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太赫兹固态放大器研究进展 预览
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作者 郭方金 王维波 +3 位作者 陈忠飞 周细磅 《电子技术应用》 2019年第8期19-25,共7页
随着半导体技术的发展,晶体管特征频率不断提高,已经进入到太赫兹(THz)频段,使得固态器件可以在THz频段工作。THz放大器可以将微弱的信号进行放大,在THz系统中起着关键作用。介绍了基于氮化镓(Gallium Nitride,GaN)高电子迁移率晶体管(H... 随着半导体技术的发展,晶体管特征频率不断提高,已经进入到太赫兹(THz)频段,使得固态器件可以在THz频段工作。THz放大器可以将微弱的信号进行放大,在THz系统中起着关键作用。介绍了基于氮化镓(Gallium Nitride,GaN)高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)器件、磷化铟(Indium Phosphide,InP)HEMT器件和InP异质结双极晶体管/双异质结双极晶体管(InP Heterojunction Bipolar Transistor/Double Heterojunction Bipolar Transistor,HBT/DHBT)器件的THz单片放大器研究进展。 展开更多
关键词 太赫兹 固态器件 单片放大器
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1~8GHz GaN 10W巴伦型分布式功率放大器
2
作者 韩程浩 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2019年第3期159-162,178共5页
报道了一款采用0.25μm GaN HEMT工艺研制的1~8GHz超宽带分布式功率放大器芯片。通过在芯片的输出端设计超宽带巴伦结构,来实现负载阻抗变换,以提高分布式电路的输出功率和效率特性。为了提高电路的增益,设计了一种两级非均匀式的电路... 报道了一款采用0.25μm GaN HEMT工艺研制的1~8GHz超宽带分布式功率放大器芯片。通过在芯片的输出端设计超宽带巴伦结构,来实现负载阻抗变换,以提高分布式电路的输出功率和效率特性。为了提高电路的增益,设计了一种两级非均匀式的电路拓扑结构。该芯片在1~8GHz频率范围内,漏压28 V连续波条件下,线性增益大于25.8dB,功率增益大于23.2dB,典型饱和输出功率为10W,功率附加效率大于28.8%。芯片面积为3.5mm×3.3mm。 展开更多
关键词 超宽带 巴伦 高效率 分布式功率放大器
谐波控制在射频功率放大器设计中的应用 被引量:1
3
作者 王嘉文 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2018年第2期101-105,共5页
分析了谐波控制理论提高功放效率的原理。对南京电子器件研究所的GaN HEMT器件进行了负载牵引测试。根据测试结果发现,通过谐波控制可以有效提升该器件的效率,在8GHz时能获得10%的效率提升。应用谐波控制理论设计了一款X波段单级MMIC功... 分析了谐波控制理论提高功放效率的原理。对南京电子器件研究所的GaN HEMT器件进行了负载牵引测试。根据测试结果发现,通过谐波控制可以有效提升该器件的效率,在8GHz时能获得10%的效率提升。应用谐波控制理论设计了一款X波段单级MMIC功放。经连续波测试,该功放芯片在8.6~9.5GHz范围内漏极效率达到48%~56%。 展开更多
关键词 谐波控制 功率放大器 高效率 单片微波集成电路
K波段2.5 W GaN功率MMIC设计
4
作者 郭润楠 张斌 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2018年第1期6-11,共6页
报道了一款采用0.15μm GaN功率MMIC工艺研制的功率放大器芯片。芯片工作在5G毫米波候选频段24.75-27.50GHz,采用三级放大结构。结合小信号参数和带有预匹配的Load-pull进行设计,末级匹配电路使用宽带匹配拓扑,在满足输出功率的条件下,... 报道了一款采用0.15μm GaN功率MMIC工艺研制的功率放大器芯片。芯片工作在5G毫米波候选频段24.75-27.50GHz,采用三级放大结构。结合小信号参数和带有预匹配的Load-pull进行设计,末级匹配电路使用宽带匹配拓扑,在满足输出功率的条件下,尽可能降低损耗并兼顾效率匹配,以提升芯片附加效率;使用RCL稳定网络提高电路的稳定性,优化级间网络的版图布局提高功率分配网络和合成网络的幅相一致性;在输入级使用有耗匹配以降低芯片输入驻波。芯片在漏级电压24V连续波工作条件下,在24.5-27.5GHz范围内饱和输出功率大于34dBm(2.5 W),附加效率25%-30%。 展开更多
关键词 K波段 微波单片集成电路 氮化镓功率放大器
55~115GHz宽带GaN功率放大器MMIC
5
作者 戈勤 徐波 +3 位作者 王维波 吴少兵 薛伟韬 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2018年第6期398-402,共5页
研制了一款基于NEDI 50nm GaN功率MMIC工艺的3mm波段高增益、宽频带功率放大器芯片。芯片采用平衡放大器结构,结合多节微带线阻抗匹配方式实现宽带放大器。由于该频段器件增益较低,通过合理选择输出阻抗点,使放大器实现较高的增益和较... 研制了一款基于NEDI 50nm GaN功率MMIC工艺的3mm波段高增益、宽频带功率放大器芯片。芯片采用平衡放大器结构,结合多节微带线阻抗匹配方式实现宽带放大器。由于该频段器件增益较低,通过合理选择输出阻抗点,使放大器实现较高的增益和较大的输出功率。测试结果表明,芯片在8V漏压连续波下工作,在55~110GHz在片测试频率范围内,增益达到15dB,输入输出端口回波损耗基本小于-10dB,便于系统应用。通过分频段测试,在55~115GHz频率范围内,最大饱和输出功率达到180mW。 展开更多
关键词 GAN 宽带 功率放大器 MMIC
Ku波段20W GaN功率MMIC 被引量:1
6
作者 徐波 余旭明 +1 位作者 叶川 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2017年第2期77-80,98共5页
报道了一款采用三级放大结构的Ku波段高效率GaN功率放大器芯片。放大器设计中通过电路布局优化改善功放芯片内部相位一致性,提高末级晶胞的合成效率,最终实现整个放大器功率及效率的提升。经匹配优化后放大器在14.6-17.0GHz频带内脉冲... 报道了一款采用三级放大结构的Ku波段高效率GaN功率放大器芯片。放大器设计中通过电路布局优化改善功放芯片内部相位一致性,提高末级晶胞的合成效率,最终实现整个放大器功率及效率的提升。经匹配优化后放大器在14.6-17.0GHz频带内脉冲输出功率大于20 W,功率附加效率大于36%,最高39%。功率放大器芯片采用0.25μm GaN HEMT 101.6mm(4英寸)圆片工艺制造,芯片尺寸为2.3mm×1.9mm。 展开更多
关键词 ALGAN/GAN GaN功率放大器 KU波段 微波单片集成电路
L波段GaN大功率高效率准单片功率放大器
7
作者 蔺兰峰 周衍芳 +1 位作者 黎明 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2017年第6期384-388,共5页
研制了一款基于NEDI 0.25μm GaN功率MMIC工艺的L波段大功率高效率准单片功率放大器。采用两级拓扑结构,以准单片形式实现。输入采用有耗匹配网络提高芯片的稳定性,级间和末级匹配均采用无耗纯电抗网络,其中末级匹配电路通过低损耗陶瓷... 研制了一款基于NEDI 0.25μm GaN功率MMIC工艺的L波段大功率高效率准单片功率放大器。采用两级拓扑结构,以准单片形式实现。输入采用有耗匹配网络提高芯片的稳定性,级间和末级匹配均采用无耗纯电抗网络,其中末级匹配电路通过低损耗陶瓷电路实现。合理规划前级与末级间推动比,降低前级漏电流,减小末级匹配损耗,优化谐波匹配,实现大功率高效率设计。芯片在28V脉冲电压下工作,在1.2-1.4GHz范围内,实测输出功率大于49dBm,功率增益大于25dB,功率附加效率达到73%。管芯部分及输入匹配电路采用GaN功率MMIC工艺制作,输出匹配电路采用低损耗陶瓷片介质加工,两块电路键合一起总面积8.0mm×5.6mm。 展开更多
关键词 GAN L波段 高效率 大功率 准单片
GaN HEMT工艺的X波段发射前端多功能MMIC
8
作者 徐波 戈勤 +2 位作者 沈宏昌 钱峰 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期57-61,共5页
采用0.25μm Ga N HEMT工艺,研制了一款X波段发射前端多功能MMIC,片上集成了一个单刀双掷(SPDT)开关和一个功率放大器电路。其中SPDT开关采用对称的两路双器件并联结构,功率放大器采用三级放大拓扑结构设计,电路采用电抗匹配方式兼顾... 采用0.25μm Ga N HEMT工艺,研制了一款X波段发射前端多功能MMIC,片上集成了一个单刀双掷(SPDT)开关和一个功率放大器电路。其中SPDT开关采用对称的两路双器件并联结构,功率放大器采用三级放大拓扑结构设计,电路采用电抗匹配方式兼顾输出功率和效率。测试结果表明,在8-12 GHz频带内,芯片发射通道饱和输出功率为38.6-40.2 d Bm,功率附加效率为29%-34.5%,其中开关插入损耗约为0.8 d B,隔离度优于-45d B。该芯片面积为4 mm×2.1 mm。 展开更多
关键词 氮化镓 功率放大器 单刀双掷开关 发射前端
0.1~2.0 GHz 10W GaN单片行波放大器
9
作者 韩程浩 叶川 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2017年第5期307-311,共5页
