Математическая модель мощных СВЧ полевых транзисторов для систем автоматизированного проектирования электронных устройств в многочастотных режимах

• Автор: Гурьянов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 138 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Разработка математической модели мощных СВЧ ПТШ

с учетом эффекта саморазогрева

1.1. Математические модели ПТШ для анализа многочастотных

режимов работы СВЧ устройств

1.1.1. Эквивалентные схемы

1.1.2. Нелинейные модели источника тока стока.

1.2. Математическая модель ПТ И с учетом эффекта саморазогрева.

1.2.1. Нелинейная модель 1ТШ для анализа интермодуляционных искажений высоких порядков

1.2.2. Анализ влияния температуры на физические параметры

1.2.3. Моделирование саморазогрева канала.
1.2.4. Учет в модели НИИ пробоя стока и влияния буферного
1.3. Выводы.
Глава 2. Моделирование статических и высокочастотных
характеристик ПТШ с учетом эффекта саморазогрева
2.1. Моделирование ПТ с учетом эффекта саморазогрева в системе
автоматизированного проектирования электронных . устройств ОгСА 9.0
2.2. Моделирование выходных характеристик ПТШ с учетом эффекта
саморазогрева.
2.2.1. Идентификация элементов тепловой подсхемы
2.2.2. Идентификация параметров нелинейного источника тока
2.2.3. Моделирование характеристик интегрального ПТШ
с учетом эффекта саморазогрева.
2.3. Моделирование высокочастотных характеристик ПТШ.
2.4. Выводы.
Глава 3. Исследование влияния эффекта саморазогрева ПТШ на
характеристики усилителей мощности
3.1. Исследование влияния эффекта саморазогрева ПТШ
на характеристики узкополосного усилителя с реактивными
цепями согласования.
3.1.1. Анализ влияния эффекта саморазорева на малосигнальные характеристики узкополосного усилителя
3.1.2. Анализ влияния эффекта саморазогрева при одночастотном
и многочастотном воздействии большого сигнала.
3.2. Исследование влияния эффекта саморазогрева ПТШ
на характеристики УБВI
3.2.1. Анализ влияния эффекта саморазорева на малосигнальные характеристики УБВ
3.1.2. Анализ влияния эффекта саморазогрева при одночастотном
и многочастотном воздействии большого сигнала.
3.3. Выводы.
Заключение
Список использованных источников


Достоверность теоретических результатов обеспечивается фундаментальностью исходных уравнений и законов, используемых для построения математических моделей, корректностью упрощающих допущений и соответствием результатов расчета эксперименту, а там, где это возможно, данным, полученным другими авторами. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена применением современной стандартной измерительной аппаратуры. Министерства образования РФ, хоздоговорной НИР х/д 5, выполненной по заказу Ф1 У «НГШ «Алмаз». Математическая модель мощных ПТШ, в которой для описания нелинейной зависимости тока стока от напряжения на затворе используется полином 7-го порядка и учтено влияние выделяемой в канале мощности на параметры модели, позволяет адекватно моделировать нелинейные режимы усиления и преобразования сигналов с учетом возбуждения высших гармонических и комбинационных колебаний до 5-го порядка включительно. Метод экспериментального определения теплового сопротивления ПТШ, основанный на измерениях выходных характеристик транзистора на постоянном токе при двух значениях температуры его основания. Методика идентификации параметров модели ПТШ, обеспечивающая определение параметров с точностью, достаточной для адекватного описания статических и высокочастотных характеристик транзистора. УБВ при одночастотном и двух частотном входных сигналах. Основные научные результаты и положения диссертационной работы докладывались па следующих конференциях и семинарах: Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронною приборостроения» (Саратов, , ), Поволжской научно-технической конференции «Электротехнология на рубеже веков» (Саратов, ), 6-м семинаре-конференции IEEE MTT/ED/AP/CPMT Saratov-Penza Chapter Workshop «Машинное проектирование в прикладной электродинамике и электронике» (Саратов, ), научно-технической конференции ФГУП «НИИ «Алмаз» «Электронные приборы и устройства СВЧ» (Саратов, , ), научно-технической конференции ФГУП «ПИП «Контакт» «Электронные приборы и устройства нового поколения: задачи и перспективы» (г. Саратов, , ), а также на научных семинарах кафедры «Электротехника и электроника» СГТУ. Глава 1. Для анализа усиления сложного многочастотного сигнала к математической модели транзистора предъявляются дополнительные требования. Ап =|Ап|е"в - комплексные амплитуды ряда Фурье [1]. При воздействии нескольких гармонических сигналов с различными частотами выходной спектр в общем случае образуется бесконечной совокупностью комбинационных частот, представляющих собой интермодуляционные искажения (ИМИ). Поэтому для анализа многочастотных режимов работы необходима математическая модель активного устройства, адекватно описывающая как колебания, соответствующие входному сигналу, так и комбинационные составляющие спектра. Амплитуды комбинационных составляющих в выходном сигнале зависят от амплитуд сигналов на входе, что ведет к возникновению перекрестной модуляции (кроссмодуляция), т. АМ-ФМ преобразования и т. Для оценки радиотехнических устройств применяют двух-, трех-, и четырехчастотные тест-сигналы. При этом анализируются в основном уровни комбинационных составляющих 3-го и 5-го порядков. Л„ 2 (сОУ СГ + Ср2 ). Приложенное напряжение содержит два гармонических колебания с различными частотами оц и еь, при этом амплитуды колебаний равны СООТВеТСТВеННО иті И ,))2 [2]. Среди различных типов математических моделей ПТШ наиболее просто включаются в современные программы схемотехнического проектирования модели в виде эквивалентных схем. Они представляют собой электрическую схему, состоящую из идеальных сосредоточенных линейных и нелинейных элементов. Точность и области применения таких моделей определяются правильным выбором топологии эквивалентной схемы, а также параметров и характеристик составляющих ее элементов. В свою очередь, топология эквивалентной схемы и элементный состав определяются на основе анализа физических процессов в транзисторе путем выделения характерных областей, обладающих определенными электрическими свойствами, которые можно описать с помощью эквивалентных электрических элементов и их комбинаций. ПТШ. Шотки [3]. Такой транзистор изготавливается на полуизолирующей подложке из арсенида галлия.