毫米波太赫兹集成电路与工艺 被引量：22

1

作者 洪伟 陈喆 +3 位作者 周培根 陈继新 彭志刚 王佐钧 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1-18,共18页

近年来,毫米波已逐渐成为5G/6G移动通信、卫星通信、下一代无线互联网、智慧交通、制导、射电天文等重大工程应用领域的核心支撑技术,太赫兹也逐渐成为研究热点。毫米波太赫兹集成电路(芯片)又是推动各种毫米波太赫兹应用系统快速演进... 近年来,毫米波已逐渐成为5G/6G移动通信、卫星通信、下一代无线互联网、智慧交通、制导、射电天文等重大工程应用领域的核心支撑技术,太赫兹也逐渐成为研究热点。毫米波太赫兹集成电路(芯片)又是推动各种毫米波太赫兹应用系统快速演进的关键。文章对毫米波太赫兹技术的一些重要应用领域和毫米波太赫兹集成电路的研究进展及相关工艺进行了简要综述,分析了不同工艺下芯片的性能特点及其合适的应用场景。 展开更多

关键词 毫米波 太赫兹 集成电路 工艺 通信 雷达

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硅基太赫兹集成电路研究进展 被引量：5

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作者 孙玲玲 文进才 +2 位作者 刘军 高海军 王翔 《微波学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期43-48,共6页

太赫兹波处在亚毫米波与远红外光之间,应用于无线通信具有比微波通信更大的传输带宽和传输速率,在大数据无线通信等方面具有巨大的应用潜力。特征频率逐渐达到太赫兹频段的硅基集成电路工艺,为高集成度低成本太赫兹通讯电路的实现提供... 太赫兹波处在亚毫米波与远红外光之间,应用于无线通信具有比微波通信更大的传输带宽和传输速率,在大数据无线通信等方面具有巨大的应用潜力。特征频率逐渐达到太赫兹频段的硅基集成电路工艺,为高集成度低成本太赫兹通讯电路的实现提供了可能。本文综述了近年来硅基太赫兹集成电路的研究进展,论述了硅基太赫兹集成电路设计在有源器件模型、互连结构、电路设计方法等方面面临的挑战,并对硅基太赫兹集成电路的发展趋势进行了讨论。 展开更多

关键词 硅基 太赫兹 集成电路

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CMOS毫米波亚毫米波集成电路研究进展 被引量：8

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作者 洪伟 陈继新 +8 位作者 严蘋蘋 汤红军 章丽 候德彬 蒯振起 周健义 朱晓维 周后型 吴柯 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期1-6,共6页

近年来,随着工艺的不断进步,硅基集成电路已突破了仅适用于数字电路和低频模拟电路的传统观念,迅速拓展到毫米波甚至亚毫米波频段。在未来10年内,硅基工艺将具备覆盖毫米波频段的能力,并在部分器件与系统上实现到亚毫米波频段或太赫兹... 近年来,随着工艺的不断进步,硅基集成电路已突破了仅适用于数字电路和低频模拟电路的传统观念,迅速拓展到毫米波甚至亚毫米波频段。在未来10年内,硅基工艺将具备覆盖毫米波频段的能力,并在部分器件与系统上实现到亚毫米波频段或太赫兹的跨越。我国在该领域起步稍晚,但在国家重点基础研究发展计划("973"计划)、国家高技术研究发展计划("863"计划)和自然科学基金等的支持下,已快速开展研究并取得进展。文中概要介绍了国际上在硅基毫米波亚毫米波集成电路与系统方面的研究背景和我国特别是东南大学毫米波国家重点实验室在CMOS毫米波亚毫米波集成电路方面的最新研究进展。 展开更多

关键词 CMOS器件 集成电路 毫米波 亚毫米波 太赫兹

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太赫兹片上集成天线过渡

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作者 杜泽 李虎 +2 位作者 段植与 王怀北 詹铭周 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期175-177,共3页

本研究提出了一种太赫兹(THz)波段低损耗、低成本片上集成天线过渡模型。基于具有较高电阻率的磷化铟(InP)材料,选择半波偶极子结构设计集成天线,并采用E面被打开的矩形波导设计狭缝宽1.07mm的过渡结构。测试结果表明,背靠背片上集成偶... 本研究提出了一种太赫兹(THz)波段低损耗、低成本片上集成天线过渡模型。基于具有较高电阻率的磷化铟(InP)材料,选择半波偶极子结构设计集成天线,并采用E面被打开的矩形波导设计狭缝宽1.07mm的过渡结构。测试结果表明,背靠背片上集成偶极子天线过渡模型在214GHz~240GHz的范围内,回波损耗优于9dB,插入损耗优于4dB,扣除片上微带线损耗和两段金属连接波导的损耗后,单个片上偶极子天线过渡实测的过渡损耗小于1 dB。片上集成天线结构实现了波导与微带线的高效过渡,验证表明该模型过渡性能较为稳定,为应对太赫兹波段中的过渡挑战提供一种解决思路。 展开更多

