鑒于太赫茲波獨特的優(yōu)勢,太赫茲技術在通信、安防、精確制導、電子對抗以及醫(yī)學成像等多個領域均具有廣闊的應用前景。在太赫茲通信、雷達及成像等系統中,收發(fā)前端都是不可或缺的重要組成部分,而由于傳統的封裝與互聯技術在太赫茲頻段會產生較大的損耗以及不確定性,同時輕量化、高度集成化是收發(fā)前端發(fā)展的必然趨勢,因此太赫茲單片集成電路乃至集成度更高的片上系統是太赫茲收發(fā)子系統的重要發(fā)展方向。磷化銦(InP)雙異質結晶體管(DHBT)作為最適用于太赫茲頻段的器件之一,其優(yōu)異的高頻性能以及大功率、高線性度特性使其成為近年來國內外太赫茲固態(tài)器件和電路研究的熱點。在太赫茲單片集成電路的實現流程中,先進的器件工藝、準確的測試結果、精準的器件模型以及高效的電路設計四個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,每一個步驟都嚴重依賴于前序各個環(huán)節(jié)。因此開展太赫茲InP DHBT收發(fā)芯片相關的測試、建模及電路設計等研究對推動太赫茲系統的發(fā)展和實際應用具有重要的意義。本文依托國產InP DHBT工藝線,對從太赫茲InP DHBT工作原理、在片測試技術、模型開發(fā)到放大器、倍頻器、混頻器芯片設計的整個流程進行了系統性的研究。本文首先對太赫茲在片測試技術進...

【文章頁數】：152 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 太赫茲波簡介
        1.1.2 太赫茲固態(tài)器件研究背景及意義
    1.2 太赫茲InP固態(tài)技術國內外研究動態(tài)
        1.2.1 太赫茲InP晶體管的國內外發(fā)展動態(tài)
        1.2.2 太赫茲在片測試與去嵌技術的國內外發(fā)展動態(tài)
        1.2.3 太赫茲晶體管模型的國內外發(fā)展動態(tài)
        1.2.4 太赫茲InP芯片的國內外發(fā)展動態(tài)
    1.3 本論文的主要內容和結構安排
第二章 太赫茲InPDHBT器件及制備工藝
    2.1 引言
    2.2 InPDHBT的工作原理
        2.2.1 HBT與BJT相比的特點
        2.2.2 InPDHBT的特性介紹
        2.2.3 HBT高頻參數及特殊效應介紹
    2.3 0.5-μm復合集電區(qū)InPDHBT技術及性能介紹
        2.3.1 InGaAsP/InP復合集電區(qū)技術
        2.3.2 0.5-μm InPDHBT制備工藝及性能
    2.4 太赫茲片上傳輸線研究
    2.5 本章小結
第三章 太赫茲在片校準與去嵌技術研究
    3.1 引言
    3.2 在片測試系統校準方法研究
        3.2.1 誤差模型
        3.2.2 片外校準方法
        3.2.3 TRL片內校準
    3.3 太赫茲去嵌技術研究
        3.3.1 open-short與pad-open-thru-short去嵌技術
        3.3.2 thru-halfthru-short去嵌技術
    3.4 本章小結
第四章 太赫茲InPDHBT縮放模型研究
    4.1 引言
    4.2 太赫茲InPDHBT建模方法
    4.3 InPDHBT小信號模型
        4.3.1 小信號模型參數提取
        4.3.2 模型驗證
    4.4 InPDHBT大信號模型
        4.4.1 電流方程
        4.4.2 電荷方程
    4.5 InPDHBT寄生區(qū)域模型及縮放規(guī)則
        4.5.1 InPDHBT寄生網絡分析
        4.5.2 寄生參數提取及縮放規(guī)則建立
        4.5.3 模型驗證
    4.6 本章小結
第五章 太赫茲InPDHBT放大器芯片研究
    5.1 引言
    5.2 太赫茲單片電路設計方法研究
    5.3 140GHz放大器芯片設計
        5.3.1 140GHz放大單元設計
        5.3.2 140GHz功率合成結構設計
        5.3.3 140GHz功率放大器設計
        5.3.4 測試結果與分析
    5.4 220GHz放大器芯片設計
        5.4.1 基于0.5×7μm2晶體管的220GHz放大器設計
        5.4.2 測試結果及分析
        5.4.3 基于0.5×5μm2晶體管的220GHz放大器設計及測試結果
    5.5 300GHz共基極放大器設計
        5.5.1 300GHz放大器拓撲與電路設計
        5.5.2 測試結果與分析
    5.6 本章小結
第六章 太赫茲倍頻及混頻單片電路研究
    6.1 引言
    6.2 225-255GHz三倍頻芯片及諧波抑制技術研究
        6.2.1 太赫茲片上諧波抑制技術
        6.2.2 225-255GHzInPDHBT三倍頻器設計
        6.2.3 測試結果與分析
    6.3 220GHz阻性下變頻混頻器芯片
        6.3.1 阻性混頻器設計
        6.3.2 測試結果與分析
    6.4 基于增益增強技術的210GHz次諧波上變頻混頻器芯片
        6.4.1 增益增強技術及混頻器芯片設計
        6.4.2 測試結果與分析
    6.5 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 引言
    7.2 本文的主要工作及創(chuàng)新點
    7.3 未來工作的展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果



本文編號：3792538