Мощный псевдоморфный переключатель свч



Мощный псевдоморфный переключатель свч
Мощный псевдоморфный переключатель свч

 


Владельцы патента RU 2574808:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" (RU)

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий. Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре. Для этого переключатель СВЧ содержит подложку, на которой последовательно размещены: буферный слой AlN, буферный слой из GaN, буферный слой из нелегированного GaN i-типа проводимости. Кроме того, переключатель СВЧ содержит двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, сглаживающий слой из нитрида галлия, слой диэлектрика из двуокиси гафния, металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, и два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи. Подложка выполнена из изолирующего теплопроводящего CVD поликристаллического алмаза, а на буферном слое из нелегированного GaN i-типа проводимости последовательно размещены сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из AlXGa1-XN, сглаживающий слой, канал из InXGa1-XN, сглаживающий дополнительный слой, спейсер из AlXGa1-XN, сильнолегированный слой AlXGa1-XN, слой из GaN, слой диэлектрика из двуокиси гафния и дополнительный слой диэлектрика. При этом переключатель выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек DX, а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25% и легирован с двух сторон, а двумерный электронный газ образован между каналом и слоем из AlXGa1-XN. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий и может быть использовано при создании нового поколения СВЧ элементной базы и интегральных схем на основе гетероструктур широкозонных полупроводников.

Известен неуправляемый (пассивный) переключатель мощности [ГАСАНОВ Л.Г. и др. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М., Радио и связь, 1988, с. 143], состоящий из отрезка линии передачи, параллельно которому включены pin диоды и диод Шоттки, соединенные встречно-параллельно. Диод Шоттки благодаря малой инерционности и меньшей контактной разности потенциалов открывается раньше при малых уровнях входной мощности и своим током открывает pin диоды, повышая быстродействие ограничителя.

При больших уровнях мощности открытые pin диоды отражают основную часть входной мощности и частично ее рассеивают, а поскольку pin диоды располагаются перед диодом Шоттки, то мощность дошедшая до диода Шоттки оказывается значительно ослабленной и безопасной для него. Уровень ограничения проходящей мощности в таком ограничителе соответствует падению прямого напряжения на диоде Шоттки.

Недостатком этого ограничителя является низкая надежность, обусловленная потерей СВЧ сигнала.

Наиболее близким аналогом является мощный переключатель СВЧ (см. Патент РФ №140856, кл. МПК H01P 1/15, опубл. 20.05.2014) на основе соединения галлия, содержащий подложку, поверх которой размещена эпитаксиальная гетероструктура и барьер Шоттки. Переключатель СВЧ изготовлен на нитриде галлия, где в качестве подложки использован сапфир, затем последовательно размещены: буферный слой AlN, буферный слой из GaN, второй буферный слой из нелегированного нитрида галлия (i-тип), твердый раствор AlxGa1-xN, и в интерфейсе GaN/AlxGa1-xN гетероструктуры образован двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора. Поверх твердого раствора AlxGa1-xN размещен химически устойчивый сглаживающий слой из нитрида галлия, поверх которого нанесен диэлектрик, содержащий слой из двуокиси гафния, поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора.

Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная быстрым выходом из строя в связи с влиянием DX центров на приборные характеристики, что вносит вклад в коэффициент шума и приводит к коллапсу тока.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности устройства с обеспечением снижения влияния DX центров, с повышением плотности электронов и с устранением деградации в гетероструктуре.

Технический результат обеспечивается тем, что мощный переключатель СВЧ содержит подложку, на которой последовательно размещены: буферный слой AlN, буферный слой из GaN, буферный слой из нелегированного GaN i-типа проводимости. Кроме того, переключатель СВЧ содержит двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, сглаживающий слой из нитрида галлия, слой диэлектрика из двуокиси гафния, металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, и два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи. Подложка выполнена из изолирующего теплопроводящего CVD поликристаллического алмаза, а на буферном слое из нелегированного GaN i-типа проводимости последовательно размещены сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN. сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из AlXGa1-XN, сглаживающий слой, канал из InXGa1-XN, сглаживающий дополнительный слой, спейсер из AlXGa1-XN, сильнолегированный слой AlXGa1-XN, слой из GaN, слой диэлектрика из двуокиси гафния и дополнительный слой диэлектрика. При этом переключатель выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек DX, а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25% и легирован с двух сторон, а двумерный электронный газ образован между каналом и слоем из AlXGa1-XN.

