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研究生： 何建廷
Jian-Ting He
論文名稱： 氧化鋁基板上微波功率放大器之研製
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： 88
語文別： 中文
論文頁數： 62
中文關鍵詞： 微波 、放大器
外文關鍵詞： microwave, amplifier
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    • 運用已建立之主被動元件模型，我們設計了1.9 GHz單級MESFET功率放大器，製作完成後，量測特性結果與模擬值相當吻合，驗證了元件模型的準確度。
    最後我們以此為基礎，以MESFET為主動元件，結合平衡器與放大器設計並且製作了1.9 GHz平衡型放大器，輸出功率比單級MESFET功率放大器提昇了一倍。另外，主動元件與薄膜被動元件以接線(wire-bonding)來連接，克服單晶微波積體電路中無法同時達到主、被動元件特性最佳化的問題。良好的增益與特性表現更進一步地顯示MIC電路設計、製作流程的可行性。
    此外，在功率放大器的量測方面，除了輸出功率、功率增益、第三階交互調變截斷點( third-order intermodulation intercept point )的量測外，我們亦針對電路做GMSK與π/4 DQPSK的調變訊號量測，觀察其向量誤差百分比( error vector magnitude )之趨勢與特性。

    目 錄 第一章 導論 §1.1研究動機……………………………………………1 §1.2論文綱要……………………………………………2 第二章 金半場效應電晶體(MESFET)大訊號模型之建立 §2.1電晶體大訊號模型之介紹..................4 §2.1.1電晶體大訊號模型之重要性...........4 §2.1.2電晶體大訊號模型的種類.............5 §2.2 MESFET小訊號模型之建立.................7 §2.2.1簡介..............................7 §2.2.2元件的高頻量測和寄生效應之扣除(de-embedding).....8 §2.2.3小訊號模型之建立...............................11 §2.3 MESFET大訊號模型之建立.............................13 §2.3.1電流之非線性特性...............................13 §2.3.2完整的電晶體大訊號模型.........................15 §2.4結語...............................................16 第三章 製作於氧化鋁基板上之微波積體電路 — 1.9 GHz 金半場效應電晶體(MESFET)微波功率放大器之 設計 與製作 §3.1簡介..................................20 §3.2功率放大器的設計原理...................20 §3.2.1直流偏壓點的選擇.................21 §3.2.2穩定性的考量.....................23 §3.2.3增益與輸出功率...................24 §3.2.4功率放大器之非線性考量............25 §3.3 1.9 GHz MESFET功率放大器之設計與製作...27 §3.3.1 1.9 GHz MESFET功率放大器電路之設計...27 §3.3.2 1.9 GHz MESFET功率放大器之製作.......29 §3.3.3量測結果.............................34 §3.4結語…………………………………………………43 第四章 製作於氧化鋁基板上之微波積體電路 — 1.9 GHz 平衡型功率放大器之設計與製作 §4.1簡介....................................44 §4.2平衡型功率放大器的設計原理................44 §4.2.1利用藍吉耦合器( Lange Coupler ).....44 §4.2.2利用集總元件式平衡器................45 §4.3 1.9 GHz平衡型功率放大器之設計與製作......47 §4.3.1 1.9 GHz平衡型功率放大器電路之設計...47 §4.3.2 1.9 GHz平衡型功率放大器之製作.......50 §4.3.3量測結果............................52 §4.4結語.....................................58 第五章 結論...................................59 參考文獻......................................61

    參 考 文 獻
    [1] “MEDICI user’s manual”, Technology Modeling Associates,
    Inc., 1995.
    [2] R.F. Pierret, “Semiconductor Device Fundamentals”,
    Addison Wesley, 1996.
    [3] “HP 85190 series high-frequency IC-CAP software user’s
    manual”, Hewlett Packard, 1995.
    [4] Walter R. Curtice and M. Ettenberg, “A Nonlinear GaAs FET
    Model for Use in the Design of Output Circuit for Power
    Amplifiers”, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-
    33, NO. 12, December 1985.
    [5] H. Cho, and D.E. Burk, “A three-step method for the de-
    embedding of high-frequency S-parameter measurement”, IEEE
    Trans. on Electron Devices, vol. 38, pp. 1371-1375, 1991.
    [6] J. L. B. Walkler, ed., “High power GaAs FET amplifiers”,
    Artech House, 1993.
    [7] Cripps, S. C., “A theory for the prediction of GaAs FET
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    [8] S.C. Cripps, “Old-fashioned remedies for GaAs FET power
    amplifier designers”, IEEE MTTS Newsletter, pp. 13-17,
    Summer, 1981.
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    [10] W. R. Runyan, K. E. Bean, “Semiconductor Integrated
    Circuit Processing Technology”, Addison Wesley, 1996.
    [11] 黃俊雄, “0.1 MHz ~ 1.3 GHz / 1.3 GHz ~ 2.6 GHz 寬頻帶射頻
    功率放大器之設計”, 碩士論文, 國立成功大學, 1996.
    [12] 林彥亨, “製作於氧化鋁基板上之積體化微波混波器”, 碩士論文,
    國立中央大學, 1999.
    [13] HP 85150B Microwave Design System, Discovering the System
    : Building and Analyzing Circuits, vol. 1, 1990.

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