基于GaAs E/D PHEMT工艺的Ku波段双通道幅相控制多功能芯片

基于GaAs增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管(E/D PHEMT)工艺设计了一款14~18 GHz的双通道多功能芯片。芯片集成了单刀双掷(SPDT)开关、6 bit数控移相器、4 bit数控衰减器和增益补偿放大器。采用正压控制开关以减小控制位数;优化移相、衰减和放大等电路拓扑结构,以获得良好的幅相特性;采用紧凑布局、双通道对称的版图设计,以实现小尺寸和高性能。测试结果表明,+5 V电压下,接收通道增益大于3 dB,1 dB压缩点输出功率大于8 dBm;发射通道增益大于1 dB,1 dB压缩点输出功率大于2 dBm;64态移相均方根误差小于2.5°,16态衰减均方根误差小于0.3 dB,芯片尺寸为3.90 mm×2.25 mm。该多功能芯片可实现对射频信号幅度和相位的高精度控制,可广泛应用于微波收发模块。

一种W波段硅基多通道多功能芯片

为实现W波段多通道收发芯片小型化,研究了多层硅片垂直堆叠实现的三维硅基异构集成技术。基于高精度刻蚀工艺制作掩埋芯片的槽体和腔体,利用金属化通孔和上、下金属层实现了集成波导传输结构和滤波结构,结合金属化通孔的紧密分布实现了电磁屏蔽侧墙,该工艺在实现小型化的同时保证了抗干扰能力。采用高深宽比的通孔刻蚀技术和金属化技术实现信号的垂直传输,通过金丝键合实现微波单片集成电路(MMIC)芯片和硅基传输结构的物理连接,使用低温晶圆键合技术实现了硅片垂直堆叠,最终经微组装技术实现了92~96 GHz多通道多功能芯片。经测试,接收通道噪声系数小于6.2 dB,接收增益约大于14 dB,发射通道饱和输出功率达到20 dBm,验证了该技术的可行性,为W波段小型化多功能芯片提供了良好的设计思路。

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。

基于GaAs工艺的L波段收发多功能芯片设计

基于0.15μm GaAs伪形态高电子迁移率晶体管(Pseudomorphic High Eleotron Mobility Transistor,PHEMT)工艺,设计了一款L波段收发多功能芯片。芯片内部集成6位数控衰减器、6位数控延时器、接收放大器、发射放大器、单刀双掷开关及数字驱动电路。经测试得到,接收通道增益大于3 dB,1 dB压缩输入功率大于3 dBm,噪声系数小于4 dB,64态衰减精度均方根(Root Mean Square,RMS)小于0.6 dB,64态延时精度RMS小于8 ps;发射通道增益大于24 dB,饱和输出功率大于23 dBm,64态延时精度RMS小于8.7 ps。芯片尺寸为4.00 mm×4.00 mm×0.07 mm。

一款高精度宽带多功能芯片的设计

基于0.15μm的GaAs pHEMT工艺,研制了一款覆盖X-Ku频段的高精度多功能芯片。该芯片集成了单刀双掷开关、驱动放大器、低噪声放大器和6位数控衰减器等功能模块。其中低噪声放大器采用电流复用技术降低功耗,并通过并联反馈进行增益补偿实现较好的增益平坦度。驱动放大器采用三级结构,并采用逐级增大管芯尺寸和功耗的方法提高线性度。数控衰减器在传统的T型衰减结构的基础上,加入串联电感和并联电容进行改进,保证较高衰减精度的同时减小了附加相移误差。测试结果表明:该多功能芯片在10~18 GHz范围内,接收通道增益14 dB,输出功率1 dB压缩点大于10 dBm,功耗0.2 W,衰减均方根误差值小于0.4 dB,附加相移均方根误差值小于2°;发射通道增益20 dB,输出功率1 dB压缩点大于17 dBm,功耗0.25 W。芯片尺寸仅3.5 mm×1.8 mm。

0.8~18 GHz放大衰减多功能芯片

文章介绍了基于GaAs0.15μmpHEMT工艺的0.8~18GHz放大衰减多功能芯片的设计,给出了在片测试结果。该芯片集成了共源共栅行波放大单元、三位数控衰减单元和三位并行驱动单元,在0.8~18GHz的超宽带频率范围内,噪声系数典型值≤4.5 dB,增益≥11 dB,且具有3 dB的正斜率,P-1大于13 dBm,输入输出驻波≤1.8,3 bit数控衰减单元2/4/8 dB,衰减精度≤0.5 dB。其中放大器采用单电源+3.3 V供电,工作电流小于60 mA,TTL驱动电路采用-5 V供电,工作电流小于3 mA。芯片尺寸为:2.6 mm×2.8 mm×0.1 mm。

