摘要：文章提出了一种面向毫米波应用的基于谐波调谐的单片集成(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)功率放大器(Power Amplifier,PA).通过在晶体管输入和输出端对谐波终端进行控制,MMIC PA可以在高频实现高效率性能.本文提出的输出网络在匹配基频阻抗的同时,可以控制二次和三次谐波阻抗.此外,为了进一步提升功放效率,输入端的二次谐波阻抗也进行了调谐.在0.15μm碳化硅基氮化镓(Gallium Nitride on Silicon Carbide,GaNon-SiC)工艺上对所提出的功放架构和设计方法进行了仿真和测试验证.测试结果表明,PA在21.4~23 GHz的频带范围内,功率附加效率(Power Added Efficiency,PAE)大于39.2%,输出功率大于33 dBm.而PA工作频率为22.2 GHz时,测试的漏极效率最大达到63.7%,对应的PAE为50.2%,输出功率为34.1 dBm,仿真和测试结果基本吻合.整体电路尺寸只有1.87 mm^(2),因此单位面积的输出功率为1.31 W/mm^(2).和其他工作相比,本文提出的功放实现了较高的效率和功率密度.

摘要：本文研究了一种基于100 nm氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺设计的24~30 GHz单片集成单刀双掷(SPDT)开关.该开关采用1/4波长微带线并联HEMT开关器件的结构,通过采用两级并联HEMT实现低插入损耗同时获得更好的隔离度.测试结果显示,在24~30 GHz的5G毫米波频段内以及0/-5 V的控制电压下,该开关的插入损耗低于1.5 dB,隔离度优于28 dB,输入功率1 dB压缩点大于27 dBm.测试结果能够很好地验证仿真结果.

摘要：基于100 nm硅基氮化镓(GaN)工艺,本文设计并实现了一款工作频段为20~26 GHz且增益平坦的可变增益低噪声放大器(VGLNA).该放大器采用三级共源级级联来实现高增益,并通过调节第二、第三级的栅极偏置实现增益控制.测试结果表明,该放大器在工作频段内实现了超过20 dB的增益可变范围和±1.5 dB的增益平坦度,在增益可变范围内功耗为126 mW至413 mW.在最大增益状态下,该放大器在整个频段内可实现大于20 dB的小信号增益且噪声系数(NF)为2.95 dB至3.5 dB,平均输出1dB压缩点(OP1dB)约为14.5 dBm.该芯片的面积为2 mm^(2).

摘要：随着第五代移动通信技术(5G)逐步向毫米波频段(FR2)部署,以及目前无人驾驶技术对毫米波雷达技术的需求,高性能的毫米波收发前端集成电路成为了目前研究的热点.与此同时,硅基器件工艺的快速发展,极大地提高了晶体管的截止频率,为低成本、高性能的硅基毫米波集成电路设计提供了基础.本文对近年来的毫米波通信和雷达的硅基收发前端集成电路的研究现状和发展趋势进行了综述.