Разработка методов стабилизации параметров усилителей СВЧ в условиях воздействия дестабилизирующих технологических факторов

• Автор: Сафронов, Валерий Егорович
• Шифр специальности: 05.12.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8 ЕЕ Постановка задачи
1.2. Временной и гармонический анализ напряжений
и токов СВЧ транзистора
1.3. Использование балансных схем при создании
СВЧ усилителей
Выводы к главе 1. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
МИКРОПОЛОСКОВЫХ СТРУКТУР СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ
2.1. Технологическая оптимизация введением
компенсирующих элементов
2.2. Технологическая оптимизация выбором номиналов
параметров микрополосковых структур СВЧ транзисторных усилителей
2.3. Принцип действия и достоинства применения обратной связи, регулируемой
погрешностью (ОСРП)
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНЫХ И ПАССИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СВЧ УСИЛИТЕЛЯ
3.1. Исследование статистических характеристик биполярных СВЧ транзисторов
по их эквивалентной схеме
3.2. Исследование статистических характеристик
СВЧ усилителей

3.3. Разработка и исследование свойств элемента

обратной связи линейных транзисторных усилителей СВЧ
3.4. Исследование статистических характеристик СВЧ усилителей с обратной связью, регулируемой погрешностью
Выводы к главе 3
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложения

Одной из актуальных проблем современной микроэлектроники является разумное сочетание точностных параметров изделий со стоимостью. Традиционно задача повышения точности микроэлектронных устройств решалась путем ужесточения допусков на геометрические и электрофизические параметры их элементов. Недостаток такого подхода очевиден - резкое повышение трудоемкости изготовления и стоимости изделий. При производстве полупроводниковых СВЧ транзисторов разброс их параметров может достигать 100-200%, что вызывает разброс параметров усилителей и изменение характеристик устройств, в которых будут работать усилители, собранные на этих транзисторах. А если количество таких усилителей в устройстве велико, и возможность подстройки таких усилителей либо затруднена, либо вообще невозможна, то задача стабилизации выходных параметров усилителей становится весьма актуальной. В качестве примера такого устройства, можно привести активные фазированные антенные решетки (АФАР), где количество усилителей может достигать 10.000 и более, и желательно иметь идентичные выходные параметры каждого из них. В настоящей работе для стабилизации выходных параметров линейных транзисторных СВЧ усилителей предлагается введение в усилитель обратной связи, регулируемой погрешностью [33,36,39,50].
Данная работа посвящается решению задачи повышения серийнопригод-ности микроэлектронных устройств. Это возможно лишь при комплексном рассмотрении схемотехнических, конструкторских и технологических вопросов проектирования.
Существующая теория проектирования топологии СВЧ усилителей предусматривает синтез их номинальных параметров по критерию совпадения номинальных значений электрических характеристик с требуемыми значениями и последующий точностной анализ полученных результатов. Так получают номинальные значения и допуски на первичные (конструкционные) параметры элементов. При этом игнорируется тот факт, что допуск, рассчитанный конст-

цессе производства, для которых вероятность нахождения волнового сопротивления Ъ в необходимых пределах будет наибольшей.
Пусть задана некоторая область допустимых значений Zo, равноценная во всех точках. Воспользуемся приведенным выше выражением для плотности распределения вероятности ¥1^0) и вычислим вероятность нахождения волнового сопротивления Zo в области допустимых значений при погрешности у и Ь, характерной для данного технологического процесса:
где В - область допустимых значений wиh.
Для решения нашей задачи необходимо найти такой вектор М0(2,) 6 В, для которого вероятность найденная по формуле (2.11), была бы максимальной. Так как переменные ший, определяющие область В независимы, то выражение (2.11) можно записать в виде:
Чтобы определить оптимальные номинальные значения wиh возьмем частные производные от этой формулы и приравняем их к нулю:
При этом необходимо учитывать, что при технологической оптимизации МПЛ выбор подложки определяет такие параметры функции распределения плотности вероятности ¥(1г) как математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение. При стабильном и устойчивом технологическом процессе изготовления топологии, не подлежащем изменении, определено и фиксирова-

(2.11)

шах VI
шах Д

(2.12)
тл-П ю
т1п Д

(2.13)
тах V/ тах Ь
тл.п V/ тл.п Ь