基于立方星辐射计直接检波系统的毫米波零偏置肖特基二极管检波器设计

基于立方星辐射计直接检波系统,设计并实现了中心频率分别为89 GHz和150 GHz的两款毫米波零偏置肖特基检波器.检波器设计基于ACST的零偏置肖特基二极管.为了获得稳定、优越的性能以及较好的宽带特性,并易于与前级系统集成,更适于立方星辐射计小型化,在直流接地电路与输出电路处采用扇形线结构,并通过一段可调传输线对其端...     

基于零偏置肖特基二极管的270 GHz高性能波导检波器

根据InP二极管的物理结构, 采用三维高频电磁仿真软件对其精确建模仿真, 获得二极管的物理模型和匹配电路的精确参数, 而后将此模型利用谐波平衡进行仿真设计.最后, 在此基础上采用InP肖特基二极管, 设计制作并测试了国内首款270GHz的零偏置检波器.检波器的最大电压响应度为1600V/W, 在260~280GHz范围内, 电压响应的典型值为1400V/W, 其对应的等效噪声功率典型值为18pW/Hz.实验结果与仿真结果比较吻合, 其结果表明, 设计方法较为精确, 具有设计简单、优化方便等优点.     

硅肖特基势垒二极管耐高压高温特性的改善

为了改善传统硅基肖特基二极管反向低耐压和低结温的特性,本文采用离子注入、NiPt60溅射、硅化物形成等主要工艺在厚度为10.6～11.4μm、浓度为2.2×10₁₅～2.4×10₁₅㎝_-3的Nˉ型硅外延层上制备了具有耐高压和高结温的肖特基势垒二极管。实验测试的I-V特性表明该肖特基势垒二极管可承受175℃的结温,比传统硅基肖特基二极管的结温高出50℃,反向耐压值达到V_R=112V,漏电流仅为2μA,导通压降V_F=0.71V(正向电流I_F=3A时)。     

GaN基肖特基二极管的场板工程

The practical design of GaN-based Schottky barrier diodes（SBDs） incorporating a field plate（FP） structure necessitates an understanding of their working mechanism and optimization criteria.In this work,the influences of the parameters of FPs upon breakdown of the diode are investigated in detail and the design rules of FP structures for GaN-based SBDs are presented for a wide scale of material and device parameters.By comparing three representative dielectric materials（SiO₂,Si₃N₄ and Al₂O₃） selected for fabricating FPs,it is found that the product of dielectric permittivity and critical field strength of a dielectric material could be used as an index to predict its potential performance for FP applications.     

基于零偏置肖特基二极管的270GHz高性能波导检波器（英文）

根据InP二极管的物理结构,采用三维高频电磁仿真软件对其精确建模仿真,获得二极管的物理模型和匹配电路的精确参数,而后将此模型利用谐波平衡进行仿真设计.最后,在此基础上采用InP肖特基二极管,设计制作并测试了国内首款270 GHz的零偏置检波器.检波器的最大电压响应度为1600 V/W,在260~280 GHz范围内,电压响应的典型值为1400 V/W,其对应的等效噪声功率典型值为18 pW/槡Hz.实验结果与仿真结果比较吻合,其结果表明,设计方法较为精确,具有设计简单、优化方便等优点.     

基于平面肖特基二极管的W波段检波器

肖特基二极管技术为常温下毫米波信号的检测提供了有效的解决方案。它具有极低的寄生电容和级联电阻,可用于该频段的倍频器、混频器和检波器当中。相比于Galey Cell和热辐射测定器(Bolometer),基于肖特基二极管的直接检波技术具有低噪声、高反应率和常温使用的特点。本文介绍了一种基于波导结构的零偏置肖特基二极管检波器,采用E面探针传输波导基模电磁波,通过阻抗匹配实现微带线到二极管的耦合。测试结果表明,在-30 dBm输入功率下：电压反应率的峰值可达8 900 V/W;在75 GHz~105 GHz的频率范围内,电压反应率在1 000 V/W以上。     

