Главная Промышленная автоматика.

.fOrrii -

"1 5

><

/Уу = !ОГГц у/ Mitsubishi

1 1 1 1 . .

2 5 10 20

Общая ширима затвора, мм

50 100

Рис. 8.23. Зависимости выходной мощности и коэффициента усиления от общей ширины затвора

3) трудностью согласования сопротивлений; 4) уменьшением коэффициента усиления мошности; 5) общим размером кристалла.

Соотношения между выходной мощностью, коэффициентом усиления в линейном режиме и общей шириной затвора показаны на рис. 8.23. Для некоторых базовых приборов выходная мощность увеличивается почти линейно с ростом общей ширины затвора и в диапазоне 4-8 ГГц достигает 25 Вт на частоте 6 ГГц и примерно 6 Вт на частоте 10 ГГц для приборов диапазона 8-12 ГГц [29]. Прибор с Рд = 25 Вт на частоте 6 ГГц имеет общую ширину затвора 60 мм, входное сопротивление примерно 0,15 Ом и размер кристалла 10 мм. Этот прибор почти такой же, как и показанный на рис. 8.18. Если затвор длиной 1 мкм и шириной 60 мм имеет хотя бы один обрыв или если напряжение отсечки не будет достаточно однородным для всех 16 ячеек или 4 кристаллов и если фаза подходящего к каждой ячейке сигнала не будет одинакова для всего затвора шириной 10 мм, то эти параметры могут быть не достигнуты. Далее увеличивать размер кристалла становится нелегко, поскольку длинные провода играют роль индуктивных элементов, ограничивающих рабочие частоты. Для дальнейшего увеличения выходной мощности без какого-либо ухудшения коэффициента усиления или теплового сопротивления необходимо увеличивать плотность упаковки (общая ширина затвора на единицу размера кристалла). На низких частотах зависимость выходной мощности от частоты будет определяться как Рвькг/", поскольку физический размер прибора может быть увеличен и поэтому ширина зубца затвора и плотность упаковки также могут быть увеличены. 130



Уменьшение коэффищ1ента усиления в линейном режиме, обусловленное увеличением размера прибора, будет не очень заметным, если будет обеспечено требующееся согласование. При удвоении общей ширины затвора это уменьшение составляет всего 0,5 дБ. Такое снижение коэффициента усиления может быть легко компенсировано уменьшением длины затвора или сопротивления истока.

Для серийных ПТШ размер прибора в основном ограничивается процентом выхода годных, однородностью прибора и согласующих цепей - другими словами, производительностью. Таким образом, выходная мощность серийных приборов составляет одну треть или половину выходной мощности лучших лабораторных образцов, как следует из рис. 8.20. Это различие будет устранено в ближайшем будущем благодаря развитию технологии.



ГЛАВА 9 КОНСТРУИРОВАНИЕ МОЩНЫХ GaAs ПТШ

X. М. Макси

В течение нескольких лет фирма Texas Instruments использует различные конструкции мощных GaAs ПТШ, работающих на частотах от 3 до 25 ГГц. Было проведено много экспериментов по оптимизации параметров для работы на представляющих интерес частотах. Предлагаемая обзорная работа основана на результатах этих экспериментов. Приведены параметры материалов, являющихся основными при конструировании прибора и отобранных из числа многих, которые применяются при его изготовлении.

9.1. ВВЕДЕНИЕ

В фирме Texas Instruments работа по мощным GaAs ПТШ ведется на частотах 3 ГГц и выше. Целью усилий по конструированию приборов является создание прибора, сочетающего в себе максимальную выходную мощность с достаточным коэффициентом усиления (> 4 дБ) и высоким КПД (>20%). Основное направление работ фирмы Texas Instruments состоит в разработке и производстве приборов, в которых соединены параллельно несколько приборных ячеек, каждая из которых содержит несколько затворных полосок. Поэтому свойства мощных GaAs ПТШ могут быть улучшены вследствие увеличения выходной мощности, коэффициента усиления и КПД каждой отдельной ячейки или вследствие увеличения эффективности сложения мощности ячеек и их числа.

На рис. 9.1 показана фотография пластины в процессе изготовления прибора, работающего в диапазоне 8-12 ГГц. Каждый прибор имеет общую ширину затвора, равную 4,8 мм, и содержит 4 ячейки. Применяются составные ячейки, поскольку одиночные дефекты разрушают только одну

Фирма Texas Instruments, Даллас, шт Техас, США.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [43] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

0.0038