Конспект лекций по курсу «Электронные цепи СВЧ» (стр. 13 )

Особенности конструкции ПТШ.

       Конструкции ПТШ, применяемые в малошумящих усилителях:

Hewlett Pakcard HP (США)

Seamens (ФРГ)

NEC (Япония)

       Конкретный тип конструкции связан с типом усилителей ­– наиболее характерны - маломощные (малошумящие усилители – МШУ) и усилители мощности (многосекционные транзисторные структуры).

       При расчете многосекционных ПТШ при расчете результирующей матрицы необходимо суммировать –матрицы отдельных секций.

Мощный ПТШ:

       Конкретный вид топологии ПТШ определяется типом согласующих цепей.

Расчет паразитных параметров субмикронного ПТШ. Как правило, металлизация затвора описывается комплексным сопротивлением ,

где ,

– удельное сопротивление металлизации затвора,

– толщина слоя металлизации.

Для алюминиевого затвора с учетом скин-эффекта:

где – частота [ГГц], (мкм), – ширина одного пальца,

– общая ширина затвора

– глубина скин-слоя, , – магнитная проницаемость на частоте .

(для алюминиевого затвора глубина скин-слоя составляет 1,4 – 1,9 мкм на частоте 2 ГГц).

Сопротивление омических контактов стока и истока.

;                .

где – высота слоя обеднения

– подвижность носителей канала.

где                 – полный эллиптический интеграл первого рода,

                (GaAs)

дополнительная функция

       .

– величина зазора конденсатора, образованного контактными площадками.

– длины контактных площадок.

4. Полное сопротивление выводов (Au) с учетом скин-эффекта.

       , где – длина, – радиус поперечного сег.

Линии передачи ИС СВЧ.

Чаще всего используются микрополосковые линии передачи (МПЛ), щелевые линии (ЩЛ) и компланарные  линии (КЛ) передачи.

Топология линий показана на рисунке.

       Основной тип волны в МПЛ – Т-волна.

       Используется понятие эффективной диэлектрической проницаемости,  так как диэлектрик не заполняет линию полностью.

        для воздушного заполнения.

                                       

  Суммарные потери в металле, диэлектрике и потери на излучение суммируются.

       

       

       

  Удельное сопротивление и тангенс угла диэлектрических потерь определяются:

       ;                 – потери в диэлектрике.

       

       Если , можно пренебречь.

       Сравнительный анализ линий.

ЩЛ и КЛ удобны для подключения активных элементов и образования невзаимных устройств. В отличие от МПЛ обладают ШЛ большим  волновым сопротивлением . В ЩЛ и КЛ дисперсионные свойства выражены сильнее. () Дисперсионные свойства линий выражаются тем сильнее, чем больше диэлектрика. В МПЛ заземляющая находится на обратной стороне пластины, что затрудняет (технологически) заземление элементов и активных приборов. В ЩЛ и КЛ заземляющая пластина находится на верхней поверхности пластины и увеличивает занимаюемую ею площадь. Отсутствие у ЩЛ и КЛ на обратной стороне металлизации ухудшает отвод тепла.

Преимущества полосковых линий передачи заключаются в:

в широкополосности (); малой массе и габаритах; возможности применения печатного монтажа (автоматизированный технологический процесс).

Линии передачи на полупроводниковых подложках (большие ) – технологически выгодны.

Однако затухание и дисперсия в таких линиях больше.

Функциональные возможности:

трансформация (для согласования); используются в качестве аттенюаторов.

Порядок расчета линий передачи:

Расчет и по Расчет Расчет – матрицы передачи

МПЛ в приближении нулевой толщины полоски:

для