X波段AlGaN/GaN HEMTs厂栅场板结构研究

基于SiC衬底成功研制X波段0.25um栅长带有г栅场板结构的AlGaN/GaN HEMT,对比T型栅结构器件,研究了г栅场板引入对器件直流、小信号及微波功率特性的影响.结果表明,г栅场板结构减小器件截止频率及振荡频率,但明显改善器件膝点电压和输出功率密度.针对场板长度分别为0.4、0.7、0.9、1.1 um,得出一定范围内增加场板长度,器件输出功率大幅度提高,并结合器件小信号模型提参结果分析原因.在频率8 GHz下,总栅宽1 mm,场板长度0.9um的器件,连续波输出功率密度7.11 W/mm,功率附加效率(PAE)35.31%,相应线性增益10.25 dB.     

X波段300 W GaN功率器件技术

介绍一种基于国产氮化镓(GaN)外延材料的X波段300 W GaN高效率内匹配器件技术。该技术采用大栅宽芯片的大信号有源模型和封装管壳、键合引线、电容等无源模型,开展X波段300 W内匹配功率器件的设计。采用四胞匹配合成电路,使用L-C网络提升器件阻抗,通过λ/4阻抗变换网络进行阻抗变换和功率合成,实现阻抗50 Ω匹配,功率分配器和匹配电容使用高Q值陶瓷基片实现。仿真实验证明,该器件在9.5~10.5 GHz频率内输出功率大于300 W,功率增益大于9 dB,功率附加效率大于38.9%。同时研究了器件输出功率和功率附加效率随工作电压、脉冲宽度、占空比变化情况。     

X波段30W内匹配GaN HEMT功率器件

采用自主研发的SiC衬底GaN HEMT外延材料,研制了总栅宽为2mmGaN HEMT,利用负载牵引系统测试器件的阻抗特性,得出该器件源漏阻抗实部分别为6Ω和22Ω;设计并制作了四管芯合成器件的阻抗匹配网络,在频率为8GHz下测试,饱和输出功率为30W,功率增益在6dB以上,功率附加效率为38%,该结果目前在国内为首次报道。     

L波段高效率内匹配GaN HEMT

研究了一种基于国产SiC衬底的L波段GaN高效率内匹配器件。利用在片微波测试和直流测试相结合方法获得器件的小信号模型,外推得到大信号模型,并进行负载牵引方法验证。在此基础上设计两胞匹配电路,采用电感-电容匹配网络,器件阻抗提升到12Ω,利用改进型威尔金森功率分配器和功率合成器将阻抗由12Ω提升到50Ω,功率分配器和匹配电容使用高Q值陶瓷基片加工。研制的内匹配GaN HEMT器件在测试频率为1.20~1.32 GHz时,输出功率大于80 W,功率增益大于16.2 dB,最大功率附加效率达到72.1%。     

毫米波应用的场板结构0.15μm_gan_hemts

报道了毫米波应用的采用SiN介质辅助工艺的0.15μm场板结构GaN HEMTs。器件研制中采用了MOCVD技术外延在3英寸SiC衬底上的AlGaN/GaN异质结构材料,该材料采用了掺Fe缓冲层技术。器件栅脚和集成了场板的栅帽均由电子束刻写实现,并采用了栅挖槽技术用来控制器件的阈值电压。器件fT和fmax分别为39GHz和63GHz,24V电压、35GHz下的负载牵引测试结果显示0.15mm栅宽器件输出功率密度达到了4W/mm,对应的功率增益和功率附加效率分别为5dB和35%。该0.15μm GaN HEMTs技术满足Ka波段应用要求,可用于毫米波功率MMICs的研制。     

8W AlGaN/GaN HEMT功率器件的研制

报道了基于国产衬底以及国产外延的AlGaN/GaN HEMT X波段功率器件的研究进展.利用国产衬底以及外延材料,优化了器件栅场板的结构,研制成功栅长0.35μm,栅宽为lmm的微波功率器件.该器件输出电流密度达到0.83A/mm,击穿电压大于100V,跨导为236mS/mm,截止频率(fT)达到30GHz,最大振荡频率(fmax)为32GHz,8GHz下在片进行连续波测试,漏端电压为40V时测试得到功率增益4.9dB,输出功率达8W,功率附加效率(PAE)为45%.     

8W AlGaN/GaN HEMT功率器件的研制

报道了基于国产衬底以及国产外延的AlGaN/GaN HEMT X波段功率器件的研究进展.利用国产衬底以及外延材料,优化了器件栅场板的结构,研制成功栅长0.35μm,栅宽为lmm的微波功率器件.该器件输出电流密度达到0.83A/mm,击穿电压大于100V,跨导为236mS/mm,截止频率(fT)达到30GHz,最大振荡频率(fmax)为32GHz,8GHz下在片进行连续波测试,漏端电压为40V时测试得到功率增益4.9dB,输出功率达8W,功率附加效率(PAE)为45%.     

8.9W/mm高功率密度SiC MESFET器件研制

基于自主研发的碳化硅(SiC)材料外延技术,优化了材料各层结构及参数,减小了Al记忆效应,最终得到了高质量SiC外延片。采用自主研发成熟的SiC MESFET工艺平台,制作了多凹栅器件结构,优化了凹槽尺寸,采用细栅制作技术完成了栅电极制作,最终得到了不同栅宽的SiC MESFET芯片。突破了大栅宽芯片流片、封装及大功率脉冲测试技术,研制成功了微波功率特性良好的MESFET器件。微波测试结果表明,在2 GHz脉冲条件下,0.25 mm栅宽器件,输出功率密度达到8.96 W/mm,功率附加效率达到30%。单胞20 mm大栅宽器件,3.4 GHz脉冲条件下,功率输出达到94 W,功率附加效率达到22.4%。     

L波段0.5mm SiC SIT

作为测试小管芯,所研制的小栅宽(0.5 mm)L波段SiC SIT器件,台面和栅凹槽线宽分别为1.0 μm和1.5 μm,源间距2.5 μm,采用凹栅结构、Al注入形成PN结等优化手段,提高了器件的击穿特性和微波特性.0.5 mm栅宽SiC SIT器件,输出功率通过负载牵引系统进行测试,在1.2 GHz CW、50 V...     

基于负载牵引测试系统的功率管参数提取

对微波功率固态器件进行负载牵引测量是一项有重要意义的基础研究工作.利用负载牵引自动化测试系统对工作频率为1.2～1.4GHz的某硅双极型晶体管进行了负载牵引测量.首先介绍了负载牵引法测试功率管大信号参数的基本原理和测试系统组成,其次对测量过程中的关键技术进行了详细的说明,并提取出器件的大信号阻抗参数.测量结果表明,通过负载牵引测量可获得具有重要参考价值的功率等值线阻抗圆图,从而可为大功率宽带匹配网络设计提供参考.