چکیده

تقویت کنندهها یکی از اصلیترین بلوک های سازنده سیستمهای مخابراتی می باشند. از میان این گروه، تقویت کننده توان به عنوان آخرین بلوک مسیر فرستنده به کار گرفته می شود. در حالاتی که سیستم فرستنده نیازمند توان بالایی باشد تا ارتباط پایدار و با کیفیتی را با گیرنده مورد نظر برقرار کند، پروسه هایی چون CMOS قادر نخواهند بود چنین سطحی از توان را در خود بگنجانند. لذا طراحان سراغ دسته ای از مدارات مجتمع به نام MMICها می روند که این قابلیت و بسیاری دیگر را به طراح خواهد داد.GaAS های ترکیبی چون پیادهسازی می شود. مدارهای مجتمع یکپارچه ریز موجی امکان ساخت تقویت کنندهها در ابعاد کوچک، تعداد بالا، با دقت کافی و قیمت مناسب را فراهم می سازند. علاوه بر این، این دسته از مدارات با دارا بودن چگالی توانی در حد وات به ازای هر میلیمتر عرض گیت امکان پیادهسازی سطوح بالایی از توان را در مساحتهای چند میلیمتر مربعی می دهند، که قبلاً فقط روی مدارات هیبریدی قابل تحقق بودند.در این پایان نامه روند طراحی گام به گام تقویت کننده توان با در باند فرکانسی Ku/K مورد بررسی قرار گرفت. تقویت کننده توان فوق در پروسه Im GaAS pHEMTساخته شد. اندازه گیریهای سیگنال بزرگ و سیگنال کوچک تقویت کننده فوق نشان از تطبیق بالا با شبیه سازی ها میباشد.

کلمات کلیدی: تقویت کننده توان، تقویت کننده پهن باند، ترانزیستور p-HEMT

پیشگفتار

تقویت کنندهها” یکی از کلیدی ترین بلوک های سازنده سیستمهای مخابرات بی سیم” میباشند که مشخصات آنها روی رفتار کلی سیستم اثر ملموسی میگذارند.در واقع در برخی از سیستمها، مشخصه تقویت کننده روی معماری آن سیستم نیز اثر بسزایی دارد. از این حیث طراحی مناسب این بلوکها دارای اهمیت زیادی می باشد. تقویت کنندهها خود به دستههای متفاوتی تقسیم می شوند که در این میان، تقویت کننده توان ” دارای چالش های زیادی در روند طراحی و پیادهسازی میباشد. به همین دلیل این بلوک در سیستمهای مخابراتی جز هزینه برترین اجزای آن میباشد. تقریبا در تمام سیستمهای مخابراتی دارای فرستنده، وجود تقویت کننده توان الزامی میباشد. در طراحی بیشتر سیستم های مخابراتی سعی می شود تقویت کننده توان با بقیه سیستم گیرنده- فرستنده مجتمع شود ولی در بعضی از سیستمهای مخابراتی بدلیل نیاز به سطح بالای توان خروجی این امر به جهت بر هم زدن رفتار بقیه سیستم و در برخی موارد بدلیل عدم توانایی پروسه، مقدور نمی باشد . لذا برای تهیه این کلاس از تقویت کنندهها طراحان سیستم سراغ تقویت کنندههای توان پیاده سازی شده به صورت MMIC می روند. هدف پایان نامه یافتن روشی مناسب جهت طراحی اینگونه تقویت کننده ها می باشد. یک تقویت کننده توان، در واقع، یک مبدل توان DC ورودی به مقدار قابل ملاحظهای توان فرکانس بالا است . تعریف دقیق تر آن، یک تقویت کننده طراحی شده جهت استخراج حداکثر توان ممکن از ادوات فعال مورد استفاده در آن، می باشد2. این تعریف روی سیگنال بزرگ ” بودن این تقویت کننده تاکید دارد که در حقیقت اساسیترین تفاوت این دسته با سایر تقویت کنندهها مانند تقویت کننده کم نویز میباشد. ویژگی سیگنال بزرگ این تقویت کننده باعث سخت تر و طولانی تر شدن روند طراحی و مدل سازی، و همچنین باعث بروز پدیدههایی مانند نوسان پارامتریک خواهد شد. این در حالی است که در سایر تقویت کننده ها بدلیل رفتار کوچک سیگنال آنها، چالش های مذکور پدیدار نخواهد شد. علاوه بر سیستمهای مخابرات بی سیم ، تقویت کننده توان در سیستمهای جمر و جنگ الکترونیک، تصویربرداری، رادار، گرمایش RF” و در بیشتر سیستمهای فرستندهای که نیازمند آن است که توان قابل توجهی ساطع شود، کاربرد دارد. هر کاربرد نیازمند مشخصات منحصر بفرد فرکانسی، بار، توان خروجی، بازده، خطسانی و هزینه می باشد که در واقع اولین و یکی از حساسی ترین مراحل طراحی تقویتکننده توان، تعیین دقیق و کمی آنها است. در این پایان نامه هدف طراحی تقویت کننده توان بالا در باند Ku با توان خروجی در حد وات در پروسه GaAS میباشد. این تقویت کننده همچنین باید دارای تلفات بازگشتی ورودی و خروجی مناسب جهت اتصال به تقویت کننده درایور” و همچنین با سیرکولاتور ” داشته باشد. در ضمن این طراحی سعی شده است که یک روند سیستماتیک جهت طراحی یک تقویت کننده در این کلاسی استخراج شود تا طراحان در آینده با زحمت کمتری به نتایج مطلوب برسند.

