Перспективы развития полупроводниковых аналогов реактивностей

March 12, 2011 by admin Комментировать »

Как показал анализ методов синтеза аналогов реактивностей, в настоящее время для их практической реализации уже имеются решения, позволяющие существенно повысить основные технические характеристики (частотный диапазон и температурная стабильность). Успехи в создании интегральных аналогов реактивности могли бы существенно продвинуть развитие устройств аналоговой техники. Действительно, решение проблемы интегрализации реактивностей (емкостей и индуктивно- стей) позволяет осуществлять в твердотельном исполнении целые блоки, что повышает их надежность и основные технико-экономические показатели.

Современные аналоги реактивностей основное применение находят при создании СВЧ-фильтров, генераторов, преобразователей, где в качестве индуктивностей и емкостей используются их электронно-управляемые аналоги. Какие же существуют трудности для решения этой проблемы? По существу, все связано с поиском оптимальных схемотехнических решений, позволяющих достичь высокой температурной стабильности при широком (десятки, сотни мегагерц) частотном диапазоне. Схемотехнические методы, основанные на использовании операционных усилителей, позволяют достичь хорошей температурной стабильности при сравнительно небольшом (до сотни килогерц) частотном диапазоне. Совместное использование транзисторов и операционных усилителей позволяет (при достаточной для многих практических применений температурной стабильности) достичь частотного диапазона в единицы мегагерц.

Перспективным способом построения аналогов реактивностей представляется использование устройств с отрицательным дифференциальным «сопротивлением. Среди радиотехнических устройств этой группы следует выделить эквиваленты р-п-р-п-структуры и токовые зеркала (отражатели).

Транзисторные эквиваленты р-п-р-п-структуры состоят из стандартных биполярных транзисторов и резисторов и сравнительно легко могут быть изготовлены. Причем транзисторный синтез этих устройств следует рассматривать как первый этап к их интегральному исполнению. Технологически не составляет никаких проблем изготовление практически любой разновидности р-п-р-п- структуры в интегральном виде. Исследования показали, что в температурном диапазоне + 20°С— + 70°С дрейф частоты в аналогах индуктивности, выполненных на навесных элементах р-п-р-п-структуры, не превышает 0,5%. Интегральное исполнение устройства (в том же температурном диапазоне) позволило уменьшить дрейф до (0,1 — 0,35)%. Кроме того, в устройствах на основе р-п-р-п-структуры осуществлено электронное управление величиной индуктивности [48, 69]. Такие устройства наиболее целесообразно применять в частотном диапазоне до 80 МГц [11].

В схемотехнике аналогов реактивностей намечается новое направление, связанное с использованием в качестве активных элементов токовых отражателей. Аналоги реактивностей на токовых отражателях обладают повышенными рабочими частотами. Даже при использовании современных бескорпусных транзисторов с foC= = (400 — 800) МГц рабочие частоты аналогов индуктив- ностей достигают (100 — 200) МГц. Это позволяет использовать их в телевизионных фильтрах на частотах 10,7 и 34 1МГц, фильтрах для применения в приемниках ЧМ-вещания на частотах 79 МГц. Возможность конкуренции таких фильтров с телевизионными фильтрами на поверхностных акустических волнах, обладающих высоким затуханием в полосе прозрачности и большой стоимостью, делает внедрение в производство аналогов реактивностей экономически целесообразным. Наметившийся прогресс в повышении предельных рабочих частот кремниевых транзисторов позволяет повысить рабочие частоты аналогов индуктивности.

Перспективной областью представляется использование управляемых аналогов емкости совместно с аналогами индуктивности для реализации перестраиваемых фильтров, линий задержки, генераторов синусоидальных колебаний. Кроме того, представляется выгодным использование аналогов реактивностей в качестве сенсоров, т.е. чувствительных элементов, реагирующих на определенные газы (кислород, водород, аммиак, метан и т.д.), свет, температуру, давление. С использованием аналогов реактивностей можно создавать автогенераторные датчики для контроля целостности машиностроительных конструкций, медико-биологических характеристик человека, качества продуктов питания.

 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты