采用Ga As衬底增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管（E/D PHEMT）工艺研制了一款6～10 GHz多功能微波单片集成电路（MMIC）。其集成了4个单刀双掷开关、6 bit数控移相器、6 bit数控衰减器、3个放大器和14 bit并口驱动电路。测试结果表明...采用Ga As衬底增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管（E/D PHEMT）工艺研制了一款6～10 GHz多功能微波单片集成电路（MMIC）。其集成了4个单刀双掷开关、6 bit数控移相器、6 bit数控衰减器、3个放大器和14 bit并口驱动电路。测试结果表明：接收支路增益大于8 d B,1 d B压缩点输出功率大于3 d Bm;发射支路增益大于1 d B,1 d B压缩点输出功率大于8 d Bm。移相64态均方根误差小于3°,衰减64态均方根误差小于1 d B。在工作频带内接收和发射两种状态下,输入输出驻波比均小于1.5∶1。经过版图优化后,芯片尺寸为3.5 mm×5.1 mm。该多功能MMIC可用于微波收发组件,对传输信号进行幅相控制。展开更多
A novel loss compensation technique for a series-shunt single-pole double-throw （SPDT） switch is pre- sented operating in the 60 GHz. The feed-forward compensation network which is composed of an NMOS, a couple capa...A novel loss compensation technique for a series-shunt single-pole double-throw （SPDT） switch is pre- sented operating in the 60 GHz. The feed-forward compensation network which is composed of an NMOS, a couple capacitance and a shunt inductance can reduce the impact of the feed forward capacitance to reduce the insertion loss and improve the isolation of the SPDT switch. The measured insertion loss and isolation characteristics of the switch somewhat deviating from the 60 GHz are analyzed revealing that the inaccuracy of the MOS model can greatly degrade the performance of the switch. The switch is implemented in TSMC 90-nm CMOS process and exhibits an isolation of above 27 dB at transmitter mode, and the insertion loss of 1.8-3 dB at 30--65 GHz by layout simulation. The measured insertion loss is 2.45 dB at 52 GHz and keeps 〈 4 dB at 30-64 GHz. The measured isolation is better than 25 dB at 30--64 GHz and the measured return loss is better than 10 dB at 30-65 GHz. A measured input 1 dB gain compression point of the switch is 13 dBm at 52 GHz and 15 dBm at 60 GHz. The simulated switching speed with rise time and fall time are 720 and 520 ps, respectively. The active chip size of the proposed switch is 0.5 × 0.95 mm2.展开更多
基于GaAs PHEMT ED25B与薄膜工艺设计了基于倒装应用的DC^26 GHz的单刀双掷(SPDT)开关。首先对倒装芯片与传统的正装芯片进行比较,倒装芯片MMIC技术具有明显的优势;然后对比了不同倒装情况对芯片性能的影响进而提出对倒装无源元器件和Ga...基于GaAs PHEMT ED25B与薄膜工艺设计了基于倒装应用的DC^26 GHz的单刀双掷(SPDT)开关。首先对倒装芯片与传统的正装芯片进行比较,倒装芯片MMIC技术具有明显的优势;然后对比了不同倒装情况对芯片性能的影响进而提出对倒装无源元器件和GaAs PHEMT开关建模的概念,利用建模软件提取了相应的模型;对倒装单刀双掷开关MMIC的设计进行了详细阐述;对制备的倒装单刀双掷开关MMIC进行测试。测试结果表明,回波损耗大于15 d B,插损小于2.8 d B,隔离度大于28 d B。最后对芯片进行温度循环试验和恒定加速度试验,验证了这款基于倒装应用的单刀双掷开关MMIC的可靠性。展开更多
基于WIN 0.25μm Ga As赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）工艺,针对大相位移相器容易在宽带情形下出现的性能恶化问题,采用ADS2014仿真软件,成功设计并实现了两款大相位（90°和180°）的X波段（8-12 GHz）宽带数字移相器电路,...基于WIN 0.25μm Ga As赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）工艺,针对大相位移相器容易在宽带情形下出现的性能恶化问题,采用ADS2014仿真软件,成功设计并实现了两款大相位（90°和180°）的X波段（8-12 GHz）宽带数字移相器电路,其拓扑形式为高低通结构,并采用奇偶模分析方法,对高低通滤波网络进行分析。最终在片测试结果表明,其获得了优良的宽带性能,且与仿真结果相吻合。该设计90°移相器电路在频带内相位误差为-3.7°-0°,插入损耗优于2.15 d B,回波损耗优于19 d B;180°移相器电路在频带内相位精度为-6.2°-2°,插入损耗优于2.65 d B,回波损耗优于17 d B。该移相器在相对带宽为40%的X波段内取得良好的插入损耗与回波特性,适用于频带较宽的多位级联数字移相器中。展开更多
