GaAsFET 4GHz电调振荡器的设计与制作

比较了共源、共栅、共漏3种电路,并组合场效应管外延,设计出采用反沟道接法的共漏电路。分析了FET场效应管的特征频率、最大输出功率、单向功率增益和最大振荡频率等主要特性参数。通过制作和调试,完成的GaAsFET振荡器达到频带输出功率>100 mW,频率 4~4.3 GHz的设计性能要求。所设计的电调振荡器误差小,性能稳定,具有良好的实际应用价值。     

应用于WLAN的GaAs HBT功率放大器设计

提出了一款基于GaAs HBT工艺的高功率功率放大器（Power Amplifier,PA）.设计采用三级放大器级联的结构以提高功率放大器的功率增益,在功率晶体管的基极处串联RC有耗稳定网络来提高稳定性及改善增益平坦度,采用电流镜有源偏置的方式提升大信号输出时的功率、效率及线性度表现,同时在输出级放大器处添加功率检测电路以得到随输出功率变化的直流电压信号.EM仿真结果表明：PA的输出频率范围为5.1~6.5 GHz,增益为33~33.7 dB,S11、S22<-9.8 dB,饱和输出功率为32.8~34.9 dBm,峰值效率为38.7 %~42 %,在满足无线局域网标准802.11ax、调制策略为MCS7的情况下,EVM达到-30 dB时输出功率为20~21 dBm,芯片面积为1.69 mm×0.73 mm.测试结果表明：S参数测试结果与仿真结果表现出较好的一致性,PA在满足前述无线局域网标准时输出功率为13.6~19.8 dBm.     

基于输出电压摆幅提高的超低相位噪声VCO设计

本文提出了一种新型的超低相位噪声VCO结构,该结构能够在不增加额外电感、不增大芯片面积的前提下,实现输出电压摆幅的大幅度提高,使得摆幅可以高于供电电压且低于地电位,进而改进VCO的相位噪声。采用TSMC 0.13 μm CMOS工艺对该VCO进行设计。芯片测试结果表明：该VCO的振荡频率为5.5 GHz～6.2 GHz,在5.8 GHz振荡频率处,相位噪声达到-126.26 dBc/Hz@1 MHz,消耗的功耗为2.5 mW。归一化FOM指标达到-197.5 dBc/Hz。     

适合基站放大器应用的图形化SOI LDMOSFET的设计与分析

设计了一种新型图形化SOI（pattemed-Silicon-On-Insulator）LDMOSFET（lateral doublediffused MOSFETs）结构,埋氧层在沟道下方是间断的.工艺和性能模拟分析表明,此结构具有SOI器件低泄漏电流和低输出电容的特性,而且能抑制自加热效应和浮体效应.当漂移区长度为3μm时,开态击穿电压可达到30V、关态电压为71V、截止频率6.2GHz、最大振荡频率20GHz,2GHz时、栅偏压3V时的输出功率为0.8W/mm、功率增益为28dB.这些电学参数适合2G、60V无线通讯基站功率放大器的要求.     

基于SiGe工艺的Ka波段瓦特级功率放大器芯片设计

提出了一种基于0.18 μm SiGe BiCMOS工艺的Ka波段功率放大器(PA),在25-30 GHz的频段内输出功率均达到瓦特级(30 dBm以上).该PA由驱动级与功率级放大器级联组成,两级均使用堆叠结构.其中,最后一级功率级电路采用两路功率合成的方法,所使用的功率合成网络为匹配网络的一部分.每级堆叠结构均采用最优级间匹配技术(相邻堆叠晶体管间匹配),使堆叠结构中每层晶体管达到最优负载阻抗,进而使堆叠结构达到最大输出功率.使用Agilent ADS软件进行PA性能仿真,版图仿真结果显示:工作在25-30 GHz的功率放大器最大输出功率为30.9 dBm,功率附加效率为22.9%,大信号功率-1 dB带宽为5 GHz(25-30 GHz),1 dB压缩点输出功率为28.5 dBm,大信号增益为22.7 dB.     

基于输出电压摆幅提高的超低相位噪声电压控制振荡器设计

提出了一种新型的超低相位噪声电压控制振荡器(Voltage contral oscillator,VCO)结构,该结构能够在不增加额外电感、不增大芯片面积的前提下,实现输出电压摆幅的大幅度提高,使得摆幅可以高于供电电压且低于地电位,进而改进VCO的相位噪声。采用TSMC 0.13μm CMOS工艺对该VCO进行设计。芯片测试结果表明,该VCO的振荡频率为5.5~6.2 GHz,在5.8 GHz振荡频率处,相位噪声达到-126.26 d Bc/Hz@1 MHz,消耗的功耗为2.5 m W。归一化FOM指标达到-197.5d Bc/Hz。     

一种VCO电路新型注入锁定方式研究

本文提出一种压控振荡器(VCO)电路的新型注入锁定方式,该方式通过VCO的电压调谐端口进行注入来实现频率锁定。采用MVE2400芯片搭建中心频率为2.45 GHz的VCO电路,参考信号通过VCO的电压调谐端注入,注入功率为-37 dBm,输出功率为3 dBm,注入功率比最高可达40 dB,锁定带宽为70 kHz,相位噪声为-112 dBc/Hz@500 kHz,在相同注入功率比下,输出相位噪声比传统环行器注入方式低3 dB。与传统使用环行器的注入锁定方式相比,这种新型注入锁定的VCO电路结构降低了电路设计的复杂度,具有更加良好的输出相位噪声特性,成本低,更易于实现,可作为一种稳定的微波/射频振荡源,具有良好的应用前景。     

高端口隔离度的太赫兹基波上混频器设计

介绍了一种基于IHP 0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,具有高本振（Local Oscillator, LO）/射频（Radio Frequency, RF）及本振/中频（Intermediate Frequency, IF）端口隔离度的太赫兹基波上混频器.该混频器采用了吉尔伯特双平衡结构,本振信号通过共面波导（Coplanar Waveguide, CPW）传输来抑制其在传输过程中由于强寄生耦合效应造成的传输不对称性,削弱了由该不对称性造成的LO/RF端口隔离度恶化的特性.通过采用非对称性的开关互联结构降低本振信号在开关晶体管集电极端寄生耦合的不平衡性,提升本振信号在开关晶体管集电极端的对消效率,通过在版图中合理布局跨导级晶体管的位置来抑制本振信号在中频端口的泄露.后仿真结果表明：在2.2 V电源电压下,本振信号为230 GHz,中频信号为2 ~ 12 GHz,该上混频器工作在218 ~ 228 GHz时,LO/RF端口隔离度大于24 dB, LO/IF端口隔离度大于20 dB,转换增益为-4 ~ -3.5 dB.当中频信号为10 GHz时,输出1 dB压缩点为-14.8dBm.电路直流功耗为42.4 mW,芯片的核心面积为0.079 mm2.该上混频器可应用于采用高阶正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）方式的无线发射系统.     

1.8 GHz～2.4 GHz的宽带压控振荡器设计

利用微波晶体管的负阻特性,设计出可调范围为1.77 GHz-2.52 GHz的宽带可调压控振荡器（VCO）.通过引入高频衰减电路,改善了VCO在其频带内输出功率的平坦性,并用Ansoft Designer SV软件仿真了VCO的特性.结果表明,带内输出功率稳定在9.96 dBm-10.08 dBm,相位噪声在1.8 GHz和2.4 GHz分别为-113.3 dBc/Hz/600 kHz、-114.9 dBc/Hz/600 kHz.     

应用于WLAN的高效率F类功率放大器

为了提高在高速率信号传输下无线通讯发射系统中功率放大器的工作效率,提出了一种结构新颖的高效率F类功率放大器.通过计算机仿真与实验板调试相结合的方法确定了放大器的最佳漏极阻抗,根据F类放大器漏极电压和漏极电流是相位差为λ/4的方波和半正弦波的特性,通过仿真软件设计和优化,设计出的谐波滤波网络在输出谐波频点有良好的滤波性能.为了降低栅源电容对输入信号造成的失真,在输入端口加入短截线,提高了放大器的漏极效率.通过测试,功率放大器工作在2.4GHz时,在2dB增益压缩点的功率附加效率为67%,输出功率为30dBm.测试结果表明,该高效率功率放大器适合应用于WLAN无线通讯发射系统.