GaN HEMT based MMIC design and fabrication for ka-band applications
Ka-bant uygulamaları için GaN HEMT tabanlı MMIC tasarımı ve üretimi
- Tez No: 640986
- Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- 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: 99
Özet
Galyum Nitrür (GaN) teknolojisi son zamanlarda mm-dalga frekanslarındaki yüksek güç uygulamalarına yön vermektedir ve geliştirilmekte olan 5G teknolojisi ile ticari kullanımı artmaktadır. GaN Tabanlı Yüksek Elektron Hareketlilikli Transistörler (HEMT'ler) üstün malzeme özellikleri ve yüksek güç yoğunlukları gösterdiklerden, yüksek frekans uygulamalarında Monolitik Mikrodalga Entegre Devrelerinin (MMIC'ler) tasarımında kullanılmak için potansiyel barındırmaktadır. Transistörler ve pasif devre elemanları, NANOTAM'da geliştirilen Silisyum Karbür (SiC) tabanlı 0.15µm/0.2µm AlGaN/GaN HEMT mikrofabrikasyon süreci ile üretilmiştir. Mikrofabrikasyon sürecinin aşamaları ve epitaksiyel büyütme aşamaları anlatılmıştır. Üretilen transistörlerin doğrusal akım (DC), küçük işaret ve büyük işaret performansı karakterize edilmiştir. Transistörlerin T şeklindeki kapı geometrisi 35 GHz frekansında en iyi kazancı elde etmek için uygun hale getirilmiştir. Üç kademeli bir yükselteç MMIC tasarımı yapılmış, üretimi iki fabrikasyon döngüsünde gerçekleştirilmiş ve ölçümleri on-wafer olarak oda sıcaklığında yapılmıştır. En iyi sonucu veren devreden, 35 GHz frekansında 23.1 dB küçük işaret kazancı ile 31.9 dBm çıkış gücü ve %26.5 güç eklenmiş verimlilik (PAE) elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Gallium Nitride (GaN) technology has recently dominated the high power applications in the mm-wave frequencies, and its commercial use is emerging with the upcoming 5G technology. High Electron Mobility Transistors (HEMTs) based on GaN show superior material properties and high power densities, which makes them promising candidates to utilize for Monolithic Microwave Integrated Circuits (MMICs) in high frequency applications. NANOTAM's 0.15 µm/0.2 µm GaN HEMT on Silicon Carbide (SiC) microfabrication process is used to fabricate the transistors and passive components. Process steps are explained, as well as in-house epitaxial growth. Fabricated transistors are characterized for their direct current (DC), small signal, and large-signal performances. T-gate structure of the transistors is optimized for the highest gain performance at 35 GHz. A three-stage MMIC amplifier is designed, fabricated in two process cycles, and measurements are performed on-wafer at room temperature. The best performing MMIC shows a small-signal gain higher than 23.1 dB with an output power of 31.9 dBm and a power-added efficiency (PAE) of 26.5% at 35 GHz.
Benzer Tezler
- S-band gan based low noise mmic amplifier design and characterization
S-bant gan tabanlı düşük gürültülü yükselteç tasarımı ve karakterizasyonu
MUHİTTİN TAŞCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Fabrication, modeling and characterization of GaN HEMTs, and design of high power MMIC amplifiers
GaN HEMT yapılarının üretimi, modellenmesi ve ölçümü, ve yüksek güçlü MMIC yükselteçlerin tasarımı
MUHAMMED ABDULCELİL ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Design considerations, modeling and characterization of GaN HEMTs and design of high frequency and high power MMIC amplifiers
GaN HEMT yapılarının tasarımı, modellenmesi ve ölçümleri, ve yüksek hızlı ve yüksek güçlü MMIC yükselteçlerin tasarımı
ÖMER CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN PALAMUTÇUOĞULLARI
- X bant uygulamaları için GaN tabanlı düşük gürültülü yükselteç tasarımı
GaN-based single stage low noise amplifier for X-band applications
GİZEM TENDÜRÜS ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT NAZLIBİLEK
- Design of GaN-based coplanar multi-octave band medium power MMIC amplifiers
GaN tabanlı 1 oktavdan fazla bant genişliğine sahip olan orta güçlü MMIC yükselteçlerin tasarımı
GÜLESİN EREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY