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硅基半导体功放模块邻道干扰特性优化方法

张立强,  宋贺伦,  吴菲,  茹占强,  张耀辉,  赵景泰

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张立强, 宋贺伦, 吴菲, 茹占强, 张耀辉, 赵景泰. 硅基半导体功放模块邻道干扰特性优化方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 521005-0521005(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0521005
引用本文: 张立强, 宋贺伦, 吴菲, 茹占强, 张耀辉, 赵景泰. 硅基半导体功放模块邻道干扰特性优化方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 521005-0521005(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0521005
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Zhang Liqiang, Song Helun, Wu Fei, Ru Zhanqiang, Zhang Yaohui, Zhao Jingtai. Optimization method of adjacent channel interference characteristics of silicon based semiconductor power amplifier module[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 521005-0521005(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0521005
Citation: Zhang Liqiang, Song Helun, Wu Fei, Ru Zhanqiang, Zhang Yaohui, Zhao Jingtai. Optimization method of adjacent channel interference characteristics of silicon based semiconductor power amplifier module[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 521005-0521005(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0521005
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硅基半导体功放模块邻道干扰特性优化方法

doi: 10.3788/IRLA201948.0521005
  • 1.

    上海大学 材料科学与工程学院,上海 200444;

  • 2.

    中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123

基金项目: 

国家重点研发计划（2016YFE0129400）;中国科学院青年创新促进会（2016290）

详细信息
    作者简介:

    张立强(1992-),男,硕士生,主要从事射频电路设计方面的研究。Email:lqzhang2017@sinano.ac.cn

    通讯作者: 宋贺伦(1980-),男,研究员,硕士生导师,博士,主要从事半导体器件集成及应用方面的研究。Email:hlsong2008@sinano.ac.cn

  • 中图分类号: TN402

Optimization method of adjacent channel interference characteristics of silicon based semiconductor power amplifier module

  • 1.

    College of Materials Science and Engineering,Shanghai University,Shanghai 200444,China;

  • 2.

    Suzhou Insititue of Nano-Tech and Nano-Bionics,Chinese Academy of Sciences,Suzhou 215123,China