В соответствии с частными случаями выполнения устройство имеет следующие конструктивные особенности:

Канал выполнен из In0,17Ga0,83N с шириной запрещенной зоны 5,35 эВ.

Канал выполнен с критической толщиной 7-16 нм.

Дополнительный слой из диэлектрика выполнен из Al2O3, или ZrO2, или La2O3, или Υ2O3.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующими иллюстрациями:

фиг. 1 - отображено устройство в разрезе;

фиг. 2 - отображена схема настоящего устройства.

На фиг. 1 отображены следующие конструктивные элементы:

1 - подложка из изолирующего теплопроводящего CVD поликристаллического алмаза;

2 - буферный слой из ΑlΝ;

3 - буферный слой из GaN;

4 - буферный слой из GaN i-типа проводимости:

5 - сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN;

6 - буферный слой из GaN;

7 - сильнолегированный слой n-типа AlXGa1-XN;

8 - спейсер из AlXGa1-XN;

9 - сглаживающий слой:

10 - канал InXGa1-XN;

11 - сглаживающий слой;

12 - спейсер из AlXGa1-XN;

13 - сильнолегированный слой n-типа из AlXGa1-XN;

14 - дополнительный слой n-типа из GaN;

15 - слой диэлектрика из двуокиси гафния;

16 - дополнительный слой диэлектрика из двуокиси металла;

17 - металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора.

Настоящее устройство производился следующим образом.

На поверхности базовой подложки из монокристаллического кремния p-типа проводимости, ориентированного по плоскости (III), последовательно размещены: буферный слой из AlN 2, толщиной 0,1 мкм и слой из теплопроводящего CVD поликристаллического алмаза 1 (подложка), толщиной ≥0,1 мм. После размещения слоя CVD поликристаллического алмаза 1, базовая подложка из кремния удаляется методами мокрого и сухого травления и на буферном слоем 2 размещается многослойная эпитаксиальная структура: из нелегированного буферного слоя 3 GaN, толщиной 200 нм, нелегированного буферного слоя 4 (i-типа) из GaN, толщиной 200 нм, нелегированной сверхрешетки из AlXGa1-XN/GaN 5, нелегированного буферного слоя 6 из GaN, толщиной 100 нм, сильнолегированного слоя из твердого раствора AlXGa1-XN, толщиной 4,5 нм 7, нелегированного слоя AlXGa1-XN (спейсер) 8, толщиной 2 нм, сглаживающего слоя из GaN 9, толщиной 3 нм, нелегированного слоя в виде твердого раствора InXGa1-XN (канал) 10, толщиной 12 нм, нелегированного сглаживающего слоя из GaN 11, толщиной 1.5 нм, нелегированного слоя AlXGa1-XN (спейс) 12, толщиной 2 нм, сильнолегированного слоя 13 в виде твердого раствора AlXGa1-XN, толщиной 16 нм, дополнительного слоя 14 n-типа из GaN, толщиной 15 нм, слоя диэлектрика из двуокиси гафния 15 и дополнительного слоя диэлектрика из двуокиси металла 16. В качестве второго слоя диэлектрика могут быть использованы Al2O3, или ZrO2, или La2O3, или Y2O3.

Затем размещают металлические электроды полосковой формы 17, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора. Конструкция переключателя состоит из двух отдельных конденсаторов (ДГМОП), соединенных по принципу «спина к спине».

При этом между буферным слоем из ΑlΝ 2 и буферным слоем GaN 3 располагается переходная область, которая служит для уменьшения рассогласования параметров решетки, буферных слоев и растущих на них многослойных эпитаксиальных слоев.

Слой из InXGa1-XN 10 предназначен для образования в его приповерхностном слое проводящего канала (двумерного электронного газа (ДЭГ) с высокой подвижностью носителей заряда), возникающего за счет разрыва зон и поляризационных эффектов при образовании гетероперехода InXGa1-XN/AlXGa1-XN. Основным требованием к этому слою является структурное совершенство, достаточное для обеспечения высокой подвижности электронов и высокого сопротивления. Поэтому канальный слой не легируется.

