摘要：基于GaAs增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管(E/D PHEMT)工艺设计了一款14~18 GHz的双通道多功能芯片。芯片集成了单刀双掷(SPDT)开关、6 bit数控移相器、4 bit数控衰减器和增益补偿放大器。采用正压控制开关以减小控制位数;优化移相、衰减和放大等电路拓扑结构,以获得良好的幅相特性;采用紧凑布局、双通道对称的版图设计,以实现小尺寸和高性能。测试结果表明,+5 V电压下,接收通道增益大于3 dB,1 dB压缩点输出功率大于8 dBm;发射通道增益大于1 dB,1 dB压缩点输出功率大于2 dBm;64态移相均方根误差小于2.5°,16态衰减均方根误差小于0.3 dB,芯片尺寸为3.90 mm×2.25 mm。该多功能芯片可实现对射频信号幅度和相位的高精度控制,可广泛应用于微波收发模块。

摘要：基于0.15μm的GaAs pHEMT工艺,研制了一款覆盖X-Ku频段的高精度多功能芯片。该芯片集成了单刀双掷开关、驱动放大器、低噪声放大器和6位数控衰减器等功能模块。其中低噪声放大器采用电流复用技术降低功耗,并通过并联反馈进行增益补偿实现较好的增益平坦度。驱动放大器采用三级结构,并采用逐级增大管芯尺寸和功耗的方法提高线性度。数控衰减器在传统的T型衰减结构的基础上,加入串联电感和并联电容进行改进,保证较高衰减精度的同时减小了附加相移误差。测试结果表明:该多功能芯片在10~18 GHz范围内,接收通道增益14 dB,输出功率1 dB压缩点大于10 dBm,功耗0.2 W,衰减均方根误差值小于0.4 dB,附加相移均方根误差值小于2°;发射通道增益20 dB,输出功率1 dB压缩点大于17 dBm,功耗0.25 W。芯片尺寸仅3.5 mm×1.8 mm。

摘要：为实现W波段多通道收发芯片小型化,研究了多层硅片垂直堆叠实现的三维硅基异构集成技术。基于高精度刻蚀工艺制作掩埋芯片的槽体和腔体,利用金属化通孔和上、下金属层实现了集成波导传输结构和滤波结构,结合金属化通孔的紧密分布实现了电磁屏蔽侧墙,该工艺在实现小型化的同时保证了抗干扰能力。采用高深宽比的通孔刻蚀技术和金属化技术实现信号的垂直传输,通过金丝键合实现微波单片集成电路(MMIC)芯片和硅基传输结构的物理连接,使用低温晶圆键合技术实现了硅片垂直堆叠,最终经微组装技术实现了92~96 GHz多通道多功能芯片。经测试,接收通道噪声系数小于6.2 dB,接收增益约大于14 dB,发射通道饱和输出功率达到20 dBm,验证了该技术的可行性,为W波段小型化多功能芯片提供了良好的设计思路。

摘要：为了降低相控阵天线T/R组件的尺寸和成本,提高集成度,该文基于0.5μm GaAs pHEMT工艺,设计了一款X波段宽带幅相多功能芯片。芯片在架构设计方面除了集成传统的6位数字移相器、6位数字衰减器、单刀双掷开关和驱动放大器以外,新引入了2位数字延时器,实现了收发通道的幅相与时延的独立控制和单芯片集成,改善了宽带相控阵应用中的波束色散。在幅相特性方面,采用高低通移相网络和开关型衰减拓扑,实现平坦的移相、衰减特性,并有效降低了寄生调幅和附加相移。实测结果表明:8~12 GHz工作频带内,64态移相均方根(RMS)误差小于3.5°,寄生调幅RMS小于0.3 dB;64态衰减RMS误差小于0.4 dB,附加相移RMS小于2.5°;延时器延时误差小于1.5 ps。芯片尺寸为5.0 mm×3.5 mm。

摘要：综合论述了GaAs和GaN微波毫米波的收发多功能芯片、幅相多功能芯片和GaAs限幅放大器集成芯片的发展状况、电路结构和性能特性,简述了收发多功能中的功率放大器和低噪声放大器的设计方法、幅相多功能中数字移相器和衰减器的设计方法,给出了限幅低噪声放大器中限幅器的设计参考。

摘要：阐述一款基于GaAsp HEMT的2~6GHz收发多功能芯片的设计,该芯片集成了收发切换开关、接收低噪声放大器和发射功率放大器,具有高集成、低噪声、高增益、高输出功率和附加效率的特点。测试结果显示,在2~6GHz,接收通道增益25dB,噪声系数小于2.5dB,输出P1dB功率13.5dBm,电流小于50mA;发射通道增益大于28dB,饱和输出功率大于23.5dBm,功率附加效率24%~38%,电流小于230mA。芯片尺寸为:3.0mm×2.2mm。

摘要：提出了应用0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计的全集成X和Ka波段T/R多功能芯片。包括5位数控移相器、低噪声放大器、功率放大器和收发控制开关都被集成在单片上。首次将分布式结构应用在多功能芯片的小信号放大器设计中,而且将堆叠式结构的功放集成在收发芯片中,此两款多功能芯片均有着带宽宽、增益高、输出功率大等优点。其中X波段收发芯片接收、发射增益分别达到25 d B、22 d B,发射输出P-1d B达到28 d Bm;Ka波段收发芯片接收、发射增益分别达到17 d B、14 d B,发射输出P-1 d B达到20.5 d Bm。此两款应用硅基工艺设计的多功能芯片指标均达到国际先进水平,为X和Ka波段相控阵系统的小型化和低成本化提供了良好的条件。

摘要：研制了一款K波段(23~25 GHz)收发一体化多功能芯片。该芯片集成了单刀双掷开关(SPDT)、接收支路低噪声放大器和发射支路高效率功率放大器。为兼顾低噪声和高效率功率特性,对电路的拓扑结构进行了优化选择和设计。在器件特征工作频点,采用开关模型、噪声模型和非线性大信号模型进行联合仿真设计。测试结果表明,该收发一体多功能芯片在23~25 GHz范围内,接收支路增益23 d B、噪声系数2.5 d B,工作电流仅为12 m A;发射支路增益为30 d B,1 d B压缩点输出功率为18.7 d Bm,功率附加效率达到30%,动态电流仅为70 m A。芯片尺寸小,仅为3.5 mm×2.5 mm。

摘要：采用锗硅工艺设计了一款X波段多功能芯片,该芯片包括开关、低噪声放大器、驱动放大器、移相器和衰减器等功能电路。传统的微波多功能芯片通常采用砷化镓(GaAs)工艺实现,具有成本高、集成度低等缺点,该设计采用Si基工艺来实现,大大降低了芯片成本,同时提高了集成度。通过采用片内温度补偿、相位补偿和并联峰化等一系列技术,使其达到较好的温度特性、较小的衰减附加相移和宽带特性。测试结果表明:该多功能芯片工作频率8 GHz^12 GHz,均方根相位误差3°,衰减附加相移小于2.5°,接收增益10 dB,发射增益3 dB。芯片包含焊盘的尺寸约为12.6 mm^2。在性能和GaAs工艺多功能芯片相当的前提下,面积减小30%以上,成本可以大幅降低。

摘要：针对航空航天和卫星通信等设备的需求,介绍了一款超宽带延时幅相控制多功能芯片。该芯片集成了数字和微波电路,有T/R开关、5位数控延时器（10 ps步进TTD）、5位数控衰减器（1 d B步进ATT）、2个行波放大器、均衡器及数字电路。基于GaAs E/D PHEMT工艺研制出了芯片实物,芯片尺寸为4.5 mm×5.0 mm×0.07 mm。采用微波在片测试系统对该幅相控制多功能芯片进行了实际测试,在3~17 GHz频段内实现了10~310 ps延时范围,1~31 d B衰减范围。测试结果显示,发射/接收增益大于2 d B,发射1 d B压缩输出功率P1 d B_Tx大于12 d Bm,接收1 d B压缩输出功率P1 d B_Rx大于10 d Bm,全态输入输出驻波均小于1.7,＋5 V下工作电流130 m A,-5 V下工作电流12 m A。衰减器全态RMS精度小于1.4 d B,全态附加调相小于±8°。延时器全态RMS精度小于3 ps,全态附加调幅小于±1d B。