GaAsE/DPHEMT正压驱动单片数控衰减器

采用将正压数字驱动电路和微波衰减器集成在同一单片上的方法,设计制作了6 bit正压驱动数控衰减器单片电路。分析了几种衰减电路原理,以及增强/耗尽型(E/D)PHEMT正压驱动电路原理。采用桥T型结构衰减电路单元、E/D PHEMT控制电路设计了数控衰减器单片电路。基于GaAs E/D PHEMT工艺,流片制作了数控衰减器单片电路。测试结果表明,在DC^4 GHz带宽内,插入损耗L i≤2.9 dB,输入输出回波损耗L r≤-15 dB,衰减精度e bit≤±(0.4+3%×Att)dB(Att为衰减量)。电路具有衰减精度高、线性度好和芯片面积小等特点。内置的E/D PHEMT正压控制电路,可减小控制信号布线面积。采用单正压电源供电使电路更易使用。

基于GaAs E/D PHEMT工艺的单片集成光接收芯片

设计并实现了一款适用于广电混合光纤同轴电缆网络（HFC）的高增益单片集成光接收芯片,该芯片主要包括跨阻放大器（TIA）、衰减器（VVA）和输出放大器三部分。跨阻放大器采用差分结构,相较于单端TIA提高了噪声性能,衰减器采用相位相消方式实现信号衰减,输出放大器为芯片补足增益并实现阻抗匹配。使用ADS仿真软件进行电路设计、版图设计、仿真验证,采用GaAs 0.25μm E/D PHEMT工艺进行了流片。测试结果表明,芯片实现了42 d B的最大增益,在0-3 V控制电压下,0-28 dB的连续可调增益范围,工作频率为50 MHz-1 GHz,差分输入单端输出,输出负载为75Ω,芯片面积1 412μm×1 207μm,芯片性能符合设计目标。

GaAs Ti/Pt/Au栅PHEMT单片集成电路耐氢能力的提升

为提高GaAs Au/Pt/Ti栅PHEMT MMIC放大器耐氢气的能力,提出了在PHEMT栅上加厚Si N钝化层的方法,并通过高温加速氢气试验验证了该方法的有效性。耗尽型D管的钝化层由150 nm加厚到300 nm后,在150℃加速下,耐氢气浓度和耐受时间由原来的14000×10-6、40 h提升到30000×10-6、110 h (电流还未出现明显下降),耐氢能力得到了明显提升。为了维护管子的微波性能,增强型E管采用多层Si N钝化,总厚度加厚到600 nm后,在150℃加速下,耐氢气浓度和耐受时间可达到20000×10-6、115 h (电流还未出现明显下降),满足实际应用要求。

GaAs毫米波双路数控衰减器MMIC

基于GaAs E/D赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并实现了一款毫米波双路数控衰减器。芯片上集成了两个4位数控衰减器、一分二功分器和8位数字驱动器。重点介绍了射频电路数控衰减器和功分器的拓扑结构设计。该芯片测试结果显示在26~32 GHz频段内,芯片插入损耗小于6 dB,衰减均方根误差小于0.5 dB,衰减附加相移小于±5°,输入输出电压驻波比小于1.6:1,工作电流小于6 mA。芯片尺寸仅为2.00 mm×2.00 mm×0.07 mm。

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。

0.5~2.7 GHz GaAs超宽带多功能MMIC芯片设计

基于0.25μm GaAs增强/耗尽型(E/D模)赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并实现了一款集成了并行驱动器的多功能单片微波集成电路(MMIC)芯片。该芯片的移相器采用磁耦合全通网络(MCAPN)结构,功率分配器则使用集总元件进行集成,不仅缩小了芯片面积,并且在超宽带下实现了较好的相位精度和幅度一致性。采用微波探针台对芯片进行在片测试,结果表明在0.5~2.7 GHz,芯片性能良好:其小信号RF输入功率为0 dBm,芯片的插入损耗不大于7 dB,幅度波动在±0.8 dB以内,相位差为-98°~-85°,输入电压驻波比(VSWR)不大于1.9∶1,输出VSWR不大于1.9∶1,在-5 V电源下驱动器的静态电流为1 mA,响应速度为25 ns。芯片尺寸为3.4 mm×1.8 mm。该电路具有响应速度快、功耗低、集成度高等特点,可应用于多波束天线系统中。

一种超小型DC^18 GHz MMIC 6 bit数字衰减器

微波单片集成电路(MMIC)数字衰减器的尺寸是芯片成本最主要的决定因素。基于GaAs E/D PHEMT工艺,研制了一款超小型DC^18 GHz 6 bit数字衰减器,芯片上集成了4 bit反相器。重点介绍了数字衰减器拓扑结构的改进及反相器的逻辑单元等电路设计的关键点。通过在衰减器拓扑中共用接地通孔、合并两个小衰减位、缩小微带线宽度和线间距、缩小薄膜电阻尺寸、减少控制电压压点个数,实现了芯片的超小型化,从而降低了MMIC数字衰减器的成本。测试结果表明,在DC^18 GHz频段内,数字衰减器的插入损耗小于6 d B,全态输入输出驻波比(VSWR)小于1.6,全态均方根误差小于0.7 d B,工作电流小于5 m A。数字衰减器芯片面积为1.45 mm×0.85 mm。

Ku波段6 bit数字衰减器MMIC的小型化设计

基于0.25μm GaAs增强/耗尽(E/D)型赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并实现了一款集成了6 bit并行驱动器的数字衰减器单片微波集成电路(MMIC)。该衰减器采用T型衰减网络结构,不仅缩小了芯片面积,并且可实现较好的衰减精度和衰减附加相移。芯片在片测试结果表明,在-5 V电源电压下驱动器的静态电流为1.8 mA,响应速度为25 ns。在9~18 GHz频率范围内,衰减器芯片的插入损耗不大于3.6 dB,均方根衰减精度不大于0.7 dB,衰减附加相移为-2°~4°,输入电压驻波比(VSWR)不大于1.25∶1,输出VSWR不大于1.5∶1。芯片尺寸为1.6 mm×0.6 mm×0.1 mm。该电路具有响应速度快、功耗低、面积小、衰减附加相移小等优点,可广泛应用于通信设备和微波测量系统中。