摘要：基于NEDI 0.7μm InP HBT工艺,设计了一种宽带非线性传输线梳谱发生器MMIC,输出频率范围覆盖DC-100 GHz,最大倍频次数高达60。梳谱发生器由40级非线性传输线单元级联构成,每个非线性单元由高阻微带线以及基极-集电极短接的晶体管组成。在一定功率的正弦波或方波信号驱动条件下,芯片输出端可以得到系列高次脉冲信号。测试结果显示,常温状态下,当输入功率为23 dBm、频率为1 GHz的正弦波信号时,十次谐波输出功率为-17 dBm、三十次谐波输出功率为-28 dBm、五十次谐波输出功率为-34 dBm、六十次谐波输出功率为-36 dBm、一百次谐波输出功率为-44 dBm。

摘要：提出了一种毫米波Doherty放大器一体化匹配网络的设计方法。该匹配网络将功率合成、阻抗变换和相位调节功能一体化,结合兰格耦合器,去除了传统Doherty功放结构中输出和输入四分之一波长线。采用0.15μm GaN工艺研制了一款Doherty放大器MMIC。连续波测试条件下,此放大器在38~42 GHz频段内,饱和功率达到40 dBm,饱和PAE大于24%,6 dB输出功率回退PAE达到16%。在中心频率40 GHz、20 MHz双音间隔测试条件下,输出功率回退3 dB时,放大器的三阶交调失真IMD3小于-21 dBc。

摘要：考虑大沟道电流下外沟道局域电子气慢输运行为破坏沟道电中性,诱生空间电荷导致的能带峰势垒,提出了新的跨导崩塌模型。详细计算了不同栅压和不同沟道电流密度、即不同空间电荷密度下的场效应管能带。引入新的能带峰势垒和沟道电子跨越势垒的动态模型,解释了沟道打开过程中源电阻增大、沟道电子平均速度下降、大沟道电流下跨导下降等各类跨导崩塌行为,解释了场效应管沟道电子速度远低于异质结材料的缘由。运用沟道打开时的异质结充电和大沟道电流激励下空间电荷触发的能带峰势垒模型解释了跨导钟形曲线上升段中的电流崩塌和下降段中的跨导崩塌。深入研究了陷阱和局域电子气的相互作用,解释了可靠性加速寿命试验中的跨导曲线变化。沟道夹断的强负栅压应力产生内沟道逆压电缺陷,减弱栅电压对内沟道电子气的控制和沟道打开时跨导的上升斜率。沟道打开后的大电流应力使局域电子气与晶格碰撞产生热电子缺陷和空间电荷,抬高能带峰势垒引发外沟道堵塞,降低沟道电流,导致阈值电压正移。这一研究证明在场效应管直流和射频工作中的器件性能退化都是由陷阱同局域电子气相互作用产生的,开创了优化设计异质结能带来提高场效应管可靠性的新途径。最后讨论大沟道电流下能带峰势垒引发的外沟道堵塞和跨导崩塌在场效应管研发中的重要作用,提出了在空间电荷区上方设置专用的异质结鳍来平衡内、外沟道能带,解开场效应管中的电流崩塌、跨导崩塌、线性、器件性能退化及3 mm高频工作等难点。

摘要：研制了基于异质结AlGaAs/GaAs PIN二极管的超宽带微波毫米波开关单片。通过异质结外延材料结构的设计和MOCVD生长技术、高台面PIN开关电路制备工艺技术、超宽带模型管S参数测试与电路设计,制作了一款0.05~50 GHz的超宽带PIN单刀三掷开关。测试结果表明:该微波毫米波开关在0.05~18 GHz频带内插入损耗为0.5~0.75 dB,隔离度大于41 dB;18~50 GHz频带内插入损耗为0.75~1.2 dB,隔离度大于27 dB;具有低插入损耗和高隔离度的开关切换特性。

摘要：通过设计圆形阳极以及相同面积不同周长的指形阳极,研究了不同阳极周长面积比对太赫兹频段内GaN肖特基二极管串联电阻的影响。在阳极面积分别为7.1、12.6、19.6μm^(2)时,采用圆形阳极的二极管串联电阻分别为14、11、6Ω。相同面积下采用指形阳极的二极管串联电阻分别为6.0、4.4、3.3Ω,截止频率达804、753、791GHz,截止频率分别提升了27%、35%、25%。结果表明,适当提升肖特基二极管阳极的周长面积比能降低串联电阻,提高二极管的截止频率。