– فصل بندی :

بدلیل آنکه MMIC” طراحی شده در این پایان نامه جز اولین MMICهای طراحی شده در سطح کشور می باشد و همچنین ادوات pHEMT نیز بصورت اولین بار در سطح کشور بکار گرفته شده است، لذا جا دارد که فصلی را به تعریف دقیق و تاریخچه MMIC، انواع تکنولوژی ها موجود، چگونگی کارکرد ادوات pHEMT وبررسی زیرلایه GaAS و تکنولوژی مورد استفاده در این پروژه بپردازیم. فصل ۱ به این مباحث اختصاص داده شده است.فصل ۲ به بررسی کاربردهای احتمالی این دسته از تقویت کنندهها در سیستم مخابراتی اختصاصی دارد.در فصل ۳ به روند طراحی گام به گام شماتیک و جانمایی (Layout) و گزیدهای از نتایج آن پرداخته می شود.در نهایت در فصل ۴ به نتایج بدست آمده حاصل از اندازهگیریهای انجام شده و مقایسه آن با شبیه سازی ها، پرداخته می شود.

MMIC مونتاژ شده واجزای مختلف آن

MMIC مونتاژ شده واجزای مختلف آن

فهرست مطالب

فصل اول:MMIC وتکنولوژی ساخت آن

این فصلی ملزوماتی را که یک طراح MMIC باید بداند، مطرح می کند. ابتدا درباره MMIC و برتری آن را نسبت به سایر تکنولوژیهای ساخت مدار مایکروویو، توضیح کوتاهی ارائه خواهد شد. چگونگی کارکرد pHEMT به صورت اجمالی گفته خواهد شد. در نهایت به بررسی تکنولوژی بکار رفته در این پایان نامه و علل استفاده آن پرداخته خواهد شد.

1-1-معرفیMMIC  

واژه MMIC مخفف مدار مجتمع مایکروویو یکپارچه ” می باشد. واژه Imonolithic در زبان یونانی به معنی ” همانند یک سنگ” می باشد که یکی از مهمترین ویژگی های MMIC ، یعنی پیادهسازی روی یک تکه ماده نیمه هادی “، را بیان می کند . واژه micro Wave اشاره دارد به بازه فرکانسی که از این دسته مدارات استفاده میشود. این بازه فرکانسی به فرکانس هایی با طول موج در هوا از ۱ متر تا ۱ میلی متر و به زبان دیگر از فرکانسی ۳۰۰ مگاهرتز الی ۳۰۰ گیگاهرتز، اشاره دارد. در نهایت عبارت integrated Circuit نشان میدهد که چیپ ساخته شده با مواد نیمه هادی تنها شامل یک دیود و یا یک ترانزیستور نمی باشد. بلکه این ساختار در واقع یک مدار الکترونیکی شامل ادوات فعال ” مانند ترانزیستور، و ادوات غیر فعال ” مانند خازن و مقاومت، میباشد که به همدیگر از طریق اتصالات ” متصل شدهاند تا کلی سیستم را بسازند.در بیشتر کاربردهایی که شامل سیگنالهای مایکروویو هستند، MMICها بکار گرفته می شوند، مانند سیستم گیرنده – فرستنده تلفنهای سلولی، WLAN” و سیستم مکان یاب جهانی (GPS) که در فرکانس پایین گیگاهرتزی، مشاهده زمین به صورت رادیویی”، تلسکوپ های رادیویی  و اسکنرهایی امنیتی که در فرکانس چند صد گیگاهرتزی کار می کنند. این دسته از مدارات همچنین در:

