2014 Fiscal Year Annual Research Report
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26289100
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
本城 和彦 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (90334573)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マイクロ波 / ミリ波 / 電力増幅器 / 線形性 / 高効率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は本研究の基盤となるAlGaN/GaN HEMTおよびInGaP/GaAs HBTを用いた独立バイアス型３段カスコードチップの試作をそれぞれＭＭＩＣプロセスを用いて完了した。 試作した独立バイアス型InGaP/GaAsHBT３段カスコードチップのマイクロ波動作実験により、従来型の３段カスコード構成との電力利得ならびに安定性の比較を行った。この結果当初からシミュレーションで予測されていた通り、独立バイアス型カスコード回路は、従来型の非独立バイアス型に比べて1.5GHz～2.5GHzの周波数に亘って10ｄＢ以上高い最大有能電力(40ｄＢ～45dB)が得られ、アイソレーションに関しても同帯域で23ｄＢ以上改善され‐80dB以下となり、大幅な改善が見られた。今後このような増幅エレメントをドハティ増幅器のキャリア増幅器およびピーク増幅器として用いることの有望性が示された。GaNＨＥＭＴに関しては熱等価回路を含めた大信号モデルパラメータの新しい抽出法を提案に精密なデバイスモデルの構築に成功した。また試作ＧａＮＨＥＭＴした３段カスコードチップに関しては現在評価中であるが、アレイ化カスコードドハティ実現を目指してドハティ増幅器の基本回路構成法に関して検討を行った。この結果四分の一波長インバータを用いない小型ドハティ増幅器を提案しGaNHEMTチップを用いて試作を行い1.67-1.99GHzに亘って6dBの入力電力バックオフ時に60％以上の付加電力効率が得られた。この構成をアレイ化カスコード増幅器に適用すると、寸法を大幅に小型化できる見通しとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
独立バイアス型３段カスコードチップから構成されるコア部MMICの試作を１年前倒し行いHBTチップに関しては、理論予測通りの高利得と高安定性が達成された。GaNEMTの熱等価回路を考慮した高精度大信号モデリングに関しては、新しいパラメータ抽出法を提案して精密なモデル構築が達成された。ドハティ増幅器に関しては１段GaNHEMTを用いた四分の一波長インバータを用いない小型広帯域ドハティ増幅器構成法を提案した。３段カスコードコアチップへの本技術の適用は来年度となるが、以上のようにおおむね順調に研究は進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度には、AlGaN/GaN HEMTとInGaP/GaAs HBTの３段カスコード構成コアチップのひずみ特性、電力効率特性を把握し、これらをベースにしてアレイ化カスコードドハティ増幅器の振る舞いをシミュレーションにより予測し、これをもとに実装基板上に回路を作製してマイクロ波実験を行う。28年度には、アレイ化カスコードドハティ増幅回路の線形化条件を抽出し、増幅器の線形化を行うとともに、一般的なアレイ化カスコードドハティ増幅器の設計理論を構築する。
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| Causes of Carryover |
化合物半導体のファンドリーサービスによるチップ試作費は４５０万円前後と高額なため、平成26年度の一部予算を27年度に繰り越し、合算してチップ試作費に充てる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度半導体チップ試作を依頼予定
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