陈长友 刘会东 崔璐

摘  要：基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）工艺设计了一款输出频率在E波段的有源六倍频器微波单片集成电路（MMIC）。片上集成六倍频器及输出驱动放大器，采用PHEMT管进行倍频，具有较高输出功率及较小的芯片尺寸。在片探针测试结果显示该倍频器芯片在输入功率5 dBm时，输出66～88 GHz频率范围内，输出功率大于13 dBm，谐波抑制20 dBc，功耗600 mW，芯片尺寸为3.0 mm×1.4 mm×0.07 mm。

关键词：GaAs 赝配高电子迁移率晶体管；单片微波集成电路；E 波段；有源六倍频器

中图分类号：TN43  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2023）09-0060-04

Abstract： An active sextupler MMIC with output frequency in the E-band is designed based on the GaAs PHEMT process. The wafer integrates sextupler and output drive amplifier， adopts PHEMT for frequency doubler， which has higher output power and smaller chip size. The microwave probe on wafer testing system results show that when the input power of the frequency multiplier chip is 5 dBm， output power is within the frequency range from 66 to 88 GHz， the output power is above 13 dBm， the harmonic suppression is 20 dBc， and the power consumption is 600 mW， and the chip size is 3.0 mm×1.4 mm×0.07 mm.

Keywords： GaAs Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor; Monolithic Microwave Integrated Circuit; E-band; active sextupler

0  引  言

近年来，随着无线通信技术的快速发展，无线通信系统的工作频率正逐渐向着微波毫米波频段以及亚毫米波延伸。毫米波收发组件是毫米波系统的核心部分，而毫米波源的性能将直接影响毫米波收发系统的性能，因此，毫米波源可以说是毫米波系统核心的核心[1]。在毫米波频段，由于VCO性能指标较差，因此毫米波频率源多采用震荡源级联倍频器的方式实现，毫米波倍频器主要由倍频器和驱动放大器两部分电路组成，倍频次数及放大器级数由实际需求决定。倍频器作为毫米波源的重要部分，可以大幅降低系统主振频率，同时由于其产生的信号稳定性、相位噪声特性好，芯片尺寸小、集成度高、易于小型化集成而被广泛应用于各种通信系统的微波、毫米波收发链路中[2]。

有源倍频器通过晶体管的非线性来产生所需要的谐波信号，采用滤波器或巴伦等电路来实现谐波抑制和信号提取，通过外加直流偏置，获得较低的变频损耗甚至是变频增益。……