摘要：为提升半导体激光器在高重频下工作的稳定性,并满足模块高集成度的需求,研制了一款纳秒级半导体激光器集成微模块。该微模块包括半导体激光器芯片、装载激光器芯片的基板以及驱动电路。在基板侧面设计金属化过孔,将半导体激光器芯片的电极从基板侧面引出,实现了激光的垂直发射;采用球栅阵列(BGA)封装GaN HEMT和GaN驱动器,优化电路布局和半导体激光器的回流路径,减小寄生电感,实现了1 ns的发光脉冲宽度,工作重频达到了1 MHz;同时,发光脉冲信号的前沿抖动度小于60 ps,脉冲宽度抖动度小于200 ps,表明其具有较高的稳定性。最后,采用高透明、耐高温的灌封胶对该微模块实现集成化封装,整体尺寸仅为6mm×5mm×2.6mm。

摘要：针对车载激光雷达高频率、高精度的探测需求,提出了一种高速窄脉冲栅极驱动器,用于驱动激光雷达发射系统中的GaN HEMT开关管。基于0.18μm CMOS工艺进行驱动器的电路与版图设计,采用新型施密特触发器结构,并集成欠压锁存和过温保护功能。该驱动器选用晶圆级芯片封装(WLCSP)技术,最大程度上降低栅极路径上的寄生电感。对芯片进行测试,结果表明:驱动器最小输出脉冲宽度为1.06 ns,其上升时间为480 ps,下降时间为380 ps,输入信号到输出信号的延迟时间为3 ns,脉冲频率最高可达60 MHz。该驱动器具有脉宽窄、延时短、频率高、体积小等特点,可应用于车载激光雷达系统。

摘要：为实现相控阵雷达中多个TR组件与主机之间的CAN总线通信,本文基于CAN总线控制器SJA1000,优化读写时序,详述波特率和验收滤波器设置,给出了FPGA设计测试结果,验证了CAN总线通信设计方案正确性。通过FPGA实现的CAN总线串口通信设计,可扩展性好,可移植性强,稳定性高。

摘要：设计了一种应用于DC-DC开关电源芯片中的新型软启动电路。其核心是一种带电容倍增结构的软启动电路,电路结构简单、易于实现,采用密勒电容倍增技术,极大地减小了所需电容尺寸,进而显著减小了电路版图面积。该软启动电路已在基于0.5μm BCD工艺设计的DCDC开关电源芯片中实现并进行了验证,测试结果表明DC-DC开关电源芯片输出电压逐步上升,没有产生过冲现象,芯片在3 ms左右完成启动开始正常工作。DC-DC开关电源芯片面积为1.88 mm×2.00 mm,软启动电路模块面积仅为0.2 mm×0.07 mm。

摘要：设计了一种应用于GaN功率放大器栅极调制的随温度可调负压偏置电路。电路由电压基准模块、温度传感器模块、比较器阵列以及误差放大器及其对应的功率管与反馈电阻等组成,通过基准电压与温度传感器输出电压的比较,输出数字控制信号到反馈电阻中的可变电阻模块,改变可变电阻阻值进而改变电路输出电压,实现芯片电压随温度可调。电路结构简单、易于实现、应用方便,同时电路中引入了修调电阻结构,极大提高了基准输出精度。电路芯片面积为1.10 mm×0.64 mm,采用0.5μm CMOS工艺进行了流片并完成了后期测试验证。结果表明,芯片可实现输出电压的随温度可调,有效解决了GaN功率放大器在相同的栅极偏置电压下输出功率随温度升高而减小的问题。

摘要：研制了一款可编程6阶巴特沃斯有源RC滤波器。为提高滤波器中运算放大器的增益带宽积,设计了一种新型的前馈补偿运算放大器。为消除工艺偏差和环境变化对截止频率的影响,设计了一种片上数字控制频率调谐电路,并采用TSMC 0.18μm CMOS工艺进行了流片。滤波器采用低通滤波结构,测试结果表明,3 d B截止频率为1 32 MHz,步进1 MHz,带内增益0 d B,带内纹波0.8 d B,2倍带宽处带外抑制不小于24 d Bc,5倍带宽处带外抑制不小于68 d Bc,滤波器等效输入噪声为槡340 n V/Hz@1 MHz,调谐误差为±3%。滤波器裸芯片面积0.87 mm×1.05 mm。采用1.8 V电源电压,滤波器整体功耗小于20 m W。

摘要：设计了一种适用于1.0～2.0 GHz的高线性下变频混频器。电路设计采用了无源双平衡结构,片内集成宽带巴伦、限幅本振放大器、混频核和偏置电路。为了提高混频器的线性度,在对无源双平衡的结构进行分析的基础上,折中选择混频核的晶体管尺寸,并优化了本振放大器输出信号的幅值及上升时间。基于0.35μm BiCMOS工艺进行了设计仿真,芯片面积为0.9 mm×1.8 mm。流片测试结果表明:射频频率1.0～2.0 GHz,对应本振频率1.0～2.0 GHz,最佳本振输入功率为0 dBm,转换增益大于-7.0 dB,射频输入三阶交调大于25 dBm,混频器工作电压为3.3 V,功耗为112 mW。该高线性无源双平衡混频器可满足工程应用。

摘要：基于CMOS工艺,设计了一款可用于无线卫星通信系统的低相噪、低杂散、24 bit分数分频频率综合器。频率综合器内部集成LC压控振荡器(VCO),通过自动增益控制电路调整VCO输出频率,采用电荷泵偏移电流线性化技术及Δ-Σ调制器加抖动技术改善相位噪声和杂散性能。在整数模式和分数模式下,带内相位噪声分别为-106.2 dBc/Hz和-99.7 dBc/Hz。VCO的输出频率为1.68～2.08 GHz,10 MHz频偏处相位噪声为-147.88 dBc/Hz。鉴相杂散和分数杂散均低于-72 dBc,分数模式下均方根抖动为634 fs。锁相环底噪声因子和闪烁噪声因子分别为-218.4 dBc/Hz和-249.6 dBc/Hz。频率综合器功率为75 mW,版图面积为1.2 mm×0.8 mm。

摘要：随着GaN功率放大器向小型化、大功率发展,其热耗不断增加,散热问题已成为制约功率器件性能提升的重要因素。金刚石热导率高达2 000 W/(m·K),是一种极具竞争力的新型散热材料,可用作大功率器件的封装载片。采用不同载片材料对一款热耗为53 W的GaN功率放大器进行封装。分别采用有限元仿真及红外热成像仪对放大器的芯片结温进行仿真和测试,结果显示,采用金刚石载片封装的放大器的结温比采用钼铜(MoCu30)载片封装的放大器的结温降低了30.01℃,约18.69%。同其他常用载片材料进行进一步对比得出,在相同工作条件下,采用金刚石载片封装的放大器结温最低,并且随着热耗增加,金刚石的散热能力更为突出。在芯片安全工作温度175℃以下,金刚石能满足GaN功率放大器100 W热耗的散热需求。

摘要：研制了一款基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺的Ka波段功率放大器(PA)单片微波集成电路(MMIC)。MMIC采用三级级联放大结构,在末级采用簇丛型合成网络实现8胞功率合成,电路输入端和级间采用低通电抗式匹配网络,输出端采用带通电抗式匹配网络,并结合稳定网络实现高效稳定的特性。对所设计的功率放大器MMIC进行了流片验证,芯片面积为4.3 mm×2.9 mm。测试结果表明,在漏极偏置电压为20 V(100μs脉宽、10%占空比),栅极偏置电压为-1.6 V,输入功率为18 dBm的条件下,该款功率放大器MMIC的工作频率为27~33 GHz,饱和输出功率大于10 W,功率增益大于22 dB,功率附加效率高达30%。