РЯД ВНУТРИСОГЛАСОВАННЫХ ТРАНЗИСТОРОВ высокой МОЩНОСТИ 10, 5, 3, 2 см ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН ФГУП НПП «исток»

January 2, 2013 by admin Комментировать »

Королев А. Н., Климова А. В., Красник В. А., Ляпин Л. В., Малыщик В. М., Манченко Л. В., Пчелин В. А., Трегубов В. Б. ФГУП НПП «Исток» Вокзальная 2а, г. Фрязино, 141190, Россия тел.: (495) 4658620, e-mail: solidstate10@mail.ru

Аннотация – Разработан ряд мощных корпусированных внутрисогласованных транзисторов для диапазонов длин волн 10, 5, 3, 2 см с выходными мощностями и коэффициентами усиления не менее 10, 10, 5, 5 Вт и 8, 7, 6 и 5 дБ соответственно. Транзисторы предназначены для работы, как в непрерывном, так и импульсном режиме.

I.                                       Введение

в выходных каналах РЛС, системах связи; активных фазированных решётках требуются СВЧ усилители с большой выходной МОЩНОСТЬЮ, одним из главных компонентов которых являются мощные транзисторы. В настоящее время известен ряд серийно выпускаемых внутрисогласованных транзисторов с широким спектром диапазонов частот и мощностей фирм «Toshiba», «Fujtsu» [1-2], в которых вмонтированы один или два кристалла с большой шириной затвора. Ниже вниманию читателей будут представлены результаты разработки ряда внутрисогласованных транзисторов высокой мощности 10, 5, 3, 2 см (литеры 1, 2, 3, 4) диапазона длин волн ФГУП НПП «ИСТОК».

II.                              Основная часть

в настоящее время во ФГУП «НПП» Исток» разработан новый мощный GaAs транзистор (кристалл) СОСТОЯЩИЙ из 8 секций с шириной затвора 1680 мкм каждая расположенных на GaAs подложке толщиной 25 мкм, на основе которого и были выполнены все разработки. Длина Т – образного затвора транзистора составляет около 0,25 мкм и концентрация доноров в активном слое Зч-4-10^^см’^.

Модуль (рис 1-4) представляет собой металлокерамический корпус с габаритами, соответствующими международному типоряду, в который помещены гибридно-интегральные сумматоры и согласующие элементы вместе с кристаллом мощного транзистора. В литере 1 и 2 суммируются мощности двух кристаллов, в литере 3 и 4 – одного. Во всех литерах кроме 1-й, для согласования использована керамика БСТ с высокой диэлектрической проницаемостью (ε = 80), суммирующие схемы изготовлены на полико- ровых подложках высотой 0,3 и 0,5 мм. В литере

1   согласование и суммирование производится с помощью сосредоточенных элементов (L, R, и С), значительно уменьшающих размеры схем. Модули герметизированы и наполнены азотом.

Одной из целей настоящей работы было создание герметичного корпуса для мощных усилительных ВСТ на рабочих частотах 3, 6, 9 и 14 ГГц. Рассеиваемая корпусом МОЩНОСТЬ должна быть не ниже 20 Вт для ВСТ с полезной выходной мощностью 5 Вт и 40 Вт – для ВСТ с полезной выходной мощностью 10 Вт. Вносимые потери корпуса не превышают 0,5 дБ (или менее 0,25 дБ на один ввод/вывод), а КСВн микрополоскового ввода не превышает величину 1,3.

Конструкция корпуса выдерживает:

–           вибрационные нагрузки: частотой 1-500 Гц с амплитудой ускорения Зд.

–           механический удар: типовое ударное ускорение 15д длительность – 2-20 мс.

число ударов – 6000

-термоциклы: -60°С, +150°С – 5 циклов

–           климатические воздействия: повышенная влажность 98 % при +35°С в течении 8 суток.

–           воздействие повторных нагревов до 310°С в защитной среде, имитирующих пайку кристаллов и плат в корпус низкотемпературными припоями.

В корпусах литеры 1 и 2 введены термокомпенсаторы из сплава МД – 50 толщиной 0,3 мм для лучшего согласования по КТР спая поликора с основанием корпуса. Корпус изготавливается пайкой серебряным припоем медного основания с медной рамкой. В медную рамку, образующую стенки модуля, предварительно впаяны методом спекания металлокерамические СВЧ выводы и вводы, представляющие собой симметричную полосковую линию.

В результате были получены ВСТ со следующими электрическими параметрами.

Диапазон рабочих частот, ГГц

2,7-3,0

5,9-6,4

9,0-9,5

14,1-14,5

Рвых, Вт (не менее)

10

10

5

5

Κν, дБ (не менее)

8

7

6

5

КПД, % (не менее)

25

22

20

18

Uc, В

7+8

7+8

7+8

7+8

1с, А

4,0+4,8

4,0+4,8

2,0+2,4

2,0+2,4

Габариты, мм

24x21x5

24x21x5

21x13x5

21x13x5

Масса, г (не более)

15

15

8

8

Рис. 1. ВСТ 10 см диапазона длин волн. Fig. 1. 10-ст internally matched FET

Рис. 2. ВОТ 5 см диапазона длин волн. Fig. 2. 5-ст internally matched FET

Рис. 4. ВОТ 2 см диапазона длин волн.

Fig. 4. 2-ст internally matched FET

Рис. 3. ВОТ 3 см диапазона длин волн. Fig. 3. 3-ст internally matched FET

III.                                                          Заключение

Разработаны высокоэффективные корпусиро- ванные внутрисогласованные транзисторы в диапазонах длин волн 10, 5, 3, 2 см, с выходными мощностями и коэффициентами усиления не менее 10, 10, 5, 5 Вт и 8, 7, 6 и 5 дБ соответственно. Транзисторы предназначены для работы, как в непрерывном, так и импульсном режиме и могут широко применяться в выходных каналах систем связи, АФАР, РЛС и аппаратуре специального назначения.

IV.                                                  Список литературы

[1]                        7/M3742-16L. www.fcsi.toshiba.com.

[2]                        FLM 3135-12F. www.fcsi.fujitsu.com.

10,                              5, 3, 2 CENTIMETER WAVE LENGTH BAND HIGH POWER TRANSISTORS OF R&PC «ISTOK»

Korolev A. N., Klimova A. V., KrasnikV. A., Liapin L. V., Malyshchik V. М., Manchenko L. V., Pchelin V. A., TregubovV. B.

Federal State Unitary Corporation R&PC «Istok» Vokzainaya 2a, Fryazino, 141190, Russia Ph.: (095) 4658620, e-mail: solidstate10@mail.ru

Abstract – A series of high output power hermetically sealed, internally matched FETs for 10, 5, 3, 2 cm wave length band with output power higher than 10, 10, 5, 5W, associated gain higher than 8, 7, 6 and 5 dB correspondently has been developed. FETs are designed for both continuous and pulse operation.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

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