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研究生:江明晃
研究生(外文):M.H. Chaing
論文名稱:氮化鎵基板上高品質微波被動元件之研究
論文名稱(外文):Investigation of High Quality Microwave Passive Components based on GaN substrate
指導教授:張本秀
指導教授(外文):P.H. Chang
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:氮化鎵基板
外文關鍵詞:GaN substrate
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摘要

21世紀是個資訊爆炸的時代,無線通信的快速發展,為人類生活提供了很多的便利。然而隨著通訊品質的要求更高頻段及大功率的基地台需求也日益迫切.因此微波半導體元件及電路扮演著不可或缺的角色。在無線通訊系統中,信號於天線收發後,經過低雜訊放大器、濾波器、混波器、中頻放大器等等電路而輸入到訊號處理器再將其轉成我們所要的資訊,所以其特性的好壞會直接的響到通訊品質的優劣。而被動元件在通訊系統中扮演極為重要的角色,約佔了行動電話組件之95%。而設計射頻積體電路所須要用到的作為阻抗匹配網路、偏壓及高頻阻絕(RF choke)、直流阻絕(DC blocking),這些都需依賴高品質被動元件如電感、電容及電阻等元件來建構。本實驗利用目前在光元件上廣為應用的氮化鎵材料成長於藍寶石基板對比目前在電元件商業化常使用的矽基板所製造的被動元件對比其高頻特性並由所量測到的S參數建立其電容電感的等效電路模型。設計並製作了5.4GHz頻段上的帶通濾波器,期以做為未來材料應用上的參考。
Summary

21st century is a period of information explosion. With fast development of wireless communication, offer lots of facility for human life. On the other way, the demands for radio frequency application are urgent day by day even more with the request for communication quality. Therefore microwave semiconductor component and circuit are playing an indispensable role. In the wireless communication system, signals were received by antenna and delivered into low noise amplifier, filter, mixer, intermediate frequency amplifier to signal processor and change information into what we want, so the quality of data communication will be effect directly. And the passive component plays an extremely important role in the communication system, which account 95% included of the package of the mobile-phone. On the other hand, hybrid microwave integrated circuit and design must match to impedance network, bias voltage and RF choke, DC blocking, all these need to be rely on passive components such as inductor, capacitor and resistance component to build construction. This experiment grows up and compares currently used in electron component, the sapphire base, with present commercial used the silicon base onto millimeter frequency and quantity examine character to S parameter by setting up models. A series of filters design on 5.4GHz frequency band, regards doing as reference for future material application
目錄

第一章 序論.................................... 1

1.1 研究動機............................ 2
1.2 論文綱要............................ 3

第二章 MIC 被動微波電路製程、模型建立.......... 5

2.1製程說明............................. 5
2.2品質因數之定義....................... 9
2.3 MIM 電容之設計與模型建立............ 10
2.4 離子佈植............................ 16

第三章 相異基板電感模型及量測.................. 20

3.1 螺旋電感之模型建立.................. 20
3.2 電感品質因數的參數種類.............. 25
3.3 M-2D電感特性之改善方法.............. 29
3.4 電感值與共振頻...................... 35

第四章 MIC 被動式濾波器........................ 39

4.1 簡介................................ 39
4.2 濾波器設計原理...................... 40
4.3 2階π形濾波器公式推導............... 49

第五章 結論................................... 55



5.1 實驗討論............................ 55
5.2 建議事項............................ 55

文獻 ........................................ 57
文獻

[1] S. J. Pearton, C. B. Vartuli, J. C. Zolper, C. Yuan, R. A. Stall, ”Ion implantation doping and isolation of B. GaN”, Appl. Phys. Lett. 67, 1435, 1995.
[2] S. C. Binari, H. B. Dietrich, G. Kelner, L. B. Rowland, K. Doverspike, D. K. Wickenden, ”H, He, and N implant isolation of n-type GaN ”, J. Appl. Phys. 78, 3008, 1995.
[3] “Advanced Design System 1.3 user’s manual,” Agilent Technologies innovationg the HP Way, Nov. 1999
[4] David M. Pozar, “Microwave Engineering,” AddisonWesley,1990.
[5] Samuel J. Parisi,“ 1800 Lumped Element Balun,” in IEEE Microwave Theory Tech.-S Dig., 1989, pp.1243-1246.
[6] Fazal Ali et al.,“A Wide-Band GaAs Monolithic Spiral Quadrature Hybrid and its Circuit Application,”IEEE Solid-StateCircuits,vol. 26, NO.10,Oct.” 1991,pp.1394-1398.
[7]Chen Y. HO, “ Design of Lumped Quadrature Couplers,”Microwave J., vol.22, NO.9, 1979, pp.67-70.
[8]王洲仁, ”氧化鋁基板微波電路積體化之2.4GHz 接收端模組研製,” 碩士論文, 國立中央大學, 2001
[9]簡仁傑 "二維至三維微波被動元件與 射頻電路之設計與研製" 碩士論文, 國立中央大學, 2001
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