GaN-on-SiC broadband driver amplifier design for C– and X–bandapplications using EM-based extrinsic parasitic extracted HEMTmodels

Galyum Nitrür (GaN) yüksek elektron hareketlilik transistör (HEMT) teknolojisi, devrede daha büyük voltaj ve akımların kullanılmasına izin veren geniş bant aralığı özellikleri nedeniyle yüksek güç uygulamalarıyla bilinir. Bu, tasarımın diğer teknolojilerle kar¸ sıla¸stırıldığında aynı kapı çevresi için daha yüksek bir RF güç çıkışı sağlar. C- ve X- bantlarında çalışan geniş bant sürücü amplifikatörleri (DA'lar) genellikle uydu iletişimleri, faz dizili radar sistemleri ve sinyal jeneratörleri için kullanılır. Bu tür kesirli bant genişlikleri için hem küçük sinyal hem de büyük sinyal koşulunda iyi performans sunan bir amplifikatör tasarlamak günümüzde hala bir zorluktur. Bu tezde, 5-12 GHz'de çalışan GaN-on-SiC tabanlı geniş bant DA monolitik mikrodalga entegre devresi (MMIC) sunuyoruz. Tasarlanan 3 aşamalı MMIC, ± 1,4 dB kazanç dalgalanması ile 29,7 dB'lik tipik küçük sinyal kazancı sergilerken, giriş ve çıkış yansıma kayıpları sırasıyla 10,5 dB ve 8,5 dB'den daha iyidir. Ortalama saturasyon çıkış gücü 2,65 W iken ortalama güç yoğunluğu 3,31 W/mm'dir. DA çip alanı 2.7 x 3.2 mm². EM tabanlı soğuk FET tekniği, tipik bir 6×100 µm HEMT'e ait dışsal parazitik parametrelerini (DPP) çıkarmak için kullanıldı. Çeşitli HEMT yapıları, HEMT modeli için kullanılan DPP'lerin ölçeklenebilirlik kurallarını elde etmek için ayrı ayrı EM simüle edildi. DA tasarımı, proses tasarım kiti (PDK) HEMT modelleri kullanılarak doğrulanır ve iki simülasyon seti ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırıldı.