[問題]功率放大電晶體小訊號與大訊號

看板comm_and_RF作者 (Laikang)時間4年前 (2019/07/06 22:27), 4年前編輯推噓7(7推 0噓 20→)
留言27則, 1人參與, 4年前最新討論串1/3 (看更多)
小弟為剛跨入射頻領域的新手， 目前在看功率電晶體元件(HEMT)相關paper的時候， 在解讀數據上有些問題，希望版上的大大能幫忙解惑。 在觀念不足敘述可能胡言亂語，還請大大能包容。 通常在RF的數據都會包含小訊號跟大訊號 小訊號主要是有 ft, fmax 大訊號則是 Pout, PAE, Gp 都是on wafer量測下的結果 (如下示意圖) https://imgur.com/a/2wrf3Hw 問題如下： （１）據我所知on wafer的元件只有設計GSG pad 並沒有做任何的阻抗匹配 在小訊號量測的時候直接下針量測到S參數 然而經由量測到的S參數經由ADS轉換得到的fmax (MAG/MSG @0dB) 據我查資料得到MAG/MAG是在conjugate matching的結果 為什麼元件沒有做量測的阻抗匹配 卻能得到有conjugate matching (MAG/MSG)的結果呢?? 另外，這個conjugate matching應該不是跟網儀的50歐姆做匹配吧?? （２）小訊號量測會額外像大訊號一樣使用tuner做阻抗匹配量測嗎?? 若是這樣量測得到的S參數應該會不同吧?? 那ft(H21=0dB)和fmax(MAG/MSG=0dB)是否也會改變呢?? 改變的結果跟元件de-embedded後的結果有關係嗎? （３）大訊號的量測是透過Load-pull system 因此是有透過tuner做input&output的阻抗匹配 那當我在大訊號定在10 GHz的數據中(如示意圖上黃色的數字) 假設我的Pin為-15dBm 對應到的Gp為20dB 那又假設恰好在小訊號量測的時候恰好也提供-15dBm的功率 請問此時在小訊號上10 GHz是否也是對應到MAG/MSG=20dB ??? （４）若問題(3)成立，那我量測到小訊號的MAG/MSG 可以說是能先透過小訊號預估在大訊號不同頻率下的特性(Gp)嗎? 以上幾個問題，還請版上大大能不吝指教!! -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.170.157.94 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/comm_and_RF/M.1562423264.A.3A4.html ※ 編輯: p94107 (1.170.157.94 臺灣), 07/06/2019 22:29:13 ※ 編輯: p94107 (1.170.157.94 臺灣), 07/06/2019 22:30:25
推
07/07 01:20, 4年前 , 1F
(1) 有sp檔就可以算MSG/MAG，是跟input
07/07 01:20, 1F
→
07/07 01:20, 4年前 , 2F
和output impedance做conjugate
07/07 01:20, 2F
因為從未阻抗匹配的S參數，能間接得到理想的conjugate是多少，再透過ADS輔助計算得到說 在conjugate下，最為理想的power gain曲線 (MAG/MSG)是多少是嗎?
推
07/07 01:23, 4年前 , 3F
(3) 如果把source, load 換成理想的共
07/07 01:23, 3F
→
07/07 01:23, 4年前 , 4F
軛阻抗，才有可能，不然實際matching電
07/07 01:23, 4F
→
07/07 01:23, 4年前 , 5F
路必有loss，小訊號S21不可能等於MSG/M
07/07 01:23, 5F
→
07/07 01:23, 4年前 , 6F
AG
07/07 01:23, 6F
這部分的意思是說在小訊號得到的MAG/MSG只能理想的估計power gain，但是在load-pull tune過的並不能達到理想的power gain (可能因為tuner的限制或是matching電路的loss)
→
07/07 01:25, 4年前 , 7F
(4) MSG/MAG只用於提供小訊號最大增益
07/07 01:25, 7F
→
07/07 01:25, 4年前 , 8F
的資訊，跟大訊號無關
07/07 01:25, 8F
這邊的意思是說小訊號的MAG/MSG 是推測此電晶體在線性下，最為理想的conjugate後 最大增益的資訊 即使大訊號輸入的Pin很小(趨於線性行為??)，也會因為上述所提到的matching電路loss 而沒辦法拿小訊號的行為來做預估大訊號 那小訊號得到(ft,fmax)的資訊，不就只能當成一個FOM的指標嗎? ※ 編輯: p94107 (114.33.97.77 臺灣), 07/07/2019 09:38:25 ※ 編輯: p94107 (114.33.97.77 臺灣), 07/07/2019 09:51:28
推
07/07 22:38, 4年前 , 9F
先回答(4): pin很小是小訊號，pin很大
07/07 22:38, 9F
→
07/07 22:38, 4年前 , 10F
是大訊號。大訊號gain會掉，因為是非線
07/07 22:38, 10F
→
07/07 22:38, 4年前 , 11F
性，電晶體的寄生容值發生改變。S參數
07/07 22:38, 11F
→
07/07 22:38, 4年前 , 12F
以及用S參數推導出來的東西（MSG/MAG)
07/07 22:38, 12F
→
07/07 22:38, 4年前 , 13F
全部都是小訊號參數
07/07 22:38, 13F
推
07/07 22:40, 4年前 , 14F
本來就不能預估大訊號，不然還需要設計
07/07 22:40, 14F
→
07/07 22:40, 4年前 , 15F
PA嗎？用小訊號conjugate matching就好
07/07 22:40, 15F
推
07/07 22:42, 4年前 , 16F
ft/fmax本來就是評估電晶體最高操作頻
07/07 22:42, 16F
→
07/07 22:42, 4年前 , 17F
率用的，不同bias情況下會不一樣。不
07/07 22:42, 17F
→
07/07 22:42, 4年前 , 18F
算是FOM，FOM通常要把功耗也考慮進去
07/07 22:42, 18F
推
07/07 22:45, 4年前 , 19F
（1)去看一下Zin, Gamma_in, S參數的
07/07 22:45, 19F
→
07/07 22:45, 4年前 , 20F
公式吧，ADS會幫你算出來，也可以點hel
07/07 22:45, 20F
→
07/07 22:45, 4年前 , 21F
p起來看怎麼計算MAG
07/07 22:45, 21F
推
07/07 22:48, 4年前 , 22F
(3)paper的意思可能是在量測的時候去
07/07 22:48, 22F
→
07/07 22:48, 4年前 , 23F
調輸出跟輸入阻抗，找到剛好兩邊都共軛
07/07 22:48, 23F
→
07/07 22:48, 4年前 , 24F
匹配的點，然後去量大訊號吧。沒有loss
07/07 22:48, 24F
→
07/07 22:48, 4年前 , 25F
的問題，因為量測會K掉
07/07 22:48, 25F
→
07/07 22:49, 4年前 , 26F
不過我不太清楚，因為這邊load-pull不
07/07 22:49, 26F
→
07/07 22:49, 4年前 , 27F
是用來設計PA，我不熟
07/07 22:49, 27F
‣ 更多 p94107 的文章
文章代碼(AID): #1T8A_WEa (comm_and_RF)
討論串 (同標題文章)
以下文章回應了本文 (最舊先)：
完整討論串 (本文為第 1 之 3 篇)：
排序： 最舊先 | 最新先 | 留言數
在新視窗開啟完整討論串 (共3篇)
‣ 更多 p94107 的文章
文章代碼(AID): #1T8A_WEa (comm_and_RF)