  • 摘要: 基于硅基半导体器件的功放模块，由于器件本身物理结构特性引起的功放开关时间以及开关时上升沿、下降沿斜率的控制不当，导致调制邻道功率（Modulation of Adjacent Channel Power，ACP）以及瞬态切换邻道功率（Adjacent channel transient power，ACTP）较差，从而引起邻道干扰。针对硅基半导体器件功放模块在数字对讲机中的应用，创造性地提出了一种新的方法，对功放栅极偏置电路优化，从理论上分析和推导出功放开关时间以及开关时上升沿、下降沿斜率对ACP以及ACTP的影响，并在实际应用中通过适当调节对讲机功放模块栅极偏置电路电容以及串联电阻，实现了功放开关的上升沿以及下降沿斜率调节。实验结果表明：该方法在不影响功放输出功率以及效率的前提下，当信道间隔为12.5 kHz时，ACP-60 dBc，ACTP-50 dBc，有效改善了ACP、ACTP的性能，具有一定的实际意义和应用价值。
    Abstract: For power amplifier module based on silicon based semiconductor devices, due to improper control of the amplifier's switching time and the slope of the rising or falling edges of the switch caused by the device physical structure itself, modulation of adjacent channel power(ACP)and adjacent channel transient power(ACTP) are poor, causing adjacent channel interference. Based on the silicon based semiconductor device power amplifier module in the digital two-way radio application, a new method was proposed creatively to optimize the amplifier gate bias circuit. The influence of the switching time of the amplifier and the slope of the rising and falling edges of the switch on ACP and ACTP was analyzed and deducted in theory. In practical application, the rising edge and the downward slope of the power amplifier switch were adjusted by properly adjusting the capacitance of the bias circuit and the series resistance of the power amplifier module of the two-way radio. The experimental results show that this can effectively improve the performance of ACP and ACTP, when the channel spacing is 12.5 kHz, the ACP and ACTP are less than -60 dBc and-50 dBc without affecting the output power and efficiency of the amplifier, it has certain practical significance and application value.
  • [1] Li Chuanyu, Kong Hui, Tang Yuguo, et al. Aluminum nitride lamb wave piezoelectric resonators based on ultra thin silicon substrates[J]. Optics and Precision Engineering, 2018, 26(2):371-379. (in Chinese)
    [2] Wei Jiatong, Chen Liwei, Liu Zhiyuan, et al. An advanced integrated avalanche photodiode with Si and Ge material[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1):S120002. (in Chinese)
    [3] Hou Fucheng, Song Helun, Zeng Dajie, et al. Optimized combining circuit for 126 W Doherty power amplifier[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4):0420001. (in Chinese)
    [4] Song Cheng, Liu Gang, An Feng. Analysis of the necessity of analog interphone upgrading to digital interphone[J]. Chemical Design Communications, 2016, 42(4):182-182. (in Chinese)
    [5] Luo Qianwen. The arrival of the digitalization of interphone[J]. Mobile Communications, 2010(22):95-96. (in Chinese)
    [6] Zhang Lisen, Xing Dong, Xu Peng, et al. 70 nm gate-length InAs PHEMTs with maximum oscillation frequency of 640 GHz[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7):0720004. (in Chinese)
    [7] Guan Xiaowei, Wu Hao, Dai Daoxin. Silicon hybrid surface plasmonic, nano-optics-waveguide and integration devices[J]. Chinese Optics, 2014, 7(2):181-195. (in Chinese)
    [8] Li Tong, Zhang Meiling, Wang Fei, et al. Fabrication of optical waveguide amplifiers based on bonding-type NaYF4:Er nanoparticles-polymer[J]. Chinese Optics, 2017, 10(2):219-225. (in Chinese)
    [9] Mamatha R Maheshwarappa, Christopher P Bridges. Software defined radios for small Satellites[C]//Adaptive Hardware and Systems (AHS), 2014 NASA/ESA Conf, 2014:172-179.
    [10] Anand L, Kumar N, Kanesan J. Technique to characterise transient behavioural of multistage RF power amplifier for two-way radio applications[J]. Iet Circuits Devices Systems, 2017, 11(4):404-408.
    [11] Alan V Oppenheim. Signals and Systems[M]. Beijing:Publishing House of Electronics Industry, 2007. (in Chinese)
    [12] Dong Mingli, Li Bo, Zhang Fan, et al. Detection of periodic microstructure defect based on optical Fourier transform[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(7):1727-1737. (in Chinese)
    [13] Zhou Xia, Sun Tianjiao, Wang Yingxiang. Research on digital interphone detection method[J]. China Radio, 2014(7):64-66. (in Chinese)
    [14] Luo H, Siek L. An output-capacitor-less low-dropout voltage regulator with high power supply rejection ratio and fast load transient response using boosted-input-transconductance structure[C]//IEEE International Conference on Electron Devices and Solid-State Circuits. IEEE, 2015:447-450.
    [15] Qu X, Zhou Z K, Zhang B. Ultralow-power fast-transient output-capacitor-less low-dropout regulator with advanced adaptive biasing circuit[J]. Circuits Devices Systems Iet, 2015, 9(3):172-180.
  • [1] 张业奇, 王贞福, 李特, 陈琅, 张佳晨, 吴顺华, 刘嘉辰, 杨国文.  双应力交叉步进加速退化试验下大功率半导体激光器寿命预测方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20220592-1-20220592-10. doi: 10.3788/IRLA20220592
    [2] 淡金川, 谭少阳, 王邦国, 肖垚, 邓国亮, 王俊.  波导结构对905 nm隧道结级联半导体激光器的光束质量和功率的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210979-1-20210979-7. doi: 10.3788/IRLA20210979
    [3] 杨涛, 李武森, 陈文建.  新型小功率半导体激光器驱动及温控电路设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210764-1-20210764-8. doi: 10.3788/IRLA20210764
    [4] 吴涛, 庞涛, 汤玉泉, 孙鹏帅, 张志荣, 徐启铭.  半导体激光器驱动电路设计及环路噪声抑制分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190386-1-20190386-10. doi: 10.3788/IRLA20190386
    [5] 季艳慧, 何洋, 万浩华, 孙俊杰, 陈飞.  高功率循环流动型半导体泵浦碱金属蒸汽激光器研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201080-1-20201080-11. doi: 10.3788/IRLA20201080
    [6] 聂志强, 王明培, 孙玉博, 李小宁, 吴迪.  基于韦布尔分布和对数正态分布的高功率半导体激光器寿命估计和失效分析研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 64-71. doi: 10.3788/IRLA201948.S105003
    [7] 辛光泽, 陈东启, 蔡毅, 白廷柱, 王岭雪.  提高半导体激光二极管功率密度的光束整形方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 805010-0805010(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0805010
    [8] 薛梦凡, 彭冬亮, 荣英佼, 申屠晗, 骆吉安, 陈志坤, 刘智惟.  采用实时功率反馈的半导体激光器幅度调制方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 905002-0905002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0905002
    [9] 张龙, 陈建生, 高静, 檀慧明, 武晓东.  大功率半导体激光器驱动电源及温控系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1005003-1005003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1005003
    [10] 米庆改, 王旭葆, 肖荣诗.  高功率半导体激光堆栈双波长合束及聚焦系统 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218003-1218003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1218003
    [11] 彭勃, 张普, 陈天奇, 赵崟岑, 吴的海, 刘晖.  高功率半导体激光器互连界面可靠性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105002-1105002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1105002
    [12] 谢圣文, 杨成奥, 黄书山, 袁野, 邵福会, 张一, 尚金铭, 张宇, 徐应强, 倪海桥, 牛智川.  2 μm GaSb基大功率半导体激光器研究进展 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 503003-0503003(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0503003
    [13] 王立军, 彭航宇, 张俊, 秦莉, 佟存柱.  高功率高亮度半导体激光器合束进展 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 401001-0401001(10). doi: 10.3788/IRLA201746.0401001
    [14] 梁清华, 蒋大钊, 陈洪雷, 丁瑞军.  基于分时共享方案的640×512红外读出电路设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1004001-1004001(8). doi: 10.3788/IRLA201780.1004001
    [15] 侯富诚, 宋贺伦, 曾大杰, 顾滕锋, 张耀辉.  对合成电路优化的126 W Doherty功率放大器 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 420001-0420001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0420001
    [16] 李勇军, 缪新萍, 李轩, 赵尚弘, 李瑞欣, 刘振霞.  星上微波信号光学调制偏置点优化理论及仿真研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2511-2516.
    [17] 陈河, 陈胜平, 侯静, 姜宗福.  1.06μm注入锁定增益开关半导体激光器特性分析与功率放大研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2900-2905.
    [18] 胡晓冬, 徐元飞, 姚建华, 于成松.  大功率半导体直接输出激光加工系统开发 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 1996-2001.
    [19] 徐正文, 曲轶, 王钰智, 高婷, 王鑫.  高功率980nm非对称宽波导半导体激光器设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1094-1098.
    [20] 林桢, 任国斌, 郑斯文, 朱博枫, 彭万敬, 简水生.  基于光纤拉锥及相位调制的可切换多波长掺铒光纤激光器 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3262-3268.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-10
  • 修回日期:  2019-01-20
  • 刊出日期:  2019-05-25