基于新颖宽带肖特基二极管模型的毫米波平衡式混频器设计

介绍了一个用于混频器设计的肖特基二极管模型.根据二极管的物理结构,建立了三维电磁模型,并采用有限元法分析该模型.根据二极管中分布的寄生效应,建立了直到110 GHz的宽带等效电路.基于该等效电路,设计并优化了一个Ka频段的平衡式混频器.在32～37 GHz频率范围内,测试的变频损耗为7.5～10 dB.测试结果与仿真结...     

基于平面肖特基二极管的毫米波固定调节式谐波混频器

基于GaAs肖特基势垒二极管,研制出了两个不同波段的谐波混频器。在场仿真软件中,二极管的非线性结采用lumped端口来模拟,通过场分析方法分析二极管各端口的阻抗。谐波混频电路被分成不同部分来单独优化设计,基于优化设计的各独立电路,建立谐波混频器的整体场仿真模型,通过提取相应的S参数文件分析混频器的变频损耗。150GHz 谐波混频器测得最低变频损耗10.7dB,在135-165GHz变频损耗典型值为12.5dB。180GHz 谐波混频器测得最低变频损耗5.8dB,在165-200GHz变频损耗典型值为13.5dB,在210-240GHz变频损耗典型值为11.5dB。     

基于肖特基二极管改进模型的W波段宽带八次谐波混频器

在对肖特基二极管电磁模型和电路模型精确建模的基础上,设计并制作了W波段宽带八次谐波混频器.通过对肖特基二极管物理结构的分析,建立了其精确的三维电磁仿真模型和直到180 GHz的改进的宽带等效电路模型.针对W波段八次谐波混频器混频产物能量分布特点和工作带宽要求,设计了宽带射频和本振匹配网络,使混频器的工作带宽能覆盖整个W波段.测试结果显示,射频信号在75~110 GHz频率范围内,W波段八次谐波混频器最大变频损耗28 d B,最小变频损耗18 d B.     

基于肖特基二极管的宽带低本振功率太赫兹四次谐波混频器

介绍了基于反向并联肖特基二极管的宽带低驱动功率太赫兹四次谐波混频器。详细地分析了二极管寄生参量与混频器性能间的关系。为了降低四次谐波混频器的最佳本振功率,对肖特基二极管的主要参数进行了优化。实际测试结果显示,在 7 mW 的最佳本振功率驱动下,该四次谐波混频器在 340 - 490 GHz的宽带内,变频损耗在 14.2 - 20 dB 之间。同时,该频段内的混频器噪声温度为 4020 ~ 17100 K。     

Design of edge termination for GaN power Schottky diodes

The GaN Schottky diodes capable of operating in the 300–700-V range with low turn-on voltage (0.7 V) and forward conduction currents of at least 10 A at 1.4 V (with corresponding forward current density of 500 A/cm²) are attractive for applications ranging from power distribution in electric/hybrid electric vehicles to power management in spacecraft and geothermal, deep-well drilling telemetry. A key requirement is the need for edge-termination design to prevent premature breakdown because of field crowding at the edge of the depletion region. We describe the simulation of structures incorporating various kinds of edge termination, including dielectric overlap and ion-implanted guard rings. Dielectric overlap using 5-μm termination of 0.1–0.2-μm-thick SiO₂ increases the breakdown voltage of quasi-vertical diodes with 3-μm GaN epi thickness by a factor of ∼2.7. The use of even one p-type guard ring produces about the same benefit as the optimized dielectric overlap termination.     

