S-band gan based low noise mmic amplifier design and characterization
S-bant gan tabanlı düşük gürültülü yükselteç tasarımı ve karakterizasyonu
- Tez No: 539833
- Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- GaN/AlGaN-based UV photodetectors wıth performances exceedıng the pmts
Pmt performansını geçen GaN/AlGaN-tabanlı UV fotodedektörler
TURGUT TUT
Doktora
İngilizce
2008
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- 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
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY
- Rezonans kaviteli ve iç kazançlı GaInNas-tabanlı IR fotodedektör
Resonant cavity enhanced GaInNAs-based IR photodetector with gain
FAHRETTİN SARCAN
Doktora
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE EROL
- Design of GaN based S-band high linearitypower amplifier
GaN tabanlı S-band yüksek doğrusallıklı güç amplifikatörü tasarımı
FURKAN HÜRCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN DOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ŞERİF SAVCI