Рассогласование параметров решеток в случае роста слоев InXGa1-XN на AlGaN может достигать более 7,5%. В случае относительно малых значений содержания In в слое InGaN или малых толщин InGaN рассогласование параметров решетки может быть аккомодировано упруго. В этом случае постоянная решетки слоя InGaN принимает значение, отвечающее подложке AlGaN. Такой механизм роста называется псевдомофным, а подобные структуры InGaN/(Al)GaN - псевдоморфными структурами. Таким образом, псевдоморфный канал гетероструктуры InGaN/AlGaN является упруго-напряженным.

Как отмечено выше, к недостаткам традиционной гетероструктуры системы AlGaN/GaN следует в первую очередь отнести влияние DX центров в слое AlGaN:Si на приборные характеристики. Перезарядка центров на высоких частотах вносит вклад в коэффициент шума, а захват электронов канала на центры при сильных полях приводит к коллапсу тока - сдвигу напряжения открытия устройства в сторону больших значений VG. Коллапс наиболее сильно сказывается при низких температурах, не позволяя в полной мере использовать улучшение транспортных свойств двумерных электронов при снижении температуры.

Снизить влияние DX центров можно, используя слои AlGaN с меньшим составом по Al, что невыгодно вследствие уменьшения разрыва зон на гетерогранице и, как следствие, снижения плотности электронов в канале. Расчеты показывают, что с учетом влияния DX центров, характера зависимости ΔEC от мольной доли AlN, заглубления донорного уровня, и ограничения на степень легирования слоя AlGaN, плотность электронов в канале МЛГС AlGaN/GaN не может превышать ~1.2-1.3×10-12 см-2.

Одним из способов уменьшения «коллапса тока», возникающего из-за захвата электронов на ловушки в приповерхностном буферном слое, достигается за счет его пассивации, что, однако, не спасает от захвата электронов на ловушки в буферном слое из GaN. Проблема усугубляется тем, что при его легировании компенсирующие примеси создают дополнительные ловушки. Несмотря на это, наличие пассивации буферного слоя способствует уменьшению утечки затвора на 3-5 порядка, что приводит к понижению уровня нелинейных искажений сигнала, увеличению напряжения на металлические полоски (обкладки переключателя). В результате этого возрастает плотность электронов, и максимальный ток канала увеличивается в 2 раза.

Снижение влияния DX центров, повышение плотности электронов, устранения деградации в гетероструктуре мощного переключателя, а также подавление токового коллапса достигается за счет увеличения разрыва зоны проводимости на гетерогранице (ΔEC) в области канала, используя в составе канала твердого раствора полупроводника с большей шириной запрещенной зоны, например In0,17Ga0,83N с шириной запрещенной зоны 5,35 эВ, либо в результате увеличения концентрации InN в твердом растворе InGaN от 15 до 25%, при критической толщине соответственно 7-16 нм.

В настоящем устройстве обеспечивается оптимизация отвода тепла из кристалла переключателя и минимизация утечек тока диэлектриком 15. Это обеспечивается с помощью использования теплопроводящего поликристаллического слоя алмаза 1 (подложка) и диэлектрических слоев из двуокиси гафния 15 и оксида металла 16, которые позволяют минимизировать утечки тока, увеличить значение напряжения пробоя и обеспечить пассивацию приповерхностного слоя кристалла.

Использование в качестве подложки многослойной гетероструктуры слоя теплопроводящего поликристаллического алмаза одновременно со слоями диэлектриков двуокиси гафния 15 и оксида алюминия 16 повышают величину пробивною напряжения на 15-20%, что обеспечивает повышение эффективности предложенного в изобретении устройства.

Настоящее устройство способно функционировать в диапазоне частот вплоть до 30 ГГц. Конструкция гетероструктуры приведена на фиг. 1, а в таблице 1 представлены основные электрофизические параметры гетероструктуры.

Таблица 1
Температура измерения в канале гетероструктуры, К Слоевая концентрация носителей заряда в канале гетероструктур, не менее, см-2 Подвижность носителей заряда в канале не менее, см2/(В×с)
AlGaN, 300 1,2·1012-1,3·1012 1500-2000
InGaN, 300 8,5·1012-3,5·1013 2100-2500

Для гетероструктур, изготовленных для мощных псевдоморфных переключателей, одним из важнейших параметров является концентрация электронов в канале. Эта величина достаточно большая (8,5·1012 см-2 - 3,5·1013 см-2), но в то же время она ограничена сверху. В связи с этим оптимальным значением концентрации электронов в канале является диапазон 8.5·1012 см-2 до 3,5·1013 см-2. Конкретное же значение из указанного диапазона определяется параметрами структуры и функциональным назначением приборов.