基于GF 8HP 0.12μm Bi CMOS工艺设计并实现了一款应用于相控阵系统的具有低幅度均方根（RMS）误差的单片集成5～40 GHz 5 bit数控衰减器。该衰减器采用桥T和单刀双掷（SPDT）开关结构,其中的NMOS开关管通过采用体端悬浮技术,改善了衰...基于GF 8HP 0.12μm Bi CMOS工艺设计并实现了一款应用于相控阵系统的具有低幅度均方根（RMS）误差的单片集成5～40 GHz 5 bit数控衰减器。该衰减器采用桥T和单刀双掷（SPDT）开关结构,其中的NMOS开关管通过采用体端悬浮技术,改善了衰减器在全部衰减态下插损的平坦度,降低了衰减器的插损,提高了衰减器的线性度。测试结果显示,在5～40 GHz频段内,该5 bit数控衰减器的插损最小值为5.7 d B,最大值为14.2 d B,幅度均方根误差小于0.39 d B,相移均方根误差小于5.7°,1 d B压缩点输入功率大于＋11 d Bm,芯片核心面积为0.86 mm×0.39 mm。展开更多
文摘采用Ga As衬底增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管（E/D PHEMT）工艺研制了一款6～10 GHz多功能微波单片集成电路（MMIC）。其集成了4个单刀双掷开关、6 bit数控移相器、6 bit数控衰减器、3个放大器和14 bit并口驱动电路。测试结果表明：接收支路增益大于8 d B,1 d B压缩点输出功率大于3 d Bm;发射支路增益大于1 d B,1 d B压缩点输出功率大于8 d Bm。移相64态均方根误差小于3°,衰减64态均方根误差小于1 d B。在工作频带内接收和发射两种状态下,输入输出驻波比均小于1.5∶1。经过版图优化后,芯片尺寸为3.5 mm×5.1 mm。该多功能MMIC可用于微波收发组件,对传输信号进行幅相控制。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.6133100661372021)
文摘A novel loss compensation technique for a series-shunt single-pole double-throw （SPDT） switch is pre- sented operating in the 60 GHz. The feed-forward compensation network which is composed of an NMOS, a couple capacitance and a shunt inductance can reduce the impact of the feed forward capacitance to reduce the insertion loss and improve the isolation of the SPDT switch. The measured insertion loss and isolation characteristics of the switch somewhat deviating from the 60 GHz are analyzed revealing that the inaccuracy of the MOS model can greatly degrade the performance of the switch. The switch is implemented in TSMC 90-nm CMOS process and exhibits an isolation of above 27 dB at transmitter mode, and the insertion loss of 1.8-3 dB at 30--65 GHz by layout simulation. The measured insertion loss is 2.45 dB at 52 GHz and keeps 〈 4 dB at 30-64 GHz. The measured isolation is better than 25 dB at 30--64 GHz and the measured return loss is better than 10 dB at 30-65 GHz. A measured input 1 dB gain compression point of the switch is 13 dBm at 52 GHz and 15 dBm at 60 GHz. The simulated switching speed with rise time and fall time are 720 and 520 ps, respectively. The active chip size of the proposed switch is 0.5 × 0.95 mm2.
文摘基于GaAs PHEMT ED25B与薄膜工艺设计了基于倒装应用的DC^26 GHz的单刀双掷(SPDT)开关。首先对倒装芯片与传统的正装芯片进行比较,倒装芯片MMIC技术具有明显的优势;然后对比了不同倒装情况对芯片性能的影响进而提出对倒装无源元器件和GaAs PHEMT开关建模的概念,利用建模软件提取了相应的模型;对倒装单刀双掷开关MMIC的设计进行了详细阐述;对制备的倒装单刀双掷开关MMIC进行测试。测试结果表明,回波损耗大于15 d B,插损小于2.8 d B,隔离度大于28 d B。最后对芯片进行温度循环试验和恒定加速度试验,验证了这款基于倒装应用的单刀双掷开关MMIC的可靠性。
文摘基于WIN 0.25μm Ga As赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）工艺,针对大相位移相器容易在宽带情形下出现的性能恶化问题,采用ADS2014仿真软件,成功设计并实现了两款大相位（90°和180°）的X波段（8-12 GHz）宽带数字移相器电路,其拓扑形式为高低通结构,并采用奇偶模分析方法,对高低通滤波网络进行分析。最终在片测试结果表明,其获得了优良的宽带性能,且与仿真结果相吻合。该设计90°移相器电路在频带内相位误差为-3.7°-0°,插入损耗优于2.15 d B,回波损耗优于19 d B;180°移相器电路在频带内相位精度为-6.2°-2°,插入损耗优于2.65 d B,回波损耗优于17 d B。该移相器在相对带宽为40%的X波段内取得良好的插入损耗与回波特性,适用于频带较宽的多位级联数字移相器中。
文摘基于GF 8HP 0.12μm Bi CMOS工艺设计并实现了一款应用于相控阵系统的具有低幅度均方根（RMS）误差的单片集成5～40 GHz 5 bit数控衰减器。该衰减器采用桥T和单刀双掷（SPDT）开关结构,其中的NMOS开关管通过采用体端悬浮技术,改善了衰减器在全部衰减态下插损的平坦度,降低了衰减器的插损,提高了衰减器的线性度。测试结果显示,在5～40 GHz频段内,该5 bit数控衰减器的插损最小值为5.7 d B,最大值为14.2 d B,幅度均方根误差小于0.39 d B,相移均方根误差小于5.7°,1 d B压缩点输入功率大于＋11 d Bm,芯片核心面积为0.86 mm×0.39 mm。