硅基半导体功放模块邻道干扰特性优化方法

doi: 10.3788/IRLA201948.0521005
  • 1. 上海大学 材料科学与工程学院,上海 200444;
  • 2. 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123
    • 作者简介:

    张立强(1992-),男,硕士生,主要从事射频电路设计方面的研究。Email:lqzhang2017@sinano.ac.cn

    通讯作者: 宋贺伦(1980-),男,研究员,硕士生导师,博士,主要从事半导体器件集成及应用方面的研究。Email:hlsong2008@sinano.ac.cn
  • 收稿日期: 2018-12-10
  • 修回日期: 2019-01-20
  • 刊出日期: 2019-05-25
基金项目:

国家重点研发计划（2016YFE0129400）;中国科学院青年创新促进会（2016290）

  • 中图分类号: TN402

摘要: 基于硅基半导体器件的功放模块，由于器件本身物理结构特性引起的功放开关时间以及开关时上升沿、下降沿斜率的控制不当，导致调制邻道功率（Modulation of Adjacent Channel Power，ACP）以及瞬态切换邻道功率（Adjacent channel transient power，ACTP）较差，从而引起邻道干扰。针对硅基半导体器件功放模块在数字对讲机中的应用，创造性地提出了一种新的方法，对功放栅极偏置电路优化，从理论上分析和推导出功放开关时间以及开关时上升沿、下降沿斜率对ACP以及ACTP的影响，并在实际应用中通过适当调节对讲机功放模块栅极偏置电路电容以及串联电阻，实现了功放开关的上升沿以及下降沿斜率调节。实验结果表明：该方法在不影响功放输出功率以及效率的前提下，当信道间隔为12.5 kHz时，ACP-60 dBc，ACTP-50 dBc，有效改善了ACP、ACTP的性能，具有一定的实际意义和应用价值。

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