1kW宽带线性SiC功率放大器设计

简述了SiC宽禁带半导体材料的特性,通过与传统Si半导体材料相比较,该材料在击穿电场强度、截止频率、热传导率、抗辐射能力、结温和热稳定性等方面具有明显优势。SiC宽禁带功率器件在输出功率、功率密度、工作频率、环境适应性等方面具有卓越的性能,在雷达发射机中有良好的应用前景。文中利用SiC宽禁带功率器件设计制作了L波段1 kW功率放大器,对SiC宽禁带功率放大器进行了性能测试,根据实验数据分析了SiC宽禁带功率器件对固态雷达发射机性能的改善。     

SiC宽带功率放大器模块设计分析

功率放大器是射频前端中的关键部件,宽带是目前功率放大器的主要发展趋势。基于碳化硅(SiC)宽禁带功率器件,利用ADS仿真软件,依据宽带功率放大器的各项指标进行电路的设计、优化和仿真,制作了500~2 000 MHz波段宽带功率放大器,并对放大器进行了性能测试和环境实验。测试结果表明利用该方法设计宽带功率放大器是可行的,SiC宽禁带功率器件具有较宽的工作带宽。     

SiC宽禁带功率器件在雷达发射机中的应用分析

介绍了SiC宽禁带半导体材料的特性,通过与Si和GaAs半导体相比较,该材料在击穿电场强度、截止频率、热传导率、抗辐射能力、结温和热稳定性等方面具有显著优点。SiC宽禁带功率器件,尤其在输出功率、功率密度、工作频率、工作带宽、环境适应性和总效率等方面具有卓越的性能,在雷达发射机中有良好的应用前景。文章还详细论述了现代雷达对SiC功率器件的具体指标要求。     

基于SiC 三代半导体技术的T/R 组件功率放大电路设计

本文介绍了SiC宽禁带功率器件的特性及其在相控阵雷达中的应用情况,与Si功率器件相比,该器件在输出功率、功率密度、工作频率、工作带宽、环境适应性、抗辐射能力等方面有卓越的性能。并以SiC RF Power MESFET CRF24010在T/R组件功率放大电路上的应用为实例,详细介绍了SiC宽禁带功率放大电路的设计过程,包括直流偏置设计、稳定性设计、谐波阻抗优化设计、输出功率与效率的仿真,并对实际电路进行测试。本文可以为有源相控阵天线的设计提供工程应用上的参考。     

宽禁带半导体SiC功率器件发展现状及展望

碳化硅(SiC)是第三代半导体材料的典型代表,也是目前晶体生长技术和器件制造水平最成熟、应用最广泛的宽禁带半导体材料之一,是高温、高频、抗辐照、大功率应用场合下极为理想的半导体材料.文章结合美国国防先进研究计划局DARPA的高功率电子器件应用宽禁带技术HPE项目的发展,介绍了SiC功率器件的最新进展及其面临的挑战和发展前景.同时对我国宽禁带半导体SiC器件的研究现状及未来的发展方向做了概述与展望.     

SiC MESFET微波功率器件的研制

利用本实验室生长的4H-SiC外延材料开展了SiC微波功率器件的研究.通过对欧姆接触和干法刻槽工艺的优化,研制出高性能的SiC MESFET.利用1mm栅宽SiC MESFET制成的微波功率放大器在2GHz 64V工作时,连续波输出功率达4.09W,功率增益为9.3dB,PAE为31.3%.文中还给出了SiC功率放大器在微波大信号工作时的稳定性的初步测试结果.     

三代半导体功率器件的特点与应用分析

以S i双极型功率晶体管为代表的第一代半导体功率器件和以GaAs场效应晶体管为代表的第二代半导体功率器件为雷达发射机的大规模固态化和可靠性提高做出了贡献。近年来以S iC场效应功率晶体管和GaN高电子迁移率功率晶体管为代表的第三代半导体--宽禁带半导体功率器件具有击穿电压高、功率密度高、输出功率高、工作效率高、工作频率高、瞬时带宽宽、适合在高温环境下工作和抗辐射能力强等优点。人们寄希望于宽禁带半导体功率器件来解决第一代、第二代功率器件的输出功率低、效率低和工作频率有局限性以至于无法满足现代雷达、电子对抗和通信等电子装备需求等方面的问题。文中简要介绍了半导体功率器件的发展背景、发展过程、分类、特点、应用、主要性能参数和几种常用的半导体功率器件;重点叙述了宽禁带半导体功率器件的特点、优势、研究进展和工程应用;对宽禁带半导体功率器件在新一代雷达中的应用前景和要求进行了探讨。     

宽禁带半导体器件环境适应性验证技术

应用验证是新型元器件走向实际工程应用必不可少的关键环节。从实际工程应用角度出发,给出了宽禁带半导体(SiC/GaN等)微波功率器件环境适应性验证过程中的验证分级(解决及时发现问题与验证周期、费用矛盾)、验证载体与工程应用统一性设计(器件研制源于工程、用于工程)、验证数据的可对比性设计(验证环节可追溯)方法及相关分析(指导工程设计),为宽禁带半导体微波功率器件的工程化研制提供数据支撑。文中的试验数据和设计思想可作为其他相关工程设计参考。     

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。     

2 GHz～6 GHz宽带功率放大器的研究

着眼小型化、大功率,对宽禁带半导体中的GaN功率器件的宽带内匹配技术进行了研究.基于国产的GaN功率器件,采用切比雪夫宽带匹配理论,研制了一款工作频率覆盖2 GHz～6 GHz的宽带功率放大器,在设计过程中重点关注了功率放大器在各种工作条件下的稳定性.测试结果表明在漏源电压为36 V,连续波条件下,在2 GHz～6 G...