氮化镓器件非线性特性表征

对100um和1mm碳化硅衬底的氮化镓器件进行直流特性,小信号特性和大信号特性的表征。100um和1mm器件小信号特性测试结果发现,随栅长增大,由于电容寄生效应的减小,电流截止频率fT增大。从数据看出,器件可用在C波段和X波段。大信号测试包括C波段和X波段负载牵引测试和功率扫描测试。器件偏置在AB类工作点,并且选定源端阻抗,做负载牵引测试。在负载牵引园图上,最大功率阻抗点和最佳效率阻抗点可以确定。根据5.5GHz的不同栅长的器件的功率扫描结果分析器件尺寸变换效应与和大尺寸器件的自热效应密切相关。8GHz 不同漏极偏置的器件的功率扫描结果说明碳化硅衬底的氮化镓器件有好的热导率,高击穿电压和10.16W/mm 功率密度。从分析可证明碳化硅衬底的氮化镓器件是放大器设计的理想材料。     

微波功率FET大信号负载牵引测试技术研究

本文介绍大信号负载牵引测试简况、负载牵引测试的目的和意义,并重点提出以调配器为核心组建负载牵引自动测试系统的技术方案,较好地解决了微波功率FET的大信号测试问题.     

采用功率测量负载牵引的阻抗匹配方法

介绍了典型功率测量负载牵引系统组成,以及验证系统准确性的AG.方法.通过调节输入输出阻抗,得到微波功率晶体管在4 GHz频率下的匹配阻抗,从而得到了器件在4 GHz条件大信号下真实性能,最大输出功率为22 dBm、最高效率为60%、并给出了输出电流和增益等,为器件和电路的优化设计提供了有力的帮助.     

L波段高效率内匹配GaN HEMT

研究了一种基于国产SiC衬底的L波段GaN高效率内匹配器件。利用在片微波测试和直流测试相结合方法获得器件的小信号模型,外推得到大信号模型,并进行负载牵引方法验证。在此基础上设计两胞匹配电路,采用电感-电容匹配网络,器件阻抗提升到12Ω,利用改进型威尔金森功率分配器和功率合成器将阻抗由12Ω提升到50Ω,功率分配器和匹配电容使用高Q值陶瓷基片加工。研制的内匹配GaN HEMT器件在测试频率为1.20~1.32 GHz时,输出功率大于80 W,功率增益大于16.2 dB,最大功率附加效率达到72.1%。     

固态微波功率器件测试方法研究

固态微波功率器件由于其大功率、高频率、宽频带的特性,使其微波电参数的测试成为一大难点,特别是对非同轴、无内匹配的功率器件而言,微波参数的测量难度更大。介绍了固态微波功率器件测试的整体方案,针对某款SiC器件的尺寸及特性,设计制作了相应的测试夹具及校准件,利用矢量网络分析仪及阻抗调谐器搭建测试平台,通过负载牵引技术调整输入输出阻抗,并通过TRL校准技术消除夹具引入的误差,将被测端面移动到被测件的两端,得到被测器件的真实特性。经实验验证,在器件工作频率范围内测试系统的阻抗都能达到良好匹配,并得到被测器件的最佳性能指标。     

基于负载牵引法的小型化功率模块设计

为了更准确地设计功率放大器,放弃了依靠调试的设计方法而采用负载牵引法进行大信号参数提取并以此为基础进行放大的设计.阐述了管芯大信号模型理论,介绍了利用负载牵引技术对管芯进行大信号参数的提取过程,运用ADS软件对功率放大器的微波性能如增益、驻波比和功率附加效率等进行了优化,并在此基础上设计了S波段小型化功率放大器模块.制作的单级功率放大器模块在500 MHz带宽内Gp＞9 dB,VSWR≤1.5:1,Pou≥34.6 dBm.     

X参数于负载牵引测量中的应用

随着有源器件不断地被应用在非线性工作区域,器件的非线性特性进行快速和准确的测量显得尤为重要,X参数作为S参数的自然扩展[11可以被用来表征器件的非线性特征.本文对X参数定义进行阐述,并采用安捷伦的先进设计系统软件ADS提取X参数,最后将X参数用于负载牵引测量,对X参数的特性进行仿真.     

面向窄引脚功率器件的负载牵引去嵌方法

传统的功率器件负载牵引测试忽略了器件引脚与预匹配电路间的不连续性电抗效应并引发阻抗偏移误差，该误差在窄引脚功率器件上更为显著。为了解决该问题，提出了一种考虑引脚不连续性电抗效应的新去嵌方案，先基于器件引脚尺寸设计独立校准系统并获取校准件传输参数，再通过校准件与预匹配电路的级联和参数处理将不连续效应叠加入预匹配电路传输参数中，使负载牵引测试数据端面从预匹配电路同轴端口端面去嵌到功率器件引脚根部端面，获取功率器件本身的精准阻抗测试数据。实验结果表明，利用该方案测定负载牵引阻抗具有较高的精度，匹配后的双边扁平无引脚(DFN)封装功率器件在5.8～7.2 GHz工作频率下饱和输出功率达43.6～44.6 dBm,功率附加效率达到40%～47%,20 dBm输入功率下增益为13.1～15.5 dB,性能较传统去嵌方法提升明显。     

