微波有源电路.ppt
微波有源电路,有源放大电路,场效应晶体管特性,小信号放大器设计,非线性特性,放大器与收发单元实例,MMIC电路的实际应用,场效应晶体管特性,MESFET与MOSFET比较类似，只是MOS管调制的是沟道电流，MESFET是通过电压调制栅下耗尽层的形状和厚度达到对源漏电流动控制。,场效应晶体管特性,两个导电电极之间用一个控制电极（栅极）分开一定距离。该控制栅极（称做栅极）相对于源极为负偏置的，因而，对试图从源极流向漏极的电子呈现一个减速势垒。场效应晶体管公取决于一种形式的电荷载流子流通，因此被称做“单极的”。,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,导电沟道通过设置在半导体上且相隔一段距离的两个欧姆接触（称做源极和漏极）与外电路相连接。栅极由放在这两个欧姆接触之间的一个整流（肖特基）接触构成。导电沟道是很薄的，一般约为0.10.3m，因此，肖特基接触（栅极）下面形成的耗尽区可以有效地控制该薄层内电流的流动。这种器件作用如同一个压按开关，有极高的调制速率。,无栅极器件 当漏极电位增大时，就有电流流通如A区所示。该电流电压特性是线性的，且直接遵循制造该器件用的半导体的速度-电场特性。当漏极-源极电压增到内部电场达到饱和时，就出现性能偏离线性范围（B区）。,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,场效应晶体管特性,晶体管的非线性特性,GaAs大信号模型,晶体管的非线性特性,晶体管的非线性特性,晶体管的非线性特性,小信号放大器设计,小信号放大器设计,小信号放大器设计,小信号放大器设计,小信号放大器设计,小信号放大器设计,FLL107ME,小信号放大器设计,FHC40LG,小信号放大器设计,小信号放大器设计,设计过程(1)确定目标函数(2)选择合适的管芯和拓扑(3)进行小信号分析(4)制版(5)测试,小信号放大器设计,MMIC放大器,GaAs由于电子迁移率较高、工作温度范围大、微波传输性能好，所以使得MMIC具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。得到了广泛的应用。是目前使用的最广泛的微波半导体材料。,GaAs,GaAs由于电子迁移率较高、工作温度范围大、微波传输性能好，所以使得MMIC具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。得到了广泛的应用。是目前使用的最广泛的微波半导体材料。,GaN,GaN是一种宽带隙的半导体材料，具有优异的物理和化学性质，如大的热导率和介电常数，高的电子饱和速率和化学稳定性，因此有望制成在高温、高辐射等恶劣条件下工作的半导体器件。近年来由于半导体薄膜生长技术的发展，已经能在蓝宝石、SiC及Si上生长出高质量的GaN薄膜，并用于制备大功率微波器件、高温电子器件、探测器件和发光器件。,InP,InP与GaAs相比，击穿电场、热导率、电子平均速度更高，而且在异质结InAlAs/InGaAs界面处存在较大的导带不连续性、二维电子气密度大、沟道中电子迁移率高等优点，决定了InP基器件在化合物半导体器件中的地位。目前InP HEMT已经成为毫米波高端应用的支柱产品，器件的特征频率ft达到340GHz，InP HBT有望在大功率、低电压等方面开拓应用市场。,MMIC的设计,MMIC设计周期长、成本高，精确设计十分重要，也具有一定的难度从成本分析，设计成本是MMIC产品开发中最昂贵的部分。因为MMIC研制过程中一轮的成本至少包括：电路设计费、版图设计费、光刻版加工费、实验投片流程费和芯片测试费等五部分。MMIC电路精确设计的难度（1）GaAs衬底的相对非理想性；（2）化合物半导体工艺的相对独立性。,MMIC放大器的设计,(1)确定目标函数(2)选择合适的管芯和拓扑(3)进行小信号分析(4)大信号分析(5)电磁场分析(6)成品率分析(7)绘制版图(8)DRC(9)流片(10)测试,版图设计,（1）根据模型元器件结构采用相应的版图结构；（2）在版图中要用宽松的工艺容差；（3）考虑最小芯片面积原则和抑制RF寄生耦合相结合（4）可靠性设计原则。,MMIC放大器的设计,TGA1171-SCC版图,MMIC放大器的设计,TGA1171-SCC芯片,放大器与收发单元实例,放大器与收发单元实例,38GTX,放大器与收发单元实例,38GRX,放大器与收发单元实例,Ku Band Power,放大器与收发单元实例,Power Module,放大器与收发单元实例,C Band InterFET,MMIC电路的实际应用,相控阵雷达,WiMAX Base Station,雷达功放模块,方框图,雷达发射机框图,发射机框图,雷达发射机,车载雷达,俄制反导雷达,实验内容,设计一款低噪声放大器测试FLL107的I-V特性,
