本文關鍵詞：3mm波MMIC功率放大器的研究

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【摘要】：3mm波屬于75-110GHz的W波段,是現(xiàn)代許多軍用衛(wèi)星、雷達等設備工作的一個重要頻段。功率放大器(簡稱功放)則是W波段微波系統(tǒng)中重要組成部分之一,相比混合集成電路(HMIC)功放,單片微波集成電路(MMIC)功放具有體積小、可靠性高、易于量產等顯著優(yōu)勢。然而由于有源器件最大電流截止頻率(Tf)等因素的限制,相比低射頻段的功放,W波段MMIC功放的增益和輸出功率普遍較低且設計困難,同時由于技術封鎖等原因在市場上也較難購買。因此針對此問題研究和設計W波段MMIC功放具有顯著的實際意義。本論文基于WIN公司的0.1um柵長的GaAs pHEMT工藝,設計了2款符合指標要求的W波段MMIC功放并生成了流片版圖,主要工作如下:首先簡要分析了W波段MMIC功放設計中的難點,綜述了國內外基于CMOS、GaAs、InP、GaN不同半導體工藝的W波段MMIC功放的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,對上述不同工藝的W波段MMIC功放的特點進行了對比總結,然后指明了本論文研究的意義。其次分析了MMIC工藝的選擇及本文采用的PP10-10工藝的基本特性與設計中用到的元件,介紹了MMIC功放設計中如矩量法、負載牽引等基本理論后,研究了W波段下MMIC功放設計中如設計方法、有源器件選擇、接地、功率合成等關鍵技術,為W波段MMIC功放具體設計奠定了技術基礎。然后根據(jù)設計指標要求,提出了兩種可實現(xiàn)的電路結構,基于ADS2013軟件和PP10-10工藝庫以第一種三級兩路功率合成結構的功放為例研究并詳細介紹了兩款W波段MMIC功放的設計方法與過程,這也是論文工作的重點與難點,最后再根據(jù)大信號仿真結果并結合GaAs pHEMT溝道的Cooke熱模型,對設計完成的功放進行了熱分析�；贛omentum的版圖仿真結果表明:兩款W波段MMIC功放工作中心頻率均為94GHz,其中第一款功放線性增益大于16.5dB,輸入輸出回波小于-15.3dB,3dB帶寬為4.5GHz,飽和輸出功率和功率增益分別大于22.5dBm及10.5dB,功率附加效率(PAE)大于8.4%,芯片面積為2.1mm×1.1mm;第二款功放線性增益大于20.8dB,輸入輸出回波小于-21.8dB,3dB帶寬為3.5GHz,飽和輸出功率和功率增益分別大于25.2dBm及12.2dB,PAE大于9.7%,芯片面積為2.8mm×1.8mm。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.75

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