– صنایع مخابراتی: فیبر نوری، مخابرات ماهوارهای و ارتباطات نقطه به نقطه

– صنایع خودروسازی: سیستم پرداخت عوارضی”، سیستم شناسایی وسیله نقلیه” و سیستم کنترل سرعت

– و صنایع نظامی ، مورد استفاده قرار می گیرید.

بدلیل طبیعت یکپارچه، MMICها بصورت قطعه هایی در کنار یکدیگر روی ویفر  ماده نیمه هادی ساخته می شوند. پروسه تولید ویفر نیمه هادی بصورت شکل دادن به خواص میکروسکوپیک سطح ماده نیمه هادی می باشد، لذا برای جلوگیری اثر گذاشتن آلودگی و رطوبت، این پروسه باید توسط دستگاه های پاک از هر گونه آلودگی و در یک Clean-room صورت گیرد. بدلیل این ملاحظات ضروری، پروسه ساخت  این دسته اسکنرها از پرتوهای تراهرتزی (T-Ray) جهت اسکن افراد و شناسایی اسلحه زیر لباس یا درون کیف استفاده می کنند.پروسه ساخت ممکن نخواهد بود. به همین دلایل، صحت طراحی چیپ و یا تصحیح آن قبل از قرار گرفتن در پروسه ساخت، بسیار ضروری میباشد. لذا بدلیل اهمیت فوق العاده مرحله طراحی، طراح باید تمرکز و تسلط خوبی روی مفاهیم:

– پروسه ساخت و ویژگی های آن برای هر شرکت جهت انتخاب مناسب پروسه ساخت

– دقت، صحت و چگونگی مدل سازی ادوات فعال و غیر فعال

– روند طراحی جانمایی و شبیه سازی

– محدودیتهای پروسه مورد استفاده

– روشی های تست مدار ساخته شده، داشته باشد.

1-1-معرفی MMIC

1-2-تاریخچه پیدایش وتکامل MMIC

1-3-مزایای MMIC

1-4-بررسی ترانزیستورGaAs pHEMT

1-5-بررسی پروسه مورد استفاده

اولین IC ساخته شده

اولین IC ساخته شده

فصل دوم:کاربردهای تقویت کننده توان بالا درباندku

در دهه گذشته، مدارات جتمع مایکروویو بصورت گسترده در سیستمهای تجاری و غیر تجاری استفاده شده است. کاربرد غیر تجاری این نوع مدارات بخصوصی در مصارف سنسوری باعث پدیدار و متکامل شدن مدارات مجتمع مایکروویو یکپارچه (MMIC) به خصوصی تقویت کننده توان، گردیده است. امروزه بدلیل تقاضای بالا برای این مدارها در تجارت مخابرات راه دور”، این نوع مدارهای مجتمع به رشد کامل تری رسیده اند. در واقع تقاضای بالای در بخش سیستمهای تجاری منجر به بالغ تر شدن تکنولوژی موجود در MESFETها شدند. سایر تکنولوژیها بر پایه HFETها و HBTها در دو دهه گذشته ظهور نمودند و در حال حاضر در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند. عامل اصلی استفاده از MMICها، امکان بلقوه آنها برای کاهش اندازه و هزینه بود.