毫米波肖特基二极管表征和在片测试方法

本文分析了单口和双口毫米波频段肖特基二极管的测试方法并设计了相应的测试版图,计算了截止频率随寄生电阻和零偏本征电容的变化曲线,给出了小信号和大信号等效电路模型。利用两个实际肖特基二极管测试实例对器件的小信号模型参数进行了提取,实验结果表明,在导通和截止的S参数吻合较好。     

The sensitivity of Pt/InP Schottky barrier diode to H2 and O2

Gas sensitivity of Pt/InP Schottky barrier diode was characterized byI–V, C–V and complex impedance under different gas phase composition. The results show that the barrier height decreased when the device was exposed to a hydrogen-containing atmosphere, and the barrier height increased in an oxygen-containing atmosphere. The sensing mechanism was analyzed.     

军用涂层材料的毫米波发射率测量

作者测量了常见军用涂层在Ka波段的发射率,测量对象包括：雷 达隐身涂层、雷达与高发射率红外兼容隐身涂层、雷达与低发射率红外兼容隐身涂层、高发射率红外涂层以及航空防腐涂层。测量试验采用了基于电压法的改进测量方案,该测量方法可以消除材料样品不能完全覆盖天线波束以及参考体与材料样品厚度差异导致的有效辐射面积差异引起的误差。此外,文章分析并讨论了主要的测量不确定度源。     

基于GaAs肖特基二极管的330GHz接收前端技术研究

基于GaAs肖特基二极管,设计实现了310~330 GHz的接收机前端.接收机采用330 GHz分谐波混频器作为第一级电路,为降低混频器变频损耗,提高接收机灵敏度,分析讨论了反向并联混频二极管空气桥寄生电感和互感,采用去嵌入阻抗计算方法,提取了二极管的射频、本振和中频端口阻抗,实现了混频器的优化设计,提高了变频损耗仿真精度.接收机的165 GHz本振源由×6×2倍频链实现,其中六倍频采用商用有源器件,二倍频则采用GaAs肖特基二极管实现,其被反向串联安装于悬置线上,实现了偶次平衡式倍频,所设计的倍频链在165 GHz处输出约10 dBm的功率,用以驱动330 GHz接收前端混频器.接收机第二级电路采用中频低噪声放大器,以降低系统总的噪声系数.在310~330 GHz范围内,测得接收机噪声系数小于10.5 dB,在325 GHz处测得最小噪声系数为8.5 dB,系统增益为(31±1)dB.     

Simulation and fabrication of high voltage AlGaN/GaN based Schottky diodes with field plate edge termination

In this paper, we report the breakdown voltage (BV) of AlGaN/GaN based Schottky diodes with field plate edge termination. Simulation and fabrication of AlGaN/GaN Schottky diodes were carried out. The simulations were performed using the commercial 2-D device simulator DESSIS. From the simulations, it is found that for a given gate-Ohmic distance (L_gd) of 10 μm, 2DEG of 1 × 10¹³ cm⁻² and field plate length (L_FP) of 2.5 μm, highest BV can be obtained for a silicon nitride thickness of 8000 Å and this BV value is more than 5 times that for a Schottky diode without field plate. The breakdown voltages were also simulated for different field plate lengths. The BV values obtained on the fabricated Schottky diodes are compared with the simulation data and the experimental results follow the trend obtained from the simulation. Simulations were also carried out on a Schottky diode with field plate placed over a stepped insulator with L_gd = 10 μm, L_FP = 5 μm and 2DEG = 1 × 10¹³ cm⁻² and the obtained BV values are about 7 times that without field plate.     

采用二极管的模拟预失真毫米波功放线性化器

研制了一款用于毫米波频段的线性化器,采用模拟预失真技术,基于90°电桥和两个肖特基二极管,在外加直流偏置的情况下,产生预失真信号,通过矢量网络分析仪测试表明,当工作频率为30GHz时,其增益扩展了3～4dB,相位延迟了20°左右。将该线性化器与毫米波功率放大器级联,双音测试结果表明,当功放的输出功率为1dB压缩点回退3dB时,三阶交调指标在工作频率30GHz和31GHz时均改善了10dB左右。该线性化器结构简单、成本较低、实用性强。