关键词 太赫兹 片上集成天线 太赫兹单片集成电路 磷化铟

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基于GaN TMIC集成片上天线技术的太赫兹功率放大器（英文）

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作者 王旭东 吕昕 +4 位作者 郭大路 李明迅 程功 刘嘉山 于伟华 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期683-689,共7页

介绍了一种由矩形微带贴片天线和功率放大器一体化集成设计的发射类型单片太赫兹集成电路.该电路采用GaN HEMT工艺制备,实现了高功率密度和高效集成.片上天线被设计为功率放大器输出端接的功率辐射器和频率相关的输出负载调谐器.采用负... 介绍了一种由矩形微带贴片天线和功率放大器一体化集成设计的发射类型单片太赫兹集成电路.该电路采用GaN HEMT工艺制备,实现了高功率密度和高效集成.片上天线被设计为功率放大器输出端接的功率辐射器和频率相关的输出负载调谐器.采用负载牵引技术实现了放大器与天线之间良好的阻抗匹配.在100~110 GHz的频带范围内,功率放大器的平均输出功率为25.2 dBm,平均功率附加效率(PAE)为5.83%,单片太赫兹集成电路具有良好的辐射特性,芯片的10 dB带宽为1.5 GHz,在109 GHz估算的等效各向同性辐射功率(EIRP)为25.5 dBm. 展开更多

关键词 单片太赫兹集成电路技术 氮化镓高电子迁移率晶体管 有源集成天线 辐射方向图

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基于InP HEMT的太赫兹分谐波混频器芯片设计

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作者 何锐聪 王亚冰 +1 位作者 何美林 胡志富 《半导体技术》 北大核心 2024年第2期151-157,共7页

基于70 nm InP高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款175~205 GHz分谐波混频器太赫兹单片集成电路(TMIC)。使用三线耦合Marchand巴伦实现本振信号的平衡-不平衡转换。在射频端口设计了紧凑型耦合线结构的带通滤波器,实现对射频信号... 基于70 nm InP高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款175~205 GHz分谐波混频器太赫兹单片集成电路(TMIC)。使用三线耦合Marchand巴伦实现本振信号的平衡-不平衡转换。在射频端口设计了紧凑型耦合线结构的带通滤波器,实现对射频信号低损耗带通传输的同时缩小了芯片尺寸。测试结果表明混频器在175~205 GHz频率范围内,单边带(SSB)变频损耗小于15 dB,典型值14 dB。混频器中频频带为DC~25 GHz,射频端口对本振二次谐波信号的隔离度大于20 dB。芯片尺寸为1.40 mm×0.97 mm,能够与相同工艺的功率放大器、低噪声放大器实现片上集成,从而满足太赫兹通信等不同领域的应用需求。 展开更多

关键词 INP 高电子迁移率晶体管(HEMT) 太赫兹单片集成电路 分谐波混频器 带通滤波器 Marchand巴伦

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用于超外差接收机提供本振源的高功率510GHz单片集成三倍频器 被引量：1

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作者 何月 田遥岭 +3 位作者 周人 蒋均 林长星 苏伟 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期863-870,共8页

本文介绍了一种基于砷化镓材料的高功率490~530 GHz单片集成三倍频器。基于提出的对称平衡结构,该三倍频器不仅可以实现良好的振幅和相位平衡,用来实现高效的功率合成,还可以在没有任何旁路电容的情况下提供直流偏置路径以保证高效倍频... 本文介绍了一种基于砷化镓材料的高功率490~530 GHz单片集成三倍频器。基于提出的对称平衡结构,该三倍频器不仅可以实现良好的振幅和相位平衡,用来实现高效的功率合成,还可以在没有任何旁路电容的情况下提供直流偏置路径以保证高效倍频效率。同时,开展容差性仿真分析二极管关键电气参数与结构参数对倍频性能的影响研究,以便最大化提升倍频性能。最终,在大约80~200 mW的输入功率驱动下,研制的510 GHz三倍频,在490~530 GHz频率范围内,输出功率为4~16 mW,其中峰值倍频效率11%。在522 GHz频点处,该三倍频在218 mW的输入功率驱动下,产生16 mW的最大输出功率。该三倍频器后期将用于1 THz的固态外超外差混频器的本振源。 展开更多

