一种非对称射频开关芯片的设计

采用非对称结构和双悬浮技术设计了射频开关芯片,测试结果表明,工作频率为2.4GHz的射频开关,在发射模式下,插损为-1.18dB,隔离度为-31.88dB,在接收模式下,插损为-1.48dB,隔离度为-25.08dB,发射时P1dB大于22dBm,接收时为14dBm。由于采用串并结构,极大地增加了隔离度,这种高性能的收发开关的实现主要得益于P阱、深N阱的双悬浮技术,还有堆叠电路结构的应用,同时堆叠结构的分压效果使得通过增加堆叠个数可以进一步提高处理大摆幅信号的能力。     

内置驱动的砷化镓大功率终端开关芯片设计与实现

介绍一种适用于多种制式无线终端产品的砷化镓单刀三掷射频开关芯片,主要用于收发支路的信道切换。芯片主要由单刀三掷开关和内置驱动电路组成,具有插损低、隔离度高、功率容量大以及功耗低等优点,可提供插损0.5dB@1.9GHz,0.85dB@5.8GHz,隔离度大于28dB@1.9GHz,20dB@5.8GHz,1dB压缩点大于38dBm,可应用于绝大多数移动通信终端设备中。     

单片集成GaAs MESFET微波开关——Ⅱ、宽带单刀单掷和单刀双掷开关电路

本文介绍了单片集成GaAs MESFET微波开关的设计方法和制作工艺.利用空气桥和通孔接地等工艺技术,研制成的调配型宽带单刀单掷开关在0.01～7GHz内,插损为2～3.5dB,隔离度不小于32dB;分布型宽带单刀双掷开关在4.5～7GHz内,插损为1～2dB,隔离度不小于21dB,5GHz下的最大功率容量为3瓦.实验也证实电路的开通时间小于0.6ns.     

一种高线性度非对称单刀双掷开关的设计

介绍了一种用于射频收发系统的16 GHz、低损耗、高隔离度、高线性度的非对称型单刀双掷开关。针对串联和并联晶体管尺寸对插入损耗及隔离度的影响、对称型和非对称型两种结构各自的特点,以及选择非对称结构的原因进行了分析。采用90 nm CMOS工艺实现,设计中采用深N阱MOS管,并在必要的节点加入交流悬浮偏置,提高开关整体性能。测试表明,Rx模式下,插损为0.77 dB,隔离度为22.9 dB,输入1 dB压缩点为9 dBm;Tx模式下,插损为2.14 dB,隔离度为20.2 dB,输入1 dB压缩点大于15 dBm。     

C波段大功率单刀四掷收发开关的设计

采用电磁场分析方法,研究在大功率工作条件下台面结构PIN二极管管芯的工作模式,提取相应的S参数,以优化并联式开关电路的阻抗匹配网络,分析开关导通和关断时的电性能,以及大信号下的功率损耗,研制出了C波段大功率单刀四掷开关。在5.1~5.7GHz频带内,测得开关小信号插损小于0.67dB、驻波比小于1.2、隔离度优于55dB、开通时间优于380ns、关断时间优于230ns;大信号插损小于1.1dB、检波延迟时间优于118ns,设计指标满足了工程应用的要求。     

一种DC～5GHz串联微波开关的温度特性和功率处理能力的测试与分析

描述了一种串联微波MEMS开关的设计、制造过程,它制作在玻璃衬底上,采用金铂触点,在DC～5GHz,插损小0.6dB,隔离度大于30dB,开关时间小于30μs.对这种微波开关的温度特性和功率处理能力进行了测试,在DC～4GHz,85℃下的插损增加了0.2dB,-55℃下的插损增加了0.4dB,而隔离度基本保持不变.在开关中流过的连续波功率从10dBm上升到35.1dBm,开关的插损下降了0.1～0.6dB,并且在35.1dBm(3.24W)下开关还能工作.和所报道的并联开关最大处理功率(420mW)相比,该结果说明串联开关具有较大的功率处理能力.     

一种4阵元BDII/GPS抗干扰接收机RF前端设计

实现了一种双通道4阵元接收前端,包含一种低插损无源三端口分路器。在公共端口复用有源低噪声放大器,替代了常规的分路有源放大及功率分配电路,通过电路复用减小了通道功耗,将常规的双频段功率分配插损从3 dB分配插损及约1 dB器件损耗减小至0.5 dB。该多端口无源电路实现了30 dB以上的隔离度,还减少了一级预选滤波器。给出了高线性度通道的设计方法,提高通道输入线性度(IIP3)的同时降低了功耗,优化了通道噪声系数,实现了一种4阵元低功耗BDII/GPS双模抗干扰有源天线。测试结果表明,该接收机同时实现了4通道3.63 W总功耗,输出线性度(OIP3)超过29 dBm,噪声系数小于1.5 dB,抗单音干扰优于90 dB。     

大功率平衡式限幅开关设计

基于半有源式限幅器模型,研究了大功率平衡式限幅开关在小信号时的性能。介绍了该限幅开关的基本原理,设计并进行实物加工。测试结果表明,在32~36GHz频段内,限幅开关小信号插损小于7.9dB,最小插损为6.7dB,输入输出驻波比小于1.72∶1,当输入的连续波功率为1 W时,限幅开关输出功率小于11.6dBm,两输出通道之间的隔离度大于30dB。     

5 mm高隔离鳍线单刀双掷开关

设计并实现了5 mm(U频段)单刀双掷(Single Pole Double Throw,SPDT)开关模块.该开关模块采用鳍线并联PIN二极管电路结构形式,通过采用一种全新的高隔离度措施,获得高隔离、低插损开关特性.经加工测试,开关模块在50～56 GHz频带内隔离度大于50 dB,插损小于2.3 dB.该模块已应用于5 mm射频组件中.     

5G毫米波通信用低插损高隔离GaAs PHEMT单刀双掷开关

基于0.15μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,实现了一款用于5G毫米波通信的低插损高隔离单刀双掷(SPDT)开关芯片。为了降低插损,每个开关支路通过四分之一波长阻抗变换器连接到天线端,并通过优化传输线和器件总栅宽实现了良好的端口匹配;为了提高隔离度,采用了三并联多节枝的分布式架构形成高的输入阻抗状态,实现信号的全反射。芯片面积为2.1 mm×1.1 mm。在片测试结果显示,在24.25~29.5 GHz的5G毫米波频段内该SPDT开关实现了小于1.1 dB的极低插损和大于32 dB的高隔离度,1 dB压缩点输入功率大于26 dBm。     

基于GaAs PIN二极管的宽带大功率单片单刀双掷开关

GaAs PIN二极管具有开态电阻小、截止频率高以及功率容量大的特点,采用GaAs PIN二极管制作的开关插入损耗较小、隔离度较高、并且功率的线性较好。基于河北半导体研究所GaAs PIN工艺制造了一款单刀双掷开关芯片。该开关采用单级并联结构。通过微波在片测试,在小信号条件下,6～18 GHz范围内插入损耗小于1.45 dB、隔离度大于28 dB,输入输出反射损耗小于7.5 dB。把开关装入夹具中进行功率特性测试,在连续波输入功率37 dBm,12 GHz条件下测试输出功率仅压缩0.5 dB,具有非常好的功率特性。在4英寸(100 mm)晶圆上开关的成品率较高,具有非常好的工程应用前景。     

C波段GaAs PIN二极管单片单刀单掷开关

基于中国科学院微电子研究所的GaAs PIN二极管工艺,研究了一种单片单刀单掷开关.为了仿真该单片单刀单掷开关,研制开发了GaAs PIN二极管的小信号模型.在5.5～7.5GHz的频段内,开关正向导通时的插入损耗低于1.6dB,回波损耗大于10dB,开关关断状态的隔离度大于23dB.     

一种基于MMIC技术的S波段GaAs单刀单掷开关

射频开关作为一个系统的重要组成部分其性能直接影响整个系统的指标和功能。其中插入损耗和隔离度以及开关速度是射频开关最重要的几个指标。在实际测试中,S波段脉冲信号源需要产生快前沿的窄脉冲信号。在此基于上述需求,利用了射频开关模块设计的基本原理,并结合了PCB上微带线的特性阻抗分析,且设计了合适的开关驱动电路,最终设计出一种高隔离度,低插入损耗,高速射频开关,开关控制电压为（0,-5V）。在频率2～4GHz的条件下,插入损耗小于1．7dB,隔离度大于48dB,结果满足设计要求。     