کوچک بودن این نوع مدارات در مقایسه با معادل آنها به صورت هایبرید (HMIC) و مدارات بر پایه موجبر باعث میشد این نوع مدارات برای سیستمهایی که حجم و وزن آنها مهم می باشد، بسیار مناسب باشند. برای نمونه سیستم DOWn-Link مخابرات ماهوارهای که وزن و حجم بیشتر به معنی افزایش هزینه پرتاب آن می باشد، و یا در سیستمهای سنسوری که لختی سیستم برای چرخش آنتن مهم میباشد، را میتوان اشاره نمود.از طرفی دیگر، کاهش هزینه، نتیجه مجتمع شدن بخش های مختلف یک مدار مثل شبکه تطبیقی  با ترانزیستورها روی یک زیر لایه و یا حتی چند مدار مختلف با عملکردهای متفاوت روی یک چیپ، میباشد. همچنین امکان تولید تعداد بیشماری چیپ از یک نوع با عملکرد یکسان در تکنولوژی MMIC باعث کاهش هزینه تولید، نصب و تست به ازای یک چیپ می شود. مهمتر از همه قابلیت اطمینان این تکنولوژی در مقایسه با سایر تکنولوژی ها بسیار بالاتر است.تقویت کننده توان بالا که در این پایان نامه مورد بحث قرار میگیرد، میتواند در سیستمهای مخابراتی همچون سیستمهای مخابرات ماهوارهای، مورد استفاده قرار گیرد. در ادامه به طور اجمالی درباره این سیستم و جایگاه تقویت کننده توان در آن بحث خواهیم کرد.

2-1-سیتمس های مخابرات ماهواره ای

اولین MMIC های ساخته شده

اولین MMIC های ساخته شده

فصل سوم:طراحی تقویت کننده توان

در این فصل پس از تعیین هدف طراحی به بررسی روند طراحی شماتیکی و چگونگی تبدیل ان به جانمایی” با عملکرد مناسب می پردازیم.

۳- ۱ اهداف طراحی

هدف این پایان نامه طراحی تقویت کننده توان بالا در باند Ku/K با توان خروجی ۵ وات dBm ۳۷ و بهره سیگنال بزرگ در حدود dB ۱۵ میباشد. با توجه به آنکه توان مورد نیاز ورودی چنین بلوکی در حدود 23dBmیباشد، طراحی یک تقویت کننده درایور نیز ضروری می باشد زیرا این مقدار توان برای یک چیپ فرستنده مانند MFC” می تواند زیاد باشد. هر دو تقویت کننده باید دارای تلفات بازگشتی مناسبی باشند تا پس از قرار دادن آنها بصورت متوالی با هم و با چیپ فرستنده، مشکل ایجاد نشود و عملکرد تقویت کننده توان تنزل نیابد. البته باید خاطر نشان نمود که در این پایان نامه فقط به چگونگی طراحی HPA پرداخته است. در ادامه اهداف طراحی به صورت خلاصه اشاره شده است :

۳- ۲ روند طراحی

انتخاب روند طراحی مناسب جهت طراحی هر مداری، مهمترین عامل در موفقیت آن میباشد. به همین دلیل در این پایان نامه تلاش زیادی صورت گرفته شد تا بر اساسی مقالات و پایاننامهها و تجارب طراحی های گذشته یک روش طراحی موثر استخراج شود. فلوچارت شکل ۳-۱ بصورت خلاصه روند طراحی را مرور می کند. همانطور که در این فلوچارت نشان داده شده است، ابتداً باید پروسه ساخت بر اساس اهداف پروژه انتخاب شود. سپس سلول ترانزیستوری ” مورد استفاده در تقویت کننده (طبقه ی آخر) انتخاب خواهد شد و اقدامات لازم جهت پایدارسازی آن صورت خواهد گرفت. توان خروجی این سلول پایدار شده توسط پروسه loadpull/Sourcepull بدست خواهد آمد. این روند انتخاب و پایدار سازی سلول ترانزیستوری ممکن است تا رسیدن به عملکردی مناسب و مطمئن تکرار شود. در مرحله بعد توپولوژی تقویت کننده یا بطور دقیق تر تعداد طبقات و تعداد سلولهای مورد استفاده در هر طبقه و سلول ترانزیستوری مناسب (به غیر از طبقه خروجی) انتخاب خواهد شد. در قسمت بعدی طراحی وارد فاز طراحی شماتیک می شود. در این قسمت ابتداً هر شبکه تطبیق به طور جداگانه طراحی می شود وسپس پس از کنار هم قرار دادن این شبکهها عملیات بهینه سازی ” و تیونینگ” صورت خواهد گرفت. در نهایت با بررسی میزان حساسیت و پایداری کلی تقویت کننده این قسمت به پایان خواهد رسید. لازم به ذکر است در هر یک از مراحل اگر تقویت کننده از نظر عملکرد دچار مشکل باشد باید به مراحل قبلی ارجاع داده شود تا تصحیح صورت گیرد. مرحله نهایی طراحی جانمایی تقویت کننده می باشد. در این قسمت نیز از روندی شبیه قسمت طراحی شماتیک استفاده خواهیم کرد و هدف آن است که با کمترین تغییرات در عملکرد مطلوب حاصله از قسمت قبلی، مدار طراحی شده در فضای شماتیک بصورت جانمایی تحقق یابد. در بخش های آتی هر یک از گامهای طراحی تقویت کننده توان را به صورت مشروح بیان خواهیم کرد.

