臺灣博碩士論文加值系統

目錄
指導教授推薦書
口試委員會審定書
誌謝 iii
摘要 iv
Abstract v
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xiii
第一章 緒論 1
§1.1 前言 1
§1.2 研究動機 2
§1.3論文架構 4
第二章 應用於2~5GHz氮化鎵高電子遷移率電晶體技術之低雜訊放大器 5
§2.1 簡介 5
§2.2 輸入匹配架構 7
2.2.1電感退化架構 (Inductive Degeneration) [1] 7
2.2.2 電阻性終端架構 (Resistive Termination) [1] 8
2.2.3 轉導終端架構 (1/gm Termination) [1] 9
2.2.4並串式回授架構 (Shunt-Series Feedback Termination)[1] 10
§2.3 常見的低雜訊放大器電路架構 11
2.3.1回授式放大器(Feedback Amplifier)[2] 11
2.3.2 分佈式放大器(Distributed Amplifier)[3] 12
2.3.3 平衡式放大器(Balanced Amplifier)[4] 13
2.3.4 電流再利用式放大器(Current Reused Amplifier)[5] 14
§2.4 低雜訊放大重要參數介紹 15
2.4.1 S參數(S-parameter) 15
2.4.2 穩定度(Stability) 17
2.4.3 雜訊指數(Noise Figure) 19
2.4.4 線性度(Linearity) 21
§2.5 應用於2~5GHz氮化鎵高電子遷移率電晶體技術之低雜訊放大器 24
2.5.1 電晶體特性 25
2.5.2 Sub-6頻帶低雜訊放大器電路架構與設計 28
2.5.3 Sub-6頻帶低雜訊放大器模擬結果 30
2.5.4 Sub-6頻帶低雜訊放大器量測環境 30
2.5.5 Sub-6頻帶低雜訊放大器量測結果 33
§2.6 結果與討論 38
第三章 單晶微波積體電路之X頻帶電阻回授式低雜訊放大器 40
§3.1 簡介 40
§3.2電晶體特性 40
§3.3 低雜訊放大器電路架構與設計 43
3.3.1 X頻帶低雜訊放大器模擬結果 44
3.3.2 X頻帶低雜訊放大器量測環境 44
3.3.3 X頻帶低雜訊放大器量測結果 47
§3.4 結果與討論 52
第四章 以氮化鎵高電子遷移率電晶體實現X頻帶相移器 54
§4.1 簡介 54
§4.2 常見微波開關架構 56
§4.3 常見微波相移器架構 60
§4.4主動式相移器重要參數介紹 63
4.4.1 開關電路的重要參數 64
4.4.2 相移電路的重要參數 64
§4.5主動式相移器架構與設計 65
4.5.1 X頻帶相移器模擬結果 69
4.5.2 X頻帶相移器量測環境 69
4.5.3 X頻帶相移器量測結果 71
§4.6 結果與討論 77
第五章 結論 79
參考文獻 80
圖目錄
圖1-1 未來的5G生活示意圖 3
圖2-1無線收發模組示意圖 5
圖2-2電感退化架構[1] 8
圖2-3電阻終端性架構[1] 9
圖2-4轉導終端架構[1] 10
圖2-5並串回授架構[1] 10
圖2-6 回授式放大器[2] 12
圖2-7 分佈式放大器[3] 13
圖2-8 平衡式放大器[4] 14
圖2-9 電流利用架構於(a)直流工作(b)小訊號工作[5] 15
圖2-10為雙埠網路示意圖 16
圖2-11無條件穩定-穩定圓 19
圖2-12 多級放大器電路系統 20
圖2-13 1-dB增益壓縮點定義圖 22
圖2-14 調變失真示意圖(三階調變項) 23
圖2-15 第三階截止點示意圖 23
圖2-16多級放大器之IIP3 24
圖2-17 目前全球研發測試的5G頻段 25
圖2-18 電晶體I-V Curve(size=2x125μm) 27
圖2-19 電晶體Max Gain & K-Factor (size=2x125μm) 27
圖2-20 電晶體雜訊指數(size=2x125μm) 28
圖2-21 2~5GHz低雜訊放大器示意圖 30
圖2-22 Sub-6 Band低雜訊放大器照相圖 31
圖2-23 S-parameter量測環境示意圖 31
圖2-24 NF量測環境示意圖 32
圖2-25 大訊號量測環境示意圖 32
圖2-26 S參數模擬與量測圖 34
圖2-27 S21變溫量測圖 34
圖2-28 S11變溫量測圖 35
圖2-29 S22變溫量測圖 35
圖2-30 雜訊指數模擬與量測圖 36
圖2-31 P1dB模擬圖 36
圖2-32 P1dB量測圖 37
圖2-33 IP3模擬圖 37
圖2-34 IP3量測圖 38
圖3-1 電晶體最大增益與穩定度比較圖(size=2x125μm) 41
圖3-2 回授對雜訊影響圖(size=2x125μm) 41
圖3-3 GM、VG與溫度關係 42
圖3-4 NFmin、VG與溫度關係 42
圖3-5 X頻帶低雜訊放大器示意圖 43
圖3-6 X-Band低雜訊放大器照相圖 45
圖3-7 S-parameter量測環境示意圖 45
圖3-8 NF量測環境示意圖 46
圖3-9 大訊號量測環境示意圖 46
圖3-10 S參數模擬與量測圖 48
圖3-11 S21變溫量測圖 48
圖3-12 S11變溫量測圖 49
圖3-13 S22變溫量測圖 49
圖3-14 雜訊指數模擬與量測圖 50
圖3-15 P1dB模擬圖 50
圖3-16 P1dB量測圖 51
圖3-17 IP3模擬圖 51
圖3-18 IP3量測圖 52
圖4-1射頻波束成型之項位陣列天線前端示意圖 54
圖4-2 4G與5G基站比較 55
圖4-3 串並式開關架構 56
圖4-4 串並式開關架構等效電路(a)導通狀態(b)關閉狀態 57
圖4-5 行進波式開關架構 58
圖4-6 行進波式開關架構等效電路(a)導通狀態(b)關閉狀態 58
圖4-7 共振式開關架構 59
圖4-8 共振式開關架構等效電路(a)導通狀態(b)關閉狀態 60
圖4-9 開關線相移器示意圖 61
圖4-10 負載線相移器示意圖 62
圖4-11高低通相移器示意圖 63
圖4-12 X頻帶相移器示意圖 65
圖4-13 高低通相移器示意圖 66
圖4-14 負載電容相移器示意圖 68
圖4-15 X頻帶主動式微波相移器照相圖 70
圖4-16 S-parameter量測環境示意圖 70
圖4-17 大訊號量測環境示意圖 71
圖4-18 輸入返還損耗模擬圖 72
圖4-19 輸入返還損耗量測圖 72
圖4-20 插入損耗模擬圖 73
圖4-21 插入損耗量測圖 73
圖4-22輸入返還損耗(11.25度)變溫量測圖 74
圖4-23差入損耗(11.25度)變溫量測圖 74
圖4-24相位(11.25度)變溫量測圖 75
圖4-25 5個主要相位圖 75
圖4-26全32個相位圖 76
圖4-27 均方根之相位與震幅誤差圖 76
圖4-28主要5個相位之功率承載能力量測圖 77
表目錄
表2-1參數γ對應值 9
表2-2 S參數定義與電路表現[6] 16
表2-3 模擬結果與量測數據比較 39
表3-1 模擬結果與量測數據比較 53
表3-2 參考文獻比較列表 53
表4-1 主要的五個相位與對應之偏壓 66
表4-2 參考文獻比較列表 78

參考文獻
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