MMIC宽带中功率放大器的研究与设计

摘要

随着微波通信技术的广泛应用和发展，人们对通信系统的小型化和可靠性要求越来越高，微波单片集成电路(MMIC)凭借其面积小型紧凑、电路稳定性好、抗干扰能力强、芯片批量生产成本低和产品的性能一致性好等突出优点，已经逐渐成为军事领域和民用通信最具吸引力的选择。本论文主要研究了MMIC宽带放大器，给出了MMIC中功率宽带放大器设计的原理、方法和仿真的详细过程。
　　论文首先介绍了MMIC的发展背景，宽带功放基于不同工艺技术的国内外研究动态，接着介绍了常用的无源元件和项目设计中用到的赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）有源器件模型。
　　然后研究了宽带功放的基本原理，列举了主要设计参数，描述了几种频带展宽的技术，讲解了几种直流偏置电路等。
　　接下来从课题指标出发，提出适用的电路拓扑结构，利用某公司的0.15μm Power PHEMT工艺线，使用Agilent ADS软件，按步骤设计了一个6~20GHz MMIC宽带中等功率放大器，两级栅宽均为4×75μm，并采用5V漏极单电压自偏置负反馈A类工作方式。
　　在版图的排版和仿真优化阶段，结合仿真记录，总结了电磁场仿真当中的整体直接仿真、分部分对比仿真、电路逐步仿真、元件替换仿真等方法，指出了需要注意的细节，并展示了最终的仿真结果，功放增益大于14.5dB，增益平坦度小于±0.15dB，输入输出驻波比均小于1.7，1dB压缩点输出功率大于17dBm，达到了指标要求。

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第一章 绪论

1.1 MMIC的发展

1.2 MMIC衬底材料和GaAs管芯

1.3 MMIC宽带功放简介

1.4 基于各种材料与工艺技术的MMIC宽带功放

1.5 课题研究的内容和意义

1.6 本章小节

第二章 构成MMIC的重要元器件及其等效电路模型

2.1 无源元件及其电路模型

2.2 PHEMT有源器件模型

2.3 本章小节

第三章 MMIC宽带中功率放大器的设计

3.1 功率放大器基本原理

3.2主要设计参数

3.3 功放宽带技术

3.4 偏置电路

3.5 MMIC功放设计步骤

3.6 MMIC宽带功放设计指标要求和加工工艺

3.7 MMIC宽带功放设计方案

3.8 总体设计具体过程

3.9 本章小节

第四章 版图的仿真和优化

4.1 版图排版

4.2 优化仿真

4.3 结果分析

4.4 本章小节

第五章 全文总结

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果