3-1-اهداف طراحی

3-2-روند طراحی

3-3-تعیین کلاس تقویت کننده توان ونقطه بایاس ترانزیستور

3-4-انتخاب سلول ترانزیستوری

3-5-پایدارسازی سلول ترانزیستوری

3-6-محاسبه امپدانس بهینه منبع وبار

3-7-انتخاب توپولوژی وبودجه بندی توان

3-8-طراحی شبکه تطبیق پهن باند

3-9-بررسی اثرات جانبی مهم

3-10-طراحی تقویت کننده در فضای شماتیکی

3-11-طراحی جانمایی وشبیه سازی آن

3-12-بررسی پایدار درتقویت کننده

اولین تقویت کننده MMIC با استفاده از GaAs-FET

اولین تقویت کننده MMIC با استفاده از GaAs-FET

فصل چهارم:نتایج اندازه گیری نهایی تقویت کننده توان

در این بخش نتایج اندازه گیری مشخصات تقویت کننده توان ۵ وات باند Ku ارئه خواهد شد. تقویت کننده در یک پروسه با ضخامت زیر لایه ۱۰۰ مایکرومتر در ابعاد ۳/۸ ×۳/۳ مایکرومتر مربع پیادهسازی شد. تصویر تراشه که روی کریر سوار شده و توسط bOnd Wireها به خطوط بایاسی و ورودی و خروجی RF متصل شده است، در شکل ۴-۱ دیده می شود. مدار بایاس خارجی شامل یک تغذیه ۸ ولت برای بایاس کردن درین ترانزیستورها که توسط یک رگولاتور ولتاژ تثبیت شده و تغذیه منفی متغیر بین ۲- الی ۰ برای تنظیم ولتاژ گیتها، می باشد. در ادامه مراحل انواع تستها و نتایج آن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

4-1-نتایج اندازه گیری سیگنال کوچک

4-2-نتایج اندازه گیری سیگنال بزرگ

4-3-بررسی پایداری تقویت کننده توان

ساختار معمول HEMT

ساختار معمول HEMT

فصل پنجم:نتیجه گیری

در این پایاننامه چگونگی طراحی گام به گام یک تقویت کننده توان با توان خروجی ۵ وات در بازه فرکانسی ۱۳ الی ۱۹ گیگاهرتز مورد بررسی قرار گرفت. در این پایان نامه سعی شد تا بتوان یک روش سیستماتیک جهت طراحی مدارات تقویت کننده توان استفاده نمود. همچنین، در اثنای طراحی به مشکلاتی برخورد شد که سعی شد با ارائه چند راهکار مناسب در نهایت به یک طراحی مطلوب رسید. پس از رسیدن به طراحی مطلوب مدار تقویت کننده در پروسه Im-pHEMT 0.25روی زیر لایه GaAS به ضخامت ۱۰۰ مایکرومتر پیادهسازی شد. تقویت کننده توان فوق در اندازه گیریهای سیگنال کوچک، سیگنال بزرگ و پایداری مورد بررسی قرار گرفت. این اندازهگیری ها موفق بودن طراحی و نزدیکی آنها به مقادیر طراحی شده را نشان می داد.در جدول زیر خلاصه ی نتایج اندازه گیری ساخت نهایی تراشه آورده شده است.کنندههای مشابه ارائه شده در مقالات و توسط شرکتهایی چون Triquint می باشد. جدول تقویت کننده فوق را با سایر تقویت کننده های مشابه مقایسه نموده است. برای مقایسه عادلانه تر این تقویت کننده ها، ضریب شایستگی به صورت زیر تعریف گردید

شکل لایه های پروسه مورد استفاده

شکل لایه های پروسه مورد استفاده

فهرست شکلها:

شکل ۱-۱ MMIC مونتاژ شده و اجزای مختلف آن

شکل ۱-۲ اولین IC ساخته شده

شکل ۱-۳ اولین MMICهای ساخته شده. از راست به چپ: اوسیلاتور با دیود Gunn، میکسر balanced دیودی

شکل ۱-۴ اولین تقویت کننده

شکل ۱-۵ نمودار تحرک پذیری رانش الکترون در GiaAS به عنوان تابعی از میزان چگالی ناخاصی اضافه شده

شکل ۱-۶ تشکیل چاه الکترونی در مرز AlGaAS با ناخالصی نوع n و GaAS بدون ناخالصی

شکل ۱-۷ ساختار معمولی

شکل8-1ساختار معمول PowerpHEMTها

شکل ۱ – ۹ شکل لایه های پروسه مورد استفاده.

شکل ۲-۱ ارتباطات از طریق ماهواره

شکل ۳-۱ روند طراحی تقویت کننده توان

شکل ۳-۲ نمودار جریان و رسانایی انتقالی ترانزیستور ۱۵۰ × ۲×۴ مایکرومتر

شکل ۳-۳ نمودار دما بر حسب تعداد finger و عرض گیت

شکل ۳-۴ مدل گسترده گیت ترانزیستور

شکل ۳-۵ کاهش بهره

شکل ۳-۶ بهره سیگنال بزرگ برحسب عرض گیت

شکل ۳-۷ دوایر پایداری قبل و بعد از پایداری در طرف منبع و بار در فرکانسهای مختلف (صفر الی ۲۰ گیگاهرتز)

شکل ۳-۸ فاکتور Mu سلول ترانزیستوری ۱۵۰ × ۲×۴ مایکرومتر قبل و بعد از استفاده شبکه پایدارساز سری

شکل ۳-۹ شبکه پایدارساز سری و موازی

شکل ۳-۱۰ فاکتور Mu سلول ترانزیستوری ۱۵۰ × ۲×۴ مایکرومتر قبل و بعد از استفاده شبکه پایدارساز سری و موازی

شکل ۳-۱۱ پارامترهای SI و 12 S سلول ترانزیستوری متصل شده به شبکه پایدارساز سری

شکل ۳-۱۲ پارامترهای SI و Sp2 سلول ترانزیستوری 4X2×150um متصل شده به شبکه پایدارساز سری

شکل ۳-۱۳ کانتورهای توان(dBm) و امپدانس بهینه برای سلول ترانزیستوری ۱۵۰ × ۲×۴ مایکرومتر

