臺灣博碩士論文加值系統

目錄

指導教授推薦書
口試委員審定書
誌謝 iii
摘要 iv
Abstract v
目錄 vi
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 導論 - 1 -
1.1研究動機 - 1 -
1.2相關研究發展 - 4 -
1.3論文架構 - 7 -
第二章 高速砷化鎵微波開關電路設計 - 8 -
2.1簡介 - 8 -
2.2 行進波式架構 - 9 -
2.3 使用雙閘極電晶體改善切換速度 - 10 -
2.4 寬頻40 ~ 110 GHz 砷化鎵微波開關設計 - 11 -
2.4.1電路設計 - 12 -
2.4.2 模擬與量測結果 - 13 -
2.4.3 切換速度模擬與量測結果 - 15 -
2.5 結論 - 19 -
第三章 高速高功率氮化鎵微波開關電路設計 - 20 -
3.1簡介 - 20 -
3.2 雙閘極電晶體改善功率承受度與切換速度 - 21 -
3.3高功率高速氮化鎵開關電路設計 - 21 -
3.4 單刀單擲微波開關電路設計 - 23 -
3.4.1 電路設計 - 23 -
3.4.2模擬與量測結果 - 25 -
3.4.3 切換速度模擬與量測結果 - 33 -
3.5單刀雙擲微波開關電路設計 - 37 -
3.5.1電路設計 - 37 -
3.5.2 模擬與量測結果 - 39 -
3.5.3 切換速度模擬與量測結果 - 45 -
3.6 結論 - 49 -
第四章 結論 - 50 -
參考文獻 - 57 -
附錄 - 60 -


圖目錄

圖1.1開關電路應用在天線收發器示意圖 - 1 -
圖1.2無線傳輸系統示意圖 - 2 -
圖1.3高功率微波開關架構示意圖 - 3 -
圖1.4串疊式架構 - 5 -
圖1.5串並式架構 - 5 -
圖1.6 (a)共振式架構等效示意圖 (b)共振式架構串聯開關電路 - 6 -
圖1.7傳輸閘架構 - 7 -
圖2.1寬頻微波開關架構圖 - 9 -
圖2.2行進波開關架構等效示意圖(a)電晶體開啟(b)電晶體關閉 - 9 -
圖2.3雙閘極電晶體 - 10 -
圖2.4 雙閘極電晶體寄生效應示意圖 - 11 -
圖2.5高速寬頻微波開關電路架構圖 - 12 -
圖2.6寬頻40 ~ 110 GHz砷化鎵微波開關實作晶片圖(0.75 × 0.8 mm2) - 13 -
圖2.7寬頻40 ~ 110 GHz砷化鎵微波開關插入損耗模擬圖 - 14 -
圖2.8寬頻40 ~ 110 GHz砷化鎵微波開關反射損耗模擬圖 - 14 -
圖2.9寬頻40 ~ 110 GHz砷化鎵微波開關隔離度模擬圖 - 15 -
圖2.10切換速度量測系統架構圖 - 16 -
圖2.11寬頻40 ~ 110 GHz砷化鎵微波開關切換速度模擬圖 - 16 -
圖2.12寬頻40 ~ 110 GHz砷化鎵微波開關切換速度模擬圖 - 17 -
圖2.13 脈衝寬度理想值定義示意圖 - 17 -
圖2.14脈衝寬度實際值定義示意圖 - 18 -
圖3.1微波開關使用多閘極電晶體 - 21 -
圖3. 2閘極電感與插入損耗關係圖 - 22 -
圖3.3氮化鎵在矽基板上開關電路架構圖 - 23 -
圖3.4氮化鎵在矽基板上開關電路實作晶片圖(1 × 1.5 mm2) - 24 -
圖3.5氮化鎵在碳化矽基板上開關電路架構圖 - 24 -
圖3.6氮化鎵在碳化矽基板上開關電路實作晶片圖(2 × 1.5 mm2) - 25 -
圖3.7氮化鎵在矽基板上插入損耗量測與模擬比較圖 - 26 -
圖3.8氮化鎵在矽基板上反射損耗量測與模擬比較圖 - 26 -
圖3.9氮化鎵在矽基板上隔離度量測與模擬比較圖 - 27 -
圖3.10氮化鎵在矽基板上開關電路功率承受度量測圖(fo=2 GHz) - 27 -
圖3.11前置放大器功率承受度量測圖(fo =2 GHz) - 28 -
圖3.12開關電路與前置放大器功率承受度量測比較圖(fo =2 GHz) - 29 -
圖3.13氮化鎵在碳化矽基板上開關電路量測晶片實作圖 - 30 -
圖3.14氮化鎵在碳化矽基板上開關電路插入損耗量測與模擬比較圖 - 30 -
圖3.15氮化鎵在碳化矽基板上開關電路反射損耗量測與模擬比較圖 - 31 -
圖3.16氮化鎵在碳化矽基板上開關電路隔離度量測與模擬比較圖 - 31 -
圖3.17氮化鎵在碳化矽基板上開關電路開關電路功率承受度量測圖(fo =2 GHz) - 32 -
圖3.18氮化鎵在矽基板上開關電路切換速度模擬圖(a)改善前(b)改善後(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps，輸入功率: 30 dBm) - 33 -
圖3.19氮化鎵在矽基板上開關電路上升與下降時間及脈衝寬度失真度模擬圖(改善前)
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps) - 34 -
圖3.20氮化鎵在矽基板上開關電路上升與下降時間及脈衝寬度失真度模擬圖 (改善後)
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps) - 34 -
圖3.21氮化鎵在碳化矽基板上開關電路切換速度模擬圖(a)改善前(b)改善後
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps，輸入功率: 30 dBm) - 35 -
圖3. 22氮化鎵在碳化矽基板上開關電路之上升與下降時間及脈衝寬度失真度模擬圖(改善前)
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps) - 35 -
圖3.23氮化鎵在碳化矽基板上開關電路之上升與下降時間及脈衝寬度失真度模擬圖(改善後)
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps) - 36 -
圖3.24高功率微波開關電路架構圖 - 37 -
圖3.25單刀雙擲微波開關電路實作晶片圖(傳輸線匹配)(2 × 1 mm2) - 38 -
圖3.26高功率微波開關電路架構圖 - 38 -
圖3.27單刀雙擲微波開關電路實作晶片圖(電感匹配) (2 × 1.5 mm2) - 39 -
圖3.28單刀雙擲開關電路插入損耗量測與模擬比較圖(電感匹配) - 40 -
圖3.29單刀雙擲開關電路反射損耗量測與模擬比較圖(電感匹配) - 40 -
圖3.30單刀雙擲開關電路隔離度量測與模擬比較圖(電感匹配) - 41 -
圖3.31單刀雙擲開關電路功率承受度量測圖(電感匹配) - 41 -
圖3.32單刀雙擲開關電路插入損耗量測與模擬比較圖(傳輸線匹配) - 42 -
圖3.33反射損耗量測與模擬比較圖(傳輸線匹配) - 43 -
圖3.34隔離度量測與模擬比較圖(傳輸線匹配) - 43 -
圖3.35開關電路功率承受度量測圖(傳輸線匹配) (fo =2 GHz) - 44 -
圖3.36使用電感匹配的開關電路切換速度模擬圖(a)改善前(b)改善後
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps，輸入功率: 30 dBm) - 45 -
圖3.37使用電感匹配的開關電路之上升與下降時間及脈衝寬度失真度模擬圖(改善前)
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps) - 45 -
圖3.38使用電感匹配的開關電路之上升與下降時間及脈衝寬度失真度模擬圖(改善後)
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps) - 46 -
圖3.39使用傳輸線匹配的開關電路切換速度模擬圖(a)改善前(b)改善後
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps，輸入功率: 30 dBm) - 46 -
圖3.40使用傳輸線匹配的開關電路之上升與下降時間及脈衝寬度失真度模擬圖(改善前)
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps) - 47 -
圖3.41使用傳輸線匹配的開關電路之上升與下降時間及脈衝寬度失真度模擬圖(改善後)
(5 GHz弦波訊號，資料速率: 100 Mbps) - 47 -
圖4.1量測使用之前置放大器/使用銅塊/不使用銅塊之功率承受度量測圖(fo=2 GHz) - 52 -
圖4.2使用銅塊改善散熱問題實作圖 - 52 -

表目錄

表2.1開關電路特性比較表 - 19 -
表3.1開關電路與前置放大器功率承受度比較表 - 28 -
表3.2開關電路模擬與量測比較表(矽基板) - 29 -
表3.3開關電路模擬與量測比較表(碳化矽基板) - 32 -
表3.4開關電路模擬與量測比較表(使用電感匹配) - 42 -
表3.5開關電路模擬與量測比較表(使用傳輸線匹配) - 44 -
表3.6開關電路特性比較表 - 48 -

參考文獻

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