超宽带开关矩阵的研制

介绍了一种采用p-i-n开关设计的单路选通开关矩阵。通过合理设计p-i-n二极管的直流反偏电压,解决了p-i-n开关矩阵承受功率的设计问题;采用宽带锥形电感和空心电感相结合的电路形式,设计了一种宽带的偏置电路;优化了开关矩阵电路的设计,简化了电路结构形式,提高了开关矩阵的微波性能和可生产性。设计实现了一种超宽带单路选通开关矩阵,工作频率为1～18 GHz,插入损耗(IL)<5 dB,端口隔离(Isolation)>35 dB。验证结果表明,理论仿真结果与实验测试结果基本一致,证明了设计方法的可行性。     

High power DPDT antenna switch MMIC for digital cellular systems

In this paper, we propose two new types of dual-pole double-throw (DPDT) switch GaAs JFET monolithic microwave integrated circuits (MMICs) for digital cellular handsets. These ICs have the excellent characteristics of low insertion loss and high power handling capability, even with a low control voltage by stacking three JFETs with shallow V_p and using a novel bias circuit using p-n junction diodes. One DPDT switch IC has two shunt FET blocks and can achieve high isolation without external parts. An insertion loss less than 0.6 dB and isolation over 25 dB up to 2 GHz were achieved. P_1dB was about 35 dBm even with a control voltage of 0/3 V. Another DPDT switch IC utilizes parallel resonance of external inductors and parasitic capacitance between the drain and the source of the OFF-state FETs. By attaching 15 nH inductors, for example, the IC exhibited an insertion loss as low as 0.4 dB, an isolation of better than 40 dB at 1.5 GHz, a bandwidth of about 400 MHz for 20 dB isolation, and P_1dB of about 34 dBm with the 0/3 V control     

A GaAs high power RF single-pole dual throw switch IC fordigital-mobile communication system

A high power GaAs monolithic RF switch IC that can handle powers over 5 W (P1 dB: 37 dBm) with a positive 5-V control voltage was developed. This high power handling capability was achieved by using a novel circuit configuration that makes possible the feeding forward of the input-signal to the control gates. The implemented Single Pole Dual Throw switch IC integrated with the coupling capacitors using a high dielectric material, Barium Strontium Titanate, shows an insertion loss less than 0.8 dB at 1 GHz and an isolation over 25 dB in a frequency range of 0.5-1.5 GHz     

基于Q-MMIC技术的W波段低成本PIN管开关

采用低成本方法设计了一款W波段单刀单掷开关。通过在单独加工的石英基片无源电路上安装倒装PIN管,获得了一款W波段准毫米波单片（Q-MMIC）开关。为了获得低损耗、高隔离度性能,开关设计中采用了3-D PIN管模型和电路补偿结构。测试结果表明开关在88GHz时插入损耗最小,最小值为0.5dB;在80-101 GHz频率范围内,开关导通时的插入损耗小于2 dB;在84-104 GHz频率范围内,开关隔离度大于30 dB。整个开关电路尺寸为1.5 mm× 3.0 mm。     

一种高功率低谐波单刀三掷开关组合设计

基于PIN二极管开关工作原理,提出了一种双波段高功率低谐波单刀三掷开关组合的设计方法。开关组合集成电源变换、控制电路与两个单刀三掷开关,可实现对六个通道的控制。通过增加滤波电路的方式,使得每个通道具有低谐波特性。该开关组合在所设计的频率范围内,性能指标优良,VSWR小于1.3,低波段插入损耗小于0.4 dB,高波段插入损耗小于0.85 dB,承受功率均达到4 kW,10%占空比,具有良好的二次谐波及三次谐波特性。     

毫米波GaAs pin单刀单掷开关单片

采用GaAs pin二极管,完成了15～40GHz的单刀单掷开关单片的设计、制作.GaAs pin二极管SPST开关单片具有低插损、高隔离、高功率的特点,在15～20GHz带内插损0.6dB,驻波优于1.5,隔离度大于40dB;在20～40GHz带内插损小于1.1dB,驻波优于1.35,隔离度大于35dB.pin二极管SPST开关单片的1dB功率压缩点P-1大于2W.GaAs pin二极管开关单片采用MOCVD生长的GaAs 纵向pin二极管材料结构,76mm GaAs圆片工艺加工制作.