Вопросы радиоэлектроники. 2021; : 40-48
Автоматизированное проектирование линейных интегральных СВЧ-усилителей с распределенным усилением
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2021-3-40-48Аннотация
Повышение эффективности и снижение стоимости разработки СВЧ интегральных схем (ИС) определяет тенденцию развития программных модулей для автоматизированного синтеза схемных и топологических решений. В статье приведены результаты разработки методики и алгоритма, позволяющих проводить автоматизированный синтез схемных решений интегральных СВЧ-усилителей с распределенным усилением (СВЧ УРУ) на основе комплекса требований к его линейным характеристикам. Особенностью предложенной методики является использование моделей активных и пассивных элементов для выбранной технологии изготовления СВЧ ИС. Это позволяет непосредственно в процессе синтеза получать схемные решения СВЧ УРУ, пригодные для реализации в заданном технологическом процессе. Работа представленной методики автоматизированного проектирования интегрального СВЧ УРУ продемонстрирована на примере разработки каскада предварительного усиления для буферного усилителя диапазона частот от 20 до 30 ГГц на основе 0,25 мкм GaAs pHEMT технологического процесса отечественного фаундри АО «Светлана-Рост» (Санкт-Петербург).
Список литературы
1. Nikandish G., Medi A. A 40-GHz bandwidth tapered distributed LNA // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. 2018. Vol. 65. No. 11. P. 1614–1618.
2. Shireesha C., Varma K. Y., Ujwala G., Jyothi C., Mohan P., Rufin N. S. Broadband 2W transmit/receive module using indigenous GaAs & GaN MMICs // IEEE MTT-S International Microwave and RF Conference (IMARC). 2019. P. 1–4.
3. Han C., Tao H. A 18–40GHz 10W GaN power amplifier MMIC utilizing combination of the distributed and reactive matching topology // 14th European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC). 2019. P. 228–231.
4. Добуш И. М., Калентьев А. А., Метель А. А., Горяинов А. Е. Морфологический анализ интегральных СВЧ-усилителей с распределенным усилением // Вопросы радиоэлектроники. 2020. № 49 (6). С. 40–46.
5. Sharma R., Vinayak S., Rawal D. S., Kumar A., Ray U. C. RF parameter extraction of MMIC nichrome resistors // Microwave and Optical Technology Letters. 2003. No. 39 (5). P. 409–412.
6. Niclas K. B., Wilser W. T., Kritzer T. R., Pereira R. R. On theory and performance of solid-state microwave distributed amplifiers // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1983. Vol. 31. No. 6. P. 447–456.
7. Frickey D. A. Conversions between S, Z, Y, H, ABCD, and T parameters which are valid for complex source and load impedances // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1994. Vol. 42. No. 2. P. 205–211.
8. Метель А. А., Горяинов А. Е., Добуш И. М., Сальников А. С. Разработка алгоритма математического моделирования линейных интегральных СВЧ усилителей с распределенным усилением // Сборник докладов XVI Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления». 2020. № 1. С. 61–63.
9. Zebulum R. S., Pacheco M. A., Vellasco M. Synthesis of CMOS operational amplifiers through genetic algorithms // Proceedings of XI Brazilian Symposium on Integrated Circuit Design. 1998. P. 125–128.
10. Ghavidel A., Tamjid F., Fathy A., Kheirdoost A. GaN widening possibilities for PAs: wide-band GaN power amplifiers utilize the technology’s special properties // IEEE Microwave Magazine. 2017. Vol. 18. No. 4. P. 46–55.
Issues of radio electronics. 2021; : 40-48
Automated design of a linear microwave monolithic distributed amplifier
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2021-3-40-48Abstract
Microwave integrated circuit (IC) design tends to become more efficient and less expensive which leads to emerging the circuit topology and layout synthesis software. In the paper we present a technique and an algorithm for microwave distributed amplifier (DA) automated synthesis based on requirements to linear characteristics. The technique feature is the using of active and passive element’s models for a chosen IC process. This allow the technique to generate circuit topology which can be manufactured using a given IC process. The proposed DA automated design technique work was demonstrated with preamplifier stage design for 20–30 GHz buffer amplifier MMIC based on the 0.25um GaAs pHEMT process of Svetlana-Rost foundry in Saint-Petersburg.
References
1. Nikandish G., Medi A. A 40-GHz bandwidth tapered distributed LNA // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. 2018. Vol. 65. No. 11. P. 1614–1618.
2. Shireesha C., Varma K. Y., Ujwala G., Jyothi C., Mohan P., Rufin N. S. Broadband 2W transmit/receive module using indigenous GaAs & GaN MMICs // IEEE MTT-S International Microwave and RF Conference (IMARC). 2019. P. 1–4.
3. Han C., Tao H. A 18–40GHz 10W GaN power amplifier MMIC utilizing combination of the distributed and reactive matching topology // 14th European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC). 2019. P. 228–231.
4. Dobush I. M., Kalent'ev A. A., Metel' A. A., Goryainov A. E. Morfologicheskii analiz integral'nykh SVCh-usilitelei s raspredelennym usileniem // Voprosy radioelektroniki. 2020. № 49 (6). S. 40–46.
5. Sharma R., Vinayak S., Rawal D. S., Kumar A., Ray U. C. RF parameter extraction of MMIC nichrome resistors // Microwave and Optical Technology Letters. 2003. No. 39 (5). P. 409–412.
6. Niclas K. B., Wilser W. T., Kritzer T. R., Pereira R. R. On theory and performance of solid-state microwave distributed amplifiers // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1983. Vol. 31. No. 6. P. 447–456.
7. Frickey D. A. Conversions between S, Z, Y, H, ABCD, and T parameters which are valid for complex source and load impedances // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1994. Vol. 42. No. 2. P. 205–211.
8. Metel' A. A., Goryainov A. E., Dobush I. M., Sal'nikov A. S. Razrabotka algoritma matematicheskogo modelirovaniya lineinykh integral'nykh SVCh usilitelei s raspredelennym usileniem // Sbornik dokladov XVI Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Elektronnye sredstva i sistemy upravleniya». 2020. № 1. S. 61–63.
9. Zebulum R. S., Pacheco M. A., Vellasco M. Synthesis of CMOS operational amplifiers through genetic algorithms // Proceedings of XI Brazilian Symposium on Integrated Circuit Design. 1998. P. 125–128.
10. Ghavidel A., Tamjid F., Fathy A., Kheirdoost A. GaN widening possibilities for PAs: wide-band GaN power amplifiers utilize the technology’s special properties // IEEE Microwave Magazine. 2017. Vol. 18. No. 4. P. 46–55.
