2-18Gh2 Mmic distributed amplifiers

Abstract

ÖZET 2-i8 GHZ düzeyinde monolitik, tümleşik DA?ITILMIŞ YÜKSELTİCİ DEVRELERİ Sanlı Ergun Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Yüksek Lisans Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Abdullah Atalar 26 Ocak 1994 Aynı tabana oturtulmuş (monolitik) mikrodalga tümleşik devreler uygulayımından yararlanılarak üç tane dağıtılmış yükseltici tasarlanıp üretilmiştir. Bu yükselticilerden iki tanesi tek kapılı alan etkili transistörler kullanmakta olup, 2-18 GHz düzeyinde çalışmaktadırlar. Bu yükselticilerin kazancı, sırasıyla, 5 ve 6.5 dB seviyesindedir. Üçüncü yükseltici için ardarda bağımlı alan etkili transistörlerden yararlanılmıştır. Bu yükseltici 2-20 GHz seviyesinde çalışmakta olup, yaklaşık 10 dB kazancı vardır. Bütün üç tasarımın da giriş ve çıkış yansıma yitimleri 10 dB'den daha iyidir. Tek kapılı alan etkili transistörlerîe yapılan tasarımlar 20 dB'den daha iyi bir yalıtım sağlarken, ardarda bağımlı alan etkili transistörlerin kullanıldığı tasarımda 30 dB'nin üstünde yalıtım elde edilmiştir. Yükselticiler 50 O'luk bir ortama göre tasarlanmıştır. Çözümlemeler doğrusal olarak yapılmıştır ve sonuçlar teorik çalışmalarla uyum içindedir. Yükselticilerin tasarımında, yapay iletişim hatlarının incelendiği ve frekansa göre davranışlarının en iyileştirildiği, daha ayrıntılı bir yöntem kullanılmıştır. Bunun yanında, yükselticileri gerçekleştirmek (yonga çizimlerinin yapılması) için, GEC-Marconi şirketinin F20 döküm işlemine dayanarak, yeni bir parametrik göze yordamlığı oluşturulmuş ve kullanılmıştır. Anahtar kelimeler: aynı tabana oturtulmuş mikrodalga tümleşik devreleri, dağıtılmış yükseltici, yapay iletişim hattı, parametrik göze yordamlığı iv

ABSTRACT 2-18 GHZ MMIC DISTRIBUTED AMPLIFIERS Sanlı Ergun M.S. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Prof. Dr. Abdullah Atalar 26 January 1994 Using GaAs Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) technology three distributed amplifiers are realized. Two of these amplifiers employ single gate FETs and operate in the 2-18 GHz frequency range. They have 4.5 and 6.5 dB gain, respectively. The third amplifier utilizes cascode connected FETs. This amplifier operates in the 2-20 GHz range and has a gain of ~10 dB. All the three amplifiers have input and output return losses better than 10 dB. The isolation of the amplifiers with single gate FETs is better than 20 dB, whereas the cascode connection improves the isolation over 30 dB. The amplifiers are designed for a 50O-system. The simulations are made linearly, and the results match the theoretical work. In the design of these amplifiers a more detailed method is used in which the artificial transmission lines are investigated and optimized in their frequency behaviour. Besides, to realize these amplifiers, a new parametrized cell library for GEC-Marconi's F20 foundry process is created and utilized. Keywords: MMIC, distributed amplifier, artificial transmission line, parametrized cell library m