毫米波功率放大器設計與研究

趙維邦

doi:10.6342/NTU201802808

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毫米波功率放大器设计与研究

Design and Analysis of Millimeter-Wave Power Amplifier

赵维邦 , 硕士　　导师：黄天伟　　

繁体中文 DOI： 10.6342/NTU201802808

增强型砷化镓假型高速电子场效电晶体；线性器；第五代行动通讯系统；功率放大器； E-mode GaAs PHEMT ； Pre-distortion Linearizer ； The Fifth Generation Communication Network ； Broad Band Power Amplifier

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摘要 │ 参考文献 (30) │ 国际计量

摘要〈TOP〉

并列摘要〈TOP〉

As the increase of the demands of wider bandwidth and faster data rate nowadays in the transmission communication, the 38GHz frequency is regarded as one of the candi-dates of the 5G communication network.
This thesis is divided into two parts. In the first part, three broad band 38GHz Power Amplifiers fabricated in 0.15-µm enhancement mode (E-mode) GaAs PHEMT are pre-sented. The power amplifiers are with different output stage matching design and one of the power amplifier is designed with two versions, with and without gate bias and ESD protection circuit. The proposed power amplifiers can achieve OP1dB of 21.7 dBm "±" 2 dB / 22 dBm "±" 2 dB, Psat of 23.6 dBm "±" 0.6 dB / 24 dBm "±" 2 dB with 20.1 "±" 4% / 21.7 "±" 4%PAEmax in the frequency range of 36 to 40 GHz and provides small signal gain of 19.8 dB / 17.6 dB.
The second part shows the power amplifier operated at 38 GHz with diode linearizer which is fabricated in 0.15-µm enhance mode (E-mode) GaAs PHEMT process. This proposed PA utilizes a parallel diode to reduce third-order intermodulation for the im-provement of linearity. The proposed power amplifier achieves OP1dB of 22.8 dBm "±" 0.5 dB, Psat of 23.9 dBm "±" 0.5 dB with 22 "±" 6% PAEmax in the frequency range of 36 to 40 GHz and provides small signal gain of 19.3 dB. When linearizer turns on, it achieves linear output power of 15 dBm and reduces IMD3 to -45 dBc with two tone test signals.

参考文献 ( 30 ) 〈TOP〉

[1] S. Chen and S. Nayak,"A 1/2 Watt High Linearity and Wide Bandwidth PHEMT Driver Amplifier MMIC for Millimeter-Wave Applications," in 2006 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 2006, pp. 1863-1866.
[2] A. Bessemoulin, S. J. Mahon, J. T. Harvey and D. Richardson, "GaAs PHEMT Power Amplifier MMIC with Integrated ESD Protection for Full SMD 38-GHz Ra-dio Chipset," 2007 IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuits Symposium, Portland, OR, 2007, pp. 1-4.
[3] P. C. Huang, Z. M. Tsai, K. Y. Lin and H. Wang, "A 17–35 GHz Broadband, High Efficiency PHEMT Power Amplifier Using Synthesized Transformer Matching Technique," in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 60, no. 1, pp. 112-119, Jan. 2012.
[4] D. P. Nguyen, T. Pham, B. L. Pham and A. V. Pham, "A High Efficiency High Power Density Harmonic-Tuned Ka Band Stacked-FET GaAs Power Amplifi-er," 2016 IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSICS), Austin, TX, 2016, pp. 1-4.
[5] D. P. Nguyen and A. V. Pham, "An Ultra Compact Watt-Level Ka-Band Stacked-FET Power Amplifier," in IEEE Microwave and Wireless Components Let-ters, vol. 26, no. 7, pp. 516-518, July 2016.

国际计量

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