6～18GHz GaAs PHEMT 5位MMIC数字移相器

采用GaAs PHEMT工艺研制开发了一款6～18 GHz五位MMIC数字移相器。通过建立精确的器件模型、选择合理的单位拓扑以及设计优化原理图和版图,并在优化过程中采用性能冗余优化策略,保证了产品各项性能优异和高成品率。测试的电性能典型值表明,在工作频率范围内,11.25°/22.5°移相位的相移误差<2.5°,45°/90°/180°移相位的相移误差<5°,相移均方根误差<4.5°,插入损耗保持在7dB～10.5dB的范围内,32种相移态输入端与输出端的驻波比均小于1.7,最终芯片面积仅为3.555mm×4.055mm×0.1mm,可广泛用于相控阵雷达与电子对抗等系统。     

高性能2 ~ 18GHz 超宽带MMIC 6 位数字衰减器

介绍了一种高性能2～18GHz MMIC 6位GaAs PHEMT数字衰减器的设计、制造和测试结果。研制的单片数字衰减器衰减步进为0.5dB;最大衰减范围为31.5dB;参考态插入损耗<5.71dB;所有衰减态的输入、输出电压驻波比<1.8;衰减精度:+2.31dB/-0.51dB;插入相移:+6.28°/-1.53°;64态幅度均方根误差<1.0dB;64态相移均方根误差<1.3°;芯片尺寸:2.89mm×1.22mm×0.1mm。工艺成品率高达85%。     

高功率密度高效率28V GaAs PHEMT技术

报道了采用双场板设计的GaAs PHEMT器件,该器件栅长为0.5μm,工作电压28V,在2GHz下饱和输出功率2.18W/mm,功率附加效率PAE=67%。     

内置驱动器的六位GaAs PHEMT宽带单片数控衰减器

采用增强/耗尽型(E/D)结构的赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)技术,研制开发的砷化镓MMIC单片六位数字控制衰减器,具有衰减精度准确、承受功率大、线性度高等特点,并且集成了驱动器,使得输入信号控制线减少了一半,大大减少了系统布线的难度。产品由GaAsPHEMT标准工艺线加工。测试结果表明,在0.05～3.0GHz带内,插入损耗≤2.3dB@3GHz,带内输入输出驻波比≤1.5,衰减精度在±(0.3dB+3%)以内,1dB压缩功率点达到了27dBm,IP3超过了+45dBm。     

基于0.25μm GaAs PHEMT工艺的32GHz毫米波单片功率放大器

设计、制造和测试了基于0.25μm栅长GaAs工艺的32GHz毫米波单片功率放大器.该功率放大器采用三级放大,工作电压为6V,工作电流为600mA.带内最大小信号增益为17.4dB,在32GHz具有0.5W的饱和功率输出.     

PHEMT MMIC功率放大器设计与实现

介绍一种PHEMT MMIC功率放大器设计与实现方案.方案采用内匹配电路,盒体设计考虑到电路腔体内部电磁兼容特性的影响,因此具有增益高、集成度高、寄生特性较低、可靠性高和可操作性好等优点.将此设计方案通过仿真验证,结果表明各项指标可以满足设计预期的期望值,同时证明了方案的可行性.     

GaN MMIC六位数字衰减器的设计

基于GaN HEMT工艺成功研制出一款宽带六位数字衰减器,衰减范围为0～31.5 dB.通过研究GaN HEMT开关器件模型及电阻式衰减网络,选取合适的衰减器拓扑,减小了衰减器的插入损耗,提高了衰减精度,缩小了芯片尺寸.测试结果表明,在2～ 18 GHz频带内,该衰减器的插入损耗小于4.8 dB,64态衰减精度均方根误差小于0.6 dB,输入回波损耗小于-13 dB,输出回波损耗小于-12.5 dB,附加相移为-14°～4°.在10 GHz下,其1 dB压缩点输入功率达到34.5 dBm.裸片尺寸为2.30 mm× 1.10 mm.     

