基于GaAs工艺的Ku波段功率放大器设计

本文研制一款12 GHz～18 GHz的Ku波段三级功放(功率放大器,Power Amplifier)。该电路采用三级级联拓扑结构,利用双L型结构有耗匹配网络设计每一级晶体管的输入/级间匹配,通过输出匹配将端口阻抗与最佳负载阻抗进行匹配,实现12 GHz～18 GHz范围内的宽带阻抗匹配。进一步地,将直流供电端采用的扼流电感参与阻抗匹配,进而避免使用面积较大的扼流电感,在增加匹配网络自由度改善功放带宽的同时有效地减小了功放的面积。该功放基于0.5μm GaAs pHEMT工艺设计、加工与制造,包含了焊盘的芯片面积为1.91 mm×0.76 mm。测量结果表明,在12 GHz～18 GHz的工作频率范围内,该功放的小信号增益为15.7 dB、输入输出驻波比均小于1.7:1、带内平坦度为±1.2 dB、输出饱和功率为23 dBm、功率附加效率为大于20%。     

一种Si CMOS的Ka波段毫米波功率放大器

为了满足毫米波雷达或通信系统对更高发射功率的需求,基于65 nm Bulk Si CMOS工艺制程设计了一款Ka频段功率放大器.该功率放大器工作于30～32 GHz,采用了共源共栅差分对结构的两级放大单元,使用中和电容增强电路的稳定性,并以变压器为基础设计实现了片上无源阻抗匹配网络.经过测试,该功率放大器在工作频段内的...     

5W射频宽带功率放大器的设计

在宽带放大电路的设计中，往往是以牺牲功率增益来换取宽频带的功率增益的平坦特性。本设计除了满足增益平坦和效率外，还考虑了波段转换的速度、体积、受环境影响的大小等要求。调试及试用表明，该放大器工作稳定，性能可靠，已成功应用于通讯实践。     

W波段鳍线带通滤波器设计

为了克服传统鳍线结构在高频段工艺无法实现的问题,采用改良版的鳍线结构设计了一种新型的鳍线结构W波段带通滤波器.利用HFSS进行电磁仿真设计,仿真结果显示在90~100 GHz频带内,插入损耗<0.5 dB,输入输出端口反射系数<-20 dB.实际测试结果与仿真存在一定的偏差,偏差在允许误差范围内,可以满足工程应用.     

基于0.13μm CMOS工艺的功率放大器设计

基于0.13μm CMOS工艺,设计13~15GHz带有分布式有源变压器的集成功率放大器。利用分布式有源变压器功率合成的特点,将其作为负载去匹配功放单元,采用共源共栅级与共源级级联的功放单元结构来提高功放单元的增益和输出功率;采用浮栅结构来减小分布式有源变压器和片上巴伦的插入损耗;功分器采用带栅格参考地的结构提高电路的性能。仿真结果表明,在13~15GHz频段,该功放的饱和输出功率为20dBm,功率附加效率为10%,功率增益为12.5dB,输出功率和功率增益有所提高,减小了插入损耗。     

S波段宽带微波固态功率放大器的设计

微波功率放大器是发射机的重要组件,它的设计成了微波发射系统的关键.文中使用ADS仿真软件对一款功率放大器进行电路设计和仿真,根据晶体管的小信号S参数和I-V曲线,对功率管的输入、输出阻抗匹配电路及其偏置电路进行优化设计,使其性能达到设计要求.在2～2.5GHz的频段内,对输入功率为0dBm射频信号,使用功放模块可以输出40dBm的射频信号,带内波动≤±1.5dB.     

2～6 GHz 100 W高效率平衡式功率放大器的研制

为解决传统宽带大功率放大器工作效率低的问题,采用新型电阻电抗连续B/J类功放模式拓展晶体管高效率的输出负载阻抗空间,从而提高宽带功放的漏级输出效率。提出了一款基于0.25μm栅长的氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的平衡式功放。该功放将LC匹配网络和切比雪夫阻抗变换器相结合实现GaN HEMT器件宽带输入输出阻抗匹配,并利用3 dB Lange耦合器实现宽带平衡式功率合成。在连续波测试条件下,该平衡式功放在2～6 GHz频带内输出功率大于100 W,漏极效率大于45%,功率增益大于9.0 dB,抗负载失配比优于5:1。     

用于W波段谐波抑制的矩形波导滤波器

设计了一种可以低损耗的通过47GHz信号同时抑制94GHz谐波信号的矩形波导滤波器,滤波器采用宽边开槽结构,仿真结果与测试结果表明滤波器在47GHz时的插入损耗小于0.5dB,而对W波段的谐波信号的抑制大于40dB,测试结果和仿真结果吻合良好。     

基于谱技术的电流型CMOS电路设计

本文应用开关信号理论,建立了基于谱技术的传输电流开关理论,应用该设计的对称电流型ＣＯＭＳ电路不仅具有简单的电路结构和正确的逻辑功能,而且能处理具有双向特性的信号。     

标准CMOS工艺栅控Si-LED设计与制备

采用新加坡半导体制备有限公司的0.35um EEPROM双栅标准CMOS工艺设计和制备了U型Si-LED发光器件。器件结构采用P+-N+-P+-P+-P+-N+-P+-P+-P+-N+-P+叉指结构形成U型器件,外部的两个P+区为保护环,在相邻的内部两个P+区之间使用多晶硅作为栅极来调控LED的正偏发光。使用奥林巴斯IC显示镜测得了硅LED实际器件的显微图形,并对器件进行了电学的正反向I-V特性测量。器件在室温下正向偏置,在100～140mA电流下对器件进行了光功率的检测,发光峰值在1089nm处。结果表明,器件发光功率随着栅控电压偏置电流的增加而增加。     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.     

