S-band gan based low noise mmic amplifier design and characterization

Düşük Gürültülü Yükselteçler (LNA), alıcı ön uç modüllerinde yaygın olarak tercih edilen bileşenlerdir. Alınan sinyal seviyesi genellikle çok düşüktür ve çok fazla gürültü eklemeden yükseltilmesi, iletişim sistemlerinde çok önemlidir. Bu tez çalışmasında, üc Galyum Nitrür (GaN) Yüksek Elektronlu Mobilite Transistörü (HEMT) bazlı Monolitik Mikrodalga Devresi (MMIC) LNA'larının tasarımı, üretimi ve testi yapılmıştır. Endüktif kaynak geri bildirim topolojisi, hem daha iyi girdi geri dönüş kaybı hem de gürültü figürü elde etmek için kullanılmıştır. Her üç tasarım da 20 dB'den yüksek kazanç, 10 dB'den daha iyi giriş geri dönüş kaybı verir ve gürültü figürü değerleri S-bandında 2 dB, 1.5 dB ve 1 dB'dir. Giriş gücü dayanımını artırmak için üçüncü tasarımda yüksek dirençli geçit beslemesi kullanılmıştır. MMIC teknolojisinde boyut küçülltme çok önemlidir. İlk tasarım 3 x 5 mm ve ikinci tasarım 2 x 3,5 mm'dir, % 46 boyut küçülltme elde edilmiştir. GaN teknolojisinde SiN katman kalınlığının kontrol edilmesi problemlidir ve bu imalat adımı kapasitör değerlerini etkiler. Bu araştırmada sunulan ikinci ve üçüncü LNA tasarımları, uyumlama devreleri ve dolaylı olarak genel özellikler, kapasitör değerlerinin deeğişmesinden çok fazla etkilenmemektedir. Hedeflenen bant genişliği 2,7-3,5 GHz, ulaşılan frekans aralığı 1,5 GHz'dir (2,5 GHz - 4 GHz). Üç LNA tasarımında sırasıyla 28.1 dBm, 33.4 dBm ve 35.9 dBm çıkış üçüncü dereceden kesme noktası vardır. 1 dB sıkıştırma noktalarındaki çıkış güçleri 18,2 dBm, 23,4 dBm ve 25,9 dBm'dir. Üç LNA tasarımının tümü için grup gecikmesi 0,3 nanosaniyeden azdır.