DC-40 GHz光通信系统用GaAs PHEMT驱动放大器。

利用0.2μmGaAsPHEMT工艺研制了40Gb/s光通信系统中的光调制器驱动放大器。该放大器芯片采用有源偏置的七级分布放大器结构,工作带宽达到40GHz,输入输出反射损耗约-10dB,功率增益14dB,功耗700mW,最大电压输出幅度达到7V。两级芯片级连后,功率增益约27dB,在40Gbit/s速率下得到清晰的眼图。     

14～14.5 GHz 20 W GaAs PHEMT内匹配微波功率管

介绍了一种Ku波段内匹配微波功率场效应晶体管.采用GaAs PHEMT 0.25μm T型栅工艺,研制出总栅宽为14.4 mm的功率PHEMT管芯.器件由四管芯合成,在14～14.5 GHz频率范围内,输出功率大于20 W,附加效率大于27%,功率增益大于6 dB,增益平坦度为±0.3 dB.     

基于GaAs PHEMT的6~10GHz多功能芯片

介绍了一种基于GaAs PHEMT工艺的多功能芯片(MFC)设计。该芯片主要用于双向放大,具有低噪声性能和中等功率能力。综合考虑噪声、功率、效率和有源器件的正常工艺波动,选取合适的器件及其工作点、电路拓扑结构,使电路性能达到最优。采用大信号模型、噪声模型和开关模型联合仿真完成该芯片设计,并对版图进行电磁场仿真。测试结果表明,在6~10GHz频带内:小信号增益大于18.5 dB,增益平坦度小于±0.2 dB,输入/输出电压驻波比小于1.4:1,噪声系数小于2.2 dB,1 dB压缩点输出功率大于14 dBm。芯片尺寸为2.4 mm×2.6 mm。     

0.2～30GHz GaAs FET开关模型的提取与验证

在GaAs单片微波集成电路(MMIC)设计中,准确的器件模型对于提高电路设计成功率和缩短电路研发周期起着重要作用。首先采用标准的GaAs MMIC工艺制造出不同栅指数和单位栅宽的开关PHEMT器件,然后对加工的开关电路在"开"态(Vgs=0 V)和"关"态(Vgs=-5 V)进行宽频率范围内的测量,基于测量结果建立起一个参数化的GaAs PHEMT开关等效电路模型,最后通过单刀单掷(SPST)开关来验证参数化模型。应用该参数化模型设计的电路实测与仿真结果基本吻合,证明参数化的GaAs PHEMT模型是可用的。该模型可用于30 GHz以下GaAs PHEMT工艺开关MMIC电路仿真设计。     

Ku波段PHEMT单片低噪声放大器的设计与实验

通过分析微波单片集成电路（ＭＭＩＣ）与常用的微波立体电路的不同点，讨论了采用通用的微波电路软件进行ＭＭＩＣ精确设计的有效途径，着重分析了在软件中如何建立三类ＭＭＩＣ用元件（有源器件、无源元件及由ＭＭＩＣ工艺决定的特有图形元件）电路模型的方法，借助这一分析，使用通用的微波电路软件，完成了Ｋｕ波段两级ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰＨＥＭＴ单片低噪声放大器的设计与研制，取得了与ＣＡＤ设计值十分相近的实验结     

GaAs PHEMT工艺V波段有源二倍频器MMIC

基于标准GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了一个输出频率在V波段的有源二倍频器单片微波集成电路(MMIC),实现了高输出功率和良好的谐波抑制特性.芯片内部集成了180°马逊巴伦、对管变频和输出功率放大器等电路.重点优化设计了马逊巴伦的版图结构,在宽带内具有良好的相位和幅度特性;分析了对管变频结构电路的原理,确定其最佳工作电压在压断电压附近;设计了V波段两级放大器电路,对带内信号放大的同时抑制了带外谐波信号,提高了整个倍频器的输出功率.芯片采用微波探针台在片测试,在外加3.5V电源电压下的工作电流为147 mA;输入功率为14 dBm时,在55～ 65 GHz输出带宽内的输出功率为13 dBm;带内基波抑制大于20 dBc,芯片面积为2.1 mm×1.3 mm.此倍频器MMIC可应用于V波段通信系统和微波测量系统.     

宽带GaAs PHEMT VCO设计

分析了宽带VCO的设计原理,阐明了设计步骤,采用双变容二极管的新型结构设计了2～4GHz、4～7GHz、7～12GHz和12～18GHz四个宽带GaAsVCO芯片以完全覆盖2～18GHz频段。仿真结果表明本文设计的VCO具有频带宽、负载牵引小、结构简单的特点,有很好的应用价值。     

8～20GHz宽带单片低噪声放大器

介绍了一种8～20 GHz单片低噪声放大器的研制过程。本电路采用两级放大拓扑,自偏置结构。采用串联负反馈技术降低噪声系数和输入驻波比,采用负反馈技术扩展带宽和提高动态范围。电路设计基于Agilent ADS微波设计环境,并进行版图电磁场验证以提高设计的准确率。芯片在0.25μm GaAs PHEMT工艺线上加工制作。测试结果表明,在8～20 GHz频率范围内,增益大于13 dB(正斜率),噪声系数小于3 dB,输入输出驻波比小于2∶1,1 dB压缩输出功率典型值为15 dBm,单电源5 V供电,电流小于90 mA。芯片面积为1.72 mm×1.35 mm。该芯片可广泛应用于各种微波系统。     

Ku波段6bit数字衰减器MMIC的小型化设计

基于0.25μm GaAs增强/耗尽(E/D)型赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并实现了一款集成了6 bit并行驱动器的数字衰减器单片微波集成电路(MMIC)。该衰减器采用T型衰减网络结构,不仅缩小了芯片面积,并且可实现较好的衰减精度和衰减附加相移。芯片在片测试结果表明,在-5 V电源电压下驱动器的静态电流为1.8 mA,响应速度为25 ns。在9~18 GHz频率范围内,衰减器芯片的插入损耗不大于3.6 dB,均方根衰减精度不大于0.7 dB,衰减附加相移为-2°~4°,输入电压驻波比(VSWR)不大于1.25∶1,输出VSWR不大于1.5∶1。芯片尺寸为1.6 mm×0.6 mm×0.1 mm。该电路具有响应速度快、功耗低、面积小、衰减附加相移小等优点,可广泛应用于通信设备和微波测量系统中。     

GaAs单片集成宽带衰减器

介绍GaAs单片集成衰减器的研究与制作。所研制的衰减器在DC—10GHz的频率范围内，插入损耗小于1．5dB，衰减量大于15dB，驻波小于2．0：1；其中在DC—6GHz的频率范围内，衰减量大于25dB．驻波小于1．5：1，衰减波纹小于0．5dB。     

基于0.15 μm pHEMT的超宽带低噪声放大器

采用RC负反馈、源极电感负反馈等方法,设计并制作了一种基于MMIC技术的3~15 GHz超宽带低噪声放大器,在超宽带范围内实现了优良的回波损耗和平坦的高增益。采用0.15 μm GaAs pHEMT工艺进行设计,该放大器的芯片尺寸为2 mm×1 mm,直流功耗为200 mW。在片测试结果表明,带内增益高达28 dB,4~12 GHz带宽范围内的噪声系数低于2 dB,输入/输出回波损耗大于15 dB,测试结果与仿真结果十分吻合。该低噪声放大器可应用于S,C,X,Ku波段外差接收机以及毫米波、亚毫米波接收机的中频模块。     

2W6～18GHz宽带MMIC功率放大器

运用微波在片测试技术和IC-CAP模型提取软件对总栅宽为850μm PHEMT器件进行了大信号建模,并利用此模型,采用分布式放大器与电抗匹配相结合的方法,制备了一款三级宽带功率放大器。实验测试结果和ADS仿真结果相吻合。其测试结果为:在6～18GHz频段内,平均输出功率Po为33dBm,功率增益Gp在22～24dB之间,功率附加效率PAE在23%～28%之间,输入输出端口电压驻波比VSWR<1.8,稳定性判断因子K>1(在5～19GHz内)。     

基于GaAs pHEMT工艺的S波段高增益驱动放大器的设计研究

本文介绍了一种基于砷化镓赝配高电子迁移率晶体管(GaAs pHEMT)工艺的S波段高增益单片微波驱动放大器(Drive Amplifier, DA)。该放大器采用了基于负反馈技术的共源共栅(Cascode)放大器驱动共源放大器的双级放大结构,可以实现良好的功率增益和高线性度特性。本文采用0.5 μm GaAs pHEMT工艺验证了该设计方法的可行性。实测结果显示,在5 V供电时,该DA在2.5-4.2 GHz频带内其小信号增益(S21)为26 dB,输入回波损耗(S11)小于-7.5 dB,输出回波损耗(S22)小于-6.5 dB,输出三阶交调点(OIP3)为30.5 dBm,饱和输出功率(Psat)为26.5 dBm,最大功率附加效率(PAE)为25%。该芯片面积为1.3 mm2。该芯片实测结果可以满足5G无线通讯系统中Sub-6G频段的典型驱动功率放大的指标要求,具有广泛的市场应用前景。