砷化镓单片驱动功率放大器研究

摘要

随着GaAs技术的不断发展，单片技术已成为GaAs领域的主要发展方向。目前GaAs微波单片集成电路已成为有源固态相控阵雷达T/R组件的关键电路。砷化镓单片驱动功率放大器用于T/R组件中发射支路，作为后级功放的驱动级，起到提供较高增益和一定输出功率的作用。 本课题研究了单片驱动功率放大器用GaAs有源器件MESFET和PHEMT的结构、工作原理和模型分析，详细阐述了PHEMT小信号模型提取的方法和过程，并最终得出本驱动放大器的小信号模型。研究了无源元件的模型提取，描述了驱动功率放大器的拓扑选取、匹配技术，给出了优化后的电路图，并得到了满意的仿真结果。 文中根据优化后的电路生成了驱动功率放大器的版图，采用了赝配高电子迁移率场效应晶体管作为驱动放大器的有源器件，研究了隔离技术、源漏电极形成技术、栅电极形成技术、金属剥离技术和空气桥技术等关键工艺制作出驱动功率放大器，并对放大器进行测试，对比分析仿真结果与测试结果的偏差及产生偏差的原因。研制出驱动功率放大器主要技术指标(典型值)：工作频率：8～10GHz输出功率≥20.5dBm线性增益≥20dB工作电流≤100mA

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1 GaAs单片集成电路的发展

1.2单片电路与混合电路

1.3固体器件与单片电路

1.4单片驱动功放的应用及国外类似产品

第二章GaAs MMIC器件结构及模型分析

2.1 GaAs功率场效应晶体管

2.2 PHEMT电特性原理

2.3 PHEMT小信号模型提取

2.4砷化镓单片驱动功率放大器PHEMT有源器件模型

第三章电路拓扑的确定与仿真

3.1 PHEMT MMIC无源元件的模型

3.2单片放大器的偏置

3.3 PHEMT MMIC匹配网络技术

3.4 PHEMT MMIC电路与仿真优化

第四章单片驱动功率放大器工艺制作、测试及分析

4.1版图自动生成及查错

4.2关键工艺研究

4.3主要工艺流程

4.4测试及分析

第五章结束语

致谢

参考文献