摘要：基于0.7μm InP HBT工艺,设计了一款C波段高谐波抑制有源三倍频器MMIC。三倍频核心电路采用AB类差分级联三极管(cascode)结构,可产生丰富的奇次谐波信号,通过输出匹配网络滤出三次谐波信号并抑制其他谐波信号。输入端利用有源巴伦实现单端信号到差分信号的转换,提供较大的驱动功率同时节省面积;输出端级联缓冲放大器,提高输出功率。常温状态下,当输入驱动功率为-5 dBm时,该三倍频器在输出频率3.9~6.9 GHz范围内,输出功率大于10 dBm,偶次谐波抑制度大于33 dBc,基波抑制度大于35 dBc,五次谐波抑制度大于24 dBc。芯片供电方式为单电源+3.3 V供电,直流功耗为198 mW。

摘要：基于南京电子器件研究所0.25μm InP DHBT工艺设计并实现了一款340 GHz放大器,采用多层金属堆栈互联的薄膜微带传输线结构,实现了太赫兹低损耗传输线和MIM电容。放大器为六级共发射极拓扑,采用整体匹配方法,通过降低损耗的方式提高增益。通过在片小信号测试系统和功率测试系统测试芯片,测量结果表明该放大器在340 GHz的小信号增益达到10.43 dB,300~340 GHz频率范围内的小信号增益大于10 dB,在340 GHz的输出功率为3.24 dBm。

摘要：基于星载高可靠性的应用背景,采用0.20μm GaN HEMT工艺研制了一款12 V工作电压的Ku频段功率放大器芯片。利用电热结合的分析方法,确定了管芯结构及工作电压。基于Load-pull测试获得GaN HEMT管芯的最佳输出功率和最佳效率阻抗,设计了一种带谐波匹配的高效率输出匹配电路,并通过引入有耗匹配,研制出了低压稳定的级间匹配电路。芯片面积为2.8 mm×2.6 mm,管芯漏极动态电压仿真峰值低于30 V,实测结温小于80℃,满足宇航Ⅰ级降额要求。功率放大器在17.5~18.0 GHz、漏压12 V(连续波)条件下,典型饱和输出功率2.5 W,附加效率38%,功率增益大于20 dB,线性增益大于27 dB,满足星载高效率要求。

摘要：考虑大沟道电流下外沟道局域电子气慢输运行为破坏沟道电中性,诱生空间电荷导致的能带峰势垒,提出了新的跨导崩塌模型。详细计算了不同栅压和不同沟道电流密度、即不同空间电荷密度下的场效应管能带。引入新的能带峰势垒和沟道电子跨越势垒的动态模型,解释了沟道打开过程中源电阻增大、沟道电子平均速度下降、大沟道电流下跨导下降等各类跨导崩塌行为,解释了场效应管沟道电子速度远低于异质结材料的缘由。运用沟道打开时的异质结充电和大沟道电流激励下空间电荷触发的能带峰势垒模型解释了跨导钟形曲线上升段中的电流崩塌和下降段中的跨导崩塌。深入研究了陷阱和局域电子气的相互作用,解释了可靠性加速寿命试验中的跨导曲线变化。沟道夹断的强负栅压应力产生内沟道逆压电缺陷,减弱栅电压对内沟道电子气的控制和沟道打开时跨导的上升斜率。沟道打开后的大电流应力使局域电子气与晶格碰撞产生热电子缺陷和空间电荷,抬高能带峰势垒引发外沟道堵塞,降低沟道电流,导致阈值电压正移。这一研究证明在场效应管直流和射频工作中的器件性能退化都是由陷阱同局域电子气相互作用产生的,开创了优化设计异质结能带来提高场效应管可靠性的新途径。最后讨论大沟道电流下能带峰势垒引发的外沟道堵塞和跨导崩塌在场效应管研发中的重要作用,提出了在空间电荷区上方设置专用的异质结鳍来平衡内、外沟道能带,解开场效应管中的电流崩塌、跨导崩塌、线性、器件性能退化及3 mm高频工作等难点。

摘要：基于南京电子器件研究所砷化镓工艺线,自主完成了750~1100 GHz全频带三倍频器以及中心频率为1030 GHz的低损耗二次谐波混频器的研制。为了提升模块的性能,将传统的场路结合的设计方法进行了扩展,引入器件的参数优化,并建立起两者互为反馈的关系,从而达到整个设计过程的闭环。研制出的单片电路厚度为3μm,并通过梁氏引线支撑悬置于腔体结构中。测试结果表明宽带倍频器在790~1100 GHz频率范围内输出功率为-23~-11 dBm。以上述倍频源作为射频信号对二次谐波混频器进行测试,在1020~1044 GHz频率范围内变频损耗优于17.5 dB,在1030 GHz处测得的最小变频损耗为14.5 dB。