0.6~18.0 GHz超宽带低噪声放大器MMIC

基于0.15μm GaAs E-pHEMT工艺设计并制备了一款0.6~18.0 GHz的低噪声放大器单片微波集成电路。该放大器使用一级共源共栅结构,通过负反馈实现宽带的匹配设计。同时在共栅晶体管栅极增加到地电容,共源管和共栅管漏极增加峰化电感,以提高高频增益,扩展带宽,改善噪声。常温在片测试结果表明,在3.3 V单电源供电下,0.6~18.0 GHz频带内该款低噪声放大器噪声系数典型值1.5 dB,小信号增益约15 dB,增益平坦度小于±0.9 dB,输入、输出电压驻波比典型值分别为1.7和1.8,1 dB压缩点输出功率典型值14 dBm,功耗72.6 mW,芯片面积1.5 mm×1.2 mm。

NiFe/Pt薄膜中角度相关的逆自旋霍尔效应

NiFe/Pt双层薄膜样品在铁磁共振时,NiFe磁矩进动所产生的自旋流注入到Pt层中,由于逆自旋霍尔效应产生直流电压VISHE,此电压会叠加到NiFe薄膜由于自旋整流效应而产生的电压VSRE上,实验测量所得电压为VISHE和VSRE的叠加.为了区分这两种不同机理对电压的贡献,本文采取旋转外加静磁场的方法,通过分析所测电压随磁场角度的变化从而分离出VISHE的大小.研究结果表明,相比于单层NiFe(20nm)薄膜样品,NiFe(20nm)/Pt(10nm)双层膜样品中由于NiFe自旋注入到Pt中导致铁磁共振线宽增加.与逆自旋霍尔效应产生的电压相比,自旋整流效应的贡献较小,但不可忽略.本文工作有助于认清铁磁/非磁性金属材料中的自旋相关效应,并提供了一种准确的分析逆自旋霍尔效应的方法.

毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器

设计了一款毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器。限幅器采用两级反向并联二极管结构,通过优化限幅器匹配电路,增大了限幅器的耐功率,降低了限幅电路的插损。低噪声放大器为四级级联设计,输入端采用最小噪声匹配,偏置电路增加RC串联谐振电路,减小了噪声,提高了电路稳定性。测试结果表明,该毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器在33~37GHz频带内,增益达到22dB,增益平坦为±1dB,输入驻波小于2,输出驻波小于1.5,噪声小于3.0dB,输出1dB增益压缩点(P1dB)大于5dBm,可以承受15W的脉冲输入功率。

基于双栅长GaN集成工艺的Ku波段收发芯片

研制了一款Ku波段GaN收发多功能芯片。芯片集成了接收通道的低噪声放大器和发射通道的功率放大器,使用单刀双掷开关实现通道间切换。该芯片采用两种不同栅长集成的GaN HEMT工艺。低噪声放大器使用0.10μm低压低噪声工艺,功率放大器和开关使用0.15μm高压高功率工艺。低噪声放大器采用电流复用结构以降低功耗,功率放大器采用三级电抗式匹配网络以提高芯片输出功率。测试结果表明,在14~18 GHz频带内,发射通道线性增益≥30 dB,饱和输出功率≥40.5 dBm,功率附加效率典型值为23%;接收通道线性增益为24 dB(±0.2 dB),噪声系数典型值为2.3 dB,功耗仅为140 mW(5 V/28 mA)。芯片面积为4.0 mm×3.0 mm。

毫米波单片平衡放大器

研制了一款毫米波(26～40 GHz)平衡式单片放大器芯片。放大器基于0. 15μm GaAs pHEMT工艺,实现了毫米波全频段(26～40 GHz)增益放大。采用Lange桥平衡结构,使放大器较于单边放大器有更好的输入输出驻波比,更大的1 dB增益压缩输出功率。设计时结合pHEM T晶体管小信号和大信号模型,采用自偏和RLC并联负反馈结构,在减小芯片面积的同时提高了电路的稳定性。放大器芯片尺寸仅1. 6 mm×1. 6 mm,在工作频率26～40 GHz内,测试结果表明:输入、输出驻波比小于1. 5,增益在11 dB附近,平坦度在±0. 5 dB,1 dB增益压缩输出功率大于11 dBm。测试结果验证了设计的正确性。

基于AlN/GaN异质结的Ka波段GaN低噪声放大器研制

报道了基于AlN/GaN异质结的Ka波段低噪声放大器的研制结果。在SiC衬底上生长AlN/GaN异质结材料结构,采用电子束直写工艺制备了栅长70 nm的"T"型栅结构。器件最大电流密度为1.50 A/mm,最大跨导为650 mS/mm,通过S参数测试外推特征频率和最大频率分别为105 GHz和235 GHz。基于70 nm工艺制备的自偏压三级低噪声放大器,在33~40 GHz小信号增益大于27 dB,典型噪声系数为1.5 dB。