Для содержания InN в слое InGaN (данной величины рассогласования) существует некоторая толщина слоя, который может быть выращен в псевдоморфном режиме. Дальнейшее увеличение толщины слоя приводит к формированию дислокаций несоответствия, снимающих механическое напряжение. Подвижность в рассогласованных структурах снижается в результате образования дислокаций превышения критической толщины слоя. Критическая толщина зависит от упругих свойств материалов, образующих гетеропереход, и уменьшается с увеличением содержания InN в слое InGaN и для концентрации около 20% составляет примерно 15 нм.

Ограничения, накладываемые критической толщиной, приводят к тому, что при содержании InN свыше 30% слой, который может быть выращен бездислокационно, оказывается слишком тонким и неприемлем для использования в приборе. Таким образом, увеличение энергии размерного квантования в яме GaN/InXGa1-XN/AlGaN компенсирует увеличение ΔEC с ростом x. В рамках данного предложения при использовании в качестве канала псевдоморфных переключателей использованы слои с содержанием InN около 15-25% (толщина слоев около 6-17 нм).

При использовании напряженных квантовых ям шириной ~10÷15 нм с составом до 25% изготовленные гетероструктуры по своим характеристикам превосходят традиционные гетероструктуры с GaN каналом.

Другим немаловажным параметром оптимизации гетероструктур для мощных СВЧ приборов является отношение уровней легирования верхнего и нижнего барьера (Nd2/Nd1). Зонная диаграмма гетероструктуры асимметрична из-за высокого поверхностного потенциала, поэтому легирование верхнего барьера должно быть сильнее. Кроме того, при выращивании слоев структур существует сегрегация примесей в направлении роста, и введение большого количества примесей в нижний барьерный слой вызвало бы нежелательное увеличение концентрации фоновой примеси кремния в канале InGaN.

Исследования показали, что для малошумящих приборов лучшим соотношением является 2, в то время как для усилителей мощности подходит Nd2/Nd1=3.

Преимущества конструкции настоящего устройства заключаются в следующем:

- использование слоя в виде короткопериодной сверхрешетки AlGaN/GaN, позволяющего существенно снизить плотность ростовых дефектов и улучшить электрическую изоляцию между каналом гетероструктуры и подложкой;

- относительно малая суммарная толщина буферных слоев GaN, позволяющая улучшить ограничение носителей в канале:

- наличие дополнительного тонкого слоя нелегированного GaN между псевдоморфным InGaN каналом и AlGaN спейсером, улучшающего структурное качество границы раздела (сглаживающий слой);

- наличие дополнительного слоя n-типа GaN под слоем диэлектрика из двуокиси гафния обеспечивает высокое качество границы диэлектрика с гетероструктурой на химически более стабильном по сравнению с AlGaN материале. Кроме того, обеспечивает уменьшение шереховатости поверхности, что уменьшает окисление поверхности и повышает надежность переключателя, препятствуя «коллапсу тока»;

- увеличение значений плотности и подвижности электронов в канале, изготовленного на основе InGaN, достигается оптимальным выбором независимых параметров структуры: концентрации легирующей примеси в сильнолегированном материале - 2,5÷3×1019 см-3, толщины нелегированного спейсера - 2-3 нм и концентрации InN в твердом растворе от 15 до 25%.

Для создания многослойных наногетероструктур твердых растворов AlGaN/InGaN/GaN использовалась молекулярно-пучковая эпитаксия, основным достоинством которой является возможность выращивания многослойных гетероструктур полупроводниковых соединений с чрезвычайно резкими профилями элементного состава и легирования.

