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一款紧凑型氮化镓单片微波集成电路多尔蒂功率放大器设计及基于X参数的5G通信系统级分析
摘要： 本文介绍了一种采用0.25微米氮化镓高电子迁移率晶体管工艺制造的、工作于5G通信应用亚6GHz频段的单片微波集成电路多尔蒂功率放大器(DPA)。通过传输线网络和并联电容实现了紧凑的阻抗逆变器和输出匹配。同时优化了主辅放大器中功率单元的尺寸比例，以实现输出功率回退(OPBO)下的高效性能。实测数据显示：在5.9GHz频点，峰值输出功率(Pout)为38.7dBm，1dB压缩点(P1dB)为32.1dBm；在6dB输出功率回退时，功率附加效率达49.5%。未经数字预失真(DPD)处理时，该DPA对64正交幅度调制(QAM)和256-QAM信号分别能提供平均输出功率23.5dBm（误差矢量幅度EVM<-28dB）和21.5dBm（EVM<-32dB）?；谑挡釾参数进一步研究了DPA的非线性特性，并验证了传统功放表征/测量方法用于系统级设计和测试的准确性。X参数仿真结果还表明：采用DPD处理时，256-QAM信号的平均输出功率可提升至25.7dBm。
关键词： 5G通信、单片微波集成电路（MMIC）、X参数、功率附加效率（PAE）、功率放大器（PA）、多尔蒂结构、氮化镓（GaN）
更新于2025-09-23 15:21:21
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[IEEE 2018年第五代移动通信世界论坛(5GWF) - 美国加利福尼亚州硅谷 (2018.7.9-2018.7.11)] 2018 IEEE 5G世界论坛(5GWF) - 面向24GHz与28GHz宽带5G解决方案的封装高功率前端?？?
摘要： 本文介绍了工作在24-31GHz频段的宽带塑料低成本封装5G高功率前端（HPFE）的实现方案与特性。该演示样机包含采用混合工艺技术实现的发射与接收通路：碳化硅基150纳米氮化镓（AlGaN/GaN on SiC）与150纳米砷化镓（GaAs）。发射通路（Tx）的连续波（CW）实测功率结果显示，在24-31GHz频段内最大输出功率（POUT,Tx）超过2瓦（33.5dBm），漏极效率（DE）达25%，功率附加效率（PAE）为24%，插入增益（GI,Tx）为36dB。接收通路（Rx）在同一频段内呈现30毫瓦（15.5dBm）的最大输出功率（POUT,Rx），平均噪声系数（NF）为3.6dB，对应插入增益（GI,Rx）为20dB。通过采用数字预失真（DPD）技术测试多种25/50及100MHz信道间隔的M-QAM调制信号，HPFE/Tx通路在线性输出功率17dBm至25dBm范围内实现了48dBc的邻道泄漏比（ACLR）和40dB的均方误差（MSE）。与另外两款用于电信应用的线性砷化镓放大器相比，该HPFE在保持更高效率的同时展现出相当的线性性能。得益于混合工艺方案，该设计在集成度、电性能与成本之间实现了优化平衡。
关键词： 单片微波集成电路（MMIC）、赝调制高电子迁移率晶体管（PHEMT）、砷化镓、塑料封装、收发通道、低噪声放大器、氮化镓、功率放大器、开关
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用电流复用和自偏置技术的宽带GaAs pHEMT低噪声驱动放大器
摘要： 采用0.15微米GaAs pHEMT工艺设计并制造了一款K/Ka波段两级低噪声驱动放大器。为实现低功耗宽带驱动能力，采用电流复用技术使两个晶体管共用同一电源，理论上将总电流消耗减半。同时运用自偏置技术以最小化外部电源焊盘和芯片面积，将供电焊盘数量减至最少（1个电源焊盘和1个地焊盘）。文中还重点针对噪声系数和P1dB指标优化，阐述了电路拓扑分析与设计流程。该低噪声驱动放大器展现出超过11GHz的-3dB带宽、17dB功率增益、2.2dB带内平均噪声系数及6dBm带内平均输出P1dB，工作于3.3V电源时直流功耗仅9.1mA。芯片尺寸为1mm×1.5mm，仅需1个外部直流供电焊盘（3.3V）和1个地焊盘（0V）。与典型双偏置两级低噪声驱动放大器相比，在性能相当的情况下，本款MMIC对体积受限和功耗约束应用场景更具吸引力。
关键词： Ka波段，赝高电子迁移率晶体管（pHEMT），砷化镓，低噪声驱动放大器，单片微波集成电路（MMIC）
更新于2025-09-22 19:46:08
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[IEEE 2019年第14届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 法国巴黎 (2019.9.30-2019.10.1)] 2019年第14届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 用于压控衰减器应用的高电子迁移率晶体管小信号建模
摘要： 展示了多偏置条件下实测与仿真的S参数，以验证精确的HEMT开关开/关状态小信号建模方法向模拟衰减器应用的扩展。仅通过共栅极实际测试结构（不含栅极电阻），就实现了带栅极电阻的HEMT在多偏置条件下实测与仿真S参数的良好吻合。这不仅证实了该建模方法对数字和模拟衰减器应用均有效，还验证了电容网络及提取方法在更多偏置条件下的适用性。
