發(fā)布時間：2019-09-27 20:45

【摘要】：磷化銦雙異質(zhì)結(jié)晶體管(InP DHBT)具有高頻增益高和功率密度大、白噪聲低、線性度好等優(yōu)點,非常適合制作功率放大器,現(xiàn)在已經(jīng)逐步發(fā)展為MMIC領(lǐng)域中一個非常有競爭力的技術(shù)。InP DHBT在毫米波甚至太赫茲的優(yōu)勢,使得基于此實現(xiàn)的單片功率放大器,對于將功率放大器推向更高頻段非常有意義。本文研究基于InP DHBT工藝完成了如下工作:1、簡述了InP DHBT的器件特性,包括它的器件結(jié)構(gòu)、工作機理和高頻性能,分析了InP DHBT器件研究的關(guān)鍵問題。此外,針對常用的SiGe HBT等效電路模型中的VBIC模型在某些方面上不能較好地模擬InP DHBT特點的問題,本文采用Agilent HBT模型及建模方法對器件建模進(jìn)行了研究。通過對集電極渡越時間的改進(jìn),增加了高頻條件下模型的準(zhǔn)確性,該模型在TMIC功率放大器和W波段單片VCO(Voltage Controlled Oscillator)設(shè)計中已經(jīng)得到驗證。2、以提取的InP DHBT等效電路模型為基礎(chǔ),設(shè)計了一款W波段單片功率放大器。仿真結(jié)果表明:該功率放大器的中心頻率為94GHz,10dB帶寬為24GHz,在94GHz時飽和輸出功率大于18dBm,功率增益大于10dB。流片后對功率放大器進(jìn)行了在片測試,測試結(jié)果表明,在75~87GHz頻段內(nèi)小信號增益大于10dB,輸出功率大于13dBm,其中82GHz時實現(xiàn)最大輸出功率15.6dBm。通過對監(jiān)測晶體管的測試和模型版的重新提參建模,可以確定頻率偏移來自設(shè)計中使用的HBT模型。本文的研究成果對InP DHBT器件建模、W波段單片VCO及W波段單片功率放大器的設(shè)計具有指導(dǎo)作用。
【圖文】：

縱向結(jié)構(gòu)器件，典型 InP DHBT 橫向剖面圖如圖 2-1 所示，InP 襯底上先是集，接著是基極，，最上面是發(fā)射極。圖 2-2 為電子掃描顯微鏡下 InP DHBT 的俯。圖 2-1 典型 InP HBT 橫向剖面

第二章 InP HBT 特性與等效電路模型研究2.1.2 InP DHBT 工作機理1948 年，William Shockley 首次提出異質(zhì)結(jié)晶體管這個概念。1957 年，貝爾實驗室 Herber Kroemer 詳細(xì)地研究了雙極型異質(zhì)結(jié)晶體管（HBT）理論。半世紀(jì)以來，HBT 器件和相關(guān)的電路設(shè)計研究得到了迅猛發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN722.75


本文編號：2542870