、雷达与电子对抗、军事装备以及医疗电子等系统中.本文介绍了微波功率器件的发展历程和应用领域,重点介绍了LDMOS、GaAs HV-HBT, SiC MESFET 和GaN HEMT等新型微波功率器件的特性与应用,并对下一代电子系统中的新型功率器件应用前景进行了讨论.     

微波功率晶体管的发展与分析

本文阐述了国内外硅双极微波功率晶体管和砷化镓微波功率场效应晶体管的发展历史和现状,并分析了微波功率晶体管的发展特点。介绍了HBT,HFET,MISFET,金刚石、SiC电子器件,真空微电子器件等用于或将用于微波、毫米波功率领域中的情况。提出了发展微波功率晶体管的几点想法。     

S波段280W SiC内匹配脉冲功率管

现代雷达和通讯系统要求不断地提高微波功率器件的功率、效率以及带宽.SiC MESFET具有高功率密度、高工作电压等优势,成为目前国际上重点研究的微波功率器件之一.     

一种硅微波功率三极管的失效分析

描述了硅微波功率三极管的失效模式,给出了器件输出功率与器件耗损功率的关系,得出了微波脉冲电流与有效值的关系,证明了器件在规定的参数范围内能可靠工作,推论了器件失效发生时的状态。指出器件的失效是热电正反馈熔融烧毁所致,是使用问题而不是器件的本质失效;其分析过程对其它器件的失效分析有指导作用。     

基于合成技术的毫米波太赫兹固态功放研究进展

随着下一代通信和装备向着更大带宽和更高精确度的方向发展,毫米波太赫兹频段成为微波技术研究的重点方向。发射功率是太赫兹系统中的关键指标,功率的大小直接决定了系统的作用距离。近些年来,毫米波太赫兹频段的固态功率器件取得了显著进步,推动了国内外太赫兹固态功率放大器的工程实现。本文介绍了国际上毫米波太赫兹频段功率合成技术和固态功放的研究现状,以及我国特别是南京电子器件研究所在W波段与G波段基于径向功率合成技术、矩形波导合成技术以及硅基波导合成技术的固态功放模组的最新研究进展。     

4.4～4.8GHz 15W硅脉冲功率晶体管

硅微波功率晶体管具有功率大、可靠性好等优点,是非常重要的半导体器件,在电子设备中有着广泛应用,其典型应用主要在通信、雷达等领域。从性能上,该类器件一直向更高的频率和更大的输出功率两个方向发展,以满足更多的实际使用要求。南京电子器件研究所近期在φ1100mm硅圆片加工线上制作出4.4～4.8GHz15W硅脉冲功率晶体管。该器件在工作电压28V、脉冲宽度100μs、占空比10%时,全带内输出功率大于15W,功率增益大干7dB。该器件着重加强对芯片的微波性能设计.兼顾输出功率、功率增益、带宽、过激励、过饱和性能和抗失配抗烧毁能力等诸多因素进行芯片优化,并利用ISE软件对关键工艺进行工艺模拟设计和优化。器件采用NPN硅外延环台面梳状结构,发射极和基极线宽0.5μm。每个器件由5个芯片经匹配而成,总发射极周长42000gm。在工艺上采用了多层金属布线和0.5μm精细加工等先进工艺技术。在内匹配方面采取适当的措施减少管壳寄生参数对器件微波性能的影响,提高输出功率,展宽频带,从而最终实现了器件的频率和功率性能。目前在S波段频率以下的应用中,硅微波功率器件占优势,在C波段以上则主要采用GaAs器件。然而在脉冲应用中,GaAs...     

L波段250W宽带硅微波脉冲功率晶体管

南京电子器件研究所最近研制成功 L波段2 5 0 W宽带硅微波脉冲功率晶体管。该器件在 1 .2～ 1 .4GHz频带内 ,脉宽 1 5 0 μs,占空比 1 0 %和 40V工作电压下 ,全带内脉冲输出功率在 2 4 0～ 30 0W之间 ,功率增益大于 7.8d B,效率大于 5 0 %。器件设计为梳条状结构 ,单元间距 6μm,发射极和基极金属条条宽 2 .4μm,金属条间距 0 .6μm。每个器件由 6个尺寸为 1 60 0μm× 75 0μm功率芯片组成 ,每个功率芯片含有 2个子胞。整个器件包含 1 2个子胞、2 0个电容和 2 0 0多条连接金丝匹配而成。在微波功率发射等领域 ,硅微波脉冲大功率晶体管具…     

硅微波功率DMOSFET发展现状

简要地评述了硅微波功率ＤＭＯＳＦＥＴ （ＬＤＭＯＳ, ＶＤＭＯＳ） 的发展概况, 叙述了硅微波功率ＤＭＯＳ的基本结构和一些重要的制造技术。对微波功率ＤＭＯＳ的性能、特点与ＢＪＴ进行了比较, 并对其应用、发展方向及前景进行了探讨。     

碳化硅功率器件高密度互连技术研究进展

相比于硅,SiC材料因具有宽禁带、高导热率、高击穿电压、高电子饱和漂移速率等优点而在耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件中得到了广泛应用。传统的引线键合是功率器件最常用的互连形式之一。然而,引线键合固有的寄生电感和散热问题严重限制了SiC功率器件的性能。文章首先介绍了硅功率器件的低寄生电感和高效冷却互连技术,然后对SiC功率器件互连技术的研究进行了综述。最后,总结了SiC功率器件互连技术面临的挑战。