GaAs МИС СВЧ КОММУТАТОРА НА ОСНОВЕ ПТШ

April 20, 2012 by admin Комментировать »

Баров А. А., Игнатьев М. Г. НПФ Микран Вершинина, д.47, Томск – 634034, Россия Тел.: +7(3822) 413403; e-mail: a_barov@micran.ru

Аннотация – Приведены результаты разработки GaAs монолитно-интегральной схемы (МИС) переключателя со структурой "два на два направления" на основе полевых транзисторов с затвором Шоттки (ПТШ).

I.  Введение

Коммутационные устройства на основе ПТШ характеризуются большими начальными потерями и меньшей допустимой коммутируемой СВЧ мощностью по сравнению со схемами на p-i-n диодах. Преимущества коммутаторов на ПТШ состоят в отсутствии потребляемого тока по цепи управления и технологической возможности интеграции на кристалле всей схемы.

В докладе приводится результаты разработки GaAs МИС сверхширокополосного СВЧ коммутатора на основе ПТШ.

II.  Основная часть

Полупроводниковые переключательные диоды в СВЧ технике описываются обобщающим параметром качества [1]. В режиме коммутируемого сопротивления канала ПТШ является двухполюсным элементом, поэтому для него также справедливо введение понятия качества [2] с целью определения предельных значений вносимого затухания и развязки. При проектировании МИС на ПТШ определяющими параметрами коммутационного элемента являются удельные паразитные сопротивления и емкости на единицу ширины затвора транзистора. Паразитные сопротивления и емкости зависят от исходного полупроводникового материала, на котором изготавливается транзистор, а также от его топологии и технологии производства [3].

Дискретность состояния переключателя позволяет использовать аппарат линейного анализа при расчете схем коммутатора СВЧ. Принципиальным моментом МИС является возможность каскадного включения коммутационных элементов, вариации ширины затвора ПТШ и использовании компенсирующей индуктивности для расширения полосы рабочих частот [4, 5, 6]. На рис.1 представлена схема СВЧ коммутатора, которая была спроектирована и реализована в виде МИС.

Конструктивной особенность данной МИС является торцевая металлизация для обеспечения заземления ПТШ. Топология разработанной МИС представлена на рис.2, размеры кристалла 1.2×1.2×0.1мм.

F ГГп

Рис. 3 -Экспериментальные характеристики разработанной МИС коммутатора.

Fig. 3. Experimental characteristics of the designed switcher MMIC

Основные технические характеристики разработанной МИС коммутатора приведены в табл.1.

_________________________________________ Таблица 1.

Параметр

Значение

Полоса рабочих частот, ГГц

0.01-14.5

Начальные потери, не более, дБ

4.5

Развязка плеч, не менее, дБ

45

Управление, В

0/-5

III.  Заключение

Представленный коммутатор является функционально законченным элементом для гибридноинтегральных схем СВЧ.

I.    Список литературы

[1] СВЧ устройства на полупроводниковых диодах. Проектирование и расчет. Под ред. Мальского И. В., Сестро- рецкого Б. В. -М.: Сов. радио, 1969, -579 с.

[2] R. J. Gutmann and D. J. Fryklund. «Characterization of Linear and Nonlinear Properties of GaAs MESFET’s for Broad- Band Control Applications.» 1987 Transactions on Microwave Theory and Techniques 35.5 (May 1987 [T-MTT]): 516-521.

[3] N. Jain and R. J. Gutmann. «Modeling and Design of GaAs MESFET Control Devices for Broad-Band Applications.» 1990 Transactions on Microwave Theory and Techniques 38.2 (Feb. 1990 [T-MTT]): 109-117.

[4] К. С. Сундучков, А. В. Туменок, E. А. Мельник. Базовый элемент монолитного СВЧ – переключателя на GaAs полевых транзисторах. Электронная техника.

Сер. Электроника СВЧ, Вып. 3(437), 1991, с.17-21.

[5] J. A. Eisenberg, Т. В. Chamberlain and L. R. Sloan. «High Isolation 1-20 GHz MMIC Switches with On-Chip Drivers.» 1989 Microwave and Millimeter-Wave Monolithic Circuits Symposium Digest 89.1 (1989 [MCS]): 41-45.

[6] Проектирование монолитного двухканального переключателя СВЧ. А. К. Балыко, Ю. М. Богданов и др. «Радиотехника», 2004г., № 2, с.40-46.

MMIC GaAs MESFET SWITCH

Barov A. A., Ignatjev M. G.

Micran Co.

47, Vershinina, Tomsk – 634034, Russia Tel.: +7(3822) 413403 e-mail: a_barov@micran.ru

Abstract – Presented in this paper are the results of design of the GaAs MMIC with structure DPDT on the basis of MESFET.

MESFET based switching devices have considerable initial losses and smaller valid switched microwave frequency power compared with p-i-n based circuits. MESFET switches possess lower current drainage and technological possibility of integration into the chip.

Presented in the paper are the results of design of GaAs MMIC for the broadband MESFET switch.

Designed MMIC are represented in fig.2, chip dimensions are

1.                  2×1.2×0.1 mm. Engineering samples are manufactured and tested. Experimental data (fig.3) and chip photos are given. Main technical data of the designed MMIC are presented in tab. 1.

The represented switch is self-contained for hybrid circuits of microwave frequency.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

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