Двуокись гафния является представителем наиболее перспективных диэлектрических материалов для гетероМОП переключателей в качестве пассивирующего слоя и подзатворного диэлектрика. Этот материал обладает высокими диэлектрической проницаемостью К=20-25 и шириной запрещенной зоны Eg=5,8 эВ, а также термодинамически стабилен в диапазоне рабочих температур рассматриваемых устройств. Кроме того, двуокись гафния как диэлектрический материал для устройств с емкостно соединенными контактами, с изолированным затвором имеет высокую диэлектрическую проницаемость и пригоден для более низких пороговых напряжений и более сильной емкостной связи, высокую электрическую прочность диэлектрика для более высоких пробивных напряжений и низкую плотность состояния границы раздела. Поверх слоя 15 размещается слой оксида металла 16 (Al2O3, или ZrO2, или La2O3, или Y2O3). Использование слоев из двуокиси гафния 15 и оксида металла 16 позволяет минимизировать утечки тока, улучшает пассивацию буферного приповерхностного слоя, увеличивает значение напряжения пробоя. Слой из InGaN 10 предназначен для образования в его приповерхностном слое проводящего канала (двумерного электронного газа (ДЭГ) с высокой подвижностью носителей заряда), возникающего за счет разрыва зон и поляризационных эффектов при образовании гетероперехода AlGaN/InGaN. Основным требованием к этому слою является структурное совершенство, достаточное для обеспечения высокой подвижности электронов и высокого сопротивления. Между буферным слоем из нитрида алюминия 2 и буферным слоем из нитрида галлия 4 i-типа располагается переходная область в виде буферного слоя из нитрида галлия 3, которая служит для уменьшения рассогласования параметров решетки и растущих на ней эпитаксиальных слоев. Между слоем твердого раствора AlXGa1-XN 12 и диэлектрическим слоем 15 из HfO2 размещен дополнительный слой 14 из химически более стабильного нитрида галлия (сглаживающий слой)

Устройство содержит два соединенных "спина к спине" гетероМОП конденсатора, которые образуют двойные ВЧ-ключи, тем самым устраняя потребность в омических контактах, где процесс металлизации обходится без отжигов контактов. В состав конструкции с емкостно двойными контактами входит МОП транзистор с гетероструктурой AlGaN/InGaNGaN в качестве полупроводника (А-ГМОП). Приведенная конструкция переключателя сочетает преимущества структуры МОП (очень низкий ток утечки затвора) и AlGaN-GaN гетероперехода (канал ДЭГ высокой плотности с высокой подвижностью). Это приводит к очень низкому поверхностному сопротивлению канала и рекордно высоким токам насыщения, свыше 1 А/мм, а мощность переключения превышает 60 Вт/мм. Использование слоя HfO2 обеспечивает поверхностную пассивацию и имеет более низкие токи утечки. Низкое сопротивление в открытом состоянии возникает в результате чрезвычайно высокой плотности носителей в канале - сверх 1013 см-2, высокой подвижности электронов, высоких полях пробоя и широкого диапазона рабочих температур в пределах от криогенного до 300°C или даже выше. Конструкция переключателя обеспечивает повышенную радиационную стойкость и пониженную деградацию. Предлагаемое устройство может быть использовано для мощных переключателей, ограничителей мощности, фазовращателей и других мощных ВЧ-устройств.

Схема устройства приведена на фиг. 2. Первый электрод (E1), сформированный на полупроводниковом канале, и полупроводниковый канал образуют первый управляемый напряжением конденсатор; второй электрод (E2), сформированный на полупроводниковом канале, и полупроводниковый канал образуют второй управляемый напряжением конденсатор. Входной импульс может быть подан между землей Eo и электродом E1, в то время как второй импульс подается между землей Eo и электродом E2.

Устройство подключено в другую схему, если амплитуда входного сигнала (A) не превышает напряжение, необходимое для обеднения одного из конденсаторов (C1) или (C2), импеданс устройства будет очень низким и устройство не будет ограничивать мощность СВЧ. Однако если амплитуда входного сигнала (B) превышает напряжение, конденсаторы (C1) и (C2) выключаются в течение соответствующего положительного и отрицательного полупериодов.

1. Мощный переключатель СВЧ, содержащий подложку, на которой последовательно размещены: буферный слой AlR, буферный слой из GaN, буферный слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, кроме того, переключатель СВЧ содержит двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, сглаживающий слой из нитрида галлия, слой диэлектрика из двуокиси гафния, металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, и два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи, отличающийся тем, что подложка выполнена из изолирующего теплопроводящего CVD поликристаллического алмаза, а на буферном слое из нелегированного GaN i-типа проводимости последовательно размещены сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из AlXGa1-XN, сглаживающий слой, канал из InXGa1-XN, сглаживающий дополнительный слой, спейсер из AlXGa1-XN, сильнолегированный слой AlXGa1-XN, слой из GaN, слой диэлектрика из двуокиси гафния и дополнительный слой диэлектрика, при этом переключатель выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек DX, а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25% и легирован с двух сторон, а двумерный электронный газ образован между каналом и слоем из AlXGa1-XN.

2. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что канал выполнен из In0,17Ga0,83N с шириной запрещенной зоны 5,35 эВ.

3. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что канал выполнен с критической толщиной 7-16 нм.

4. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный слой из диэлектрика выполнен из Al2O3, или ZrO2, или La2O3, или Y2O3.



 

Похожие патенты:

Использование: изобретение относится к устройствам, обеспечивающим постоянный фазовый сдвиг между компенсирующей линией и фазосдвигающим каналом (ФК) в широкой полосе частот.

Изобретение относится к электронной и ускорительной технике, а именно к вакуумноплотным волноводным окнам ввода-вывода энергии длинноволновой части СВЧ диапазона.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к развязывающим устройствам дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн, и может быть использовано в качестве функционального узла в приемопередающих трактах радиотехнических систем как коммутирующее устройство, а также для развязки источника сигнала от нагрузки.

Устройство формирования нано- и субнаносекундных СВЧ-импульсов относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности с частотой следования входного микросекундного СВЧ-импульса, а также серии СВЧ-импульсов субнаносекундной длительности в пределах входного импульса, генерируемого в частотно-периодическом режиме.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемо-передающих трактах радиотехнических систем для обеспечения развязки и коммутации сигналов.

Изобретение относится к радиотехнике и технике СВЧ и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре. Достигаемый технический результат - расширение полосы пропускания при повышении добротности и геометрических размерах, меньших рабочей длины волны.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах для регулировки уровня проходящей мощности СВЧ. Заявленный переменный аттенюатор содержит полосковый проводник, соединенный с входным и выходным коаксиальными разъемами и установленный между двумя металлическими основаниями, и подвижные поглотители.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к развязывающим устройствам метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн, и может быть использовано в качестве функционального узла в приемо-передающих трактах радиотехнических систем для построения невзаимных синфазных делителей (сумматоров) мощности, а также как согласующе-развязывающее устройство.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для изготовления Y-сочленения в виде системы переплетенных плоских проводников при производстве циркуляторов на сосредоточенных элементах метрового и дециметрового диапазонов длин волн с высоким уровнем рабочей мощности.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности микроволновой интерферометрии. Приемо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн содержит генератор непрерывного зондирующего излучения, гетеродин, два смесителя, передающую и приемную антенны и волноводный тракт.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий, Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре. Для этого переключатель СВЧ содержит подложку из сапфира, на которой последовательно размещены буферный слой AlN, буферный слой из GaN, буферный слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, сглаживающий слой из нитрида галлия, поверх которого нанесен слой диэлектрика из двуокиси гафния, металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, и два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи. На буферном слое из нелегированного GaN i-типа проводимости последовательно размещены сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из AlXGa1-XN, сглаживающий слой, канал из InXGa1-XN, сглаживающий дополнительный слой из GaN, слой диэлектрика из двуокиси гафния и дополнительный слой диэлектрика. При этом переключатель выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек DX, а канал выполнен упругонапряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25%, а двумерный электронный газ образован между каналом и слоем из AlXGa1-XN. 3 з.п. ф-лы. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий. Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре. Для этого переключатель СВЧ содержит подложку, на которой последовательно размещены: буферный слой AlN, буферный слой из GaN, буферный слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, сглаживающий слой из нитрида галлия, слой диэлектрика из двуокиси гафния, металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, и два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи. На буферном слое из нелегированного GaN i-типа проводимости последовательно размещены сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из AlXGa1-XN, сглаживающий слой, канал из GaN, сглаживающий дополнительный слой, спейсер из AlXGa1-XN, сильнолегированный слой AlXGa1-XN, слой из GaN, слой диэлектрика из двуокиси гафния и дополнительный слой диэлектрика. При этом переключатель выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек DX, а канал легирован с двух сторон, а двумерный электронный газ образован между каналом и слоем из AlXGa1-XN. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ. Технический результат - повышение надежности и скорости переключения, увеличение уровня выходной мощности и уровня радиационной стойкости. Для этого коммутирующее устройство СВЧ содержит электроды и емкостной элемент, представляющий собой конденсатор, при этом коммутирующее устройство СВЧ включает подложку из сапфира, на которой последовательно размещены: буферный слой из AlN, буферный слой из GaN, слой из нелегированного GaN, слой из твердого раствора AlGaN и в интерфейсе GaN/AlGaN гетероструктуры образован двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора. Поверх твердого раствора AlGaN размещен сглаживающий слой из GaN, поверх которого нанесен диэлектрик, содержащий слой из двуокиси гафния и слой из оксида алюминия. Поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора. 3 ил.

