基于热电模型的多发射极功率HBTs非均匀镇流电阻设计

在考虑发射结电压随温度的变化和发射极加入镇流电阻的情况下,给出简化的三维热电模型,用以计算功率HBT芯片表面温度分布.分析表明,对于采用均匀发射极镇流电阻设计的功率HBT,芯片中心发射极条温度最高,严重限制了器件的功率处理能力.因此提出非均匀发射极镇流电阻设计方案,并以12指Si0.8Ge0.2HBT为例,详细地给出非均匀发射极镇流电阻设计流程.结果表明,在总发射极镇流电阻阻值(各指发射极镇流电阻并联值)不变的情况下,非均匀发射极镇流电阻设计与传统的均匀设计相比,芯片中心结温显著降低,芯片表面温度趋于一致.还发现当各指发射极镇流电阻阻值从芯片边缘到中心按指数形式分布时,功率HBT的芯片表面温度更容易趋于均匀,大大提高了HBT的功率处理能力,为功率HBT的设计提供了指导.     

有源电感复用型2.4GHz/5.2GHz双频段LNA

采用可调谐有源电感复用结构,设计了一款用于3G TD-SCDMA和WLAN的2.4GHz/5.2GHz双频段低噪声放大器(DB-LNA)。2.4GHz频段电路采用折叠共源共栅(FC)结构,5.2GHz频段电路采用共栅(CG)结构。FC和CG结构均采用可调谐有源电感,通过调谐有源电感的等效阻抗,优化匹配到源阻抗。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,实现了有源电感复用型DB-LNA。ADS仿真结果表明,频率为2.4GHz时,S21=35dB,NF=4.42~4.59dB,IIP3=0dBm,P-1dB=-14dBm;频率为5.2GHz时,S21=34dB,NF=2.74~2.75dB,IIP3=-5dBm,P-1dB=-9dBm。     

Optical microwave generation using two parallel DFB lasers integrated with Y-branch waveguide coupler

A new device of two parallel distributed feedback (DFB) lasers integrated monolithically with Y-branch waveguide coupler was fabricated by means of quantum well intermixing. Optical microwave signal was generated in the Y-branch waveguide coupler through frequency beating of the two laser modes coming from two DFB laser in parallel, which had a small difference in frequency. Continuous rapid tuning of optical microwave signal from 13 to 42GHz were realized by adjusting independently the driving currents injected into the two DFB lasers.     

应用于射频前端的高Q值SiGe HBT有源电感

针对传统的共基-共射(CB-CE)回转器有源电感的品质因子Q值低等缺点,应用Cascode结构把CB-CE有源电感改进为共基-共射-共基(CB-CE-CB)有源电感,推导出等效电路及等效阻抗表达式。最后基于Jazz 0.35μm SiGe BiCMOS工艺,利用ADS软件完成电路设计与仿真,应用Cadence Virtuoso平台完成版图设计。改进之后的有源电感,通过改变外加偏置条件,实现了电感值和品质因子Q值的可调,电感值可调范围为0.35～2.72 nH,Q值最大值可达1 172,版图面积仅为51μm×35μm。该有源电感应用于射频电路中,可取代无源电感。与无源电感相比,品质因子Q值明显提高,版图面积大大减小,更利于集成。     

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。     

一种采用LC谐振电路的高频差分有源电感

提出了一种采用LC并联谐振电路的新型差分有源电感,实现了宽的工作频带、高的Q值、较大的电感值和可调谐功能.采用无源电感和MOS晶体管可变电容构成LC谐振电路,减小了等效串联电阻和等效并联电容,在增大电感值、Q值的同时,扩大了工作频带.仿真结果表明,在2～7.6 GHz频率范围内,该新型差分有源电感的电感值大于26 nH...     

3～10GHz SiGe HBTs超宽带低噪声放大器的设计

根据UWB(Ultra-wideband)无线通信标准.提出了一款超宽带低噪声放大器并进行了设计.该放大器选用高性能的SiGe HBTs,同时采用并联和串联多重反馈的两级结构,以达到超宽频带、高增益、低噪声系数以及良好的输入输出匹配的目的.仿真结果表明,放大器在3-10 GHz带宽内,增益.S21高达21 dB,增益平坦度小于1.5 dB,噪声系数在2.4～3.3 dB之间.输入输出反射系数(S11和S22)均小于-9 dB,并且在整个频带内无条件稳定.所有结果表明该LNA性能良好.     

同一芯片上制作变周期布拉格光栅的改进全息曝光法

提出了一种采用传统光学全息曝光技术,在同一芯片上制作不同周期的布拉格光栅的新方法.在这个简单实用的方法中,聚酰亚胺用来保护第一次做好的某一周期的光栅.这种新方法制作工艺简单,成本低,且与传统的半导体工艺兼容.     

大功率半导体激光器阵列稳态温度分布分析

通过对大功率激光器阵列热现象的分析,采用有限元分析法建立了大功率激光器稳态工作时的空间温度分布模型,给出了具体的温度分布曲线,由此模型得出大功率激光器阵列沿谐振腔方向有一定的温度差.该模型给出的载体、芯片的温度分布,可以指导阵列载体、散热器的设计,优化它们的尺寸.样品的实验数据与模型的理论预测结果吻和得很好.     

一种高增益且可调谐的1~3 GHz宽带LNA

提出了一种增益高且增益可调谐的1~3 GHz宽带低噪声放大器(HTG-LNA)。在输入级,采用带有RC串联负反馈的共基-共射电流镜结构,实现了良好的输入匹配,并提高了电路的稳定性;在中间级,采用以有源电感作为负载的共基-共射达林顿电路结构,在保证宽带的同时实现了较高的增益与增益的可调谐;在输出级,采用带有电流镜的射极跟随器结构,获得了较大的输出功率和良好的输出匹配。基于稳懋0.2 μm GaAs HBT工艺进行验证,结果表明,该HTG-LNA的电压增益大于37 dB,最高可达50.7 dB;功率增益大于37.4 dB,最高可达51 dB;最大增益可调谐幅度为2.2 dB;输入回波损耗小于-7.11 dB;输出回波损耗小于-11.97 dB;噪声系数小于3.23 dB;稳定因子大于5.61;在5 V工作电压下,静态功耗小于65 mW。