Ka波段22dBm氮化镓单片集成放大器

设计了CPW式Ka波段氮化镓单片集成放大器,并基于国内的GaN外延片和工艺完成了芯片的制备。据我们所知,这是国内首次报道的Ka波段氮化镓单片集成放大器。该单级集成放大器使用了一个栅长0.25μm,栅宽275μm的AlGaN/GaN HEMT。在Vds=10V连续波测试条件下,放大器的工作带宽为1.5GHz。其中在26.5GHz的线性增益为6.3dB,最大输出功率22dBm,最大附加效率9.5%。该MMIC所使用的AlGaN/GaN HEMT在Ka波段、Vds=10V条件下的输出功率密度达到1W/mm。     

具有平坦增益的X波段GaN单片功率放大器

A flat gain two-stage MMIC power amplifier with a 2.8 GHz bandwidth is successfully developed for X band frequency application based on a fully integrated micro-strip Al Ga N/Ga N HEMT technology on a semiinsulating Si C substrate. Designed with a binary-cluster matching structure integrated with RC networks and LRC networks, the developed power MMIC gets a very flat small signal gain of 15 d B with a gain ripple of 0.35 d B over 9.1–11.9 GHz at the drain bias of 20 V. These RC networks are very easy to improve the stability of used Ga N HEMTs with tolerance to the MMIC technology. Inside the frequency range of 9–11.2 GHz where the measurement system calibrated, the amplifier delivers a pulsed output power of 39 d Bm and an associated power added efficiency of about 20% at 28 V without saturation, as the available RF power is limited.     

Ka波段5W GaAs PHMET功率MMIC

报道了一款采用0.15μm GaAs功率MMIC工艺研制的Ka波段功率放大器芯片。芯片采用四级放大拓扑结构,在29～32GHz频带范围内6V工作条件下线性增益25dB,线性增益平坦度小于±0.75dB;饱和输出功率大于5W,饱和效率大于20%,功率增益大于22dB;1dB压缩点输出功率大于36.5dBm,效率大于18%。     

Ka波段GaN HEMT栅结构仿真研究

为了研究适合Ka波段GaN HEMT的栅结构尺寸,借助二维器件仿真软件Silvaco Atlas,在完善仿真模型的基础上研究了T型栅各部分对GaN HEMT特性的影响,包括栅长与短沟道效应的关系、栅与沟道距离对短沟道效应和饱和漏电流的影响,以及栅金属厚度对最大震荡频率,栅场板对截止频率、最大震荡频率和内部电场的影响。根据典型器件结构和材料参数的仿真表明,为了提高频率并减轻短沟道效应,栅长应取0.15~0.25um;减小栅与沟道的距离可略微改善短沟道效应,但会明显降低器件的饱和漏电流,综合考虑栅调制能力、饱和漏电流、短沟道效应三个方面,栅与沟道距离应取10~20nm;为了提高最大振荡频率,栅金属厚度应大于0.4um;缩小栅场板长度可有效提高器件的频率,兼顾Ka波段应用和提高击穿电压,栅场板长度应在0.3~0.4um左右。仿真得出的器件性能随结构参数的变化趋势以及尺寸数据对于Ka波段GaN HEMT的研究具有参考意义。     

Ka波段AlGaN/GaN HEMT的研制

为了提高AlGaN/GaN HEMT的频率,采用了缩小源漏间距、优化栅结构和外围结构等措施设计了器件结构,并基于国内的GaN外延片和工艺完成了器件制备.测试表明所研制的AlGaN/GaN HEMT可以满足Ka波段应用.其中2×75μm栅宽AlGaN/GaN HEMT在30V漏压下的截止频率为32GHz,最大振荡频率为1...     

X波段GaN单片电路低噪声放大器

采用0.25μm GaN HEMT制备工艺在AlGaN/GaN异质结材料上研制了高性能X波段GaN单片电路低噪声放大器.GaN低噪声单片电路采取两级微带线结构,10V偏压下芯片在X波段范围内获得了低于2.2 dB的噪声系数,增益达到18 dB以上,耐受功率达到了27 dBm.在耐受功率测试中发现GaN低噪声HEMT器件...     

S波段35W GaN功率MMIC

报道了一款采用两级拓扑结构的2～4 GHz宽带高功率单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,重点在于宽带功率效率平坦化设计.经匹配优化后放大器在2～4 GHz整个频带内脉冲输出功率大于35 W,小信号增益达到22 dB,在2.4 GHz频点处峰值输出功率达到40 W,对应的功率附加效率为3...     

