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GaAs毫米波宽带功率MMIC

作　者: 王生国
导　师: 郝跃；王同祥
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 毫米波 MMIC PHEMT 建模 匹配网络 “T”形栅
分类号: TN454
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着微波集成电路的发展,更高频率和带宽是功率MMIC的主要研究方向,GaAs毫米波宽带功率MMIC具有小型化、轻量化、高可靠性、强抗干扰能力、精确跟踪和测量能力等特点,可广泛用于电子对抗、雷达制导等武器装备及民用卫星和通讯系统。通过18-38GHz 100mW功率单片,20-40GHz 300mW功率单片,26-39GHz 500mW功率单片及18.5-30GHz 1W等功率单片的研制,介绍了GaAs PHEMT材料结构设计,有源器件结构设计和建模方法,GaAs无源元件的结构特性,GaAs毫米波宽带功率MMIC的拓朴选择、电路设计和电磁仿真技术,功率MMIC关键工艺实现途径及毫米波功率MMIC测试方法。测试结果基本满足项目指标要求,证明了器件模型的准确性,放大器电路拓扑结构的合理性,以及GaAs MMIC工艺路线和测试方法的可行性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 GaAs微波单片集成电路及应用  7-8
  1.2 GaAs MMIC发展趋势  8-9
  1.3 毫米波MMIC技术特点及应用方向  9-11
  1.4 宽带MMIC技术特点及应用方向  11-12
  1.5 课题研究意义和论文组织  12-15
第二章 GaAs器件设计与建模  15-39
  2.1 GaAs功率器件材料设计  15-19
    2.1.1 PHEMT器件工作原理  15
    2.1.2 PHEMT材料设计方法  15-18
    2.1.3 毫米波功率MMIC采用的PHEMT材料结构  18-19
  2.2 GaAs功率器件结构设计  19-22
  2.3 PHEMT功率器件模型  22-32
    2.3.1 PHEMT小信号模型等效电路  22-24
    2.3.2 小信号模型参数提取方法  24-26
    2.3.3 PHEMT大信号模型  26-29
    2.3.4 大信号模型参数提取方法  29-32
  2.4 GaAs功率MMIC用到的无源元件  32-39
    2.4.1 MIM电容  32-34
    2.4.2 背面通孔  34-36
    2.4.3 空气桥  36-37
    2.4.4 方块电阻  37-39
第三章 GaAs毫米波宽带功率MMIC设计方法  39-55
  3.1 宽带GaAs功率MMIC拓扑原理  39-46
    3.1.1 功率MMIC匹配网络  39-40
    3.1.2 宽带功率MMIC拓朴选择  40-44
    3.1.3 GaAs功率MMIC偏置电路  44-46
  3.2 GaAs功率MMIC CAD优化方法  46-47
  3.3 毫米波GaAs功率MMIC的版图布局  47-48
  3.4 GaAs功率MMIC的稳定性和可靠性设计  48-52
    3.4.1 功率MMIC稳定性设计  48-51
    3.4.2 器件可靠性设计  51-52
  3.5 毫米波GaAs功率MMIC设计实例  52-55
第四章 GaAs毫米波宽带功率MMIC工艺  55-67
  4.1 GaAs功率MMIC工艺流程  55-56
  4.2 GaAs功率MMIC关键工艺  56-61
    4.2.1 PHEMT材料生长方法  56-57
    4.2.2 台面隔离  57
    4.2.3 光刻工艺  57-58
    4.2.4 栅挖槽工艺  58-59
    4.2.5 器件钝化技术  59-61
  4.3 GaAs功率MMIC “T”形栅的制作  61-65
    4.3.1 0.15μm “T”形栅制备方法  61-62
    4.3.2 三层胶电子束直写技术  62-64
    4.3.3 介质栅工艺技术  64-65
  4.4 GaAs功率MMIC的工艺控制  65-67
第五章 GaAs毫米波功率MMIC测试方法  67-75
  5.1 毫米波功率MMIC直流测试  67
  5.2 毫米波功率MMIC的微波测试  67-75
    5.2.1 在片测试  68-69
    5.2.2 在片测试校准技术  69-70
    5.2.3 夹具测试  70-75
第六章 结束语  75-79
致谢  79-81
参考文献  81-85
研究成果  85-86

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 混合集成电路 > 微波混合集成电路（微波集成电路）
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