內(nèi)匹配型Ku波段大功率器件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、主要研究了Ku 波段微波功率器件內(nèi)匹配技術(shù)，解決了Ku 波段GaAs 微波大功率器件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑，成功研制出內(nèi)匹配型Ku 波段(14.0～14.5GHz)15W 大功率器件。 一個(gè)內(nèi)匹配型GaAs功率器件由管芯、管殼和輸入、輸出內(nèi)匹配電路組成，即將有源管芯與無(wú)源微波匹配元件封裝在標(biāo)準(zhǔn)化的管殼內(nèi)，在一定的微波頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)功率放大。 首先，在管芯的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用挖槽控制溝道厚度，并采用了坡度槽、柵偏源結(jié)構(gòu)，有效改善了器

2、件擊穿電壓。在器件鈍化工藝中，研究了通過(guò)調(diào)整He/N2 比例，控制H含量，有效地降低了SiN 膜應(yīng)力。通過(guò)大量合金條件的實(shí)驗(yàn),確定了歐姆接觸的優(yōu)化工藝，研制出了總柵寬為19.2mm 、柵長(zhǎng)為0.35 um 的GaAs 功率HFET。然后對(duì)HFET 管芯進(jìn)行阻抗匹配，使用鍵合引線(xiàn)電感和高介陶瓷電容等匹配元件構(gòu)成LC 匹配電路，對(duì)管芯端口阻抗進(jìn)行變換，再通過(guò)λ/4阻抗變換線(xiàn)匹配至50Ω，兩管芯用功分器進(jìn)行功率合成，并利用ADS 軟件，對(duì)匹配

3、電路進(jìn)行優(yōu)化，依據(jù)得到的元件參數(shù)值，制備匹配元件。管芯和匹配元件需封裝在管殼內(nèi)，因此對(duì)管殼進(jìn)行了電學(xué)和熱學(xué)分析，設(shè)計(jì)了三級(jí)臺(tái)階的新結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足了Ku 波段高頻平面?zhèn)鬏數(shù)囊?。并?duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)制作的測(cè)試盒具有較小的損耗，且平坦度較好。最后，通過(guò)燒結(jié)、鍵合把管芯和匹配元件裝配在管殼內(nèi)，調(diào)整匹配電路，使管芯發(fā)揮出更好的性能。經(jīng)調(diào)試后，兩個(gè)19.2mm 柵寬管芯功率合成的器件，飽和漏電流Idss=300 mA/mm,跨導(dǎo)Gm=390m