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研究生： 林睿輝
Ruey-Huei Lin
論文名稱： 積體化微波被動元件之研製與2.4GHz射頻電路設計
指導教授： 詹益仁
Yi-Jen Chan
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 資訊電機學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
畢業學年度： 89
語文別： 中文
論文頁數： 81
中文關鍵詞： 三維薄膜製程技術 、聚亞醯胺薄膜 、改良二維螺旋型電感 、電容耦合式帶通濾波器 、功率放大器
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    • 將研製完成的M-2D螺旋型電感量測高頻S參數，並建立其等效電路模型。運用此等效電路模型及3-D薄膜製程技術實現一2.4GHz電容耦合式帶通濾波器，由電路的量測特性和等效電路模型模擬良好的吻合度，驗證等效電路模型的準確性和3-D薄膜製程技術的穩定性。
    此外，利用本實驗已建立完成大訊號模型的金半場效電晶體(MESFET)為主動元件，結合高電阻係數氧化鋁基板平面薄膜製程技術，設計製作一2.4GHz單級功率放大器，經由輸出功率、功率增益、三階交互調變失真截斷點的基本特性量測，以及數位調變訊號GMSK與π/4 DQPSK的調變方式，量測電路向量誤差百分比之特性等，分析電路所表現的特性，並進一步了解電路可實際應用的領域及未來發展。

    第一章 序論 §1.1 研究動機 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 §1.2 論文綱要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 第二章 三維(3-D)薄膜製程技術研發及其改良二維 (Modified-2D)螺旋型電感之設計製作 §2.1 簡介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 §2.2 感光性聚亞醯胺的特性. . . . . . . . . . . . . .7 §2.3 3-D薄膜製程步驟與M-2D螺旋型電感的結構. . . . . 8 §2.4 射頻電感的設計原理. . . . . . . . . . . . . . 14 §2.4.1 電感的總類. . . . . . . . . . . . . . . . . .14 §2.4.2 品質因子(Q-factor)的定義. . . . . . . . . . .16 §2.4.3 影響電感品質因子的參數種類. . . . . . . . . .18 §2.5 矽質基板M-2D電感的的高頻特性. . . . . . . . . .21 §2.5.1電感高頻參數萃取及其等效電路模型. . . . . . .21 §2.5.2 矽質基板M-2D電感與傳統平面電感特性之比較. . .25 §2.6 砷化鎵基板M-2D電感之研究. . . . . . . . . . . 31 §2.6.1砷化鎵基板M-2D電感與傳統平面電感特性之比較. . 31 §2.6.2電磁波模擬砷化鎵基板M-2D電感之特性. . . . . . 35 §2.7 結語 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 第三章 三維(3-D)薄膜製程技術研製2.4GHz帶通濾波器 §3.1 簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 §3.2 濾波器頻率響應類型與重要規格、特性指標. . . . 40 §3.2.1 濾波器頻率響應的類型. . . . . . . . . . . . 41 §3.2.2 濾波器的規格及特性指標. . . . . . . . . . . .42 §3.3 濾波器的設計流程. . . . . . . . . . . . . . . .43 §3.3.1 由低通濾波器原形推導帶通濾波器. . . . . . . 43 §3.3.2 J、K轉換器應用於帶通濾波器. . . . . . . . .45 §3.4 2.4GHz電容耦合式帶通濾波器之研製. . . . . . . 48 §3.5 結語. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 第四章 氧化鋁基板平面製程技術之2.4GHz單級功率放大器研製 §4.1 簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 §4.2 功率放大器的設計原理. . . . . . . . . . . . . 52 §4.2.1 直流偏壓點的選定. . . . . . . . . . . . . . 55 §4.2.2 電路穩定性的考量. . . . . . . . . . . . . . .56 §4.2.3 輸入與輸出匹配網路. . . . . . . . . . . . . 58 §4.2.4 功率放大器之非線性因素的考量. . . . . . . . .59 §4.3 2.4GHz功率放大器之設計製作與量測分析. . . . . 61 §4.3.1 電路設計的方向. . . . . . . . . . . . . . . .61 §4.3.2 平面薄膜製程技術與電路的製作. . . . . . . . .64 §4.3.3 電路模擬與量測結果之分析. . . . . . . . . . 68 第五章 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 參考文獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

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