شکل ۳-۱۶ امپدانس ورودی و خروجی ترانزیستور اثر میدانی

شکل ۳-۱۷ نمودار اسمیت و حرکتهای امپدانسی زیر نمدار ضریب کیفیت ثابت

شکل ۳-۱۸ تغییرات رزونانس خازن با تغییر ابعاد آن

شکل ۳-۱۹ تکنیک پخش خازن روی خط انتقال جهت بالا رفتن رزونانس

شکل ۳-۲۰ خروجی شبیه سازی loadpull برای ۸ سلول ترانزیستوری خروجی

شکل ۳-۲۱ شروط طراحی شبکه تطبیق خروجی

شکل ۳-۲۲ شبیه سازی اSourcepul پس از طراحی شبکه تطبیق خروجی

شکل ۳-۲۳ شروط طراحی شبکه تطبیق ورودی

شکل ۳-۲۴ طراحی شبکه تطبیق با مفهوم فیلتر شکل دهنده

شکل ۳-۲۵ شبیهسازی loadpullپس از طراحی شبکه تطبیق ورودی

شکل ۳-۲۶ شروط طراحی شبکه تطبیق میانی

شکل ۳- ۲۷ ساختار کلی تقویتکننده طراحی شده

شکل ۳-۲۸ نمودار توان خروجی تقویت کننده توان پس از طراحی

شکل ۳-۲۹ خروجی تقویت کننده با ورودی پالسی با عرض ۲۰ نانوثانیه

شکل ۳-۳۰ فاکتور Mul مربوط به کل تقویتکننده

شکل ۳-۳۱ Setup شبیه سازی در تحلیلی ۳ نوع ناپایداری

شکل ۳-۳۲ نمودار بخش صحیح امپدانس مود زوج

شکل ۳-۳۳ نمودار بخش صحیح امپدانس مود فرد

شکل ۳-۳۴ نوسان پارامتریک در تاب

شکل ۳-۳۳۵-۳۶ نمودار بخش صحیح امپدانس در تحلیل پایداری پارامتریک

شکل ۳-۳۷ تغییرات توان خروجی با Bond Wireهای خروجی و ورودی

شکل ۳-۳۸ تغییرات بهره تقویت کننده با l3Ond Wireهای خروجی و ورودی

شکل ۳-۳۹ تغییرات توان خروجی با خازنهای خروجی و ورودی ترانزیستورها

شکل ۳-۴۰ تغییرات بهره تقویت کننده خروجی با خازنهای خروجی و ورودی ترانزیستورها

شکل 1-4 تصویر چیپ تقویتنتکننده مونتاژ شده

شکل ۴-۲ میزان تطبیق ورودی

شکل ۴-۳ مقدار شبیه سازی شده تطبیق خروجی

شکل ۴-۴ میزان بهره سیگنال کوچک تقویت کننده

شکل ۴-۵ Setup اندازه گیری عملکرد سیگنال بزرگ

شکل ۴-۶ Setup واقعی اندازهگیری عملکرد سیگنال بزرگ

شکل ۴-۷ توان اشباع خروجی تقویت کننده

شکل ۴-۸ نمودار توان خروجی بر حسب توان ورودی در فرکانس ۱۸ گیگاهرتز

شکل ۴-PAE۹ تقویتکننده توان

شکل ۴-۱۰ مقایسه توان خروجی تقویت کننده در دماهای مختلف

شکل ۴-۱۱ Setup تست پایداری سیگنال کوچک

شکل ۴-۱۲ Setup تست پایداری سیگنال بزرگ –

مدل گسترده گیت ترانزیستور

مدل گسترده گیت ترانزیستور

فهرست جدولها:

جدول ۱-۱ مزایا و معایب MMIC در مقایسه با HMIC

جدول ۱-۲ مقایسه زیر لایه های مختلف

جدول ۱-۳ مقایسه ادوات مختلف از نظر توان

جدول ۳-۱ اهداف طراحی

جدول ۵-۱ مقایسه اهداف طراحی با مقادیر اندازهگیری شده

جدول ۵-۲ مقایسه تقویت کننده طرحی شده با کارهای مشابه آن


Abstract:

 Power amplifiers are used as the last block of transmitters. This block can be categorized as the one of most important part in communication systems. However, in transmitter systems which require high power to create stable link with the receivers, fabrication process like CMOS are unable to provide such level of power. Thus, designers employ another group of integrated circuits which names MMIC that offers this capability to designers. MMIC is the abbreviation of Microwave Integrated Circuit which is implemented in compound substrates like GaAs. Monolithic microwave integrated circuits enable the implementation of amplifiers in small size, large number, with high precision and appropriate cost. In addition, these circuits with watt-level power density per millimeter of gate width provide high level of power in few millimeters square of area that previously was solely realizable in hybrid circuits. In this thesis, design procedure of an amplifier in KuK frequency bands is studied. The power amplifier is fabricated in 0.25um GaAs pHEMT. The large signal and small signal measurements of the amplifier show good consistency with simulations

Key words: Power amplifier, Wide band amplifier, pHEMT transistors.


تعداد صفحات فایل : 85

مقطع : کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

خرید فایل pdf و word

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید