ИССЛЕДОВАНИЕ ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ Х-ДИАПАЗОНА

February 22, 2013 by admin Комментировать »

Крутов А. В., Ребров А. С. ФГУП «НПП «Исток» ул. Вокзальная, 2а, г. Фрязино, 141190, Россия тел.: (095) 465-86-93, факс: (095) 465-86-86, E-mail: <cd1255@elnet.msk.ru>

Аннотация – Представлены результаты исследования полупроводниковых защитных устройств различного схемотехнического построения. Приведены результаты экспериментального исследования изготовленных образцов.

I. Введение

Снижение коэффициента шума современных приемных устройств связывают с применением во входных каскадах усилителей субмикронных транзисторов на гетерострукгурах. С целью реализации оптимальных шумовых и усилительных характеристик этим приборам присущи низкие пробивные напряжения и малая постоянная времени до 1 пс. В связи с этим повышаются требования к параметрам защитных устройств с точки зрения минимальных вносимых потерь в режиме малого сигнала и максимальной просачивающейся мощности, поступающей на вход усилительного каскада.

Целью данной работы является исследование ограничительных характеристик ряда наиболее применяемых защитных устройств малого уровня мощности, отличающихся схемотехническим построением, на основе литературных данных и собственных работах авторов.

II.           Двухкаскадный ограничитель на встречно-параллельных PIN диодах

в качестве базового варианта была выбрана схема двухкаскадного защитного устройства на встречно-параллельных PIN диодах фирмы TriQuint Semiconductor TGL2201-EPU [1].

Был проведен расчет такого устройства с помощью пакета программ нелинейного анализа.

Результаты расчета приведены на Рис.1

Рис. 1. Расчетная ограничительная характеристика защитного устройства.

Fig. 1. Simulated limiter characteristic

Устройство имеет S-образную ограничительную характеристику с пиком пропускания на уровне просачивающейся мощности 80 мВт, что хорошо совпадает с данными, приведенными в рекпамных материалах.

III.          Ограничитель на PIN диоде с подпитывающим детекторным диодом

Рис. 2. Принципиальная схема защитного устройства.

Fig. 2. Limiter schematic circuit

В качестве PIN диода использовался GAAS диод с базой 3 мкм и площадью электрода 1600 мкм^, а детекторный диод представлял собой GAAS диод с барьером Шоттки с площадью электрода 150 мкм^.

Устройство реализовано в виде гибридной схемы и были измерены его ограничительные характеристики. Экспериментальные характеристики приведены на рис. 3.

Рис. 3. Ограничительная характеристика защитного устройства.

Fig. 3 Limiter characteristic

Устройство имеет S-образную ограничительную характеристику с пиком пропускания на уровне просачивающейся мощности 50 мВт, что хорошо совпадает с расчетными данными.

IV.         Двухкаскадный ограничитель на встречно-параллельных диодах Шоттки

в качестве объекта исследований была использована монолитная схема защитного устройства [2]. Фотография кристалла монолитного защитного устройства размером 0.8×1.0 мм приведена на рис. 4.

Ограничительная характеристика имеет гладкую форму во всем диапазоне воздействия входной мощности с уровнем просачивающейся мощности 30 мВт.

V.          Ограничитель на диоде Шоттки с подпитывающим детекторным диодом

в качестве ограничительного диода использовался GAAS диод Шоттки с площадью электрода 400 мкм^, а детекторный диод представлял собой

GAAS диод с барьером Шоттки с площадью электрода 100 мкм .

Устройство реализовано в виде гибридной схемы и были измерены его ограничительные характеристики. Экспериментальные характеристики приведены на рис. 6.

Рис. 4. Фотография кристалла защитного устройства.

Fig. 4. MMiC iimiter appearance

Fig. 5. Liimiter characteristics

Рвх, mW

Рис. 5. Ограничительные характеристики защитного устройства.

Экспериментальные характеристики приведены на рис. 5.

Рвх, mW

Рис. 6. Ограничительные характеристики защитного устройства.

Fig. 6. Liimiter characteristics

Ограничительная характеристика имеет гладкую форму во всем диапазоне воздействия входной мощности с уровнем просачивающейся мощности менее 10 мВт.

VI.                                  Заключение

Анализ результатов исследования показывает, что в зависимости от схемотехнического решения ограничители СВЧ мощности имеют различную форму ограничительной характеристики и величину просачивающейся мощности. При проектировании защиты малошумящих транзисторов необходимо тщательно подходить к выбору схемы и конструкции защитного устройства. Наиболее предпочтительными на наш взгляд являются устройства на диодах Шоттки, обладающие более высоким быстродействием и низким уровнем просачивающейся мощности.

VII.                           Список литературы

[1]  www.tnquint.com

[2]  А. В. Крутов, А. С. Ребров «Монолитная интегральная схема защитного устройства 3-х сантиметрового диапазона». Материалы конференции [Севастополь, ΙΟΙ 4 сент. 2005г.]. Севастополь: Вебер, 2005, с.218-220.

THE RESEARCH OF LIMITING CHARACTERISTICS X-BAND SEMICONDUCTOR LIMITERS

Krutov A. V., Rebrov A. S.

FSUE «RPC «istoi<»

Voi<zainaya, 2a, Fryazino, 141190, Russia Ph.: (095) 465-86-93, fax: (095) 465-86-86,

E-maii: cdl255@einet.msi<.ru

Abstract – In the present article a research results of x-band semiconductor limiters with using different schematics are presented. The experimental characteristics are showed.

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