跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.213.63.130) 您好!臺灣時間:2023/02/01 02:14
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:陳俊銘
研究生(外文):Chun Ming Chen
論文名稱:氮化鎵高電子遷移率電晶體微波相移器與低雜訊放大器之研製
論文名稱(外文):Research on X-band Phase Shifter and Sub-6 Band Low Noise Amplifier using GaN HEMT Technology
指導教授:高瑄苓
指導教授(外文):H. L. Kao
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:電子工程學系
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:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:97
中文關鍵詞:氮化鎵相移器低雜訊放大器
外文關鍵詞:GaNPhase ShifterLow Noise Amplifier
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:135
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
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
[1] 謝宜龍, 3.1~10.6 GHz CMOS 超寬頻低雜訊放大器, 國立中山大學電機工程學系碩士論文.中華民國九十二年六月
[2] Andrea Bevilacqua1 , Ali M Niknejad, “An Ultra-Wideband CMOS LNA for 3.1 to 10.6GHz Wireless Receivers,” 2004 IEEE International Solid-State Circuits Conference (IEEE Cat. No.04CH37519)
[3] 葉宗軒,使用電阻性回授架構之超寬頻低 雜訊放大器設計 ,國立雲林科技大學電子 工程碩士班碩士論文,民國九十九年。.
[4] 蔡承修,3-10GHz寬頻低雜訊放大器, 國立中央大學電機工程學系碩士論文.中華民國九十六年
[5] 吳佳品,應用於超寬頻低雜訊放大器與X頻帶功率放大器之pHEMT射頻晶片設計, 長庚大學電子工程學系碩士論文.中華民國九十八年
[6] 郭人財編譯; D. M. Pozar原著, 微波工程, 高立圖書, 2016.
[7] Balanis, Advanced Engineering Electromagnetics, John Wiley & Sons, New York, 1989
[8] A. M. Elelimy Abounemra ,Mohamed Helaoui , Fadhel M. Ghannouchi, “A High Gain and High Linear 0.25 μm GaN HEMT Based Monolithic Integrated C-band Low Noise Amplifier,” 2016 IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSICS), 23-26 Oct. 2016.
[9] Kevin W. Kobayashi, Charles Campbell, Cathy Lee, Justin Gallagher, John Shust, Andrew Botelho, “A reconfigurable S-/X-band GaN cascode LNA MMIC,” 2017 IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSICS), 22-25 Oct. 2017.
[10] Muhittin Tas, Ozlem Sen, Ekmel Ozbay, “An S-Band High Gain AlGaN/GaN HEMT MMIC Low Noise Amplifier,”CS MANTECH Conference, May 16th-19th, 2011, pp. 27-30.
[11] Zineb Ouarch Provost, Laurent Caill, Marc Camiade, “High Robustness S-Band GaN Based LNA,”2019 49th European Microwave Conference (EuMC)
[12] Anwar Jarndal, Asdesach Z. Markos, Günter Kompa, “Improved Modeling of GaN HEMTs on Si Substrate for Design of RF Power Amplifiers,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 06 January 2011, pp. 644-651.
[13] Woojin Chang, Gye-Ik Jeon, Young-Rak Park, Sangheung Lee, Jae Kyoung Mun, “X-band low noise amplifier MMIC using AlGaN/GaN HEMT technology on SiC substrate,” Microwave Conference Proceedings (APMC), 2013 Asia-Pacific, pp. 681-684.
[14] Cristina Andrei, Ralf Doerner, Olof Bengtsson, Serguei A. Chevtchenko, Wolfgang Heinrich, Matthias Rudolph, “Highly linear X-band GaN-based low-noise amplifier,” 2012 International Symposium on Signals, Systems, and Electronics (ISSSE), 3-5 Oct. 2012.
[15] Oguz Kazan , Fatih Kocer , Ozlem Aydin Civi, “An X-Band Robust GaN Low-Noise Amplifier MMIC with sub 2 dB Noise Figure,” 2018 13th European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC)
[16] Jang-Hoon Han, Jeong-Geun Kim, and Donghyun Baek, “X-Band 6-Bit Phase Shifter with Low RMS Phase and Amplitude Errors in 0.13-mm CMOS Technology,”JOURNAL OF SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY AND SCIENCE, VOL.16, NO.4, AUGUST, 2016.
[17] Hamed Alsuraisry, Jen-Hao Cheng, Huei-Wen Wang, “A X-band Digitally Controlled 5-bit Phase Shifter in 0.18-μm CMOS Technology,” 2015 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
[18] Youn Sub Noh, In Bok Yom, “High-Power X -Band 5-b GaN Phase Shifter With Monolithic Integrated E/D HEMTs Control,” IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL. 64, NO. 9, SEPTEMBER 2017
[19] J.-H. Tsai, C.-K.Liu, J.-Y. Lin, “A 12 GHz 6-bit switch-type phase
shifter MMIC,” European Radar Conference (EuRAD) Proceedings, pp.
613−616, Oct. 2014.
[20]張盛富; 張嘉展, 無線通訊射頻晶片模組設計, 全華圖書股份有限公司, 2007.
[21]呂學士編譯; 本城和彥原著, 微波通訊半導體電路, 全華圖書股份有限公司, 2001.
[22]D. M. Pozar, Microwave Engineering, Wiley, 2011.
[23]G. Gonzalez, Microwave Transistor Amplifier: Analysis and Design, Pearson Education, 2008.
[24] Miniature Multi-Kilowatt PIN Diode Mic Digital Phase Shifters
[25]https://www.ni.com/zh-tw/innovations/white-papers/14/5g-massive-mimo-testbed--from-theory-to-reality--.html
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