Микроволновый диапазон электромагнитных колебаний и его особенности. Обзор исторического пути развития микроволновых приборов. Современные технологии, использующие микроволновые приборы (стр. 8 )

Если мы возьмем симметричный транзистор, то у него будет минимум шума.

Следовательно для уменьшение шумов нужно обеспечить симметричную структуру транзистора.

33.        Моделирование транзисторов: локально-полевая модель Шокли, модель двух областей, температурные модели.

34.        Биполярный транзистор микроволнового диапазона. Особенности конструкции, ВАХ, динамические параметры. Эквивалентная схема. Предельная частота, связь ее с физико-топологическими параметрами структуры. Параметры рассеяния.

Биполярный СВЧ транзистор. Отличительной особенностью биполярного СВЧ транзистора являются малая ширина базовой области (0,1 мкм) и прилегающей к ней части коллекторной области с достаточно высоким удельным сопротивлением, большое значение отношения периметра эмиттера к его площади, что в сочетании с высоким уровнем легирования базовой области обеспечивает малую величину коэффициента шума (от 0,5—3 дБ в диапазоне частот 0,3—3 ГГц до 2—6 дБ в диапазоне 3—12 ГГц), высокие значения отдаваемой мощности и кпд (в непрерывном режиме выходная мощность достигает 50—100 Вт на частоте 500 МГц при кпд 40—60% и 5—10 Вт на частоте 5 ГГц при кпд —25—40%), а также более высокие значения максимальной частоты усиления по мощности (по сравнению с другими биполярными транзисторами).

По конструктивно-технологическим особенностям биполярный СВЧ транзистор является планарно-эпитаксиальным транзистором. При изготовлении биполярного СВЧ транзистора большое значение отношения периметра эмиттера к его площади обеспечивается созданием эмиттерной области разветвлённой формы (например, в виде узких полосковых эмиттеров шириной 0,7—10 мкм при длине полосок 30—300 мкм), а омический контакт к базовой области располагают на минимально возможном расстоянии (0,7—5 мкм) от края эмиттера. Увеличение отдаваемой мощности и кпд при достаточно широкой полосе частот в биполярном СВЧ транзисторе обеспечивают уменьшением ёмкостей электронно-дырочных переходов и паразитных индуктивностей выводов, что достигается использованием малоиндуктивных ленточных внешних выводов и достаточно большого числа, параллельно расположенных, проволочных внутренних выводов, а также введением в корпус транзистора, т. е. цепей согласования (индуктивностей и дополнит, конденсаторов).

ВАХ.

Эквивалентная схема.

Предельная частота, связь ее с физико-топологическими параметрами структуры.

Время пролета носителей от эмиттера к коллектору:

В большинстве ВЧ-транзисторов используются близкорасположенные длинные узкие эмиттеры, чтобы сделать минимальным сопротивление базы, ограничить емкость эмиттера и сохранить плотность тока не ниже 1000 а/см2. Так как верхний предел плотности тока определяется эффектом Кирка, когда база расширяется при равенстве плотностей основных и неосновных носителей в базовой области.

Параметры рассеяния.

35.        Способы повышения предельной частоты и мощности микроволнового биполярного транзистора. Выбор материалов для изготовления транзисторов.

Основным способом повысить предельную частоту является уменьшение времени пролета носителей между эмиттером и коллектором. Следовательно уменьшение емкости коллектора, увеличение подвижности носителей.

Повышению мощности приборов способствует увеличение напряжения пробоя структур.

36.        Схемотехнические аспекты применения биполярных транзисторов в микроволновом диапазоне. Усилитель мощности.

37.        Источники шумов в элементах микроволновых цепей. Спектральные и корреляционные характеристики. Математическое описание мощности: формула Найквиста, формула Ван-дер-Зила.

38.        Описание шумов двух и четырехполюсника. Эквивалентное шумовое представление диодов, транзисторов и пассивных элементов. Расчет коэффициента шума схемы.

39.        Способы снижения коэффициента шума приборов. Сравнительная характеристика приборов по шумовым параметрам.

40.        Анализ применения микроволновых приборов и устройств в современных микроволновых радиолокационных, телекоммуникационных, технологических, медицинских и энергетических системах. Тенденции развития.