Optimiertes Design von Mikrowellen-Leistungstransistoren und Verstärkern im X-Band

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung einer neuartigen Transistor-Peripherie für Mikrowellen-Leistungstransistoren und den Entwurf von monolithischen Gallium-Arsenid- (GaAs-) und Gallium-Nitrid- (GaN-) Leistungsverstärkern im X-Band (8-12 GHz). Die neuartige Peripherie der Leistungstransistoren führt zu einer gleichmäßigeren Aussteuerung der einzelnen Transistorzellen. Hieraus resultiert eine höhere Verstärkung und Effizienz sowie eine bessere Linearität, insbesondere im Frequenzbereich oberhalb von 10 GHz. Diese Verbesserung der Transistoreigenschaften kann bei linearen Verstärkern und bei Schaltverstärkern genutzt werden, sowohl bei Verwendung von Koplanar- als auch von Mikrostreifen-Technologie. Die hier vorgestellten Leistungsverstärker erreichen eine Ausgangsleistung von bis zu 16 W im X-Band bei einer Chipfläche von nur 2,2 mm x 3,3 mm, was einen internationalen Rekord in Bezug auf die Leistung pro Chipfläche darstellt. Derartige Verstärker erlauben eine kompaktere Gestaltung und ein geringeres Gewicht vieler Mikrowellen-Systeme, wie beispielsweise weltraumgestützter Kommunikationseinrichtungen. Ebenso sind mit diesen Verstärkern neue Systemkonzepte, wie etwa Active Phased Arrays für luftgestützte RADAR-Anlagen, leichter oder erstmals realisierbar. von Klockenhoff, Harald