报道了一款采用0.25μm GaN功率MMIC工艺研制的0.1~2.0 GHz超宽带功率放大器芯片。芯片采用非均匀分布式拓扑结构进行设计。在管芯栅极端设计稳定结构来提高电路的整体稳定性,在漏极端采用阻抗渐变的方式进行电路匹配,从而提高电路的效... 报道了一款采用0.25μm GaN功率MMIC工艺研制的0.1~2.0 GHz超宽带功率放大器芯片。芯片采用非均匀分布式拓扑结构进行设计。在管芯栅极端设计稳定结构来提高电路的整体稳定性,在漏极端采用阻抗渐变的方式进行电路匹配,从而提高电路的效率。芯片漏压30 V、连续波条件下,在0.1~2.0 GHz频率范围内,线性增益大于18 d B,功率增益大于13 d B;在0.1~1.5 GHz频率范围内饱和输出功率大于10 W,功率附加效率大于55%,最高效率达到78%。芯片面积2.4 mm×1.9 mm。 展开更多
关键词 超宽带 高效率 分布式 射频放大器
X波段60W高效率GaN HEMT功率MMIC 预览 被引量:5
10
作者 张斌 余旭明 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期270-273,共4页
研制了一款采用0.25μm GaN功率MMIC工艺研制的X波段高效率功率放大器芯片。芯片采用三级放大拓扑结构设计。末级匹配电路采用电抗匹配方式兼顾输出功率和效率,同时优化驱动级和末级管芯栅宽比以及级间匹配电路,降低驱动级管芯电流。通... 研制了一款采用0.25μm GaN功率MMIC工艺研制的X波段高效率功率放大器芯片。芯片采用三级放大拓扑结构设计。末级匹配电路采用电抗匹配方式兼顾输出功率和效率,同时优化驱动级和末级管芯栅宽比以及级间匹配电路,降低驱动级管芯电流。通过这两种技术途径有效提高芯片的功率附加效率。输入级和级间匹配电路采用有耗匹配方式,扩展工作带宽以及提高稳定性。芯片在8~12GHz频带范围内漏压28V,脉宽100μS,占空比10%工作条件下输出功率达到47.5~48.7dBm,功率增益大于20dB,功率附加效率40%~45%。芯片面积3.5mm×3.8mm,单位面积功率密度为5.57 W/mm2,连续波条件下热阻为1.7K/W。 展开更多
关键词 GaN功率放大器 X波段 高效率
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Q波段2W平衡式GaAs pHEMT功率MMIC 预览
11
作者 张斌 周强 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期293-297,共5页
报道了一款采用0.15μm GaAs功率MMIC工艺研制的Q波段平衡式功率放大器芯片。芯片采用Lange耦合器进行功率合成。在该平台工艺规则限制条件下,按照传统设计方法设计的Lange耦合器无法满足平衡式放大器设计需求。文中提出了解决方法,对La... 报道了一款采用0.15μm GaAs功率MMIC工艺研制的Q波段平衡式功率放大器芯片。芯片采用Lange耦合器进行功率合成。在该平台工艺规则限制条件下,按照传统设计方法设计的Lange耦合器无法满足平衡式放大器设计需求。文中提出了解决方法,对Lange耦合器的端接阻抗进行优化,使得设计的Lange耦合器物理尺寸符合工艺规则要求。放大器采用三级放大拓扑结构,同时综合应用三维和平面场仿真技术,提高电路仿真精度。芯片在43~46GHz频带范围内、6V偏置、连续波工作条件下,饱和输出功率大于33dBm,效率大于15%,功率增益大于14dB,线性增益为16dB,线性增益平坦度小于±0.8dB,芯片面积3.9mm×4.8mm。 展开更多
关键词 GAAS 功率放大器 Q波段 平衡式 兰格耦合器
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Load Pull系统高频测试误差分析及新型测试方案 预览 被引量:1
12
作者 汪珍胜 郑惟彬 +3 位作者 王维波 钱峰 徐波 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期312-317,共6页
负载牵引(Load pull)测试系统是一个复杂的微波测试系统,在不同的频段有不同的实现方案以及测试误差。本文从Load pull系统及待测器件的固有特性出发,分析了系统高频测试误差产生的原因,并且提出了一种提高系统高频测试精度的新型测试... 负载牵引(Load pull)测试系统是一个复杂的微波测试系统,在不同的频段有不同的实现方案以及测试误差。本文从Load pull系统及待测器件的固有特性出发,分析了系统高频测试误差产生的原因,并且提出了一种提高系统高频测试精度的新型测试方案。 展开更多
关键词 负载牵引 在片高频负载牵引 毫米波负载牵引
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K波段预失真电路设计 预览
13
作者 王文斌 张斌 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期35-39,共5页
