宽带单片低噪声放大器

由电路和噪声基本定义出发 ,导出了二端口网络的噪声相关矩阵的转移表示式和导纳表示式 .并推导了两个二端口网络的级联和并联后的噪声相关矩阵 .然后在此基础上得出了并联反馈放大器的噪声参数 (Rn,NFmin和Yopt)和其S参数表达式 .由此设计和制造了 1～ 7GHz两级单片低噪声放大器 .在工作频率 1～ 7GHz内 ,测得增益G >2 0dB ,带内增益波动ΔG≤± 0 75dB ,噪声系数NF≤ 2 5dB ,输入输出驻波VSWR≤ 2 0 ,1分贝压缩点输出功率P1dB≥15dBm .

X波段100W GaAs单片大功率PIN限幅器

在101.6mm(4英寸)外延片上,研制出了大功率PIN限幅器芯片。根据大功率要求,优化了GaAs PIN二极管的I层厚度和表面结构,建立了大、小信号模型,通过优化设计,使限幅器既能承受100 W的输入功率,又有较低的插损。在8.5~10.5GHz内,测得该限幅器插入损耗约0.65dB,输入输出驻波≤1.5;当限幅器输入脉冲功率(9.5GHz,脉宽8ms、占空比40%)达50dBm(100 W)时,保持壳温120℃,输出漏功率最大18dBm,持续时间20min后,未见损坏。

5～22 GHz平坦高增益单片低噪声放大器

使用0.25μm G aA s PHEM T工艺技术,设计和制造了性能优良的5-22 GH z两级并联反馈单片低噪声放大器。在工作频率5-22 GH z内,测得增益G≥18 dB,带内增益波动ΔG≤±0.35 dB,噪声系数N F≤3.2 dB,输入输出驻波V SW R≤1.7,最小分贝压缩点输出功率P1dB≥10.5 dBm,电流增益效率达2.77 mA/dB。测试结果验证了设计的正确性。

X波段单片集成低噪声接收子系统

报道一种新型 X波段 0 .2 5 μm PHEMT全单片集成低噪声子系统。该子系统由开关衰减电路、采样检波电路和低噪声放大器三部分组成。开关插入损耗仅 0 .5 d B,放大器噪声系数小于 1 .5 d B。当开关控制电压为-2 V,输入电平 <-7d Bm时 ,此系统相当于一个低噪声放大器。在 8.5～ 1 0 .5 GHz频率内 ,整个系统增益大于2 4d B,噪声系数小于 2 .0 d B,输入输出 VSWR<1 .5 ;但当输入电平 >-7d Bm时 ,采样检波电路开始工作 ,打开主放大器前的开关衰减器 ,限制输入功率进入 LNA。输入功率越大 ,反射越大。在开关控制电压为 +2 V时 ,无论输入功率多大 。

1～7GHz全单片低噪声放大器

一种性能优异的全单片宽带低噪声反馈放大器已研制成功。此两级放大器的特点是 ,性能稳定 ,频带宽 ,噪声低 ,增益高而平坦 ,可直接由 +5 V单电源供电 ,无需外加偏置电路 ,输入输出由 MIM电容隔直 ,使用方便。它由栅长为 0 .5 μm Ga As工艺制作而成 ,所有电路元器件皆集成在 3 .0 mm× 2 .0 mm的 Ga As衬底上。经测量 ,在频率 1～ 7GHz的范围内 ,放大器增益大于 2 0 d B,带内增益波动小于± 0 .75 d B,噪声系数 NF<2 .5d B,输入输出驻波 VSWR约 2 .0 ,1分贝压缩点输出功率大于 1 4d Bm。文中介绍了放大器的设计原理和工艺过程 ,并给出了测量结果。测量结果与设计符合得很好。最后值得指出的是 76mm Ga As圆片的成品率高 ,性能一致性好。

