毫米波集成化PIN管开关

本文介绍集成化 PIN 管开关的设计过程。讨论了补偿二极管寄生参量的方法。成功地把八毫米波段的商品 PIN 二极管应用到三毫米波段。给出了测试结果:八毫米宽带开关,在27—40GHz 频带范围内,插损小于1dB、隔离度大于29dB、开关速度小于100ns;三毫米波段开关,工作带宽8GHz、插损小于2.4dB、隔离度大于22dB、开关速度小于110ns。     

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。     

5 mm高隔离鳍线单刀双掷开关

设计并实现了5 mm(U频段)单刀双掷(Single Pole Double Throw,SPDT)开关模块.该开关模块采用鳍线并联PIN二极管电路结构形式,通过采用一种全新的高隔离度措施,获得高隔离、低插损开关特性.经加工测试,开关模块在50～56 GHz频带内隔离度大于50 dB,插损小于2.3 dB.该模块已应用于5 mm射频组件中.     

L波段高功率单刀双掷开关设计与实现

选用PIN二极管设计了一款工作在L 波段的高功率单刀双掷(SPDT)开关,能耐受100 W连续波功率信号。开关采用串并联结构,增大开关的隔离度的同时拓宽了带宽。通过厚膜工艺、丝网印刷制作微带线、微组装工艺完成各个器件焊接互联,完成开关的制作。开关采用-5 V/+30 V 的偏置电压进行控制。实测表明:该单刀双掷开关在1~2 GHz 内,插入损耗小于0. 7 dB,频带内输入驻波比和输出驻波比均小于1.4,隔离度大于25 dB,在连续波100 W 功率下,二极管最高温度为122.6 ℃,满足设计需求。     

C波段大功率单刀四掷收发开关的设计

采用电磁场分析方法,研究在大功率工作条件下台面结构PIN二极管管芯的工作模式,提取相应的S参数,以优化并联式开关电路的阻抗匹配网络,分析开关导通和关断时的电性能,以及大信号下的功率损耗,研制出了C波段大功率单刀四掷开关。在5.1~5.7GHz频带内,测得开关小信号插损小于0.67dB、驻波比小于1.2、隔离度优于55dB、开通时间优于380ns、关断时间优于230ns;大信号插损小于1.1dB、检波延迟时间优于118ns,设计指标满足了工程应用的要求。     

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.     

超宽带微波PIN匹配开关电路设计

高速、超宽带微波PIN匹配多掷开关在通信、雷达及电子对抗系统中有着广泛应用的重要器件之一。介绍PIN管的工作机理,分析了应用PIN管设计开关电路时应考虑的因素,进而设计出工作频率为1~18 GHz的单刀5掷PIN匹配开关电路,经测试在频率为1~18 GHz范围内,插损小于3.5 dB,隔离度大于60 dB,开关时间小于30 ns。     

一种DC～5GHz串联微波开关的温度特性和功率处理能力的测试与分析

描述了一种串联微波MEMS开关的设计、制造过程,它制作在玻璃衬底上,采用金铂触点,在DC～5GHz,插损小0.6dB,隔离度大于30dB,开关时间小于30μs.对这种微波开关的温度特性和功率处理能力进行了测试,在DC～4GHz,85℃下的插损增加了0.2dB,-55℃下的插损增加了0.4dB,而隔离度基本保持不变.在开关中流过的连续波功率从10dBm上升到35.1dBm,开关的插损下降了0.1～0.6dB,并且在35.1dBm(3.24W)下开关还能工作.和所报道的并联开关最大处理功率(420mW)相比,该结果说明串联开关具有较大的功率处理能力.     

GaAs PIN二极管大功率毫米波单刀双掷开关单片

采用76.2mm(3英寸)GaAs PIN二极管工艺设计和制作了大功率毫米波单刀双掷开关单片。采用并联结构的单刀双掷开关以获得较高的功率特性。在片测试表明,在30～36GHz工作频段,开关导通支路插损1.0dB,驻波优于1.5,开关关断端口隔离度大于34dB。开关在导通态下输入功率0.5dB压缩点P-0.5 dB大于5W。     

基于GaAs PIN二极管的宽带大功率单片单刀双掷开关

GaAs PIN二极管具有开态电阻小、截止频率高以及功率容量大的特点,采用GaAs PIN二极管制作的开关插入损耗较小、隔离度较高、并且功率的线性较好。基于河北半导体研究所GaAs PIN工艺制造了一款单刀双掷开关芯片。该开关采用单级并联结构。通过微波在片测试,在小信号条件下,6～18 GHz范围内插入损耗小于1.45 dB、隔离度大于28 dB,输入输出反射损耗小于7.5 dB。把开关装入夹具中进行功率特性测试,在连续波输入功率37 dBm,12 GHz条件下测试输出功率仅压缩0.5 dB,具有非常好的功率特性。在4英寸(100 mm)晶圆上开关的成品率较高,具有非常好的工程应用前景。     

基于Q-MMIC技术的W波段低成本PIN管开关

采用低成本方法设计了一款W波段单刀单掷开关。通过在单独加工的石英基片无源电路上安装倒装PIN管,获得了一款W波段准毫米波单片（Q-MMIC）开关。为了获得低损耗、高隔离度性能,开关设计中采用了3-D PIN管模型和电路补偿结构。测试结果表明开关在88GHz时插入损耗最小,最小值为0.5dB;在80-101 GHz频率范围内,开关导通时的插入损耗小于2 dB;在84-104 GHz频率范围内,开关隔离度大于30 dB。整个开关电路尺寸为1.5 mm× 3.0 mm。     

X波段双联波导开关的设计

首先介绍了PIN开关的基本工作原理。然后总结了波导开关的理论设计方法,提出了采用谐振结构实现开关的两种工作状态。最后还介绍了提高波导开关工作频带的途径。采用此设计的双联波导开关具有良好的性能,主要性能为：插损小（〈0．4dB）,隔离度高（〉17dB）,驻波小（〈1．4）,两路一致性高（〈0．1dB）。     

Broadband InGaAs PIN Traveling-Wave Switch Using a BCB-Based Thin-Film Microstrip Line Structure

This letter describes the design and fabrication of a broadband InGaAs PIN traveling wave switch. A new thin-film microstrip line structure integrated with InGaAs PIN diodes has been used to enhance the switch performance at higher frequencies. The developed InGaAs PIN switch has an insertion loss of less than 3.2 dB and an isolation of greater than 40 dB in a broadband frequency range from 25 to 95 GHz. The BCB-based multi-layer technology effectively reduces the chip size of the fabricated SPDT MMIC switch to 1.05 times 0.58 mm². To our knowledge, this is the first InGaAs PIN traveling-wave switch demonstrated up to 95 GHz.     

一种VHF波段2000W单刀三掷开关的设计

介绍了大功率PIN开关的设计原理。采用这一原理设计了VHF波段大功率单刀三掷开关。开关在小信号下插入损耗小于0.3 dB,施加脉冲功率2000 W时插入损耗小于0.6 dB。     

8～18GHz双刀双掷开关研究

采用混合集成电路的方法,用ＰＩＮ管芯制作了８～１８ＧＨｚ双刀双掷开关。开关采用管芯全并联结构。反射式ＤＰＤＴ开关插损≤２．０ｄＢ,隔离度＞５９ｄＢ,开态驻波比≤１．６５,承受功率为连续波５Ｗ。吸收式ＤＰＤＴ开关插损≤２．９ｄＢ,隔离度＞５８ｄＢ,开态与全关断态驻波比≤２．１,承受功率连续波２Ｗ。电路由ＴＴＬ信号控制。     

A Novel SiGe PIN Diode SPST Switch for Broadband T/R Module

A novel octagonal SiGe p-type intrinsic n-type (PIN) diode single pole single throw (SPST) switch is first implemented in a standard 0.18-mum SiGe BiCMOS technology. Distinctive radio frequency performance of monolithic silicon PIN diode switch is achieved for broadband applications with improvement of its geometry. Over the 2-16GHz frequency band, the PIN diode SPST switch exhibits an insertion loss of less than 1dB and isolation between 42dB to 19dB. An accurate small signal model of series PIN diode is also presented     

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.     

W波段单刀双掷开关

实现了一种采用微波开关（PIN）二极管设计的低插损、高隔离度的 W波段单刀双掷开关（SPDT）。电路采用了改进的 Y 型结和梳状线高通滤波器形式的鳍线结构,有效提高了端口隔离度,降低了插入损耗。仿真结果显示,导通端口在88 GHz～99 GHz内的插入损耗小于0.7 dB,断开端口隔离度大于58 dB。测试结果显示,在频段90 GHz～95 GHz内,输入端口与输出端口1之间的插入损耗低于3.7 dB、隔离度高于33 dB;输入端口与输出端口2之间的隔离度高于33 dB、插入损耗低于3.8 dB。     

Analysis and Design of a Novel W-band SPST Switch by Employing Full-Wave EM Simulator

In this paper, a W-band single pole single throw (SPST) switch based on a novel PIN diode model is presented. The PIN diode is modeled using a full-wave electromagnetic (EM) simulator and its parasitic parameters under both forward and reverse bias states are described by a T-network. By this approach, the measurement-based model, which is usually a must for high performance switch design, is no longer necessary. A compensation structure is optimized to obtain a high isolation of the switch. Accordingly, a W-band SPST switch is designed using a full wave EM simulator. Measurement results agree very well with simulated ones. Our measurements show that the developed switch has less than 1.5 dB insertion loss under the ??on?? state from 88 GHz to 98 GHz. Isolation greater than 30 dB over 2 GHz bandwidth and greater than 20 dB over 5 GHz bandwidth can be achieved at the center frequency of 94 GHz under the ??off?? state.