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GaAs MMIC 超低噪声.pdf
摘要 采用 70 nm GaAs mHEMT OMMIC 工艺 (D007IH) 设计了四级 K 波段 MMIC 低噪声放大器 (LNA)。基于 Momentum EM 模拟结果，四级 LNA 实现了 29.5 dB ±1 dB 的增益、低至 1 dB 的噪声系数 (NF) 和整个波段优于 -10 dB 的输入回波损耗。LNA 芯片尺寸为 2500 µm x1750 µm。由于选择源阻抗以最小化实现输入匹配网络所需的元件数量，因此设计工作流程可以改善 LNA 的 NF 和输入回波损耗。所提出的电路的输入匹配网络由与有源器件的栅极串联的单个锥形八角形电感器组成，从而对第一级实现的 NF 影响很小，并显著改善 LNA 的输入回波损耗。
用于 KU 波段微型机载的 MMIC 模块...
单片微波集成电路 (MMIC) 和发射/接收 (T/R) 模块被广泛应用于有源阵列雷达等系统。小型无人机平台传感器的开发要求重量轻、尺寸紧凑、成本低和可靠。这些要求导致了使用双面厚膜多层基板封装的高度集成 MMIC 的开发。MMIC 所需的组件包括移相器、衰减器、开关、低噪声放大器 (LNA) 和功率放大器。通过切换发射和接收路径中共享的移相器和衰减器可以实现组件的重复使用。每个完整的 T/R 模块都符合与模块集成的相关天线阵列所要求的半波长间隔约束。
空间 GaAs MMIC 可靠性保证指南...
本文档是为了回应各行业代表对缺乏行业认可的 MMIC 认证方法的评论而构思的。1992 年夏天，喷气推进实验室、NASA 刘易斯研究中心和 NASA 约翰逊航天中心的个人发起了一项解决此问题的低级努力。这些努力于 1993 年 7 月合并，成立了 MMIC 可靠性保证工作组，该工作组获得了 NASA 总部代码 Q 的支持。最初的概念是政府赞助的官方 MMIC 认证规范，描述了制造商执行的所有必需的测试和评估程序。1993 年 9 月，在俄亥俄州克利夫兰 NASA 刘易斯研究中心举行的第一次 MMIC 资格研讨会上，业界代表介绍了这种方法。在这次会议上，MMIC 设备的各种用户和供应商表达了他们强烈希望避免政府规范的愿望，并要求提供一份可作为教育工具的文件。该格式旨在成为 GaAs MMIC 可靠性和设计方法技术的资料手册，可用于制定在太空应用中生产和使用 GaAs MMIC 的资格计划。研讨会与会者得出结论，该文件的标题应该是《太空应用的 GaAs MMIC 可靠性保证指南》。该指南旨在成为业界认可的可靠性保证实践的实际应用，用于规范、制造、鉴定和采购基于 GaAs 的 MMIC。本文包含有关 MMIC 设备在获准用于高可靠性应用之前通常进行的测试、筛选和评估的背景材料和讨论。信息侧重于工程师、项目级经理和购买者的需求，重点关注行业使用和接受的 GaAs MMIC 可靠性和资格认证方法的常用方法。提供了有关材料、设计方法、测试技术、环境影响、常见故障机制和制造工艺的背景信息——这些信息是为所需的特定应用构建有效资格认证计划所必需的。使用此信息作为共同参考点，用户和制造商可以讨论权衡并确定实现具有成本效益的资格认证计划所需的增值测试。本指南首先介绍 GaAs 的使用情况并简要总结 MMIC 的发展历史。接下来是可靠性概述和可靠性理论的总结说明。这些章节让读者了解 GaAs 器件在各种应用中的使用情况，并提供理解可靠性测试结果和故障含义所需的背景知识。第 3 章讨论了 MMIC 设计中使用的 GaAs 材料特性和常见器件结构。本章还提供了常见工艺和各种通用 MMIC 功能和电路的一般描述。第 4 章提供了常见故障模式和机制的描述
Qorvo 太空 MMIC 芯片的鉴定流程
满足子组 1 和子组 2 要求的样品将从待认证的晶圆/晶圆批次中随机选出。根据设计要求，每个 MMIC 和所有片外组件都使用焊料或导电环氧树脂共晶地连接到夹具上。此外，还使用射线成像检查高功率耗散组件的 FET 区域下方是否有空洞。然后，在进行老化和寿命测试之前，DUT 按照 MIL-STD-885、方法 1010、条件 C 进行 20 次温度循环，并按照 MIL-STD-883、方法 2010、条件 B 进行目视检查。所有样品在初始 RF 测试之前都已序列化。
用于空间的 GaN MMIC 堆叠 Doherty 功率放大器...
