<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mireabulletin</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Russian Technological Journal</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Russian Technological Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2782-3210</issn><issn pub-type="epub">2500-316X</issn><publisher><publisher-name>RTU MIREA</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32362/2500-316X-2016-4-4-42-53</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mireabulletin-30</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>МОНОЛИТНАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА МАЛОШУМЯЩЕГО УСИЛИТЕЛЯ НА НИТРИДЕ ГАЛЛИЯ ДЛЯ ДИАПАЗОНА 57-64 ГГц</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT OF GаN LOW-NOISE AMPLIFIER FOR 57-64 GHz BANDWIDTH</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Крапухин</surname><given-names>Д. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Krapukhin</surname><given-names>D. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">d.krapukhin@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мальцев</surname><given-names>П. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Maltsev</surname><given-names>P. P.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский технологический университет (МИРЭА), Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники ИСВЧПЭ РАН)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Technological University (MIREA), Institute of Ultra High Frequency Semiconductor Electronics (IUHFSE RAS)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2016</year></pub-date><volume>4</volume><issue>4</issue><fpage>42</fpage><lpage>53</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Крапухин Д.В., Мальцев П.П., 2016</copyright-statement><copyright-year>2016</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Крапухин Д.В., Мальцев П.П.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Krapukhin D.V., Maltsev P.P.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/30">https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/30</self-uri><abstract><p>Статья посвящена разработке малошумящего усилителя для диапазона 57-64 ГГц на гетероструктуре нитрида галлия. В ней рассмотрены уже существующие коммерческие разработки в области малошумящих усилителей диапазона 60 ГГц, определены средние характеристики усилителей данного диапазона. Выполнены измерения тестовых HEMT-транзисторов на нитриде галлия, на основании которых созданы модели транзисторов - модель Fujii и модель Поспешальского. Спроектирована принципиальная схема усилителя, состоящая из 4-х каскадов, и выполнен полный электродинамический расчет топологии в САПР ADS. Измерения изготовленного образца продемонстрировали работоспособность в требуемом диапазоне частот (коэффициент усиления более 16 дБ, коэффициент шума менее 6.5 дБ), хорошее соответствие результатов расчетов и измерений. Описан технологический этап формирования сквозных отверстий, обеспечивающих общую заземляющую плоскость элементов схемы.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article describes the development of a low-noise amplifier for the 57-64 GHz band based on a wide-gap semiconductor - gallium nitride. We analyze existing commercial developments in the area of low-noise amplifiers for the 60 GHz band, which are based mainly on gallium arsenide. At the initial stage we developed test HEMT-transistors on the basis of which we created the transistor models - Fujii model and Pospieszalski model. On the basis of the developed models we designed an amplifier schematic circuit consisting of 4 cascades. Based on the schematic circuit, we designed a topology of a monolithic integrated circuit in the ADS CAD, and made a complete electrodynamic calculation of the topology, which showed reachability of the required characteristics in the frequency range 57-64 GHz. Conducted measurements of a manufactured sample showed the fulfillment requirements of the range and a good agreement with the calculations. One of the features of the technology of the developed amplifier is the step of forming of electrical connections - through holes, which provide a common grounding plane of the circuit.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>монолитная интегральная схема</kwd><kwd>миллиметровый диапазон</kwd><kwd>малошумящий усилитель</kwd><kwd>коэффициент шума</kwd><kwd>наногетероструктура AlGaN/GaN</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>HEMT-транзистор</kwd><kwd>monolithic integrated circuit</kwd><kwd>millimeter wave</kwd><kwd>low-noise amplifier</kwd><kwd>HEMT</kwd><kwd>noise figure</kwd><kwd>AlGaN/GaN heterostructure</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">TriQuint, TGA4600, 60GHz Low Noise Amplifier, Product Datasheet. URL: http:// www.triquint.com/products/p/TGA4600 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">TriQuint, TGA4600, 60GHz Low Noise Amplifier, Product Datasheet. URL: http:// www.triquint.com/products/p/TGA4600 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sumitomo Electric Device Innovations Inc., FMM5716X, 60GHz Low Noise Amplifier, Product Datasheet. URL: http://www.sedi.co.jp/data.jsp?version=en&amp;database=wireless&amp;id=6 634&amp;class=01020400 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sumitomo Electric Device Innovations Inc., FMM5716X, 60GHz Low Noise Amplifier, Product Datasheet. URL: http://www.sedi.co.jp/data.jsp?version=en&amp;database=wireless&amp;id=6 634&amp;class=01020400 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">United Monolithic Semiconductors, CHA2159, 55-65GHz Low Noise / Medium Power Amplifier, Product Datasheet. URL: http://www.ums-gaas.com/all-products-selection-guide. php (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">United Monolithic Semiconductors, CHA2159, 55-65GHz Low Noise / Medium Power Amplifier, Product Datasheet. URL: http://www.ums-gaas.com/all-products-selection-guide. php (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">United Monolithic Semiconductors, CHA2157, 55-60GHz Low Noise / Medium Power Amplifier, Product Datasheet. URL: http://www.ums-gaas.com/all-products-selection-guide. php (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">United Monolithic Semiconductors, CHA2157, 55-60GHz Low Noise / Medium Power Amplifier, Product Datasheet. URL: http://www.ums-gaas.com/all-products-selection-guide. php (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Microsemi Corporation, MMA034AA; MMA035AA; MMA036AA, MMIC Selection Guide, Product Datasheet. URL: http://www.microsemi.com/products/mmic/low-noise- amplifiers (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Microsemi Corporation, MMA034AA; MMA035AA; MMA036AA, MMIC Selection Guide, Product Datasheet. URL: http://www.microsemi.com/products/mmic/low-noise- amplifiers (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Analog Devices, Inc., HMC-ALH382, GaAs HEMT LOW NOISE, Product Datasheet. URL: http://www.analog.com/en/products/amplifiers/rf-amplifiers/hmc-alh382-die.html (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Analog Devices, Inc., HMC-ALH382, GaAs HEMT LOW NOISE, Product Datasheet. URL: http://www.analog.com/en/products/amplifiers/rf-amplifiers/hmc-alh382-die.html (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">RF-LAMBDA, R50G69GSA, Low Noise Amplifier 50-69GHz NF:3.8dB, Product Datasheet. URL: http://www.rflambda.com/product_list.jsp?catalog=67 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">RF-LAMBDA, R50G69GSA, Low Noise Amplifier 50-69GHz NF:3.8dB, Product Datasheet. URL: http://www.rflambda.com/product_list.jsp?catalog=67 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">RF-LAMBDA, R50G69GSB, Low Noise Amplifier 50-69GHz, Product Datasheet. URL: http://www.rflambda.com/product_list.jsp?catalog=67 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">RF-LAMBDA, R50G69GSB, Low Noise Amplifier 50-69GHz, Product Datasheet. URL: http://www.rflambda.com/product_list.jsp?catalog=67 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">RF-LAMBDA, R50G69GSC, Low Noise Amplifier 50-69GHz NF:3.8dB, Product Datasheet. URL: http://www.rflambda.com/product_list.jsp?catalog=67 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">RF-LAMBDA, R50G69GSC, Low Noise Amplifier 50-69GHz NF:3.8dB, Product Datasheet. URL: http://www.rflambda.com/product_list.jsp?catalog=67 (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ducommun Incorporated, ALN-61086015; ALN-61086030, Low Noise Amplifier, Product Datasheet. URL: http://www.ducommun.com/engineeredsolutions/millimeterwave/ amplifiers.aspx (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ducommun Incorporated, ALN-61086015; ALN-61086030, Low Noise Amplifier, Product Datasheet. URL: http://www.ducommun.com/engineeredsolutions/millimeterwave/ amplifiers.aspx (дата обращения 01.05.2016)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мальцев П.П., Матвеенко О.С., Федоров Ю.В., Гнатюк Д.Л., Крапухин Д.В., Зуев А.В., Бунегина С.Л. Монолитная интегральная схема усилителя со встроенной антенной для пятимиллиметрового диапазона длин волн // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2014. № 4 (108). С. 73-76.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Мальцев П.П., Матвеенко О.С., Федоров Ю.В., Гнатюк Д.Л., Крапухин Д.В., Зуев А.В., Бунегина С.Л. Монолитная интегральная схема усилителя со встроенной антенной для пятимиллиметрового диапазона длин волн // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2014. № 4 (108). С. 73-76.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Крапухин Д.В., Федоров Ю.В., Гнатюк Д.Л., Матвеенко О.С., Зуев А.В. Модели- рование и проектирование монолитной интегральной схемы малошумящего усилителя со встроенной антенной для диапазона 57-64 ГГц // Фундаментальные проблемы ради- оэлектронного приборостроения. 2015. Т. 15. № 4. С. 49-52.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Крапухин Д.В., Федоров Ю.В., Гнатюк Д.Л., Матвеенко О.С., Зуев А.В. Модели- рование и проектирование монолитной интегральной схемы малошумящего усилителя со встроенной антенной для диапазона 57-64 ГГц // Фундаментальные проблемы ради- оэлектронного приборостроения. 2015. Т. 15. № 4. С. 49-52.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Федоров Ю.В., Мальцев П.П., Матвеенко О.С., Гнатюк Д.Л., Крапухин Д.В., Путинцев Б.Г., Павлов А.Ю., Зуев А.В. МИС усилителей со встроенными антеннами СВЧ-диапазона на наногетероструктурах // Наноиндустрия. 2015. № 3. С. 44-51.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Федоров Ю.В., Мальцев П.П., Матвеенко О.С., Гнатюк Д.Л., Крапухин Д.В., Путинцев Б.Г., Павлов А.Ю., Зуев А.В. МИС усилителей со встроенными антеннами СВЧ-диапазона на наногетероструктурах // Наноиндустрия. 2015. № 3. С. 44-51.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Федоров Ю.В., Михайлович С.В. Влияние параметров наногетероструктур и тех- нологии изготовления на шумовые свойства AlGaN/GaN HEMT // Нано- и микросистем- ная техника. 2014. № 10. С. 12-17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Федоров Ю.В., Михайлович С.В. Влияние параметров наногетероструктур и тех- нологии изготовления на шумовые свойства AlGaN/GaN HEMT // Нано- и микросистем- ная техника. 2014. № 10. С. 12-17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Галиев Р.Р., Гнатюк Д.Л., Зуев А.В., Крапухин Д.В., Майтама М.В., Матвеенко О.С., Михайлович С.В., Федоров Ю.В, Щербакова М.Ю. Нитридные технологии для ос- воения миллиметрового диапазона длин волн // Нано- и микросистемная техника. 2015. № 2. С. 21-32.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Галиев Р.Р., Гнатюк Д.Л., Зуев А.В., Крапухин Д.В., Майтама М.В., Матвеенко О.С., Михайлович С.В., Федоров Ю.В, Щербакова М.Ю. Нитридные технологии для ос- воения миллиметрового диапазона длин волн // Нано- и микросистемная техника. 2015. № 2. С. 21-32.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
