Untersuchung und Optimierung robuster und hochlinearer rauscharmer Verstärker in GaN-Technologie

Die nächste Generation von integrierten Sende- und Empfangssystemen erfordert sowohl robuste rauscharme Verstärker als auch Leistungsverstärker auf einem einzelnen Chip. Die GaN-HEMT-Technologie eignet sich dank ihrer hohen Durchbruchspannungen, der hohen Elektronenbeweglichkeit und niedrigen Rauschzahl gut für die Realisierung derartiger Systeme.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung und Optimierung von hochlinearen und robusten rauscharmen Verstärkern, welche in Sender-Empfänger-Systeme integriert werden können. Dabei werden die GaN-HEMTs bezüglich der Minimierung der Rauschzahl charakterisiert und mit hoher Überlast am Eingang belastet, um deren Eigenschaften im nichtlinearen Bereich zu analysieren.

Neben der Entwicklung und Charakterisierung der robusten rauscharmen Verstärker wurde ein neues Konzept entwickelt, gemessen und charakterisiert, mit dem die Robustheit weiter gesteigert werden kann. Das Konzept verwendet eine neuartige Zusammenschaltung zweier Transistoren am Verstärkereingang, wodurch sich die Spannungsfestigkeit gegenüber hohen Leistungspegeln erhöht. Damit konnten Höchstwerte von +44 dBm mit CW-Anregung und +47 dBm mit gepulster Anregung am Verstärkereingang ohne Beschädigung demonstriert werden.