Создание мощных СВЧ усилителей на полевых транзисторах на основе разработанных экспериментально - расчетных методик

• Автор: Пчелин, Виктор Андреевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Фрязино
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Оглавление
Ведение

ГЛАВА 1. Нелинейные модели полевых транзисторов

1.1 Автоматизированная методика построения нелинейных моделей

1.2 Методика построения нелинейных моделей транзисторов с субмикронным затвором ФГУП 1ПП ИСТОК
1.3 Сравнение различных типов нелинейных моделей ГЛАВА.2. Амплитудные методы измерения характеристик полевых

СВЧ транзисторов

2.1 Амплитудный метод определения импедансов транзистора

2.2 Метод получения 8 параметров четырехполюсников на СВЧ с использованием амплитудных измерений амплитуды проходящей и отражнной волны

ГЛАВА 3. Усилители мощности на сосредоточенных элементах

3.1 Методика определения электрических характеристик транзистора и

параметров согласующих цепей на сосредоточенных элементах с помощью слепков
3.2. Согласующеесуммирующие цепи на сосредоточенных элементах
3.3 Разработка ваттного внутрисогласованного транзистора
Б диапазона
ГЛАВА 4. Усилители мощности и ВСТ 8, С, X, Ки диапазонов
4.1 Усилители мощности и ВСТ для АФАР Xдиапазона
4.2 Разработка ВСТ Б, С, X, Ки диапазонов
4.2.1. Разработка ВСТ С диапазона
4.2.2. Разработка ВСТ X диапазона
4.2.3. Разработка ВСТ Ки диапазона
4.3 Импульсный усилитель мощности Ки диапазона
4.4 Балочные выводы для транзистора Заключение
Литература


Совместное использование сосредоточенных элементов и балочных выводов приводит к уменьшению габаритов, улучшению выходных характеристик, повышению надежности и упрощению сборки усилителей мощности L -(1 - 2 ГГц) и S (2 - 4 ГГц)- диапазона с большим количеством транзисторов. Учет поперечных фазовых набегов позволяет проектировать для Ки- диапазона ( - ГГц) согласующие цепи с минимальным количеством звеньев без схемы деления мощности для транзисторов с большими поперечными размерами. Практическая ценность работы. Разработаны оперативные методики определения СВЧ параметров мощных полевых транзисторов, предложен метод улучшения характеристик и уменьшения размеров УМ и разработаны твердотельные усилители мощности для ЛФАР в области частот: L-, S-, С- (4 - 8 ГГц), X- (8 - ГГц) части диапазона длин волн, первые отечественные ВСТ S-, X-, Ки- диапазона, мощный импульсный усилитель Ки-диапазона, передающий канал для радиорелейных линий связи (PPC) Ки- диапазона. Апробация результатов работы. Результаты работы опубликованы в материалах международных и российских конференций «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», «КрыМикО» - сентября г. МИРЭА, г. Москва, « отраслевой координационный семинар по СВЧ технике», 5-8 сентября г. Хахалы, Нижегородской обл. Освоено мелкосерийное производство октавных усилителей мощности для АФАР Ь - и Б - диапазонов. Проводились поставки УМ для АФАР 8-, С- и X- диапазонов, а также получены опытные образцы Вт усилителей Ки - диапазона и ВСТ мощностью 5. Вт, Б-, С-, Х-, Ки- диапазонов. Публикации. По материалам работы автором опубликовано печатных работ, получены 2 патента РФ. Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы. Работа выполнена на 8 страницах текста, содержит рисунков, 4 таблицы и список литературы из наименований. Содержание и результаты работы. Во введении дано обоснование актуальности темы работы, определены цели и задачи исследований, перечислены основные результаты, выводы и рекомендации, научные положения, выносимые на защиту. Обоснована практическая значимость работы. Первая глава включает в себя краткий обзор современных методик построения нелинейных моделей мощных СВЧ транзисторов, их достоинства и недостатки. В разделе 1. СВЧ транзисторов средней мощности, в которой использовались векторный анализатор цепей, управляемый от персонального компьютера блок установки статических и импульсных режимов питания транзистора. Установка управляется компьютером, позволяющим в едином цикле провести весь комплекс необходимых измерений, обработать результаты с аппроксимацией нелинейных параметров формулами модели Матерки - Каспрчака и сформировать библиотечную модель транзистора. В процессе работы имелась возможность визуального контроля измерений и результатов расчетов ло формулам модели. Это относится к частотным зависимостям S-параметров для типового режима питания транзистора, к вольтамперным характеристикам, к режимным зависимостям емкостей Cgs, Cdg, к вольтамперным характеристикам прямого тока затвора Ig и тока пробоя сток-затвор. Продемонстрировано хорошее совпадение результатов расчетов с экспериментом. В разделе 1. Матерки - Каспрчака. Максимальная достижимая близость измеренных S - параметров транзистора и S - параметров нелинейной модели в окрестностях рабочей точки. В разделе 1. Проводится сравнение двух основных классов нелинейных моделей, отличающихся по сути лишь описанием ВАХ и двух нелинейных емкостей. К первой группе относятся модели типа «Materka - Kacparzak» или «Curtice — Etten-berg», ко второй различные варианты модели «Angelov». Анализируются их достоинства и недостатки. Формулируются основные требования к нелинейной модели полевого транзистора с субмикронным затвором. На основе сравнения с экспериментальными данными обеих моделей делается вывод, что для обычных ПТШ с субмикронным затвором более предпочтительно использование обычных (менее сложных) моделей первого типа. Во второй главе приведены амплитудные методы измерения характеристик полевых СВЧ транзисторов. В разделе 2. РФ № 2. Приоритет от . Метод основан на измерении амплитуды проходящей и отраженной волны от транзистора с согласованной нагрузкой. Приведены формулы, позволяющие получить значения входного и выходного импедансов транзистора.