學位論文
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Item 28GHz砷化鎵增強型pHEMT功率放大器與PIN二極體切換器設計(2021) 謝雲岳; Hsieh, Yun-Yueh第一顆電路為內具線性器之28 GHz二級功率放大器，透過傳輸線匹配網路達成輸出功率阻抗匹配、輸入共軛匹配之效果。當VG = 0.5 V時，且線性器為關閉狀態(Vctrl = 0 V)時，在頻率為28 GHz下，其功率增益(Power gain)約為21.16 dB，飽和輸出功率Psat約為24.63 dBm，1-dB增益壓縮點之輸出功率(OP1dB)約為24.01 dBm，最大功率附加效率Peak PAE約為36.41 %，而當線性器為開啟狀態((Vctrl1 = 0.35 V、Vctrl2 = 0.15 V)且頻率為28 GHz時，IMD3在-40 dBc時的輸出功率為16 dBm，整體晶片佈局面積為1 mm × 2 mm。第二顆電路為28 GHz PIN二極體切換器，採用四分之一波長線的SPDT架構。當操作頻率為28 GHz且VON為-4 V、VOFF為1.3 V時， 插入損耗約為2.15 dB，輸入輸出反射損耗(S11、S22)分別為14.07 dB與9.92 dB，0.1-dB增益壓縮點之輸入功率(IP0.1dB)約為17 dBm，整體晶片佈局面積為1 mm × 1 mm。Item 應用於第五代行動通訊之28 GHz與38 GHz之功率放大器研究(2017) 林煜哲; Lin, Yu-Zhe第一個電路為利用變壓器功率合成技術之Ka頻帶之功率放大器，使用半圈之變壓器實現功率結合與阻抗轉換以達到節省晶片面積，在量測頻率28 GHz時，增益為10.13 dB，飽和輸出功率為21.69 dBm，OP1dB為16.48 dBm，最大功率附加效率Peak PAE為19.36 %，整體晶片佈局面積為0.29 mm2。 第二個電路為變壓器電流合成技術之Ka頻帶功率放大器，為了提升功率放大器的增益，採用二級功率放大器進行設計，再使用變壓器電流合成技術提升輸出功率，量測結果在28 GHz時增益為14.07 dB，飽和輸出功率為23.9 dBm，OP1dB為19.07 dBm，最高功率附加效率為13 %，晶片佈局面積為0.9 mm2。 第三個電路為利用直接並聯功率合成瓦級功率輸出之Ka頻帶功率放大器，為了達到高增益，透過三級放大器進行設計，並使用直接並聯功率合成提升輸出功率，量測結果在38GHz時增益為19.6 dB，飽和輸出功率為28.4 dBm，OP1dB為27.6 dBm，最高功率附加效率為22.92 %，整體晶片佈局面積為5.22 mm2。Item 應用於第五代行動通訊之28 GHz相移器與升頻混頻器研究(2017) 林武璇; Lin, Wu-Hsuan本論文主要研究領域為相移器與升頻混頻器。近年來高速通訊蓬勃發展，從過去的語音傳輸，發展至現今影片與龐大資料的傳輸需要更高無線通訊的頻段，以滿足大量的資料傳輸需求，第五代行動通訊為近日研究主流，28 GHz為可能之發展頻段，故本文所設計之電路將以此頻段作為研究重點。 本論文前半段介紹各類相移器，並且針對開關式相移器進行分析，接著說明兩顆五位元開關式相移器之設計與實現。第一顆相移器，其中四個位元採用T橋式相移器，採用高通與低通電路的組合。經過重新設計後的版本，操作頻率為26 GHz至31 GHz時相位誤差均方根小於4.39°以及振幅誤差均方根值小於0.79 dB，在中心頻率28 GHz時，擁有2.72°相位誤差均方根值以及0.61 dB振幅誤差均方根值。 第二顆晶片也是五位元開關式相移器。為了達到增加頻寬的目的，相較於第一版本的90°相移器採用T橋式架構，此電路採用反射式相移器架構，其餘四個位元和第一顆相移器架構相同。操作頻率為26 GHz至31 GHz時相位誤差均方根小於4.06°以及振幅誤差均方根值小於0.88 dB，在中心頻率28 GHz時，擁有2.56°相位誤差均方根值以及0.83 dB的振幅誤差均方根值。 本論文後半段介紹第三個電路，也是最後一顆晶片，升頻混頻器，此電路採用被動式架構以及次諧波混頻架構，以達到高頻寬、低功耗以及高隔離度。中心頻率28 GHz，且LO驅動功率為2.5 dBm時，在24 GHz至38 GHz擁有 dB的轉換增益以及小於70 dB的2LO to RF的隔離度，在LO驅動功率為9 dBm，RF頻率為28 GHz下擁有-21.2 dBm的轉換增益。