Мощный свч-транзистор

 

Изобретение относится к конструкциям мощных СВЧ-транзисторов. Целью изобретения является снижение потерь выходной мощности и увеличение КПД путем повышения равномерности согласования выхода. Транзисторный кристалл выполнен на эпитаксиальной пленке nn⁺ кремния, через коллекторный электрод соединен с держателем. Транзистор содержит два звена согласования выхода, состоящих из ленточных индуктивных элементов, причем индуктивные элементы первого звена согласования расположены перпендикулярно плоскости внутреннего коллекторного электрода. Индуктивные элементы первого звена согласования установлены в углублении, выполненном в общем электроде. Транзистор при входной мощности 20 Вт отдает в нагрузку 107 Вт при КПД коллекторной цепи 51,6%. Контрольное измерение при оборванной цепи первого звена согласования выхода показало, что выходная мощность составила 109 Вт при КПД коллекторной цепи 52,6%, т.е. потери не превышают 2%. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к конструкциям мощных СВЧ-транзисторов. Целью изобретения является снижение потерь выходной мощности и увеличение КПД путем повышения равномерности согласования выхода. На чертеже изображен предлагаемый мощный СВЧ-транзистор. СВЧ-транзистор включает транзисторную структуру 1, внутренний коллекторный электрод 2, держатель 3 из окиси бериллия, общий электрод 4, дополнительный электрод 5, диэлектрик 6, блокировочный конденсатор 7, индуктивные элементы 8 первого звена согласования, индуктивные элементы 9 второго звена согласования, конденсаторы 10 второго звена согласования, выходные индуктивные элементы 11, внешний коллекторный электрод 12, входной конденсатор 13, базовые индуктивные элементы 14, индуктивные элементы 15 первого звена согласования, входные индуктивные элементы 16, внешний эмиттерный электрод 17. Транзистор изготовлен на эпитаксиальной пленке nn⁺-типа с удельным сопротивлением n-области, равным 1 Ом˙см, при толщине этой области 6 мкм. Для изготовления МОП-конденсаторов, входящих во внутренние цепи согласования транзистора по входу и выходу, использован кремний n-типа с ρ= 0,01 Ом˙см. Транзисторный кристалл смонтирован на внутреннем коллекторном электроде 2, покрывающем держатель 3 из окиси бериллия, смонтированный на общем электроде 4. Диэлектрик 6 выполнен из алюмооксидной керамики, толщина диэлектрика 0,4 мм. Транзисторные кристаллы смонтированы на внутреннем коллекторном электроде 2 на расстоянии 0,2-0,3 мм от диэлектрика. Участок внутреннего коллекторного электрода 2, к которому присоединены индуктивные элементы 9 второго звена согласования выхода, выступает из-под возвышения внутреннего коллекторного электрода на 0,2 мм. Блокировочный конденсатор 7 с толщиной кремниевой пластины, равной 0,1 мм, смонтирован на диэлектрике 6. Индуктивные элементы первого звена согласования выхода соединяют верхний электрод МОП-конденсатора с общим электродом и располагаются перпендикулярно плоскости внутреннего коллекторного электрода. В первом звене согласования выхода 4 ленточных индуктивных элемента из алюминиевой ленты сечением 240 х 30 мкм. Во втором звене согласования выхода 8 таких ленточных индуктивных элементов. МОП-конденсатор второго звена согласования выхода размещается на общем электроде на одном уровне с внутренним коллекторным электродом транзистора. Выходные индуктивные элементы соединяют верхний электрод МОП-конденсатора с внешним коллекторным электродом транзистора. Цепь согласования входа содержит входной МОП-конденсатор, базовые индуктивные элементы, индуктивные элементы первого звена согласования входа, входные индуктивные элементы, соединяющие верхний электрод входного МОП-конденсатора с внешним эмиттерным электродом транзистора. Транзистор измерен на рабочей частоте 1,3 ГГц в радиоимпульсном режиме t_n = 100 мкс, скважностью Q = 10 при работе на согласованную нагрузку и при напряжении питания коллектора Е_к = 28 В. Резонансная частота первого звена согласования выхода равна 900 МГц. Транзистор при входной мощности 20 Вт отдает в нагрузку 107 Вт при КПД коллекторной цепи 51,6%. Контрольное измерение при оборванной цепи первого звена согласования выхода при тех же условиях измерения показывает, что выходная мощность равна 109 Вт при КПД коллекторной цепи 52,6%, т.е. потери в величинах выходной мощности и КПД при наличии всех элементов цепей внутреннего частичного согласования транзистора за счет неравномерности согласования выхода, вызываемой взаимной индукцией индуктивных элементов первого и второго звеньев согласования выхода, не превышает 2%.

Формула изобретения

1. МОЩНЫЙ СВЧ-ТРАНЗИСТОР с общим электродом, включающий распределение вдоль ряда транзисторных структур элементы частичного внутреннего согласования выхода с индуктивными элементами первого звена соглосования, включенными последовательно с блокировочным конденсатором между внутренним коллекторным и общим электродами, с индуктивными элементами второго звена согласования, подключенными к внутреннему коллекторному электроду и расположенными параллельно плоскости внутреннего коллекторного электрода, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь выходной мощности и увеличения КПД путем повышения равномерности согласования выхода, индуктивные элементы первого звена согласования расположены перепендикулярно плоскости внутреннего коллекторного электрода. 2. СВЧ-транзистор по п.1, отличающийся тем, что на внутреннем коллекторном электроде смонтирован гальванически связанный с ним дополнительный электрод, отделенный от внутреннего коллекторного электрода диэлектриком, при этом дополнительный электрод соединен непосредственно или через блокировочный конденсатор с индуктивными элементами первого звена согласования. 3. СВЧ-транзистор по п.1, отличающийся тем, что индуктивные элементы первого звена согласования установлены в углублении, выполненном в общем электроде.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002        

---