Ku波段镜像抑制混频多功能MMIC芯片设计

设计了一款12~16 GHz低噪声、高镜频抑制下变频混频多功能单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)芯片,电路基于先进化合物半导体工艺制成,集本振驱动放大器、低噪声放大器及正交双平衡混频器于一体,射频(Radio Frequency,RF)频段覆盖12~16 GHz,中频(Intermediate Frequency,IF)工作范围为2~3.5 GHz,芯片面积约为6 mm^(2),实现了高集成度。芯片实测结果表明,在工作频带内,当本振信号输入为0 dBm、射频信号输入为-20 dBm时,噪声系数小于1.5 dB,变频增益典型值为14 dB,镜像抑制大于30 dB。该芯片整体结构紧凑,具有低噪声、高镜频抑制以及高隔离度等良好性能,非常适合应用于接收前端。

基于GaAsPHEMT的6～10GHz多功能芯片

介绍了一种基于GaAsPHEMT工艺的多功能芯片（MFC）设计。该芯片主要用于双向放大，具有低噪声性能和中等功率能力。综合考虑噪声、功率、效率和有源器件的正常工艺波动，选取合适的器件及其工作点、电路拓扑结构，使电路性能达到最优。采用大信号模型、噪声模型和开关模型联合仿真完成该芯片设计，并对版图进行电磁场仿真。测试结果表明，在6～10GHz频带内：小信号增益大于18．5dB，增益平坦度小于±0．2dB，输入／输出电压驻波比小于1．4：1，噪声系数小于2．2dB，1dB压缩点输出功率大于14dBm。芯片尺寸为2．4mm×2．6mm。

一种超小型7～8.5 GHz GaAs多功能芯片

随着微波T/R组件小型化需求的增加,微波单片集成电路（MMIC）向小型化和多功能发展。基于GaAs E/D PHEMT工艺成功研制了一款超小型7~8.5 GHz幅相控制多功能芯片。片上集成了T/R开关、6 bit数字移相器、6 bit数字衰减器、增益放大器和并行驱动器。通过在开关和放大器的匹配电路中较多地使用集总元件以及通过电磁场验证优化版图布局,实现了芯片的小型化。测试结果表明,多功能芯片的接收状态增益大于0dB,1 dB压缩输出功率（P-1）大于12 dBm;发射状态增益大于1 dB,1 dB压缩输出功率大于13 dBm。在接收和发射状态下,移相64态均方根（RMS）误差小于1.5°,衰减64态RMS误差小于0.4 dB,输入输出回波损耗小于-14 dB。裸片尺寸为3.50 mm×2.55 mm×0.07 mm。

K波段高效率GaAs收发一体多功能芯片

研制了一款K波段(23~25 GHz)收发一体化多功能芯片。该芯片集成了单刀双掷开关(SPDT)、接收支路低噪声放大器和发射支路高效率功率放大器。为兼顾低噪声和高效率功率特性,对电路的拓扑结构进行了优化选择和设计。在器件特征工作频点,采用开关模型、噪声模型和非线性大信号模型进行联合仿真设计。测试结果表明,该收发一体多功能芯片在23~25 GHz范围内,接收支路增益23 d B、噪声系数2.5 d B,工作电流仅为12 m A;发射支路增益为30 d B,1 d B压缩点输出功率为18.7 d Bm,功率附加效率达到30%,动态电流仅为70 m A。芯片尺寸小,仅为3.5 mm×2.5 mm。

X波段宽带幅相多功能芯片设计

为了降低相控阵天线T/R组件的尺寸和成本,提高集成度,该文基于0.5μm GaAs pHEMT工艺,设计了一款X波段宽带幅相多功能芯片。芯片在架构设计方面除了集成传统的6位数字移相器、6位数字衰减器、单刀双掷开关和驱动放大器以外,新引入了2位数字延时器,实现了收发通道的幅相与时延的独立控制和单芯片集成,改善了宽带相控阵应用中的波束色散。在幅相特性方面,采用高低通移相网络和开关型衰减拓扑,实现平坦的移相、衰减特性,并有效降低了寄生调幅和附加相移。实测结果表明:8~12 GHz工作频带内,64态移相均方根(RMS)误差小于3.5°,寄生调幅RMS小于0.3 dB;64态衰减RMS误差小于0.4 dB,附加相移RMS小于2.5°;延时器延时误差小于1.5 ps。芯片尺寸为5.0 mm×3.5 mm。

多功能调制芯片Stel-1109的原理及应用

对多功能调制芯片Stel－1109的功能、原理及内部结构做了较详细的介绍，并给出了在高速正交调制中的应用实例。在该系统中，应用Stel-1109的QPSK调制方式，实现了高速正交扩频编码和调制。

毫米波宽带多功能芯片研制

本文给出了一种运用Agilent ADS2008设计实现毫米波接收机前端多功能芯片研制方法。该款芯片实现了低噪声放大器与电阻型混频器的单片集成,芯片尺寸≤2.5mm×2.0mm×0.1mm。实际测试指标为:工作频率范围24GHz～40GHz,中频频率范围DC～1GHz,变频增益≥5dB,直流功耗≤47mW,双边带噪声系数≤3.6dB,本振功率≤2dBm。

一种9端口微波多功能收发芯片在片测试技术

多功能芯片由单入单出单通道升级为多入多出多通道收发芯片,并大量应用于现代通信领域。针对多收发通道多功能芯片测试过程中,多次移动探针、重复压针、无法自动测量、测试效率低等不足,研究了多端口在片校准技术。通过去嵌入校准方法,将校准面移到探针尖端,实现了多端口微波探针在片精确校准。提出了一次压针测试多端口芯片各项参数的方法,利用定制的集成多端口共面探针,搭建了一次压针全通道测试系统,通过软件控制开关矩阵,完成多端口信号传输及数据采集,实现一次压针全通道测试。并与传统测试方法的测试数据进行对比分析,证明了该方法的可行性。

多功能车辆总线控制器芯片设计研究

设计并实现了一款多功能车辆总线控制器芯片,该芯片完全符合多功能车辆总线协议规定,可应用于多功能车辆总线上的主设备或从设备中。介绍了该芯片开发的技术路线,描述了芯片的架构设计、功能模块划分以及各个功能模块的设计思路。该芯片最终在0.35μm标准数字逻辑工艺下实现,芯片面积约为3.5 mm×3.5 mm,功耗小于500 mW。

基于SiGe BiCMOS工艺的X和Ka波段T/R多功能芯片设计

提出了应用0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计的全集成X和Ka波段T/R多功能芯片。包括5位数控移相器、低噪声放大器、功率放大器和收发控制开关都被集成在单片上。首次将分布式结构应用在多功能芯片的小信号放大器设计中,而且将堆叠式结构的功放集成在收发芯片中,此两款多功能芯片均有着带宽宽、增益高、输出功率大等优点。其中X波段收发芯片接收、发射增益分别达到25 d B、22 d B,发射输出P-1d B达到28 d Bm;Ka波段收发芯片接收、发射增益分别达到17 d B、14 d B,发射输出P-1 d B达到20.5 d Bm。此两款应用硅基工艺设计的多功能芯片指标均达到国际先进水平,为X和Ka波段相控阵系统的小型化和低成本化提供了良好的条件。

新型多功能漏电保护器芯片的设计

利用数模混合信号CMOS工艺实现了一种新型漏电开关保护器芯片。与传统的模拟电路保护芯片相比,这一芯片充分利用了数字电路带来的好处:降低了功耗,采用"定时延"方法大大提高了保护控制的精度,集成了电源的过压、过载保护功能以及自动重合闸功能,提供了适应不同应用环境的可编程性,同时对每一个输入的漏电信号都进行有效性检测,减小漏电保护器的误触发率,提高了抗干扰能力。

基于多功能芯片的组网方式探究

从高性能计算技术看,其发展主要受限于网络性能。在通信速度方面,面向存储及计算的网络,其发展都要比CPU落后一些。多功能芯片是一款用于航空领域的实现域内域间通信及分布式计算的嵌入式芯片,因此对芯片间的通信网络性能提出了新的要求。该文从多功能芯片应用需求出发,针对蒙皮系统对多功能芯片的组网要求,先简单介绍了自组网和分布式计算的概念和特点;然后从概念、协议、特点、性能等方面对当前主流的无线组网方式ZigBee、蓝牙、802.11ac、802.11ad(WiGig)、802.11ax和有线组网方式10G以太网、FC网络、InfiniBand、RapidIO、1394、Myrinet、Quadrics等进行了详细介绍,并比较了其特性和优缺点;最后根据多功能芯片对组网性能的需求,重点比较了WiGig无线组网方式和InfiniBand有线组网方式,得出WiGig无线组网方式符合蒙皮系统对多功能芯片的组网要求。

嵌入式多功能芯片管理模块的研究与实现

本文对基于AC’97规范的多功能芯片进行了研究 ,并合理安排了各功能模块 。