RTD与HEMT在InP衬底上的单片集成

在半绝缘的50nm InP衬底上采用分子束外延的方法生长了RTD与HEMT的集成材料结构.RTD室温下峰谷电流比最高达到18.39,阻性截止频率大于20.05GHz.栅长为1μm的HEMT截止频率为19.8GHz,最大跨导为237mS/mm.由多个RTD串联形成的多峰值逻辑以及HEMT栅压调节RTD电流的特性也得以验证.     

RTD/HPT光控单-双稳转换逻辑单元

以光接收器件代替RTD MOBILE(RTD单-双稳转换逻辑单元)电路中的HEMT或HBT,可构成光控MOBILE电路。在比较了四种光控MOBILE结构的基础上,选择RTD/HPT光控结构,重点分析讨论了RTD/HPT光控MOBILE的工作原理,当光控MOBILE的输入光功率超过一个临界值时,MOBILE的输出电压便会从高电平跳变到低电平;由HPT光增益理论分析了提高HPT性能的措施以及HPT设计中应该注意的问题;介绍了以Si光三极管代替HPT,通过模拟实验,验证了RTD/HPT光控MOBILE的逻辑功能。     

一种基于RTD和HEMT的单片集成逻辑电路

介绍了一种基于共振隧穿二极管(RTD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)的单片集成电路.采用分子束外延技术在GaAs底层上重叠生长了RTD和HEMT结构.RTD室温下的峰谷电流比为5.2∶1,峰值电流密度为22.5kA/cm2.HEMT采用1μm栅长,阈值电压为-1V.设计电路称为单稳态-双稳态转换逻辑单元(MOBILE).实验结果显示了该电路逻辑运行成功,运行频率可达2GHz以上.     

ERA系列单片放大器及其应用

ＥＲＡ系列单片集成放大器极用异质结双极晶体管工艺制作，在ＤＣ－１０ＧＨｚ的宽带频率范围内，具有信号增益高，增益平坦度好，输出功率和动态范围大，三阶互调小、噪声系数较小的特点。本文主要介绍其内部电路结构，特点及有关应用。     

SiGe／Si HBT及其单片微波集成电路的研究

ＳｉＧｅ／Ｓｉ ＨＢＴ作为单片微波集成电路中的有源元件，在截止频率，增益，噪声等方面相对于ＧａＡｓ器件有很大的优势。本文结合本单位在ＳｉＧｅ材料和器件、电路等方面做过的工作，对实现ＳｉＧｅ单片微波集成电路的一些理论和技术要点作了阐述。     

UTC-PD和RTD单片集成的器件模拟研究

单行载流子光电二极管与共振隧穿二极管单片集成器件是一种新型高速光电探测器,也是高速光电单稳双稳转换逻辑电路的一个基本单元。用Atlas软件对该集成电路单元进行了直流和交流特性的模拟研究,模拟得到的3dB带宽最高可达9THz。模拟发现,光照强度、吸收层厚度、掺杂浓度、收集层浓度是影响器件3dB带宽的主要因素。研究了器件材料参数、结构参数与器件3dB带宽之间的关系,并得到在现行工艺下优化后的单行载流子光电二极管和共振隧穿二极管单片集成器件的工艺参数,模拟出3dB带宽为1.03THz。同时,对器件模拟和半导体工艺间的误差进行了分析和估计。这一工作为单行载流子光电二极管和共振隧穿二极管单片集成器件的设计和研制提供了工艺参数基础。     

RTD/HEMT单片集成中RTD直流参数与材料结构的关系

为了研究器件参数与材料结构的关系,设计了三种不同的GaAs基RTD材料结构。通过完全相同的器件制造工艺,研制出三种RTD器件,并测量了它们的9个直流参数。对测量结果进行了对比和分析。最后针对RTD与HEMT集成时,如何处理RTD与HEMT间的电流匹配问题提出了建议。     

由RTD构成的MOBILE单元电路研究

对由共振隧穿二极管(RTD)构成的单双稳态转换逻辑单元(MOBILE)电路进行了详细地研究与分析,并结合实际RTD的特性用PSPICE进行了MOBILE单元电路模拟,总结和验证了MOBILE单元电路变化的三条规律,为进一步研究由RTD构成的多种复杂数字电路奠定了基础。     

ERA系列单片放大器及其应用

ＥＲＡ系列单片集成放大器采用异质结双极晶体管工艺制作，在ＤＣ～１０ＧＨｚ的宽带频率范围内，具有信号增益高、增益平坦度好、输出功率和动态范围大、三阶互调小、噪声系数较小的特点。本文主要介绍其内部电路结构、特点及有关应用。     

遏止(Quenching)及其在分析RTD逻辑电路中的应用

在深入分析共振隧穿二极管(RTD)开关前后内阻变化和RTD串联组合中不同RTD电压分布随总偏压变化的基础上,深化了“遏止(Q uench ing)”的概念。并进一步以此概念说明了RTD/HEM T电路中,单-双稳转换逻辑单元(M OB ILE)、多值逻辑(M VL)文字(L itera l)逻辑门、三态反相器(T ernary inverter)等逻辑单元的工作原理。通过此种分析,证实了“遏止”概念是解释和分析复杂RTD电路原理的强有力工具。以上论证也适用于由其它负阻器件构成的逻辑电路。     

HBT MMIC功率放大器的自适应线性化偏置技术

设计HBT MMIC功率放大器,偏置电路的选择对于提高功率放大器的效率和线性度至关重要.为了在效率和线性度之间取得良好折中,一个重要的方法是让HBT的偏置点随输入信号的功率变化而变化.许多文献都对这种自适应偏置技术进行了研究,然而,对于多种自适应线性化偏置电路比较和分析的文章尚未见报道.本文综合叙述了适用于HBT MMIC工艺,尺寸小、成本低的多种自适应线性化偏置电路,总结了这些偏置电路的基本工作原理,并提出了一种改进的线性化偏置电路.     