关键词： 小信号模型、压控衰减器（VCA）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、单片微波集成电路（MMIC）
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用新型宽带径向短截线的全W波段氮化镓功率放大器单片集成电路
摘要： 本文描述了基于氮化镓技术的首款全W波段（75-110 GHz）功率放大器（PA）单片微波集成电路（MMIC）的设计方案。所研究的MMIC包含两个版本：三阶PA在70-110 GHz带宽范围内平均输出25.6 dBm功率，功率附加效率（PAE）为6.5%；四阶PA可产生27 dBm功率，PAE为6.1%。在80 GHz频率点实现28.6 dBm的峰值输出功率，对应PAE为8.6%，功率密度达2.6 W/mm。通过采用新型宽带径向短截线设计（其带外抑制能力较传统结构提升近两倍），部分实现了该宽带特性。据我们所知，目前尚无其他固态电路能在整个W波段达到如此高的输出功率水平。
关键词： 单片微波集成电路（MMIC）、宽带、功率放大器（PA）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、W波段（75–110 GHz）、径向短截线、氮化镓、毫米波（mm-waves）
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年第13届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 西班牙马德里(2018.9.23-2018.9.25)] 2018年第13届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 封装型氮化镓X波段功率放大器系列的设计与实现
摘要： 本文描述了两款封装于商用封装中的宽带AB类高功率放大器（PA）的设计与验证结果。两款放大器均基于WIN半导体公司的0.25微米碳化硅基氮化镓（GaN on SiC）技术设计。所选GaN工艺采用紧凑型共源（CS）晶体管布局，配备独立源极接地过孔。该系列覆盖整个X波段频率范围：首款设计调谐于7-11 GHz频段，第二款设计调谐于10-12 GHz频段。两款设计在整个带宽范围内饱和输出功率均超过25瓦，峰值功率附加效率达30%。文中给出了实现宽带性能与输出功率平衡的多级功率合成匹配策略。通过对PA单片微波集成电路（MMIC）设计的深入讨论，并结合封装热管理（包括PCB设计与主动冷却方法）的探讨，完整呈现了这一功能完备的PA系列。
关键词： 赝配高电子迁移率晶体管（pHEMT）、X波段、宽带放大器、高效率、功率放大器（PA）、热分析、电磁仿真、单片微波集成电路（MMIC）
更新于2025-09-04 15:30:14
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[IEEE 2018年第13届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 西班牙马德里(2018年9月23日-25日)] 2018年第13届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 具有集成有源限幅器的鲁棒X波段氮化镓低噪声放大器
摘要： 本文报道了采用商用0.25微米微带GaN-on-SiC高电子迁移率晶体管（HEMT）工艺的X波段单片微波集成电路（MMIC）低噪声放大器（LNA）的设计与测量。通过测量中采用的新型有源限幅方法，单芯片实现了低于1.75分贝的噪声系数（NF）和高于16瓦连续波输入功率的耐受能力。据作者所知，该LNA在给定噪声系数水平下具有最高的输入功率处理性能——尽管晶体管并非针对低噪声操作优化，且输入匹配网络是在噪声系数与优于10分贝的输入回波损耗之间折衷实现的。该成果对实现单芯片GaN前端收发机架构具有重要前景。
关键词： X波段、单片微波集成电路（MMIC）、有源限幅器、低噪声放大器（LNA）、生存能力、鲁棒性、氮化镓（GaN）
更新于2025-09-04 15:30:14
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[IEEE 2018年第15届欧洲雷达会议(EuRAD) - 西班牙马德里(2018年9月26日至28日)] 2018年第15届欧洲雷达会议(EuRAD) - 一种工作频率为直流至40GHz、高线性度、低直流功耗的单片砷化镓分布式放大器，作为高速率预驱动器
摘要： 本文介绍了一款用于光驱动应用的六级砷化镓单片微波集成电路（MMIC）分布式放大器（DA）的设计与性能。该放大器采用商用0.15微米砷化镓p-HEMT工艺制造，在40GHz的3dB带宽内实现13dB小信号增益，功耗为550毫瓦。其群延迟时间变化在30GHz范围内仅±7皮秒。输出功率高于16dBm（4Vpp），使其适合作为铌酸锂（LiNbO3）光调制器驱动器的前置放大器。通过眼图质量评估，该分布式放大器作为12.5GBps PAM-4（25Gbps）光系统调制器驱动器的组成部分得到了验证。
关键词： 光驱、铌酸锂（LiNbO3）光学调制器、电光调制、宽带放大器、光放大器、调制器、行波放大器、预驱动器、单片微波集成电路（MMIC）、分布式放大器
更新于2025-09-04 15:30:14