高灵敏度单片集成W波段功率检波器

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1、第31卷第6期微波学报Vol．31No．62015年12月JOUＲNALOFMICＲOWAVESDec．2015文章编号:1005-6122(2015)06-0039-05DOI:10．14183/j．cnki．1005-6122．201506010*高灵敏度单片集成W波段功率检波器胡强叶禹佟瑞孙晓玮(中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室，上海200050)摘要:介绍了一款高灵敏度W波段功率检波器芯片的设计及其封装测试结果。该检波器电路采用标准0．1μmGaAspHEMT工艺设计加工制造完

2、成。封装测试结果显示，当射频输入信号功率为－15dBm时，检波电路在90～95GHz频率范围内的电压灵敏度大于6000mV/mW。该电路具有很好的宽带特性，可以工作在86～100GHz频率2范围内，几乎覆盖了W波段的所有常用频率。此外，该检波器电路芯片结构紧凑，面积仅为2×1mm，适合高密度的射频前端集成。关键词:低噪声放大器，W波段检波器，宽带检波器，高电压灵敏度AHighSensitivityMMICW-BandPowerDetectorHUQiang，YEYu，TONGＲui，SUNXiao-wei(Key

3、LaboratoryofTerahertzSolid-StateTechnology，ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofScience，Shanghai200050，China)Abstract:ThispaperdescribesthedesignandpackagedmeasurementresultsofaW-bandhighsensitivitypowerde-tector．Theproposedd

4、etectorisdevelopedinastandard0．1μmGaAspHEMTtechnology．ThemeasuredresultsofpackagedmoduleindicatethatwhentheinputpowerofＲFsignalis－15dBm，thevoltagesensitivityisbetterthan6000mV/mWfrom90GHzto95GHz．Themoduleachievesagoodwide-bandperformance，andthespanoftheoperat

5、ionfrequencycoversfrom86GHto100GHzwhichareextensivelyusedincommonWbandapplications．Inaddition，thischiphasacompactstructure2whichoccupies2×1mm，makingitanidealcandidateforhighdensityＲFfront-endintegration．Keywords:low-noiseamplifier，W-banddetector，wide-banddete

6、ctor，highvoltagesensitivity在毫米波单片集成电路大多采用III－V族化合物引言半导体工艺，无法与传统的二极管工艺兼容，因此不检波器作为一种常用的微波、毫米波器件被广适合将单个二极管检波电路与系统中的其他电路集［1-4］［5-8］［11］泛应用于毫米波成像、毫米波高速通信等系成在一起，在使用过程中大多采用金丝键合的方统中，其主要作用是实现功率的检波及信号的解调。式实现检波电路与系统中的其他组件之间的级联。在电路设计中，实现检波器的方法多种多样，最为简金丝键合将引入额外的损耗和其它一系列寄生

7、效［9］单直接的方法是利用二极管实现，随着工艺技术应，处理不当将影响整个系统性能。此外这种采用［2，4，5-6，10］的进步，不断有场效应管检波器和双极型晶分立电路实现的方法增加了实际使用的难度，也限［1，3，7-8，11］体管检波器被报道。制了系统的集成化、小型化。采用二极管实现检波器虽然简单直接，但是单本文介绍的高灵敏度单片集成W波段功率检个检波器往往不能满足整个系统对检波器灵敏度、波电路包括一个前级低噪声放大器和检波器两部噪声系数等指标的苛刻要求，在实际使用过程中，为分。低噪声放大器可改善该检波电路的噪声特

8、性，了改善系统噪声性能及提高系统的灵敏度，检波器提高检波器的灵敏度，测试结果显示检波器在86～［3-4，6］经常与前级低噪声放大器配合使用。由于现100GHz范围内都具有很好的检波性能，当输入射频*收稿日期:2014-12-17;修回日期:2015-05-26基金项目:上海市科委“科技创新行动”(13511500700)40微波学报2015年12月功率为－15dBm时，在