SiGe HBT低噪声放大器的设计与制造

该文设计和制作了一款单片集成硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)低噪声放大器(LNA)。由于放大器采用复合型电阻负反馈结构,所以可灵活调整不同反馈电阻,同时获得合适的偏置、良好的端口匹配和低的噪声系数。基于0.35 m Si CMOS平面工艺制定了放大器单芯片集成的工艺流程。为了进一步降低放大器的噪声系数,在制作放大器中SiGe器件时,采用钛硅合金(TiSi2)来减小晶体管基极电阻。由于没有使用占片面积大的螺旋电感,最终研制出的SiGe HBT LNA芯片面积仅为0.282 mm2。测试结果表明,在工作频带0.2-1.2 GHz内,LNA噪声系数低至2.5 dB,增益高达26.7 dB,输入输出端口反射系数分别小于-7.4 dB和-10 dB。     

Novel universal threshold logic gate based on RTD and its application

Resonant tunneling diodes (RTDs) are receiving much attention because of their high-speed switching capability and functional versatility. Due to the negative differential resistance exhibited by RTDs, great functionality with a single gate can be achieved. In this paper, novel universal threshold logic gates (UTLG) based on RTD with simple structure and fixed parameter are proposed. The three-variable UTLG implement all the threshold functions of three variables by reconfiguring the input bits. The proposed circuit can also be applied to the design of arbitrary logic function in a multilevel threshold network. Finally, the operation of UTLG is verified by HSPICE simulation using extensively validated models.     

宽带HBT VCO单片电路的设计和制作

针对传统采用的VCO设计理论,分析了VCO的基本结构及其工作原理,分析了负阻法和反馈法的优缺点,采用虚地法对VCO电路进行了分析和设计,从而简化了VCO的设计。同时利用EDA工具对微波宽带VCO单片电路进行优化和仿真,采用多种方法提高芯片性能。基于HBT工艺,设计出了宽带、低相位噪声的VCO单片电路,芯片工作电压为5V,工作电流为50～58mA,VCO振荡频率为3.2～6.2GHz,相噪为-73dBc/Hz@10kHz,输出功率11～14dBm。同时还阐述了采用片上外加变容管的优缺点以及改进方法。     

准平面型InAlAs/InGaAs异质结双极晶体管和单片集成激光器驱动电路

提出和制作了准平面型InAlAs/InGaAs异质结双极晶体管。该管主要采用硅离子注入法在半绝缘磷化铟衬底中形成隐埋型集电区以代替台面型集电区。晶体管的实测结果如下:h_(fe)=100,f_T=10GHz(V_(CE)=3V,I_c=10mA)。作为单片光电集成方面的实例,研制成功了由三个InGaAs/InAlAsHBT和一个电阻组成的激光器驱动电路,其电流调制速率高达4Gbit/s。     

基区Ge组分分布对SiGe HBT热学特性的影响

建立了SiGe HBT热电反馈模型,对基区Ge组分矩形分布、三角形分布和梯形分布的SiGe HBT的热特性进行研究。结果表明,在Ge总量一定的前提下,Ge组分为三角形和梯形分布结构的SiGe HBT峰值温度较低、温差较小,温度分布的均匀性优于Ge组分矩形分布结构的SiGeHBT,具有更好的热特性。对不同Ge组分分布下器件增益与温度的依赖关系进行研究,发现当基区Ge组分为三角形和梯形分布时,随着温度升高,器件增益始终低于Ge组分矩形分布的器件,且增益变化较小,提高了器件的热学和电学稳定性,扩大了器件的应用范围。     

基于RTD与CMOS的新型数字电路设计

纳米电子器件RTD与CMOS电路结合,这种新型电路不仅保持了CMOS动态电路的所有优点,而且在工作速度、功耗、集成度以及电路噪声免疫性方面都得到了不同程度的改善和提高。文中对数字电路中比较典型的可编程逻辑门、全加器电路进行了设计与模拟,并在此基础上对4×4阵列纳米流水线乘法器进行了结构设计。同时讨论了在目前硅基RTD器件较低的PVCR值情况下实现相应电路的可行性。     

新型负阻HBT构成的非稳多谐振荡器研究

报道了由超薄基区负阻异质结双极晶体管(UTBNDRHBT)构成的非稳多谐振荡器,具有高速、可调控等优点。对其电压控制脉冲频率调制效应进行了实验研究,观察到了仅由基极电压(V_(BE))即可控制脉冲间距和脉冲宽度;对实验现象给出了相应分析,并指出了此电路的应用前景。     

RTD/UTC-PD高速光控MOBILE

单向运动载流子光二极管(UTC-PD)具有高速和大电流的特点,与RTD相结合可构成一高速光控MOBILE,能够应用于80Gb/s的光纤通信、光信息处理和高速光网络中。在详细介绍UTC-PD的基础上,讨论了RTD/UTC-PD光控MOBILE的工作原理、材料结构和制作工艺、电路性能测量等,并进一步将上述结果推广到交流信号情况下RTD/UTC-PD光控MOBILE的瞬态特性。结果表明,存在三个因素影响该单元电路的工作速度,即交流电流效应、开关延迟时间和UTC-PD器件的带宽。