博碩士論文 88521005 詳細資訊




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姓名 林睿輝(Ruey-Huei Lin )  查詢紙本館藏   畢業系所 電機工程研究所
論文名稱 積體化微波被動元件之研製與2.4GHz射頻電路設計
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摘要(中) 本論文旨在以三維(3-D)薄膜製程技術開發微波被動元件和電路,以及平面薄膜製程技術研發射頻前端功率放大器兩部份。在3-D薄膜製程技術方面,是以低介電係數材料(low-K)聚亞醯胺薄膜開發改良二維(Modified-2D; M-2D)螺旋型電感,利用此種低介電係數材料當作絕緣層,有效減少基板的漏電流和高頻寄生效應,降低能量的損耗,以提升微波被動元件的品質因子。
將研製完成的M-2D螺旋型電感量測高頻S參數,並建立其等效電路模型。運用此等效電路模型及3-D薄膜製程技術實現一2.4GHz電容耦合式帶通濾波器,由電路的量測特性和等效電路模型模擬良好的吻合度,驗證等效電路模型的準確性和3-D薄膜製程技術的穩定性。
此外,利用本實驗已建立完成大訊號模型的金半場效電晶體(MESFET)為主動元件,結合高電阻係數氧化鋁基板平面薄膜製程技術,設計製作一2.4GHz單級功率放大器,經由輸出功率、功率增益、三階交互調變失真截斷點的基本特性量測,以及數位調變訊號GMSK與π/4 DQPSK的調變方式,量測電路向量誤差百分比之特性等,分析電路所表現的特性,並進一步了解電路可實際應用的領域及未來發展。
關鍵字(中) ★ 三維薄膜製程技術
★  功率放大器
★  改良二維螺旋型電感
★  聚亞醯胺薄膜
★  電容耦合式帶通濾波器
關鍵字(英)
論文目次 第一章 序論
§1.1 研究動機 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
§1.2 論文綱要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
第二章 三維(3-D)薄膜製程技術研發及其改良二維 (Modified-2D)螺旋型電感之設計製作
§2.1 簡介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
§2.2 感光性聚亞醯胺的特性. . . . . . . . . . . . . .7
§2.3 3-D薄膜製程步驟與M-2D螺旋型電感的結構. . . . . 8
§2.4 射頻電感的設計原理. . . . . . . . . . . . . . 14
§2.4.1 電感的總類. . . . . . . . . . . . . . . . . .14
§2.4.2 品質因子(Q-factor)的定義. . . . . . . . . . .16
§2.4.3 影響電感品質因子的參數種類. . . . . . . . . .18
§2.5 矽質基板M-2D電感的的高頻特性. . . . . . . . . .21
§2.5.1電感高頻參數萃取及其等效電路模型. . . . . . .21
§2.5.2 矽質基板M-2D電感與傳統平面電感特性之比較. . .25
§2.6 砷化鎵基板M-2D電感之研究. . . . . . . . . . . 31
§2.6.1砷化鎵基板M-2D電感與傳統平面電感特性之比較. . 31
§2.6.2電磁波模擬砷化鎵基板M-2D電感之特性. . . . . . 35
§2.7 結語 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
第三章 三維(3-D)薄膜製程技術研製2.4GHz帶通濾波器
§3.1 簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
§3.2 濾波器頻率響應類型與重要規格、特性指標. . . . 40
§3.2.1 濾波器頻率響應的類型. . . . . . . . . . . . 41
§3.2.2 濾波器的規格及特性指標. . . . . . . . . . . .42
§3.3 濾波器的設計流程. . . . . . . . . . . . . . . .43
§3.3.1 由低通濾波器原形推導帶通濾波器. . . . . . . 43
§3.3.2 J、K轉換器應用於帶通濾波器. . . . . . . . .45
§3.4 2.4GHz電容耦合式帶通濾波器之研製. . . . . . . 48
§3.5 結語. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
第四章 氧化鋁基板平面製程技術之2.4GHz單級功率放大器研製
§4.1 簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
§4.2 功率放大器的設計原理. . . . . . . . . . . . . 52
§4.2.1 直流偏壓點的選定. . . . . . . . . . . . . . 55
§4.2.2 電路穩定性的考量. . . . . . . . . . . . . . .56
§4.2.3 輸入與輸出匹配網路. . . . . . . . . . . . . 58
§4.2.4 功率放大器之非線性因素的考量. . . . . . . . .59
§4.3 2.4GHz功率放大器之設計製作與量測分析. . . . . 61
§4.3.1 電路設計的方向. . . . . . . . . . . . . . . .61
§4.3.2 平面薄膜製程技術與電路的製作. . . . . . . . .64
§4.3.3 電路模擬與量測結果之分析. . . . . . . . . . 68
第五章 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
參考文獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
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指導教授 詹益仁(Yi-Jen Chan) 審核日期 2001-6-20
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