提出了一种基于单片集成电路的K波段预失真电路设计,采用GaAs 0.15μm HEMT工艺流片。该电路将主路信号与失真信号分离,利用并联分布的功放作为非线性产生器件,增大了两个功放输入功率差,具有较好的幅度和相位特性,芯片尺寸仅1.9mm×... 提出了一种基于单片集成电路的K波段预失真电路设计,采用GaAs 0.15μm HEMT工艺流片。该电路将主路信号与失真信号分离,利用并联分布的功放作为非线性产生器件,增大了两个功放输入功率差,具有较好的幅度和相位特性,芯片尺寸仅1.9mm×3.0mm。测试结果显示,在21GHz处,该预失真芯片可提供3dB增益扩张和20°相位压缩。级联功放后,在三阶交调抑制为-30dBc的条件下,功率放大器的输出功率从14dBm提高至17.5dBm。 展开更多
关键词 线性化 预失真 功率放大器 单片集成电路
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负载牵引测试系统的误差源分析 预览
14
作者 汪珍胜 郑惟彬 +3 位作者 王维波 钱峰 徐波 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期560-564,共5页
负载牵引测试系统是一个复杂的微波测试系统,必然存在测试误差。本文从系统的组成、系统的校准、测量仪器自身测试误差和测试环境等角度分析了误差的来源,及其对测试系统的影响。
关键词 负载牵引 误差 误差源 测试误差分析
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A 1.8-3 GHz-band high efficiency GaAs pHEMT power amplifier MMIC
15
作者 戈勤 余旭明 《半导体学报:英文版》 EI CAS CSCD 2015年第12期124-127,共4页
This paper describes an S-band wideband high efficiency power amplifier based on the Nanjing Electron Device Institute’s Ga As p HEMT monolithic microwave integrated circuit(MMIC) technology. To realize high efficien... This paper describes an S-band wideband high efficiency power amplifier based on the Nanjing Electron Device Institute’s Ga As p HEMT monolithic microwave integrated circuit(MMIC) technology. To realize high efficiency, the two stage power amplifier is designed with a driver ratio of 1 : 8. The low-pass filter/high-pass filter combined matching circuit is applied to the amplifier to reduce the chip size, as well as to realize the optimum impedances over a wide bandwidth for high efficiency at each stage. Biased at class AB under a drain supply voltage of 5 V, the amplifier delivers 33–34 dBm saturated output power across the frequency range of 1.8 to 3GHz with associated power-added efficiency of 35%–45% and very flat power gain of 25–26 dB in CW mode. The size of this MMIC is very compact with 2.72.75 mm2. 展开更多
关键词 功率放大器 PHEMT MMIC GaAs 单片微波集成电路 GHz 频段 饱和输出功率
基于90nm CMOS工艺的超宽带分布式混频器设计
16
作者 谢仁贵 王维波 +1 位作者 张斌 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期808-811,860共5页
摘要:基于TSMC 90nm CMOS工艺设计了一款18~100GHz的超宽带无源漏极混频器,混频器采用了均匀分布式结构,通过牺牲延迟来获得超宽带带宽。同时,提出了一种栅极电压优化技术,通过优化偏置电压Vcs来最小化CMOS混频器的传输损耗。混... 摘要:基于TSMC 90nm CMOS工艺设计了一款18~100GHz的超宽带无源漏极混频器,混频器采用了均匀分布式结构,通过牺牲延迟来获得超宽带带宽。同时,提出了一种栅极电压优化技术,通过优化偏置电压Vcs来最小化CMOS混频器的传输损耗。混频器带宽为18—100GHz,带宽内变频损耗为(4±1)dB,端口隔离度优于15dB,45GHz处1dB压缩点输入功率为4dBm,芯片面积仅为0.36mm^2该混频器在低功耗的环境下具有良好的变频损耗性能,非常适合用在低功耗的通信系统当中。 展开更多
