W波段InPHBT單片功率放大器研究.pdf

1、磷化銦雙異質(zhì)結(jié)晶體管（InP DHBT）具有高頻增益高和功率密度大、白噪聲低、線性度好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合制作功率放大器，現(xiàn)在已經(jīng)逐步發(fā)展為MMIC領(lǐng)域中一個(gè)非常有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。InP DHBT在毫米波甚至太赫茲的優(yōu)勢(shì)，使得基于此實(shí)現(xiàn)的單片功率放大器，對(duì)于將功率放大器推向更高頻段非常有意義。本文研究基于InP DHBT工藝完成了如下工作：
　　1、簡(jiǎn)述了InP DHBT的器件特性，包括它的器件結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理和高頻性能，分析了InP D

2、HBT器件研究的關(guān)鍵問(wèn)題。此外，針對(duì)常用的SiGe HBT等效電路模型中的VBIC模型在某些方面上不能較好地模擬InP DHBT特點(diǎn)的問(wèn)題，本文采用Agilent HBT模型及建模方法對(duì)器件建模進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)集電極渡越時(shí)間的改進(jìn)，增加了高頻條件下模型的準(zhǔn)確性，該模型在TMIC功率放大器和W波段單片VCO（Voltage Controlled Oscillator）設(shè)計(jì)中已經(jīng)得到驗(yàn)證。
　　2、以提取的InP DHBT等效電路模

3、型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一款W波段單片功率放大器。仿真結(jié)果表明：該功率放大器的中心頻率為94GHz，10dB帶寬為24GHz，在94GHz時(shí)飽和輸出功率大于18dBm，功率增益大于10dB。流片后對(duì)功率放大器進(jìn)行了在片測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，在75~87GHz頻段內(nèi)小信號(hào)增益大于10dB，輸出功率大于13dBm，其中82GHz時(shí)實(shí)現(xiàn)最大輸出功率15.6dBm。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)晶體管的測(cè)試和模型版的重新提參建模，可以確定頻率偏移來(lái)自設(shè)計(jì)中使用的HBT模型。