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研究生:林劭瑋
研究生(外文):Shao Wei Lin
論文名稱:增強型異質結構場效應電晶體模型建立及微波倍頻器之研製
論文名稱(外文):The Large Signal Model of Enhancement–Mode pHEMT and Microwave Tripler Circuit DesignThe Large Signal Model of Enhancement–Mode pHEMT and Microwave Tripler Circuit Design
指導教授:邱顯欽
指導教授(外文):Hsien Chin Chiu
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:電晶體模型倍頻器功率分配器
外文關鍵詞:pHEMTtriplerpower divider
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磷化鎵銦/砷化鎵銦 異質接面場效應電晶體在Ⅲ-Ⅴ族半導體中是一個很重要的元件,它應用於軍事和商業通訊的毫米波和微波頻率上。當在設計單晶微波積體電路時,正確的電晶體模型是很重要的。精確的直流和高頻特性對設計電路時有很大的幫助,像是低雜訊放大器。

在論文中,包含了磷化鎵銦/砷化鎵銦異質接面場效應電晶體的小訊號和大訊號模型建立的方法。利用小訊號模型萃取方法得到小訊號等效電路,這個模型的頻率適用到20 GHz。這個異質接面場效應電晶體的直流非線性特性和其內部的元件可由許多的經驗公式描述。修改的安吉落夫模型可以得到很好的直流非線性特性和高頻特性。

除了模型建立之外,也設計了使用穩懋半導體 (WIN) pHMET 0.15μm 的製程,製作出應用於 Ka 頻帶三倍頻器電路,電路的轉換損耗量測值也得到令人滿意的結果。
InGaP/InGaAs pHEMT device is one of the most important device of Ⅲ-Ⅴsemiconductors in military and commercial communication applications at microwave and millimeter-wave frequencies. It is extremely important to model the characteristics of the transistors before you use the transistors to design a MMIC circuit. To know the dc, RF or noise characteristics of the transistors accurately are the essential issues of designing the MMIC circuits, such as low noise amplifiers.

This thesis contains both the small-signal and large-signal modeling methods of the InGaP/InGaAs pHEMT. The determined small- signal equivalent circuit by using the small-signal modeling method described in this thesis fits the S-parameters very well up to 20 GHz. The nonlinearity of dc characteristics and intrinsic elements of the InGaP/InGaAs pHEMT are investigated. several empirical nonlinear equations, which are used in the modified Angelov model, are adapted to model these nonlinear effects and give a good agreement both in dc and RF characteristics of the devices.

A Ka band tripler have been realized in a 0.15μm GaAs pHEMT technology. The circuits are based on different 180 power divider structures. The circuits achieve minimum conversion loss of -16 dB.
指導教授推薦書
口試委員會審定書
授權書………………………………………………………………………
簽署人須知…………………………………………………………………
誌謝………………………………………………………………………….i
中文摘要……………………………………………………………………ii
英文摘要…………………………………………………………………...iii
第一章 緒論……………………………………………………………1
§1.1 研究動機……………………………………………………………1
§1.2 論文架構…………………………………………………………....4
第二章 增強型異質結構高速移導率電晶體模型建立…………………5
§2.1 簡介…………………………………………………………………5
§2.2 理論分析………………………………..………………………….....5
2.2.1小訊號模型分析…………………………………………...………..5
2.2.2大訊號模型分析…………………………………………...……...8
§2.3 外部寄生元件參數的決定………………………………………….11
2.3.1源極電阻的萃取…………………………………………………...11
2.3.2 Cold FET 量測萃取外部元件參數法…………………………….12
§2.4 內部寄生元件參數的決定………………………………………….17
§2.5 大訊號模型的萃取方法與流程…………………………………….22
2.5.1 電流電壓方程式………………………………………………….23
2.5.2 電容與電阻非線性方程式……………………………………….25
§2.6 模擬結果討論……………………………………………………….29
2.6.1 小訊號S參數模擬………………………………………………..29
2.6.2 高頻功率特性模擬……………………………………………….31
§2.7 結語………………………………………………………………….32
第三章 功率分配器………………. ……………………………………...33
§3.1 簡介………………………………………………………………….33
§3.2 等效集總網路分析………………………………………….………33
§3.3 集總式威金森功率分配器……………………………………….....35
§3.4 電路量測結果……………………………………………..………...37
§3.5 結語………………………………………………………………….40
第四章 應用於微波電路的三倍頻器製作……………………………….41
§4.1 簡介 ………………………………………………………………...41
§4.2 電路設計與實作…………………………………………………….42
§4.3 電路量測結果……………………………………………………….44
§4.4 結語………………………………………………………………….47
第五章結論 ……………………………………………………………….48
參考文獻…………………………………………………………………...51
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[17] 王志偉,”增強型異質結構高速移導率電晶體大信號模型之建立
及其在微波放大器之應用” ,國立中央大學電機工程研究所論
文 ,民國九十一年
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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