关键词 电子技术 太赫兹倍频器 单片集成电路 肖特基二极管 本振源

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肖特基二极管高频等效电路模型研究 被引量：1

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作者 刘晓宇 张勇 +1 位作者 张丽君 崔建行 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第A02期326-329,共4页

介绍了一种平面肖特基二极管的等效电路模型。这种模型分为本征和寄生两个部分。这两部分分别表征肖特基结特性和物理结构带来的高频寄生效应。同时介绍了一种肖特基二极管零偏结电容C_(j0)的提取方法。其得到的C_(j0)与测试值比较体现... 介绍了一种平面肖特基二极管的等效电路模型。这种模型分为本征和寄生两个部分。这两部分分别表征肖特基结特性和物理结构带来的高频寄生效应。同时介绍了一种肖特基二极管零偏结电容C_(j0)的提取方法。其得到的C_(j0)与测试值比较体现了高度的一致性。这一方法可广泛应用于TMIC电路的设计当中。 展开更多

关键词 肖特基二极管 太赫兹 tmic 等效电路模型

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基片集成波导技术:最新的发展及未来的展望(英文) 被引量：3

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作者 塔利克·吉纳菲 吴柯 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期171-192,共22页

回顾了基片集成波导技术(SIW)最新的发展动态。到目前为止,所报道的各种各样基于基片集成波导技术的无源和有源元器件已经证明,它们能够被有效地集成为低成本基片片载系统(SoS),为封装系统提供了完整的解决方案。讨论了不同的创新型基... 回顾了基片集成波导技术(SIW)最新的发展动态。到目前为止,所报道的各种各样基于基片集成波导技术的无源和有源元器件已经证明,它们能够被有效地集成为低成本基片片载系统(SoS),为封装系统提供了完整的解决方案。讨论了不同的创新型基片集成波导的波束形成技术,展望了未来的发展方向,提出了将基片集成电路扩展到三维空间以及在相同的基片构建模块上将不同的波导结构进行混合集成的思想,描述了用于毫米波和太赫兹应用的基片集成波导技术其它的发展趋势,这包括非线性和有源波导的开发以及基于CMOS技术的波导合成。 展开更多

关键词 毫米波 基片集成电路(SICs) 基片集成波导(SIW) 基片片载系统(SoS) 太赫兹

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基于InP DHBT 220 GHz高增益功率放大器TMIC设计

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作者 黎雨坤 张勇 +3 位作者 李骁 陈亚培 靳赛赛 崔建行 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期263-265,共3页

基于0.5μmInPDHBT工艺设计了一款工作在220GHz的两级太赫兹单片集成电路。该电路采用共发射极共基级结构与薄膜微带线工艺,保证了该功率放大器具有紧凑的结构的同时又具有较高的增益,该功率放大器芯片面积为1400μm×1400μm,在215... 基于0.5μmInPDHBT工艺设计了一款工作在220GHz的两级太赫兹单片集成电路。该电路采用共发射极共基级结构与薄膜微带线工艺,保证了该功率放大器具有紧凑的结构的同时又具有较高的增益,该功率放大器芯片面积为1400μm×1400μm,在215～225 GHz频率范围内增益大于20 dB,在215 GHz处小信号增益达到最大值为23.3 dB,此外,在220 GHz处的饱和输出功率为3.45 dBm。该功率放大器芯片的成功研制将对构建一个220 GHz发射前端具有重要的意义,目前电路正在流片制作当中。 展开更多

关键词 磷化铟双异质结双极晶体管 太赫兹单片集成电路 功率放大器 共发射极共基级

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D波段功率放大器设计 被引量：3

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作者 刘杰 张健 +2 位作者 蒋均 田遥岭 邓贤进 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期88-91,共4页

