砷化镓高速专用集成电路设计

论文摘要

随着电子信息技术的飞速发展，更高的信息容量和传输速率要求半导体器件的工作频率进一步提高。人们通过多年探索找到了新的第二代半导体材料-（GaAs）。GaAs中的电子迁移率是Si中电子迁移率的6倍，其电子峰值漂移速度是Si的2倍，因此，GaAs器件具有比Si更优越的性能。在射频系统中，射频开关位于一个咽喉部位，其性能的好坏直接影响射频系统的性能。实际的RF开关的设计中，为了追求更高的速度，更小的插入损耗和更高的隔离度，以及更高的功率能力，通常采用的方法就是串并联结合使用的方式；还有就是采用新颖的器件技术如LDD技术进行高性能器件的设计；采用反馈的技术得到更高的功率能力；以及如何将负的控制电压变为正的控制电压，以及尽量的减少控制电压的数量。文章通过对几种RF射频开关设计的比较分析，提出了高隔离度和低插入损耗的RF开关的设计思路。此外，基于对Ⅲ-Ⅴ族化合物GaAs电路设计技术的学习，文章设计了基于BFL逻辑的用于通信系统的分频器。通过对分频器输入级的分析和比较，将两种输入模式的分频器的性能进行比较，发现上管开关的特性明显比起下管开关要差一些。那么在设计GaAs高频电路的时候，为了获得更好的性能，要尽量使与非输入的上管比下管提前导通或截至，这样能更有效的利用GaAs MESFET的跨导。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1. 1 GaAs集成电路的发展
• 1. 2 GaAs集成电路的发展现状
• 1. 3 GaAs单片集成电路与分立电路的比较
• 1. 4 论文的主要工作
• 第二章 GaAs集成电路技术
• 2. 1 有源器件
• 2. 1. 1 异质结有源器件
• 2. 1. 2 MESFET结构和特性
• 2. 1. 3 频率特性
• 2. 2 无源元件及制造技术
• 2. 2. 1 电容
• 2. 2. 2 电感
• 2. 3 砷化镓集成电路工艺流程
• 2. 3. 1 台面挖槽器件工艺流程
• 2. 3. 2 用于数字电路的难熔栅FET的制作工艺
• 2. 3. 3 微波集成电路工艺流程
• 2. 3. 4 GaAs数字集成电路工艺流程
• 第三章 GaAs数字电路设计理论
• 3. 1 BFL单元
• 3. 1. 1 电路形式
• 3. 1. 2 电路传输特性分析
• 3. 1. 3 考虑其他参数时电路特性的变化
• 3. 2 SDFL单元
• 3. 3 DCFL单元
• 3. 4 小结
• 第四章 GaAs射频开关设计及分频器设计
• 4. 1 GaAs FET开关
• 4. 2 各种形式的FET开关及设计方法
• 4. 2. 1 各种设计形式的射频开关
• 4. 2. 2 小结
• 4. 3 GaAs分频器的设计
• 4. 3. 1 电路分析
• 4. 3. 2 仿真结果
• 4. 3 小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间参加的科研项目和完成的学术论文