6‐GHz‐to‐18‐GHz AlGaN/GaN Cascaded Nonuniform Distributed Power Amplifier MMIC Using Load Modulation of Increased Series Gate Capacitance

A 6‐GHz‐to‐18‐GHz monolithic nonuniform distributed power amplifier has been designed using the load modulation of increased series gate capacitance. This amplifier was implemented using a 0.25‐μm AlGaN/GaN HEMT process on a SiC substrate. With the proposed load modulation, we enhanced the amplifier's simulated performance by 4.8 dB in output power, and by 13.1% in power‐added efficiency (PAE) at the upper limit of the bandwidth, compared with an amplifier with uniform gate coupling capacitors. Under the pulse‐mode condition of a 100‐μs pulse period and a 10% duty cycle, the fabricated power amplifier showed a saturated output power of 39.5 dBm (9 W) to 40.4 dBm (11 W) with an associated PAE of 17% to 22%, and input/output return losses of more than 10 dB within 6 GHz to 18 GHz.     

应用于大功率MMIC开关的AlGaN背势垒GaN HEMT

报道了应用于大功率开关的AlGaN背势垒0.25μm GaN HEMT。通过引入AlGaN背势垒,MOCVD淀积在3英寸SiC衬底上的AlGaN/GaN异质结材料缓冲层的击穿电压获得了大幅度的提升,相比于普通GaN缓冲层和掺Fe GaN缓冲层击穿电压提升幅度分别为4倍和2倍。采用具有AlGaN背势垒AlGaN/GaN 外延材料研制的GaN HEMT开关管在源漏间距为2μm、2.5μm、3μm、3.5μm和4μm时,估算得到的关态功率承受能力分别为25.0W、46.2W、64.0W、79.2W和88.4W。基于源漏间距为2.5μm的GaN HEMT开关管设计了DC-12GHz的单刀双掷MMIC开关。该开关采用了反射式串-并-并结构,整个带内插入损耗最大1.0dB、隔离度最小30dB,10GHz下连续波测试得到其功率承受能力达44.1dBm。     

A Ku-band 3.4 W/mm power AlGaN/GaN HEMT on a sapphire substrate

This Daper describes the first domestic Ku-band power AlGaN/GaN HEMT fabricated on a sapphire substrate.The device with a gate width of 0.5 mm and a gate length of 0.35 μm has exhibited an extrinsic current gain cutoff frequency of 20 GHz and an extrinsic maximum frequency of oscillation of 75 GHz.Under V_(DS)=30 V, CW operating conditions at 14 GHz,the device exhibits a linear gain of 10.4 dB and a 3-dB-gain-compressed output power of 1.4 W with a Dower added efficiency of 41%.Under pulse operating conditions,the linear gain is 12.8 dB and the 3-dB-compressed output power is 1.7 W The power density reaches 3.4 W/mm.     

基于蓝宝石衬底的Ku波段3.4W/mm功率AlGaN/GaN HEMT

本文报道了国内第一个基于蓝宝石衬底的ku波段AlGaN/GaN HEMT。器件总栅宽0.5mm,栅长0.35um。漏压30V下器件的ft为20GHz,fmax为75GHz。在漏压30V、连续波测试条件下,器件在14GHz的线性增益为10.4dB,3dB增益压缩的输出功率为1.4W,附加效率41%。在脉冲测试条件下,线性增益12.8dB,3dB增益压缩的输出功率为1.7W,功率密度达到3.4W/mm。     

基于AlGaN/GaN HEMT的功率放大器的研究进展

介绍了几类常见的基于AlGaN／GaN HEMT的微波功率放大器；论述了制造微波功率放大器的两种关键工艺技术——倒装芯片集成(FC-IC)和共平面线(CPW)；分析了自行研制的微波功率放大器核心器件AlGaN／GaN HEMT的性能。     

一个8 GHz基于AlGaN/GaN HEMT的内匹配电路

论述了一个在8 GHz下基于AlGaN/GaN HEMT功率放大器HMIC的设计、制备与测试.该电路包含了1个10×100 μm的AlGaN/GaN HEMT和输入输出匹配电路.在偏置条件为VDS=40 V、IDS=0.16 A时输出连续波饱和功率在8 GHz达到36.5 dBm(4.5 W),PAE为60%,线性增益10 dB;在偏置条件为VDS=30 V、IDS=0.19 A时输出连续波饱和功率在8 GHz达到35.6 dBm(3.6 W),PAE为47%,线性增益9 dB.     

Ka波段AlGaN/GaN HEMT栅结构仿真研究

为了研究适合Ka波段AlGaN/GaN HEMT的栅结构尺寸,借助二维器件仿真软件Silvaco Atlas,在完善仿真模型的基础上研究了Γ型栅各部分对AlGaN/GaN HEMT特性的影响,包括栅长与短沟道效应的关系、栅与沟道距离对短沟道效应和饱和漏电流的影响,以及栅金属厚度对fmax,栅场板对fT、fmax和内部电场的影响。根据典型器件结构和材料参数的仿真表明,为了提高频率并减轻短沟道效应,栅长应取0.15～0.25μm;减小栅与沟道的距离可略微改善短沟道效应,但会明显降低器件的饱和漏电流,综合考虑栅调制能力、饱和漏电流、短沟道效应三个方面,栅与沟道距离应取10～20nm;为了提高fmax,栅金属厚度应大于0.4μm;缩小栅场板长度可有效提高器件的频率,兼顾Ka波段应用和提高击穿电压,栅场板长度应在0.3～0.4μm左右。仿真得出的器件性能随结构参数的变化趋势以及尺寸数据对于Ka波段AlGaN/GaN HEMT的研究具有参考意义。     

