高線性寬帶非對(duì)稱SPDT射頻開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì).pdf

1、射頻微波行業(yè)突飛猛進(jìn)，促進(jìn)手機(jī)終端、智能控制系統(tǒng)、通信市場(chǎng)的快速發(fā)展，使得人們?cè)絹?lái)越依賴性能優(yōu)良的收發(fā)系統(tǒng)，對(duì)高集成度、高性能和低成本射頻前端的需求愈發(fā)迫切。本設(shè)計(jì)中的射頻微波開(kāi)關(guān)是射頻前端的關(guān)鍵元件，其電路性能將直接影響射頻系統(tǒng)性能。
　　設(shè)計(jì)針對(duì)收發(fā)系統(tǒng)的導(dǎo)通關(guān)斷需求的單刀雙擲開(kāi)關(guān)進(jìn)行研究，首先探討了射頻開(kāi)關(guān)芯片市場(chǎng)的需求現(xiàn)狀，針對(duì)幾款常見(jiàn)芯片進(jìn)行參數(shù)對(duì)比綜合評(píng)價(jià)，進(jìn)而提出設(shè)計(jì)目標(biāo)。然后討論目前業(yè)內(nèi)常用工藝，對(duì)比得出用于專門設(shè)

2、計(jì)開(kāi)關(guān)芯片的0.5μm柵寬砷化鎵基贗配異質(zhì)結(jié)高速電子遷移率晶管(GaAs pHEMT)工藝的優(yōu)勢(shì)。此工藝能較好實(shí)現(xiàn)射頻前端集成模塊中的功率放大器、開(kāi)關(guān)、低噪放等元件的設(shè)計(jì)，性能參數(shù)優(yōu)良。可以滿足高集成度的需求，功耗低且成本可控。
　　文中針對(duì)發(fā)射支路與接收支路性能要求不同，創(chuàng)新設(shè)計(jì)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)拓?fù)?利用場(chǎng)效應(yīng)管的堆疊理論、對(duì)于開(kāi)關(guān)管芯的多柵理論、開(kāi)關(guān)控制的基本原理等在保證插入損耗以及隔離度的情況下著重提高其線性度。通過(guò)優(yōu)化接地

3、電容增大開(kāi)關(guān)的使用帶寬、提高諧波抑制能力。同時(shí)考慮減小鍵合線引入的電感影響等。為了進(jìn)一步提高功率處理能力，針對(duì)性設(shè)計(jì)大小合適的前饋電容。然后利用ADS軟件進(jìn)行原理圖與整體版圖設(shè)計(jì)、仿真，將插入損耗、反射損耗、隔離度等小信號(hào)性能參數(shù)與線性度包括諧波抑制比和輸入三階交調(diào)截點(diǎn)等進(jìn)行綜合分析，取性能折衷最優(yōu)，完成版圖設(shè)計(jì)。最后完成流片、封裝，芯片大小為3*3 mm2。采用射頻微波試驗(yàn)臺(tái)對(duì)開(kāi)關(guān)芯片進(jìn)行實(shí)測(cè)，測(cè)試結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)芯片工作帶寬為1