www.久久久久|狼友网站av天堂|精品国产无码a片|一级av色欲av|91在线播放视频|亚洲无码主播在线|国产精品草久在线|明星AV网站在线|污污内射久久一区|婷婷综合视频网站

當(dāng)前位置:首頁 > 電源 > 電源
[導(dǎo)讀] 0 引言PIN二極管廣泛應(yīng)用于限幅器、開關(guān)、衰減器、移相器等控制電路中。與MESFET和PHEMT器件相比較,PIN二極管具有插入損耗低、截止頻率高、功率容量大的特點,特別適合于

0 引言

PIN二極管廣泛應(yīng)用于限幅器、開關(guān)、衰減器、移相器等控制電路中。與MESFET和PHEMT器件相比較,PIN二極管具有插入損耗低、截止頻率高、功率容量大的特點,特別適合于制作性能優(yōu)異的寬帶大功率控制電路。文獻[1]就是采用GaAs PIN二極管制作了一款寬帶大功率單刀雙擲開關(guān),但由于是混合集成電路形式,導(dǎo)致開關(guān)模塊體積較大。

本文采用河北半導(dǎo)體研究所GaAs PIN工藝成功開發(fā)出一款寬帶大功率單片單刀雙擲開關(guān)。該單片開關(guān)集成了GaAs PIN二極管、電容、電感和電阻元件。在6~18 GHz范圍內(nèi)插入損耗(IL)小于1.45 dB,隔離度大于28 dB;在連續(xù)波輸入功率37 dBm,12 GHz條件下測試輸出功率僅壓縮0.5 dB。由于采用單片制作工藝,在具有大功率處理能力的情況下又大大縮減了電路面積。

1 PIN二極管制作工藝

本論文的PIN二極管采用垂直結(jié)構(gòu)。為使PIN二極管具有較好的微波特性,在進行材料外延生長時控制p+層、n+層的摻雜濃度大于2.5×1018,降低金屬一半導(dǎo)體歐姆接觸電阻;i層的厚度為3 μm,載流子濃度接近3×1014,使二極管的i層耗盡電容和功率容量達到一個最佳平衡點。圖1為最終制作的GaAs PIN二極管結(jié)構(gòu)圖(a)和實物照片(b)。

2 單刀雙擲開關(guān)電路設(shè)計

精確的模型是設(shè)計電路的基礎(chǔ)。如圖2所示,GaAs PIN二極管在正壓偏置狀態(tài)下等效為電阻Rp,負壓偏置狀態(tài)下等效為電容Cr和電阻Rn串聯(lián)。其中Rp≈Rn,是p+層、n+層和i層正向?qū)娮柚?,Cr為i層反向偏置電容。在進行單片開關(guān)電路設(shè)計前先進行一次PIN二極管模型版流片。二極管分為串聯(lián)和并聯(lián)兩大類,每類尺寸由小到大共有15種。通過在片測量提取每種二極管正、反兩個偏置狀態(tài)的S參數(shù),建立了完整的PIN二極管小信號模型。

單刀雙擲開關(guān)通常有串聯(lián)式、串并聯(lián)混合式、并聯(lián)式三種結(jié)構(gòu)。其中前兩種結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)PIN二極管會使開關(guān)電路在小功率狀態(tài)下就開始壓縮,要想制作大功率開關(guān)只能采用并聯(lián)式結(jié)構(gòu)。圖3是并聯(lián)式單刀雙擲開關(guān)原理圖。輸入端口接一50 Ω微帶線,C1是隔直電容,防止兩個輸出支路的偏置電壓互相干擾;根據(jù)公式Zc=1/jωC,為了減小導(dǎo)通狀態(tài)下的插入損耗,C1應(yīng)具有很大的容值。偏置電壓端口加負壓,二極管D1處于反向偏置狀態(tài),等效為一小電容,D1、微帶線L1和L2組成帶通濾波器,整個支路處于導(dǎo)通狀態(tài);偏置電壓端口加正壓,D1處于正向偏置狀態(tài),等效為一小電阻,D1、微帶線L1和L2組成的帶通濾波器處于失配狀態(tài),把大部分輸入功率反射回去,整個支路處于隔離狀態(tài)。電感L、電容C2和微帶線L3組成輸出匹配電路。整個開關(guān)電路采用AdvancedDesign System軟件、原理圖仿真與電磁場仿真相結(jié)合的方法進行設(shè)計。

3 小信號與功率特性測試

圖4為經(jīng)過加工后的芯片照片,芯片面積為2.3 mm×1.4 mm。圖5為微波在片測試系統(tǒng)框圖。在±5 V條件下,經(jīng)過微波在片小信號測試,該單刀雙擲開關(guān)在6~18 GHz內(nèi)尼<1.45 dB,隔離度(ISO)大于28 dB,輸入輸出駐波在6~14 GHZ內(nèi)大于10 dB,在14~18 GHz內(nèi)大于7.5 dB。圖6為小信號測試曲線。

開關(guān)的微波功率特性需要把芯片裝入夾具中進行測試。圖7為裝配完成的開關(guān)被測件。圖8為功率測試平臺框圖,信號源提供的連續(xù)波信號經(jīng)過行波管放大器放大加在開關(guān)的輸入端口,隔離器防止放大器被開關(guān)反射回來的功率燒毀,開關(guān)的輸出端口接衰減器,用來保護功率計探頭,通過功率計可以得出開關(guān)的功率特性。圖9為12 GHz條件下功率特性測試曲線,可見在37 dBm出功率僅壓縮0.5 dB。

4 結(jié)論

本文報道的寬帶大功率單片單刀雙擲開關(guān)芯片是在河北半導(dǎo)體研究所工藝流片完成的。在±5 V條件下、6~18 GHz內(nèi)測試插入損耗小于1.45 dB,隔離度大于28 dB,反射損耗大于7.5 dB,12 GHz頻點測試P1dB大于5 W。在4英寸(100 mm)的晶圓上開關(guān)成品率達到70%以上,具有非常好的工程應(yīng)用前景。


本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

中國上海,2025 年9月9日 — Nexperia 每年增加 800 多種新產(chǎn)品類型。2024 年,僅模擬和電源管理應(yīng)用便推出了超過 70 種新部件。為支持 Nexperia 產(chǎn)品擴展,e絡(luò)盟緊跟其不斷擴大的產(chǎn)品組合,...

關(guān)鍵字: 電源管理 SiC 二極管

太陽能逆變器種類豐富,可按類型(集中式、組串式、微型)或終端應(yīng)用場景(住宅、商業(yè)、公用事業(yè))進行劃分。目前,組串式逆變器因具備靈活性高、易于安裝的特點而應(yīng)用最為廣泛。隨著功率器件的不斷迭代升級,單臺逆變器的功率水平與功率...

關(guān)鍵字: 太陽能逆變器 光伏逆變器 SiC 二極管

二極管的主要參數(shù)包括最大整流電流、最高反向工作電壓、反向電流、動態(tài)電阻和最高工作頻率等。這些參數(shù)共同決定了二極管的性能和應(yīng)用范圍。在選擇二極管時,應(yīng)根據(jù)實際電路的需求來綜合考慮這些參數(shù),以選擇最適合的二極管型號。

關(guān)鍵字: 二極管 電子元器件

2025年8月14日 – 專注于引入新品的全球電子元器件和工業(yè)自動化產(chǎn)品授權(quán)代理商貿(mào)澤電子 (Mouser Electronics) 即日起開售Vishay Semiconductors VEML6046X00顏色傳感器...

關(guān)鍵字: 傳感器 顯示器 二極管

1 V保護系列產(chǎn)品兼具出色的射頻性能與設(shè)計靈活性。

關(guān)鍵字: 二極管 USB4 射頻

折回技術(shù)可保護PoE、服務(wù)器和工業(yè)電源中的DC/DC轉(zhuǎn)換器。

關(guān)鍵字: 二極管 DC/DC轉(zhuǎn)換器 PoE

在電路中,由于電阻會產(chǎn)生熱量,而電阻的熱量不能完全消散,只能通過散熱方式釋放出去。因此,串聯(lián)電阻和二極管可能會發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象。當(dāng)電流通過串聯(lián)電阻時,電阻將會發(fā)熱,而產(chǎn)生熱量的同時,電阻也會將一部分熱量傳導(dǎo)給二極管,進而引起...

關(guān)鍵字: 二極管 電阻

在現(xiàn)代電子設(shè)備中,穩(wěn)定的電源供應(yīng)是確保電路正常運行的關(guān)鍵。低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)憑借其低噪聲、高精度等特性,成為眾多電路中不可或缺的電源管理器件。然而,在實際應(yīng)用中,我們常常會看到 LDO 與二極管串聯(lián)或并聯(lián)使用的情...

關(guān)鍵字: 穩(wěn)壓器 電源管理 二極管

普通二極管主要作為開關(guān)器件或整流器使用,允許電流在正向電壓下通過,而在反向電壓下則阻止電流通過。相比之下,穩(wěn)壓二極管的主要功能是維持電路中的穩(wěn)定電壓值,它利用PN結(jié)的反向擊穿狀態(tài),在電流大范圍變化時保持電壓基本不變。

關(guān)鍵字: 二極管 穩(wěn)壓二極管

在電子設(shè)備的保護領(lǐng)域,雙向 TVS 管(瞬態(tài)電壓抑制二極管)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,能有效抵御瞬態(tài)過電壓對電路的損害。雙向 TVS 管根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,可分為共陰和共陽兩種類型,它們在諸多方面存在顯著差異。深入了解這些區(qū)...

關(guān)鍵字: 二極管 TVS 瞬態(tài)電壓抑制
關(guān)閉