KU波段GaN MMIC功率放大器的研究

测试验证了谐波的源端阻抗对于器件的性能以及输出特性有很大的影响,所以基波匹配中不能忽视谐波的影响。基于此研制了一款采用0.25μm工艺GaN 功率MMIC 12-17GHz放大器芯片,源端加入了谐波控制的部分。后期通过管壳测试以及后仿真分析功放的性能,提出一些改进芯片的方法。芯片采用二级放大的结构。末级匹配电路采用功率匹配,兼顾功率和效率;级间考虑二次谐波的匹配,进一步提高效率。输入和级间均采用有耗匹配,提高稳定性。芯片在12-17 GHz范围内漏压28V,输出功率35dBm,功率增益14-15dB,最大功率附加效率大于40%。     

High linearity 5.2-GHz power amplifier MMIC using CPW structure technology with a linearizer circuit

A built-in linearizer was applied to improve the linearity in a 5.2-GHz power amplifier microwave monolithic integrated circuit (MMIC), which was undertaken with 0.15-μm AlGaAs/InGaAs D-mode PHEMT technology.The power amplifier (PA) was studied taking into account the linearizer circuit and the coplanar waveguide (CPW) structures. Based on these technologies, the power amplifier, which has a chip size of 1.44 × 1.10 mm~2, obtained an output power of 13.3 dBm and a power gain of 14 dB in the saturation region. An input third-order intercept point (IIP_3) of-3 dBm, an output third-order intercept point (OIP_3) of 21.1 dBm and a power added efficiency (PAE) of 22% were attained, respectively. Finally, the overall power characterization exhibited high gain and high linearity, which illustrates that the power amplifier has a compact circuit size and exhibits favorable RF characteristics. This power circuit demonstrated high RF characterization and could be used for microwave power circuit applications at 5.2 GHz.     

AlGaN/GaN HEMTs器件布局对器件性能影响分析

比较了空气桥跨细栅和空气桥跨栅总线两种源连接结构的1 mm AlGaN/GaN HEMTs器件的特性,对两种结构的管芯进行了等效电路参数提取.测试了两种布局方式下的不同源场板结构器件的射频以及功率性能,比较分析表明,空气桥跨细栅的源连接方式由于有效地降低了栅漏电容以及栅源电容,比空气桥跨栅总线源连接的器件能取得更好的频率特性以及功率特性.     

使用內置線性器並配合共平面波導設計高線性5.2GHz功率放大器電路研製

本論文主要在分析和設計一種內置線性器去改善功率放大器的線性度,功率放大器其製程技術是使用AlGaAs/InGaAs 0.15μm D-mode pHEMT (砷化鎵鋁/砷化鎵銦增強式異質接面場效應電晶體)元件,電路設計的中心頻率在5.2GHz,以兩級cascade的架構,其操作偏壓點於Class A 和Class AB之功率放大器。內置線性器功率放大器的設計使用ADS軟體分析與模擬。並使用測量儀器HP-8510C網路分析儀分別測量出反射損耗(S11)為-15dB,功率增益(S21) 為15 dB、輸出功率為13.3 dBm、功率附加效率(PAE) 21%和IIP3 為 1.4 dBm、 OIP3約22.5 dBm,綜合5.2 GHz 內置線性器功率放大器可增加高頻增益、輸出功率、功率附加效率和線性度等特性,非常適用於微波微波積體電路功率放大器通訊應用價值。     

基于AlGaN/GaN HEMT的X波段内匹配功率合成放大器的设计

利用内匹配和功率合成技术设计了X波段AlGaN/GaN HEMT功率合成放大器.电路包含有四个AlGaN/GaN HEMT和制作在Al2O3陶瓷基片上的输入输出匹配电路.在偏置条件VDS=30 V,IDS=700 mA时8 GHz测出连续波饱和输出功率达到Pat=40 dBm(10 W),最大PAE=37.44%,线性增益9 dB.     

X波段大栅宽高输出功率AlGaN/GaN HEMT的研究

利用MOCVD技术研制了国产SiC衬底的GaN HEMT外延材料,方块电阻小于260 Ω/□,迁移率最大值达到2 130 cm2V-1s-1,方块电阻和迁移率不均匀性小于3%,采用新的器件栅结构和高应力SiN钝化技术,降低了大栅宽器件栅泄漏电流,提高了工作电压.研制的总栅宽为25.3 mm的四胞内匹配器件X波段输出功率达到141.25 W,线性增益大于12 dB,PAE达到41.4%.