博碩士論文 88521023 詳細資訊


姓名 王洲仁(Chou-Jen Wang )  查詢紙本館藏   畢業系所 電機工程研究所
論文名稱 氧化鋁基板微波電路積體化之2.4 GHz接收端模組研製
(2.4 GHz Receiver Module Implementation by MIC Technology on Alumina substrate)
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摘要(中) 本論文主要內容包含兩個部分:一是利用實驗室自行研發完成的螺旋型電感、MIM披覆式電容等被動元件,加上已建立大訊號模型之主動元件,在氧化鋁基板上以MIC形式,綜合過去的研究成果以及自行設計的成果,研製射頻2.4 GHz接收端模組;一是利用多孔性二氧化矽(Porous Silica)改善矽基板在微波頻段的基板損耗的研究。
在2.4 GHz射頻接收端模組電路部分,包含低雜訊放大器、帶通濾波器、混波器及壓控振盪器等各級電路的設計及製作,以及各電路加以整合後的設計及製作。其中低雜訊放大器及壓控振盪器所使用的主動元件為Fujitsu所生產的FSX027X,混波器則使用蕭特基二極體(Shottky Diode)設計單平衡型二極體混波器。在量測方面,包含轉換增益、隔絕度、工作頻寬、雜訊指數、第三階交互調變截斷點、放大器的小訊號S參數等。
多孔性二氧化矽(Porous Silica)改善矽基板在微波頻段的基板損耗的研究部分,係以工研院化工所提供的多孔性二氧化矽,以旋轉塗佈(Spin Coating)的方式鍍在矽基板上,而後在其上製作本實驗室所研製的螺旋型電感,在經由量測S參數並經過參數的轉換後進行不同材料上所製作的電感其品質因數(Q factor)以及電感值比較與分析,而後再進行電感模型的建立,以分析在微波頻段的基板損耗的量的比較。
關鍵字(中) ★ 低通濾波器
★  多孔性二氧化矽
★  帶通濾波器
★  接收端模組
關鍵字(英) ★ band pass filter
★  Low Pass Filter
★  porous silica
★  Receiver Module
論文目次 第一章 序論…………………………..……………………………1
§ 1.1 研究動機………………………………………………...…1
§ 1.2 論文綱要……………………………………………….…..3
第二章MIC被動式濾波器設計與製作……….……………5
§2.1 二氧化矽與氮化矽的特性分析……………………………5
§2.1.1 製程說明……………………………………………………6
§2.1.2 漏電流量測結果……………………………………………7
§2.1.3 品質因數的比較……………………………………………8
§2.2 濾波器的設計方法…………………………………………10
§2.3 低通濾波器與帶通濾波器的設計與模擬………………15
§2.4 量測結果………………………………………………………21
§2.4.1 低通濾波器量測結果…………………………………….21
§2.4.2 2.4-GHz帶通濾波器量測結果……………………………25
§2.5 結 語………………………………………………………26
第三章 接收端模組電路設計…………………………...28
§3.1 低雜訊放大器………………………………………………28
§3.1.1 雜訊的產生…………………….…………………………29
§3.1.2 雜訊指數……………………………………………….…29
§3.1.3 設計與模擬……………………………………………..…32
§3.2電壓控制振盪器…………………………………………….36
§3.3 2.4-GHz混波器……………………….……………………39
§3.3.1混波器設計與模擬結果………………………………...39
§3.4 2.4-GHz接收端模組設計與模擬…………………..……45
§3.5 2.4-GHz低雜訊放大器量測結果與討論…………….…50
§3.5.1 量測結果…………………………………………………..50
§3.5.2討論…………………………………………………………54
§3.6 2.4-GHz混波器量測結果與討論……………………..…54
§3.6.1 量測結果…………………………………………………..54
§3.6.2討論…………………………………………………………58
§3.7 2.4-GHz接收端模組量測結果與討論…….……………59
§3.7.1 量測結果…………………………………………………..59
§3.7.2討論…………………………………………………………64
第四章 結論……………………………………………………….66
附錄A 多孔性二氧化矽在高頻微波的特性……………69
§A-1 多孔性二氧化矽……………………….……………………69
§A-2 製程說明………………………….…………………………71
§A-3 基板對電感的影響…………….…………….……………73
§A-4 品質因數的定義………………….……….………………76
§A-4.1品質因數的換算………………………….………………77
§A-5 電感模型的建立………………….……….………………78
§A-6 實驗結果及分析………………….……….………………79
§A-7 結論……………………………….………….………………82
附錄B 氧化鋁基板微波電路製程說明…………………83
§B.1 製程的步驟……….……………………………..…………83
§B.2 製程的改進…………………………………….…..………85
參考文獻……………………………………………………….……88
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[11] Behzad Razavi, “RF Microelectronics,” Prentice Hall, Inc.
[12] 陳品銓,”改善矽質基板微波特性之關鍵技術,” 碩士論文,國立中央大學,1999
指導教授 詹益仁(Yi-Jen Chan) 審核日期 2001-6-26
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