关键词 分布式 漏极 无源 超宽带 低功耗
一种新型有源预失真单片集成电路设计 预览 被引量:2
17
作者 张奇 王文斌 +1 位作者 张斌 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期35-40,共6页
提出了一种适用于单片微波集成电路(MMIC)的有源预失真电路结构,给出了预失真单片电路的数学模型用来对设计参数进行优化选择,对要进行线性优化的功率放大器采用非线性方程来描述。基于这种电路结构和数学模型,设计了一款工作于19... 提出了一种适用于单片微波集成电路(MMIC)的有源预失真电路结构,给出了预失真单片电路的数学模型用来对设计参数进行优化选择,对要进行线性优化的功率放大器采用非线性方程来描述。基于这种电路结构和数学模型,设计了一款工作于19.6~21.2GHz的预失真单片电路。芯片采用GaAs0.15μm技术,测试结果显示:在加入有源预失真单片电路后,功率放大器(P-1为22dBm)在单音输出功率为16dBm时的三阶交调系数和五阶交调系数为-49dBc和-58dBc,分别改善了24dBc和15dBc,进一步验证了这种新型电路结构的可行性。 展开更多
关键词 交调失真 线性化技术 预失真 射频放大器
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0.15μm GaN HEMT及其应用 预览 被引量:3
18
作者 任春江 +5 位作者 余旭明 李忠辉 王泉慧 王雯 陈堂胜 张斌 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期215-219,共5页
报道了毫米波应用的0.15μm场板结构GaN HEMT。器件研制采用了76.2mm(3英寸)SiC衬底上外延生长的AlGaN/GaN异质结构材料,该材料由MOCVD技术生长并引入了掺Fe GaN缓冲层技术以提升器件击穿电压。器件栅脚和集成了场板的栅帽均由电子束... 报道了毫米波应用的0.15μm场板结构GaN HEMT。器件研制采用了76.2mm(3英寸)SiC衬底上外延生长的AlGaN/GaN异质结构材料,该材料由MOCVD技术生长并引入了掺Fe GaN缓冲层技术以提升器件击穿电压。器件栅脚和集成了场板的栅帽均由电子束光刻实现,并采用栅挖槽技术来控制器件夹断电压。研制的2×75μm栅宽GaN HEMT在24V工作电压、35GHz频率下的负载牵引测试结果显示其输出功率密度达到了4W/mm,对应的功率增益和功率附加效率分别为5dB和35%。采用该0.15μm GaN HEMT技术进行了Ka波段GaN功率MMIC的研制,所研制的功率MMIC在24V工作电压下脉冲工作时(100μs脉宽、10%占空比),29GHz频点处饱和功率达到了10.64W。 展开更多
关键词 铝镓氮 氮化镓 高电子迁移率晶体管 场板 毫米波功率单片
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Ka波段5W GaAs PHMET功率MMIC 预览 被引量:4
19
作者 张斌 林罡 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期351-355,共5页
报道了一款采用0.15μm GaAs功率MMIC工艺研制的Ka波段功率放大器芯片。芯片采用四级放大拓扑结构,在29~32GHz频带范围内6V工作条件下线性增益25dB,线性增益平坦度小于±0.75dB;饱和输出功率大于5W,饱和效率大于20%,功率增益大于22... 报道了一款采用0.15μm GaAs功率MMIC工艺研制的Ka波段功率放大器芯片。芯片采用四级放大拓扑结构,在29~32GHz频带范围内6V工作条件下线性增益25dB,线性增益平坦度小于±0.75dB;饱和输出功率大于5W,饱和效率大于20%,功率增益大于22dB;1dB压缩点输出功率大于36.5dBm,效率大于18%。 展开更多
关键词 砷化镓功率放大器 KA波段 微波单片集成电路
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基于GaN芯片的宽带固态功率放大器设计 预览 被引量:4
20
作者 成海峰 王晔 +2 位作者 徐建华 张斌 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期230-233,256共5页
介绍了一种基于GaN功率放大芯片的Ku波段宽带固态功率放大器的设计与实现。通过采用目前已经成熟的合成技术,进行了128路的功率合成,获得了大于1 000W的宽带输出功率和20%的功率附加效率,并分析了基于GaN芯片的固态功放的优势。
关键词 氮化镓 三代半导体 固态功率放大器
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