整流天线中微波二极管的大信号整流特性研究

本文首次给出了一种可以直接测量微波二极管大信号特性的试验装置，利用此装置可直接测得二极管大信号S参数，进而可由软件仿真优化出二极管大信号的等效电路模型参数。本文对HSMS8202二极管10GHz时的大信号S参数进行了测量，并对其RF-DC的转换效率进行了研究，利用测得的大信号输入阻抗，设计了一个匹配电路，最终在9．75GHz，90mW输入功率和直流负载为200Ω下得到了70％的转换效率。此测量方法可广泛适用于一般固态器件大信号的特性测量。     

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.     

FEPPCON研讨会与电力电子的未来展望

2004年5月在意大利举行的第五届FEPPCON国际研讨会上，近40位欧美电力电子专家、学者和工程师讨论了电力电子及其应用的中长期发展前景，包括以下主要问题：电力电子和系统、系统集成，储能技术、分布式电力系统和电动（或混合电动）汽车中电力电子的应用、计算机及其它用途的标准电源模块、电力电子装置性能的改进（智能控制、能量管理、热问题、无源元件集成等）。本文摘要介绍FEPPCON国际研讨会并评述FEPPCON-5的讨论和总结。     

电力电子器件的发展现状和技术对策

叙述了电力电子器件的发展现状、主要技术和应用状况，并讨论了今后的发展方向。     

一种面向健壮性的瞬时功耗建模方法

为了支持通用系统的功耗建模,提出一种以健壮性为目标的RT级瞬时功耗建模方法,即在特定的误差限制下,可以适用于更多的应用情况。对于一个给定的电路模块,首先构造反映电路结构特征的启发式函数进行功耗分类,对每个分类采用常数标识功耗;然后对启发式进行组合,进一步提高功耗模型的健壮性。从实验结果来看,健壮性比已有的功耗模型提高了10％到20％。     

无刷双馈风力发电控制策略研究

本文研究了为实现最大风能捕获和有功、无功功率解耦控制的无刷双馈发电机的定子磁链定向矢量控制策略,并建立了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型,通过仿真验证了理论、模型和控制策略的正确性、可行性。     

电力抄核收在电力系统中的作用及技术初探

我国社会处于高速发展的状态,社会的发展离各个领域的进步与创新,其中社会的能源供应十分重要,这是社会得以正常运行的一个重要保障.就目前我国整体的电力事业发展状况来看,我国的电力企业呈现出了良好的发展势头,并且电力企业的用户服务越来越周到,力求提供更为优质的电力资源,并且简化各类工作流程.对于电力企业来说,依然存在很大的发展空间,尤其在电力抄核方面,需要做出更多的努力.     

汽车启动发电机的电能供给

汽车的耗电量正在逐步增加，为了节约电能，可以用一个42V的系统取代传统的12V系统。本文描述的是目前正在研究的42V供电系统中的一个关键器件，即：由电力电子装置控制的启动发电机。     

Quantifying the effect of local interconnects on on-chip power distribution

Existing methods to analyze and optimize on-chip power distribution networks typically focus only on global power network modeled as a two-dimensional mesh. In practice, current is supplied to switching transistors through a local power network at the lower metal layers. The local power network is connected to a global network through a stack of vias. The effect of these vias and the resistance of the local power network are typically ignored when optimizing a power network and placing decoupling capacitors. By modeling the power distribution network as a three-dimensional mesh, the error due to ignoring via and local interconnect resistances is quantified. It is demonstrated that ignoring the local power network and vias can both underestimate (by up to 45%) or overestimate (by up to 50%) the effective resistance of a power distribution network. The error depends upon multiple parameters such as the width of local and global power lines and via resistance. A design space is also generated to indicate the valid width of local and global power lines where the target resistance is satisfied. It is shown that a wider global network can be used to obtain a narrower local network, providing additional flexibility in the physical design process since routability is an important concern at lower metal layers. At high via resistances, however, this approach causes significant increase in the width of a global power network, indicating the growing significance of local power network and vias.     

设计高频高压场效应晶体管的一些考虑

高频高压场效应晶体管(LDMOS)是功率MOS器件中同时具有高频高压性能的一种器件,也是目前广泛用于HVIC(高压集成电路)及PIC(功率集成)电路的器件之一。本文从结构上描述了器件的高频、高压特性,并提出了一些可提高这些性能的措施和设计思想。     

电力电子积木(PEBB)技术的发展与展望

电力电子积木是电力电子行业内的一个新概念,最初是用于军用设备中。但是由于它组装方便、功率密度高、应用范围广等特点,目前已经在光伏、风能等多个行业得到了应用。本文介绍了电力电子积木的概念、优势、应用实例以及未来的发展趋势。