摘要 — 本文介绍了单片微波集成电路功率放大器的设计和实验结果，其中将 FET 堆叠方法与 Doherty 架构相结合，以最大限度地提高可实现的性能。具体而言，堆叠单元是通过将共源设备拆分为两个较小的设备来实现的，从而形成非常紧凑和对称的结构，而 Doherty 理念则用于实现高回退效率。该芯片采用 100 nm 栅极长度的硅基氮化镓技术实现，面向下行卫星 Ka 波段。两级放大器不仅满足功率要求，还满足空间使用的热约束。在 17.3 GHz 至 20.3 GHz 的频率范围内，测量结果显示线性增益约为 25 dB，峰值功率为 38 dBm，功率附加效率大于 35%。索引词 — Doherty 放大器、高效率、空间应用、氮化镓
适用于 Kb 和卫星通信的高效 10W MMIC PA
本文讨论了为下一代 K 波段 17.3 – 20.2 GHz 超高吞吐量卫星开发的单片微波集成电路 (MMIC) 功率放大器的设计步骤和实验特性。所用技术是商用的 100 纳米栅极长度硅基氮化镓工艺。该芯片的开发考虑到了航天器的严格约束，特别是仔细考虑了这种技术的热约束，以便在最坏情况下（即最高环境温度为 85°C）将所有器件的结温保持在 160°C 以下。基于三级架构的实现的 MMIC 首先在脉冲模式下进行晶圆上特性分析，随后安装在测试夹具中并在连续波工作条件下进行特性分析。在 17.3 – 20.2 GHz 工作带宽内，内置放大器提供输出功率 >40 dBm，功率附加效率接近 30%（峰值 >40%），功率增益为 22 dB。
带有不对称输出组合的ku波段gan-on-si mmic功率放大器
摘要：在本文中，提出了基于硅（gan-on-on-si）上基于氮化壳的KU波段主动雷达应用的微波整体整合电路（MMIC）高功率放大器（HPA）。设计基于三阶段的体系结构，并使用Ommic Foundry提供的D01GH技术实施。以及稳定性和热分析提供了有关最大化交付功率的体系结构定义和设计过程的详细信息。为了优化放大器性能，输出组合仪中包含了不对称性。实验结果表明，HPA达到39.5 dBM脉冲模式输出功率，峰值线性增益为23 dB，排水效率为27％，并且在16-19 GHz频率范围内具有良好的输入/输出匹配。芯片区域为5×3.5 mm 2，用于测量值安装在定制模块上。这些结果表明，基于GAN-on-SI的固态功率放大器（SSPA）可用于实现KU波段活动雷达。
A 2-V 1.4-DB NF GAAS MMIC LNA用于K波段应用
摘要：在UMS 100 nm GAAS PHEMT技术中，提出了1.4 dB噪声图（NF）四阶段K波段单片微型集成电路（MMIC）低噪声放大器（LNA）。所提出的电路旨在覆盖5G新版本N258频带（24.25–27.58 GHz）。动量EM Layout仿真揭示了电路的最低NF为1.3 dB，最大增益为34 dB，| S 11 |从23 GHz到29 GHz的–10 dB，p 1db为–18 dbm和24.5 dbm的OIP3。LNA从2 V DC电源中抽出总电流为59.1 MA，并导致芯片尺寸为3300×1800 µm 2，包括垫子。我们提出了一种设计方法，重点是选择活动设备大小和直流偏置条件，以在应用源变性时获得最低的NF。设计过程通过选择促进简单输入匹配网络实现的设备来确保最小的NF设计，并得益于源变性的应用，获得了合理的输入返回损失。使用这种方法，输入匹配网络是通过分流存根和传输线实现的，因此最大程度地减少了对第一个阶段实现的NF的贡献。与类似作品的比较表明，与大多数最先进的解决方案相比，开发的电路非常有竞争力。
k-b和卫星通信的高效率10W MMIC PA
本文讨论了为下一代K频段17.3 - 20.2 GHz开发的整体微波集成电路（MMIC）功率放大器的设计步骤和实验表征。所使用的技术是硅工艺上的市售100 nm栅极长壳。考虑到航天器的苛刻约束，尤其是仔细考虑了这种技术的热约束，以保持所有设备的连接温度在最差的情况下（即，最高环境温度为85°C）。已实现的MMIC基于三阶段的结构，首先以脉冲制度进行了晶状体表征，随后将其安装在测试jig中，并在连续的波浪工作条件下进行表征。在17.3 - 20.2 GHz操作带宽中，构建的放大器可导致输出功率> 40 dbm，功率添加效率接近30％（峰值> 40％）和22 dB的功率增益。
适用于高动态范围雷达接收器的 GaN-on-Si 100 纳米 Ka 波段 MMIC LNA
由于低成本无人机的普及，小型无人机的高爆检测最近已成为一个非常重要的课题，因为这对安全构成了越来越大的潜在风险[1][2]。FMCW 雷达被认为是最适合无人机检测的解决方案之一，因为它结构简单，具有短距离检测能力[1]-[4]。小型无人机的检测是一项具有挑战性的任务，因为它们的尺寸非常有限，并且采用非反射材料，因此雷达截面 (RCS) 非常小。因此，只有利用毫米波频率、高发射功率以及具有低噪声系数 (NF) 和高动态范围的接收器，才能优化雷达检测范围和分辨率。在这种情况下，氮化镓 (GaN) 微波技术代表了性能最佳的解决方案，因为它们为发射器和接收器微波前端提供了最先进的性能系数[4]-[6]。利用微波频率下卓越的 GaN 功率密度，有利于实现紧凑型高功率发射器，以增强无人机目标的弱回波信号（低 RCS）。另一方面，由于兼具低噪声和宽动态范围特性，GaN 技术在 RX 部分也非常有吸引力 [5]-[9]。这一特性对于用于无人机检测的 FMCW 雷达接收器至关重要，因为 LNA 需要检测非常低的无人机回波信号（接近热噪声水平），同时在存在强干扰/阻塞信号的情况下保持其线性度，这些信号通常是由于雷达杂波和其自身发射器功率放大器的泄漏造成的 [3][4]。在本文中，我们描述了一种基于 GaN 的 Ka 波段 MMIC LNA，可用于 FMCW 雷达接收器，用于小型无人机检测。采用 mmW-GaN 技术可以同时瞄准低 NF、高增益和大动态范围，从而在 Ka 波段上方实现无与伦比的综合性能。