【摘 要】
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本文基于氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）工艺,提出了D波段（110-170 GHz）一体式多功能芯片链路架构,并对芯片中关键的有源单刀双掷开关和功率放大芯片部分,开展了共面波导无源器件电磁建模、电路拓扑结构设计等内容研究,并完成了芯片电路设计与仿真。此外,本文还基于氮化镓工艺提出了一种晶体管高频寄生参数建模方法,并对仿真结果进行了分析。作为典型的控制器件,单刀双掷开关（SPDT）一直
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本文基于氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）工艺,提出了D波段（110-170 GHz）一体式多功能芯片链路架构,并对芯片中关键的有源单刀双掷开关和功率放大芯片部分,开展了共面波导无源器件电磁建模、电路拓扑结构设计等内容研究,并完成了芯片电路设计与仿真。此外,本文还基于氮化镓工艺提出了一种晶体管高频寄生参数建模方法,并对仿真结果进行了分析。作为典型的控制器件,单刀双掷开关（SPDT）一直是收发系统设计的关键。文中基于GaN HEMT工艺,通过电路电磁协同仿真设计完成一款D波段宽带SPDT开关,具有良好的插入损耗、隔离度性能和功率容量等指标。发射端功率放大芯片是毫米波前端系统的重要部件。文中基于GaN HEMT工艺设计了两款D波段功率放大单片,一款是前级驱动放大器,第二款是平衡式功率放大器。驱动型功率放大器具有较好的输出功率以及高功率增益,而平衡式放大器具有高输出功率以及良好的匹配特性。可靠的芯片设计离不开准确的器件模型,为了提高芯片设计的成功率,文中还基于GaN HEMT工艺开发了一种有源晶体管寄生参数模型建立方法,并对设计结果与PDK模型进行了详细的比较与分析,体现出其具有可靠性和准确性。
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