S波段单片低噪声放大器

S波段单片低噪声放大器采用了 0 5 μm3英寸 ( 76.2mm)砷化镓赝配高电子迁移率晶体管工艺 ,由三级自偏电路构成 ,单电源 ( + 5V)供电 .对 3英寸圆片上的放大器芯片进行直流测试后 ,随机抽取一定数量的样品装架测量 ,并对放大器进行了增益和相位的统计 .统计表明 :在S波段带宽 30 0MHz范围内 ,增益在 2 4 5～ 2 6dB范围内 ,相位线性度小于 1°,相位偏差± 7°,噪声系数最大 1 4dB ,输入输出驻波最大 1 4,1dB压缩输出功率大于 1 0 5dBm .另外 ,还对放大器进行了高温。

2～ 8 GHz微波单片可变增益低噪声放大器

报道了一种微波宽带 Ga As单片可变增益低噪声放大器芯片。该芯片采用南京电子器件研究所 76mm圆片 0 .5μm PHEMT标准工艺制作而成。工作频率范围为 2～ 8GHz,在零衰减时 ,整个带内增益大于 2 5d B,噪声系数最大为 3 .5 d B,增益平坦度小于± 0 .75 d B,输入驻波小于 2 .0 ,输出驻波小于 2 .5 ,输出功率大于 1 0d Bm。放大器增益可控大于 3 0 d B。实验发现 ,芯片具有良好的温度特性。该芯片面积为 3 .6mm× 2 .2 mm。

毫米波高性能收发多功能芯片

利用0.15μm GaAs PHEMT工艺,研制了一款集成功率放大器和低噪声放大器的毫米波多功能单片。发射支路功率放大器采用三级放大拓扑结构,在32~36GHz内,在6V工作电压下,线性增益23dB,增益平坦度优于±0.75dB,输入/输出驻波小于1.3,饱和输出功率30dBm,功率附加效率约30%。接收支路低噪声放大器采用三级放大拓扑结构,在5V、30mA工作电压下,在32~37GHz内,线性增益23.5dB,增益平坦度优于±1dB,噪声系数小于2.5dB,1dB压缩输出功率大于6dBm。该芯片面积为3.67mm×3.13mm。

2~20GHz GaAs超宽带杂谱抑制单片低噪声放大器

基于0.15μm GaAs PHEMT低噪声工艺,采用二种不同的电路结构——分布式和负反馈,研制了两种超宽带低噪声放大器芯片,两种芯片都达到了2~20GHz的超宽带要求。两款芯片均使用单电源+5V自偏置供电。分布式低噪声放大器芯片的典型增益为17dB,典型噪声系数为2.5dB,输入驻波≤1.6,输出驻波≤1.9,1dB增益压缩输出功率≥14dBm,电流≤75mA;负反馈低噪声放大器芯片的典型增益≥20dB,典型噪声系数≤3.0dB,输入输出驻波≤2.1,1dB增益压缩输出功率≥14dBm,电流≤60mA。用探索到的杂谱抑制理念,设计的两种放大器在全频带、全温(-55^+125℃)、大小信号输入下均未见到杂波,成功解决了国外同类产品HMC462在低温(-55℃)下存在杂散的严重问题。

微波毫米波宽带单片低噪声放大器

推导了反馈电路理论,利用0.25μmGaAs PHEMT工艺,研制了两种并联反馈单片低噪声放大器。第一种放大器的工作频带为6～18GHz,测得增益G≥21dB,带内增益波动ΔG≤±1.0dB,噪声系数NF典型值为2.0dB,输入驻波VSWRin≤1.5,输出驻波VSWRout≤2.0,1分贝压缩点输出功率P1dB≥11dBm。第二种放大器的工作频带为26～40GHz,测得增益G≥17dB,噪声系数NF约为2.0dB,输入、输出驻波VSWR≤2.5,1分贝压缩点输出功率P1dB≥10dBm。两种电路的测试结果验证了设计的正确性。

C波段单片低功耗低噪声放大器

报道了一种新型的C波段 0 .5μmPHEMT单片低功耗低噪声放大器。该放大器由三级级联构成 ,采用电流回收技术 ,实现了低功耗的目的。芯片面积为 2 .1× 1 .8mm2 ,直流功耗为 1 2 5mW (VD=5V ,ID≤ 2 5mA)。封装后测试结果为 :在C波段 ,带宽 1 .1GHz,增益 >2 5 .7dB ,增益平坦度≤± 0 .6dB ,噪声系数≤ 1 .72dB ,输入、输出电压驻波 <2∶1 ;带内最小噪声系数为 1 .61dB ,相关增益为 2 6 .3dB。测量结果与设计符合得较好。

GaAs及GaN微波毫米波多功能集成电路芯片综述

综合论述了GaAs和GaN微波毫米波的收发多功能芯片、幅相多功能芯片和GaAs限幅放大器集成芯片的发展状况、电路结构和性能特性,简述了收发多功能中的功率放大器和低噪声放大器的设计方法、幅相多功能中数字移相器和衰减器的设计方法,给出了限幅低噪声放大器中限幅器的设计参考。

毫米波大动态宽带单片低噪声放大器

利用0.25μmGaAsPHEMT低噪声工艺,设计并制造了2种毫米波大动态宽带单片低噪声放大器。第1种为低增益大动态低噪声放大器,单电源+5V工作,测得在26～40GHz范围内,增益G=10±0.5dB,噪声系数NF≤2.2dB,1分贝压缩点输出功率P1dB≥15dBm;第2种为低压大动态低噪声放大器,工作电压为3.6V,静态电流0.6A(输出功率饱和时,动态直流电流约为0.9A),在28～35GHz范围内,测得增益G=14～17dB,噪声系数约4.0dB,1分贝压缩点输出功率P1dB≥24.5dBm,最大饱和输出功率≥26.8dBm,附加效率约10%～13.6%。结果中还给出了2种放大器直接级联的情况。

X波段100W GaAs单片大功率PIN限幅器

功率GaAsPIN限幅器已广泛地应用于微波系统中，以保护接收支路中的低噪声放大器。南京电子器件研究所研制出x波段100WGaAs单片大功率PIN限幅器。根据大功率要求，优化了GaAsPIN二极管的I层厚度和表面结构，建立了大、小信号模型，通过优化设计，

X波段单片低噪声放大器芯片

报道了X波段 0 .5 μmGaAsPHEMT全单片低噪声放大器芯片。该放大器芯片由四级级联放大电路构成。芯片面积为 2 .43× 1.85mm2 。该放大器芯片在通带内测试结果为 :在工作条件VD=5V(ID≤ 10 0mA)下 ,增益 >2 6dB ,噪声系数≤ 2 .2dB ,输入、输出电压驻波比 <1.6∶1,平坦度≤± 1dB ,1dB压缩功率≥ 15dB·m ,相位一致性≤± 3°,幅度一致性≤± 0 .5dB。芯片尺寸为 2 .43mm× 1.85mm。

数字硅MOSFET微波特性的研究

利用国内先进的 0 .6μm数字 Si-MOS工艺 ,设计了射频 MOSFET,并研究了其 DC和微波特性 :I-V曲线、S参数、噪声参数和输出功率。研究发现 ,数字电路用 Si MOSFET的频率响应较高 :频率为 1 GHz时功率增益可达 1 0 d B,2 GHz时为 8d B,4GHz时为 5 d B。 1 .8GHz时 ,1分贝压缩输出功率 1 2 .8d Bm,饱和输出功率可达 1 8d Bm,且最小噪声系数为 3 .5 d B。用提取的参数设计并研制了微波 Si MOSFET低噪声放大器 ,以验证MOS器件的微波性能。此放大器由两级级联而成 ,单电源供电 ,输入输出电容隔直。在频率 1 .7～ 2 .2 GHz的范围内 ,测得放大器增益 1 5± 0 .5 d B,噪声系数 N F<3 .8d B,1分贝压缩输出功率 1 2 d Bm;在频率 1 .5～ 2 .5 GHz的范围内 ,放大器增益大于 1 3 d B。