基于0.13μmSiGe BiCMOS工艺,研究和设计了一种D波段功率放大器芯片.该放大器芯片用了四个功率放大器单元和两个T型结网络构成.功率放大器单元采用了三级的cascode电路结构.低损耗的片上T型结网络既能起到片上功率合成/分配的功能,又能... 基于0.13μmSiGe BiCMOS工艺,研究和设计了一种D波段功率放大器芯片.该放大器芯片用了四个功率放大器单元和两个T型结网络构成.功率放大器单元采用了三级的cascode电路结构.低损耗的片上T型结网络既能起到片上功率合成/分配的功能,又能对输入输出进行阻抗匹配.对电路结构进行了设计、流片验证和测试.采用微组装工艺将该芯片封装成为波导模块.小信号测试结果表明：该功放芯片工作频率为125-150GHz,最高增益在131GHz为21dB,最低增益在150GHz为17dB,通带内S22小于-7dB,S11小于-10dB.大信号测试结果表明：该功放模块在128-146GHz带内输出功率都大于13dBm,在139GHz时,具有最高输出功率为13.6dBm,且1dB压缩功率为12.9dBm. 展开更多

关键词 D波段 功率放大器 太赫兹集成电路 SiGeBiCMOS CASCODE

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W及以上波段MMIC放大器的研究进展 被引量：9

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作者 李和委 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期626-630,共5页

在阐述W及以上波段MMIC放大器性能的基础上,回顾了以InP HEMT MMIC放大器为主流技术的W及以上波段MMIC放大器的研究进展,介绍了基于InP HBT、GaAs MHEMT和Sb HEMT的MMIC放大器的研制水平,指出目前研制的W及以上波段MMIC放大器的应用领域... 在阐述W及以上波段MMIC放大器性能的基础上,回顾了以InP HEMT MMIC放大器为主流技术的W及以上波段MMIC放大器的研究进展,介绍了基于InP HBT、GaAs MHEMT和Sb HEMT的MMIC放大器的研制水平,指出目前研制的W及以上波段MMIC放大器的应用领域,突显其在MMIC高端技术领域的重要性。针对欧美国家在该领域飞速发展而我国处于相对劣势的现状,对我国研发W及以上波段MMIC放大器提出初步建议。 展开更多

关键词 太赫兹 微波单片集成电路 放大器 高电子迁移率晶体管 磷化铟 锑

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基于90 nm InP HEMT工艺的220 GHz功率放大器设计 被引量：2

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作者 陈艳 孟范忠 +2 位作者 方园 张傲 高建军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1037-1041,共5页

基于90 nm InP HEMT工艺,设计了一款220 GHz功率放大器太赫兹单片集成电路,该放大器采用片上威尔金森功分器结构实现了两路五级共源放大器的功率合成。在片测试结果表明,200~230 GHz频率范围内,功率放大器小信号增益平均值18 dB。频率为... 基于90 nm InP HEMT工艺,设计了一款220 GHz功率放大器太赫兹单片集成电路,该放大器采用片上威尔金森功分器结构实现了两路五级共源放大器的功率合成。在片测试结果表明,200~230 GHz频率范围内,功率放大器小信号增益平均值18 dB。频率为210~230 GHz范围内该MMIC放大器饱和输出功率优于15.8 mW,在223 GHz时最高输出功率达到20.9 mW,放大器芯片尺寸为2.18 mm×2.40 mm。 展开更多

关键词 铟磷高电子迁移率晶体管(InP HEMT) 功率放大器(PA) 太赫兹集成电路(tmic)

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基于70 nm InP HEMT工艺的230~250 GHz低噪声放大器设计 被引量：2

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作者 刘星 孟范忠 +2 位作者 陈艳 张傲 高建军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期37-42,共6页

基于70 nm InP HEMT工艺,设计了一款五级共源放大级联结构230~250 GHz低噪声太赫兹单片集成电路(TMIC)。该放大器采用扇形线和微带线构成栅极和源极直流偏置网络,用以隔离射频信号和直流偏置信号;基于噪声匹配技术设计了放大器的第一级... 基于70 nm InP HEMT工艺,设计了一款五级共源放大级联结构230~250 GHz低噪声太赫兹单片集成电路(TMIC)。该放大器采用扇形线和微带线构成栅极和源极直流偏置网络,用以隔离射频信号和直流偏置信号;基于噪声匹配技术设计了放大器的第一级和第二级,基于功率匹配技术设计了中间两级,最后一级重点完成输出匹配。在片测试结果表明,230~250 GHz频率范围内,低噪声放大器的小信号增益大于20 dB。采用Y因子法对封装后的低噪声放大器模块完成了噪声测试,频率为243~248 GHz时该MMIC放大器噪声系数优于7.5 dB,与HBT和CMOS工艺相比,基于HEMT工艺的低噪声放大器具有3 dB以上的噪声系数优势。 展开更多

关键词 铟磷高电子迁移率晶体管(InP HEMT) 低噪声放大器(LNA) 太赫兹集成电路(tmic)

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