發(fā)布時(shí)間：2017-07-29 12:19

  本文關(guān)鍵詞：射頻LDMOS內(nèi)匹配技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： RF-LDMOS 內(nèi)匹配技術(shù) S參數(shù) 輸入輸出阻抗 匹配網(wǎng)絡(luò)

【摘要】：隨著現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展,對微波功率器件要求越來越高。RF-LDMOS是近年發(fā)展起來的微波功率器件,但是由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢,RF-LDMOS從眾多微波功率器件中脫穎而出。為了滿足移動通信基站和軍事雷達(dá)的需求,RF-LDMOS向著更高工作頻率、更大輸出功率方向發(fā)展。但是,隨著工作頻率提高,各種寄生參數(shù)影響已再無法忽略。RF-LDMOS采用多柵指或多胞并聯(lián)技術(shù)來增大輸出功率,這就有可能因加工工藝、加工材料造成柵指之間或胞與胞之間信號傳輸不一致,致使能量損耗增加,甚至燒毀器件。還有隨著柵寬增加,輸入輸出端阻抗會逐漸降低,輸入輸出阻抗過低會給外匹配電路設(shè)計(jì)增加難度。而采用內(nèi)匹配技術(shù)可有效解決這些問題。在此背景下,提出對RF-LDMOS內(nèi)匹配技術(shù)進(jìn)行研究。本文主要圍繞工作頻率為1.2GHz-1.4GHz RF-LDMOS內(nèi)匹配技術(shù)展開研究。通過查閱文獻(xiàn),了解到國內(nèi)外內(nèi)匹配技術(shù)發(fā)展情況及其具體設(shè)計(jì)方法。在進(jìn)行內(nèi)匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)之前,必須確定管芯輸入輸出端阻抗。射頻大信號模型雖然相對準(zhǔn)確,但是短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)建模比較困難。負(fù)載牽引技術(shù)更多地是測試已匹配封裝的RF-LDMOS器件。On Wafer測試主要應(yīng)用于小柵寬器件。綜合各方面情況,最終選擇基于小信號S參數(shù)理論,通過提參去嵌求出無匹配封裝RF-LDMOS管芯S參數(shù),然后在進(jìn)行設(shè)計(jì)內(nèi)匹配網(wǎng)絡(luò)。為了更好地實(shí)現(xiàn)去參,利用HFSS軟件對封裝管殼、鍵合引線、MOS電容進(jìn)行建模仿真。最后,根據(jù)匹配電路設(shè)計(jì)理論,結(jié)合RF-LDMOS工作環(huán)境,選擇合適內(nèi)匹配網(wǎng)絡(luò),運(yùn)用ADS軟件進(jìn)行優(yōu)化仿真,求解出內(nèi)匹配元件值。然后運(yùn)用HFSS軟件對內(nèi)匹配元件值進(jìn)行3D建模仿真,并將各元件模型轉(zhuǎn)移到封裝管殼模型中(即構(gòu)成內(nèi)匹配網(wǎng)絡(luò)模型)。隨后將HFSS中內(nèi)匹配網(wǎng)絡(luò)模型導(dǎo)入到Ansys Designer,建立動態(tài)鏈接,實(shí)現(xiàn)協(xié)同仿真,以模仿實(shí)際情況。本文基于上述方法設(shè)計(jì)了單胞RF-LDMOS放大器和雙胞RF-LDMOS放大器,并基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：RF-LDMOS 內(nèi)匹配技術(shù) S參數(shù) 輸入輸出阻抗 匹配網(wǎng)絡(luò)
【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】：2016
【分類號】：TN386.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 選題依據(jù)和研究意義14-15
• 1.2 RF- LDMOS器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能優(yōu)勢15-17
• 1.3 內(nèi)匹配元件及電路結(jié)構(gòu)17-18
• 1.4 本文研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本論文工作安排19-20
• 第二章 S參數(shù)理論20-31
• 2.1 S參數(shù)20-23
• 2.2 S參數(shù)測量23-24
• 2.3 MOSFET小信號等效電路模型24-28
• 2.3.1 提取寄生參數(shù)R_g、R_s和R_d25-26
• 2.3.2 提取襯底網(wǎng)絡(luò)參數(shù)C_(sub)和R_(sub)26-27
• 2.3.3 提取本征參數(shù)27-28
• 2.4 射頻MOSFET大信號等效電路模型28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 阻抗匹配理論31-48
• 3.1 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)31-36
• 3.1.1 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的寬帶32-34
• 3.1.2 電抗性負(fù)載阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)34-36
• 3.1.2.1 低通原型34-35
• 3.1.2.2 窄帶帶通阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)35
• 3.1.2.3 寬帶帶通阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)35-36
• 3.2 內(nèi)匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案36-38
• 3.2.1 Shunt L-C型36-37
• 3.2.2 T和 π 型匹配網(wǎng)絡(luò)37-38
• 3.2.3 L-R-L-C-L型匹配網(wǎng)絡(luò)38
• 3.3 T型匹配網(wǎng)絡(luò)38-44
• 3.3.1 T型網(wǎng)絡(luò)的分析38-40
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)特性40-42
• 3.3.3 ω 型可移通帶電路42-44
• 3.4 功率放大器穩(wěn)定性44-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 封裝管殼和內(nèi)匹配元件仿真分析48-65
• 4.1 封裝管殼49-55
• 4.1.1 封裝管殼材料選擇49-51
• 4.1.2 封裝管殼分析51-55
• 4.2 鍵合引線55-63
• 4.2.1 鍵合引線電阻56-57
• 4.2.2 鍵合引線電感、電容57-61
• 4.2.3 鍵合引線電感值影響因素61-63
• 4.3 MOS電容63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第五章 內(nèi)匹配RF-LDMOS設(shè)計(jì)65-82
• 5.1 管芯S參數(shù)提取65-68
• 5.2 單胞RF-LDMOS放大器設(shè)計(jì)68-77
• 5.2.1 確定單胞RF-LDMOS放大器內(nèi)匹配網(wǎng)絡(luò)和元件值68-70
• 5.2.2 HFSS仿真內(nèi)匹配元件值70-72
• 5.2.2.1 0.275nH鍵合引線70-71
• 5.5.2.2 15.5pF MOS電容71-72
• 5.2.3 HFSS和Ansoft Designer協(xié)同仿真72-74
• 5.2.4 單胞RF-LDMOS實(shí)物測試74-77
• 5.3 雙胞RF-LDMOS放大器77-81
• 5.4 本章小結(jié)81-82
• 總結(jié)與展望82-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果89-90

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本文編號：589156