Geri Dön

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

S-bant gan tabanlı düşük gürültülü yükselteç tasarımı ve karakterizasyonu

  1. Tez No: 539833
  2. Yazar: MUHİTTİN TAŞCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

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.

Özet (Çeviri)

Low Noise Amplifiers (LNA) are widely preferred components in receiver frontend modules. The received signal level is generally very low and amplifying it without adding too much noise is very crucial in communication systems. In this thesis study design, fabrication and test of three Gallium Nitride (GaN) High Electron Mobility Transistor (HEMT) based Monolithic Microwave Circuit (MMIC) LNAs are presented. Inductive source feedback topology is used to obtain both better input return loss and noise figure. All three designs achieve higher than 20 dB gain, better than 10 dB input return loss and their noise figure values are 2 dB, 1.5 dB and 1 dB in S-band. High resistive gate biasing is utilized at third design to increase input power handling. Size reduction is very important in MMIC technology. The first design is 3 x 5 mm and the second design is 2 x 3.5 mm, % 46 size reduction is achieved. In GaN technology controlling SiN layer thickness is very problematic and this fabrication step affects capacitor values. The second and third LNA designs presented in this research, matching circuitries and implicitly overall characteristics are not influenced too much by a change of capacitor values. Targeted bandwidth is 2.7-3.5 GHz, achieved frequency range is 1.5 GHz (from 2.5 GHz to 4 GHz). The three LNA designs have 28.1 dBm, 33.4 dBm, and 35.9 dBm output third-order intercept point respectively. Output powers at 1-dB compression points are 18.2 dBm, 23.4 dBm and 25.9 dBm. For all three LNA designs, group delay is less than 0.3 nanoseconds.

Benzer Tezler

  1. Design and development of X-band GaN-based low-noise amplifiers

    X-bant GaN tabanlı düşük gürültülü yükselteç tasarımı ve geliştirilmesi

    SALAHUDDIN ZAFAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  2. GaN/AlGaN-based UV photodetectors wıth performances exceedıng the pmts

    Pmt performansını geçen GaN/AlGaN-tabanlı UV fotodedektörler

    TURGUT TUT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  3. Electrical properties and device applications of atomic layer deposited ZnO and GaN thin films

    Atomik katman kaplama metoduyla büyütülen ZnO ve GaN ince filmlerin elektriksel özellikleri ve aygıt uygulamaları

    SAMİ BOLAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY

  4. Rezonans kaviteli ve iç kazançlı GaInNas-tabanlı IR fotodedektör

    Resonant cavity enhanced GaInNAs-based IR photodetector with gain

    FAHRETTİN SARCAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE EROL

  5. Design of GaN based S-band high linearitypower amplifier

    GaN tabanlı S-band yüksek doğrusallıklı güç amplifikatörü tasarımı

    FURKAN HÜRCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN DOĞAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ŞERİF SAVCI