基于6英寸工艺的GaN功率放大器
发布时间：2021-01-01 00:54
微波收发前端组件作为无线系统的重要模块,广泛应用于雷达,通信等系统中。而功率放大器作为发射链路的末级核心器件,对整个无线系统的作用距离起着至关重要的作用。氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN High Electron Mobility Transistor,GaN HEMT）作为第三代半导体技术的代表,由于其较高的截止频率和高功率密度,被越来越多地应用于高频高功率器件设计。目前,4英寸氮化镓工艺已趋于成熟,但6英寸工艺仍处在研发和完善阶段。本文基于成都海威华芯6英寸、栅长0.25?m的SiC基GaN工艺——Hiwafer NPA25,开展了高功率放大器芯片研究,主要工作如下:1.针对宽带功率放大器设计中晶体管增益滚降特性带来的增益平坦度较差的问题,本文通过在级间匹配网络中采用正斜率设计的方法,抵消了晶体管增益滚降造成的影响,制作了一款2-6GHz超宽带高功率放大器芯片,实测结果表明,该功率放大器在2.3-6.4GHz频带范围内,输出功率>43dBm,功率增益>26dB,功率附加效率>29.3%,小信号增益>30dB,输入回波损耗优于4.9dB。进一步的,针对该芯片...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种半导体材料的适用范围
电子科技大学硕士学位论文4器可以在很大的频率带宽内获得良好的增益平坦度和功率，图1-2给出了近几年采用分布式结构的超宽带功率放大器的发展情况[25]。可以看出，这几年，国内外基于GaNHEMT器件的功率放大器芯片在频率、功率、效率、带宽等方面的研究均取得了丰硕的成果。此外，针对本文的超宽带功率放大器以及Ku波段功率放大器国内外发展动态也进行了相关调研。图1-2基于GaNHEMT的超宽带功率放大器发展情况[26-37]2008年[38]，Maria-AngelesGonzalez-Garrido分别使用栅长0.25μm和0.5μm的工艺设计了两款2-6GHz的超宽带功率放大器。两款功放均采用电抗匹配技术，两级级联，四路合成的结构。测试数据表明，采用栅长0.5μm工艺的功率放大器，在4GHz处饱和输出功率大于10W，效率大于25%，如图1-3；采用栅长0.25μm工艺的功率放大器在3GHz处输出功率大于8W，效率大于20%，如图1-4。（a）（b）图1-3芯片实物（a）和测试结果图（b）2010年[39]，专用集成电路国家重点实验室王会智等人通过在输入级采用有耗匹配，级间和输出端采用多级电抗结构设计了一款2-6GHz功率放大器芯片。并且在设计中，充分考虑了器件的热特性影响而对器件结构进行优化，并通过仿真软件与器件自身特性相结合的方式获得了器件的等效模型，提高了设计芯片的可靠性。
电子科技大学硕士学位论文4器可以在很大的频率带宽内获得良好的增益平坦度和功率，图1-2给出了近几年采用分布式结构的超宽带功率放大器的发展情况[25]。可以看出，这几年，国内外基于GaNHEMT器件的功率放大器芯片在频率、功率、效率、带宽等方面的研究均取得了丰硕的成果。此外，针对本文的超宽带功率放大器以及Ku波段功率放大器国内外发展动态也进行了相关调研。图1-2基于GaNHEMT的超宽带功率放大器发展情况[26-37]2008年[38]，Maria-AngelesGonzalez-Garrido分别使用栅长0.25μm和0.5μm的工艺设计了两款2-6GHz的超宽带功率放大器。两款功放均采用电抗匹配技术，两级级联，四路合成的结构。测试数据表明，采用栅长0.5μm工艺的功率放大器，在4GHz处饱和输出功率大于10W，效率大于25%，如图1-3；采用栅长0.25μm工艺的功率放大器在3GHz处输出功率大于8W，效率大于20%，如图1-4。（a）（b）图1-3芯片实物（a）和测试结果图（b）2010年[39]，专用集成电路国家重点实验室王会智等人通过在输入级采用有耗匹配，级间和输出端采用多级电抗结构设计了一款2-6GHz功率放大器芯片。并且在设计中，充分考虑了器件的热特性影响而对器件结构进行优化，并通过仿真软件与器件自身特性相结合的方式获得了器件的等效模型，提高了设计芯片的可靠性。
本文编号：2950630
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种半导体材料的适用范围
电子科技大学硕士学位论文4器可以在很大的频率带宽内获得良好的增益平坦度和功率，图1-2给出了近几年采用分布式结构的超宽带功率放大器的发展情况[25]。可以看出，这几年，国内外基于GaNHEMT器件的功率放大器芯片在频率、功率、效率、带宽等方面的研究均取得了丰硕的成果。此外，针对本文的超宽带功率放大器以及Ku波段功率放大器国内外发展动态也进行了相关调研。图1-2基于GaNHEMT的超宽带功率放大器发展情况[26-37]2008年[38]，Maria-AngelesGonzalez-Garrido分别使用栅长0.25μm和0.5μm的工艺设计了两款2-6GHz的超宽带功率放大器。两款功放均采用电抗匹配技术，两级级联，四路合成的结构。测试数据表明，采用栅长0.5μm工艺的功率放大器，在4GHz处饱和输出功率大于10W，效率大于25%，如图1-3；采用栅长0.25μm工艺的功率放大器在3GHz处输出功率大于8W，效率大于20%，如图1-4。（a）（b）图1-3芯片实物（a）和测试结果图（b）2010年[39]，专用集成电路国家重点实验室王会智等人通过在输入级采用有耗匹配，级间和输出端采用多级电抗结构设计了一款2-6GHz功率放大器芯片。并且在设计中，充分考虑了器件的热特性影响而对器件结构进行优化，并通过仿真软件与器件自身特性相结合的方式获得了器件的等效模型，提高了设计芯片的可靠性。
电子科技大学硕士学位论文4器可以在很大的频率带宽内获得良好的增益平坦度和功率，图1-2给出了近几年采用分布式结构的超宽带功率放大器的发展情况[25]。可以看出，这几年，国内外基于GaNHEMT器件的功率放大器芯片在频率、功率、效率、带宽等方面的研究均取得了丰硕的成果。此外，针对本文的超宽带功率放大器以及Ku波段功率放大器国内外发展动态也进行了相关调研。图1-2基于GaNHEMT的超宽带功率放大器发展情况[26-37]2008年[38]，Maria-AngelesGonzalez-Garrido分别使用栅长0.25μm和0.5μm的工艺设计了两款2-6GHz的超宽带功率放大器。两款功放均采用电抗匹配技术，两级级联，四路合成的结构。测试数据表明，采用栅长0.5μm工艺的功率放大器，在4GHz处饱和输出功率大于10W，效率大于25%，如图1-3；采用栅长0.25μm工艺的功率放大器在3GHz处输出功率大于8W，效率大于20%，如图1-4。（a）（b）图1-3芯片实物（a）和测试结果图（b）2010年[39]，专用集成电路国家重点实验室王会智等人通过在输入级采用有耗匹配，级间和输出端采用多级电抗结构设计了一款2-6GHz功率放大器芯片。并且在设计中，充分考虑了器件的热特性影响而对器件结构进行优化，并通过仿真软件与器件自身特性相结合的方式获得了器件的等效模型，提高了设计芯片的可靠性。
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