發(fā)布時(shí)間：2021-01-01 00:54

　　微波收發(fā)前端組件作為無線系統(tǒng)的重要模塊,廣泛應(yīng)用于雷達(dá),通信等系統(tǒng)中。而功率放大器作為發(fā)射鏈路的末級核心器件,對整個(gè)無線系統(tǒng)的作用距離起著至關(guān)重要的作用。氮化鎵高電子遷移率晶體管（GaN High Electron Mobility Transistor,GaN HEMT）作為第三代半導(dǎo)體技術(shù)的代表,由于其較高的截止頻率和高功率密度,被越來越多地應(yīng)用于高頻高功率器件設(shè)計(jì)。目前,4英寸氮化鎵工藝已趨于成熟,但6英寸工藝仍處在研發(fā)和完善階段。本文基于成都海威華芯6英寸、柵長0.25?m的SiC基GaN工藝——Hiwafer NPA25,開展了高功率放大器芯片研究,主要工作如下:1.針對寬帶功率放大器設(shè)計(jì)中晶體管增益滾降特性帶來的增益平坦度較差的問題,本文通過在級間匹配網(wǎng)絡(luò)中采用正斜率設(shè)計(jì)的方法,抵消了晶體管增益滾降造成的影響,制作了一款2-6GHz超寬帶高功率放大器芯片,實(shí)測結(jié)果表明,該功率放大器在2.3-6.4GHz頻帶范圍內(nèi),輸出功率>43dBm,功率增益>26dB,功率附加效率>29.3%,小信號增益>30dB,輸入回波損耗優(yōu)于4.9dB。進(jìn)一步的,針對該芯片... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

各種半導(dǎo)體材料的適用范圍

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4器可以在很大的頻率帶寬內(nèi)獲得良好的增益平坦度和功率，圖1-2給出了近幾年采用分布式結(jié)構(gòu)的超寬帶功率放大器的發(fā)展情況[25]�？梢钥闯觯@幾年，國內(nèi)外基于GaNHEMT器件的功率放大器芯片在頻率、功率、效率、帶寬等方面的研究均取得了豐碩的成果。此外，針對本文的超寬帶功率放大器以及Ku波段功率放大器國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)也進(jìn)行了相關(guān)調(diào)研。圖1-2基于GaNHEMT的超寬帶功率放大器發(fā)展情況[26-37]2008年[38]，Maria-AngelesGonzalez-Garrido分別使用柵長0.25μm和0.5μm的工藝設(shè)計(jì)了兩款2-6GHz的超寬帶功率放大器。兩款功放均采用電抗匹配技術(shù)，兩級級聯(lián)，四路合成的結(jié)構(gòu)。測試數(shù)據(jù)表明，采用柵長0.5μm工藝的功率放大器，在4GHz處飽和輸出功率大于10W，效率大于25%，如圖1-3；采用柵長0.25μm工藝的功率放大器在3GHz處輸出功率大于8W，效率大于20%，如圖1-4。（a）（b）圖1-3芯片實(shí)物（a）和測試結(jié)果圖（b）2010年[39]，專用集成電路國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王會智等人通過在輸入級采用有耗匹配，級間和輸出端采用多級電抗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款2-6GHz功率放大器芯片。并且在設(shè)計(jì)中，充分考慮了器件的熱特性影響而對器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并通過仿真軟件與器件自身特性相結(jié)合的方式獲得了器件的等效模型，提高了設(shè)計(jì)芯片的可靠性。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4器可以在很大的頻率帶寬內(nèi)獲得良好的增益平坦度和功率，圖1-2給出了近幾年采用分布式結(jié)構(gòu)的超寬帶功率放大器的發(fā)展情況[25]�？梢钥闯�，這幾年，國內(nèi)外基于GaNHEMT器件的功率放大器芯片在頻率、功率、效率、帶寬等方面的研究均取得了豐碩的成果。此外，針對本文的超寬帶功率放大器以及Ku波段功率放大器國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)也進(jìn)行了相關(guān)調(diào)研。圖1-2基于GaNHEMT的超寬帶功率放大器發(fā)展情況[26-37]2008年[38]，Maria-AngelesGonzalez-Garrido分別使用柵長0.25μm和0.5μm的工藝設(shè)計(jì)了兩款2-6GHz的超寬帶功率放大器。兩款功放均采用電抗匹配技術(shù)，兩級級聯(lián)，四路合成的結(jié)構(gòu)。測試數(shù)據(jù)表明，采用柵長0.5μm工藝的功率放大器，在4GHz處飽和輸出功率大于10W，效率大于25%，如圖1-3；采用柵長0.25μm工藝的功率放大器在3GHz處輸出功率大于8W，效率大于20%，如圖1-4。（a）（b）圖1-3芯片實(shí)物（a）和測試結(jié)果圖（b）2010年[39]，專用集成電路國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王會智等人通過在輸入級采用有耗匹配，級間和輸出端采用多級電抗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款2-6GHz功率放大器芯片。并且在設(shè)計(jì)中，充分考慮了器件的熱特性影響而對器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并通過仿真軟件與器件自身特性相結(jié)合的方式獲得了器件的等效模型，提高了設(shè)計(jì)芯片的可靠性。


本文編號：2950630