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随着无线通信和军事新技术的发展,日益要求提高RF的性能,使之在更宽频带内,具有更高的输出功率、效率和可靠性。为了不断满足各种应用需求,人们不断改进微波大功率器件的性能。 目前国内的自主芯片研发能力还不足,主要还是以进口为主,国内LDMOS研发起步比较晚,仅有少数高校或研究机构针对LDMOS进行理论的研究和器件结构上的调整,目前只是探索研发阶段,基本没有产品化生产,尤其是高频率、大功率输出的MOS器件,因此,自主开发RF功率MOSFET具有非常重要的意义。 对于LDMOS在现代无线通信中的应用中高增益、低失真、高线性度的要求,本文对LDMOS的内匹配、器件输入输出阻抗测试以及相关微波功率放大器设计进行了研究。主要包括以下三个方面: (1)利用LDMOS器件中键合引线在高频下等效电感配合MOS电容进行封装,对器件进行内匹配。根据内匹配方法,设计T型匹配网络,采用EMDS软件对器件中不同长度、不同拱高、不同直径以及不同间距的Al-Si合金键合线进行建模仿真,利用ADS软件对仿真结果进行参数提取,将器件端口的输出阻抗从几欧姆提高到几十欧姆,同时提高器件的增益和输出功率。 (2)LDMOS是在高频条件下工作的大功率器件,其输出功率会随着高频的变化而变化,器件的相关参数测试难度很大,一般的小信号输出测试所用的单一网络分析仪无法满足要求。本研究利用负载牵引系统,对器件进行在不同的频点下,不断调节输入输出端阻抗找到最大输出功率的输入输出匹配阻抗。 (3)对微波器件进行直流偏置扫描,确定器件工作在AB类状态下的电压,根据测试得到晶体管的输入输出阻抗,设计放大器输入匹配网络和输出匹配网络,要使器件在工作频率范围内,使晶体管输入、输出都处于良好匹配状态,使晶体管放大能力达到最优。设计出射频功率放大电路,并了解其相关的性能参数。