Изобретение относится к микроволновой технике и предназначено для применения в бортовой аппаратуре радиолокационных, коммуникационных и измерительных систем, подверженных воздействию внешних факторов. Высокопрочная коаксиальная нагрузка содержит коаксиальную линию передачи, включающую внутренний и внешний проводники, и резистивный элемент, расположенный между внутренним и внешним проводниками и включающий цилиндрический участок и конический участок ступенчатой формы. При этом резистивный элемент выполнен из фторопласта, в каждой из ступеней резистивного элемента вдоль коаксиальной линии выполнены отверстия с наноразмерным металлическим слоем, нанесенным на внутреннюю поверхность. Технический результат заключается в повышении механической прочности, термо- и влагостойкости. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройствам обработки и коммутации СВЧ-сигналов на полупроводниковых приборах и предназначено для использования в телекоммуникационных системах, электрически управляемых устройствах СВЧ-электроники, таких как полосовые или селективные фильтры, антенны, перестраиваемые генераторы. Техническим результатом является создание волноводной СВЧ-структуры с электрически управляемыми характеристиками разрешенных и запрещенных зон при уменьшенных прямых потерях. Для этого в волноводную структуру с разрешенными и запрещенными зонами, содержащую диафрагму с рамочными элементами связи, расположенными по обе стороны диафрагмы, и полупроводниковый элемент с электрически управляемой проводимостью, введена по крайней мере в один рамочный элемент по крайней мере одна неоднородность типа «штырь с зазором», в зазор одной из которых помещен полупроводниковый элемент с электрически управляемой проводимостью. 5 ил.

Изобретение относится к волноводам мультиплексоров, встроенных в космическое оборудование для спутников. Технический результат состоит в создании малогабаритного и простого во внедрении термоэластичного воздействующего устройства, позволяющего обеспечить фазовую стабильность волновода. Для этого компактное термоэластичное воздействующее устройство (15) содержит, по меньшей мере, две идентичные усилительные детали (10a, 10b, 10c, 10d) и удерживающую деталь (11), при этом удерживающая деталь имеет коэффициент теплового расширения, меньший коэффициента теплового расширения усилительных деталей. Усилительные детали (10a, 10b, 10c, 10d) установлены обращенными в противоположные стороны одна возле другой параллельно продольной оси Y и линейно смещены одна относительно другой вдоль продольной оси Y. Удерживающая деталь (11) содержит два конца, соответственно соединенных с внешними концами каждой усилительной детали, а внутренние концы каждой усилительной детали расположены под средней зоной (14) удерживающей детали (11). 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение предназначено для формирования задающих цепей генераторов, устройств частотной селекции и др. Техническим результатом изобретения является увеличение отношения первых двух резонансных частот полоскового резонатора при сохранении высокой добротности и миниатюрности и позволяет расширить протяженность полосы заграждения полосно-пропускающих фильтров на его основе. Резонатор содержит подвешенную между экранами диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесены полосковые металлические проводники, идентичные по форме и разделенные тонкими диэлектрическими слоями, причем проводники с нечетными номерами одним концом короткозамкнуты с одной стороны подложки, а с четными номерами - с противоположной стороны подложки, причем разомкнутые концы проводников с четными номерами гальванически соединены друг с другом через диэлектрические слои посредством металлических перемычек с одного края подложки, а с нечетными номерами - с противоположного края подложки. 3 ил.

Изобретения относятся к областям радиосвязи, радиолокации, радионавигации и радиоэлектронной борьбы и могут быть использованы для создания устройств усиления и частотной демодуляции. Техническим результатом изобретения является увеличение динамического диапазона и квазилинейного участка частотной демодуляционной характеристики благодаря наличию резистивного четырехполюсника и согласования с помощью сложного комплексного двухполюсника, используемого в качестве высокочастотной нагрузки, по критерию формирования квазилинейного участка левого склона АЧХ, совпадающего с диапазоном изменения частоты входного ЧМС. Для достижения технического результата предложены способ усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов и устройство для реализации способа. