Konzepte für breitbandige, effiziente Leistungsverstärker im Millimeterwellenbereich basierend auf verteilten aktiven Transformatoren

• Antragsteller: Dr. Arnulf Leuther, seit 3/2012; Professor Dr.-Ing. Thomas Zwick
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 201090199

Die Leistungsfähigkeit von „single-chip radios“ im Millimeterwellenbereich hängt maßgeblich von den Eigenschaften der verwendeten Leistungsverstärker ab. Die im Millimeterwellenbereich als Monolithic-Millimeterwave-Integrated-Circuit (MMIC) ausgeführten Leistungsverstärker sind bisher allerdings durch mehrere Faktoren in der maximalen Ausgangsleistung begrenzt. Da die eingesetzten Transisto-ren sehr geringe Durchbruchspannungen besitzen, kann die Ausgangsleistung nur über hohe Aus-gangsströme erreicht werden. Hierzu werden relativ große Transistoren eingesetzt, die sehr kleine Quell- und Lastimpedanzen an ihren Ein- und Ausgängen benötigen. Werden hierfür wie bisher LC-Netzwerke verwendet, so sind es vor allem die Verluste in den Eingangs- und Ausgangs-, Anpass- und Verteilnetzwerken, die eine Steigerung der Ausgangsleistung begrenzen. Außerdem führen die langen Transformationswege zu schmalbandigem Verstärkerverhalten. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens besteht darin, auf der Basis verteilter aktiver Transformatoren (DAT) in den Verteil- und Anpassnetzwerken des Leistungsverstärkers, die Verluste innerhalb eines monolithisch integrierten Leistungsverstärkers bei Frequenzen oberhalb von 100 GHz zu reduzieren und breitbandiges Verhalten bei Leistungsverstärkern zu ermöglichen. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung von Designtools (voll parametrisierbarer Modelle von DAT Einheitszellen) zum Entwurf DAT basierter Leistungsverstärker.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ingmar Kallfass, bis 3/2012