一款低电压高精度CMOS运算放大器设计

设计了一种采用0.6um CMOS工艺的低电压高精度的运算放大器电路。在设计中输入级采用两对跨导器件rail-to-rail的电路结构,从而实现输入级的跨导在整个共模输入范围内保持恒定。输出级采用AB类rail-to-rail推挽结构,达到高驱动能力和低谐波失真的目的。此运放可提供1.5V电压降,采用适当的输出负载,闭环电压增益,单位增益带宽和相位裕度分别达到了80dB,832kHz和64°。     

全差分结构低功耗CMOS运算放大器设计

为了减小低电源电压以及短沟道效应对放大器的影响,获得低电压高增益的放大器,提出了一种基于65 nm CMOS工艺技术的全差分运算跨导放大器(OTA).采用基于增益增强技术的折叠共源共栅拓扑结构,使放大器具有轨到轨输入及大输出摆幅特性,同时兼备高速、高增益及低功耗优点.电路仿真结果表明,其直流增益为82 d B,增益带宽为477 MHz,相位裕度为59°.正常工艺角下稳定时间为10 ns,稳定精度为0.05%,而功耗仅为4.8 m W.     

一种低功耗CMOS并行双频低噪声放大器

基于SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺,设计实现了一种低功耗单端输入转差分输出的并行双频低噪声放大器。采用带有源级电感负反馈的共源共栅结构,在功耗限制下在双频段对输入阻抗和噪声性能同时进行优化,实现并行接收,并具有单端输入转差分输出的功能。该低噪声放大器核心电路尺寸为450μm×350μm。仿真表明,低噪声放大器(LNA)在1.227GHz和1.575GHz工作频率处的输入回波损耗分别为-11.61dB和-12dB,功率增益分别为14.67dB和12.68dB,噪声系数分别为2.3dB和2.53dB,输入l dB压缩点分别为-18.5dBm和-14.5dBm。在1.8V电源电压下,功耗仅为8.4mW,可用于航空航天领域的电子系统中。     

微波高功率固态放大器技术综述

微波集成电路在民用和军用电子中起到至关重要的作用.在微波集成电路领域,高功率的功率放大器为发射机提供足够的信号功率输送到自由空间中,是其不可缺少的关键部件.基于学术研究和商用产品线情况,综述了微波功率放大器芯片的发展情况.首先讨论了各种微波毫米波功率放大器的制造技术,按照半导体器件可以归类为砷化镓、氮化镓、互补金属氧化物半导体和锗化硅等;接着讨论了微波芯片功放的设计技术用以满足高功率、宽带和高效率的指标要求;最后总结了各类微波固态功率放大器的工艺和设计技术,为芯片设计人员提供了全面的设计参考.     

数字化电力电压测量信号放大系统研究

在基于电容式电压互感器（CVT）的电力系统电压测量中CVT二次侧的带负载能力弱，导致在
大负载时测量不准确。为了解决这一问题，提出一种应用于电压互感器二次测的基于数字信号处理器（
DSP）的数字化高精度信号放大系统。采用数字化逆变器来实现电力系统正弦电压信号功率的放大，利用
DSP的高速处理能力，实现了逆变系统的高性能和高精度。数字化逆变器的控制采用TMS320F240芯片来实
现，在其软件中采用了用于电流预估计的PI控制算法和电压电流的双环控制。实验给出了输入电压信号和
输出放大后电压的比较波形，结果证明了该方法的正确性。     

OFDM系统高效Doherty功率放大器设计

针对OFDM信号的高峰均比(PAPR)特性,提出了一种倒置结构的Doherty功率放大器．使Doherty的输出结合点由峰值放大器的末端转换到载波放大器的末端,提高了载波放大器的负载调制效率．与传统的Doherty功率放大器相比,其有效的负载调制使该功率放大器的功率附加效率提高了3％．实测结果表明,该放大器在功率回退10dB时仍维持27.8％的功率附加效率,同时其三阶互调失真(IMD3)和邻道泄漏比(ACLR)分别有2.5dB和2dB的改进,适用于OFDM通信．     

正交幂级数预失真放大器分析

采用正交幂级数建立放大器非线性带通模型,并用两路正交幂级数预失真器对放大器进行线性化,理论分析和仿真结果表明采用正交幂级数预失真器可以有效地改善放大器的幅度、相位非线性特性．     

一种高压摆率低电压CMOS AB类放大器的设计

为了增加单位增益频率与压摆率,并能够工作在低电源电压下,同时降低偏置电流,提出了一种改进的基于0.18μm CMOS工艺的AB类放大器,其采用多级放大器结构,第一级为具有电流镜负载的NMOS差分对,第二反相级由共源放大器实现,第三极为AB类放大器,其能够在±500 m V电源下工作.电路仿真结果显示该放大器相位裕度为87°;总补偿电容为5 p F,与传统放大器相比减少了50%;单位增益频率为21.17 MHz,比传统放大器增大约10倍;压摆率为7.5和8.57 V/μs,与传统电路相比,分别增加了2.8倍和2.6倍.此外,与其他文献相比,该放大器具有较大的单位增益带宽和压摆率以及较小的功耗.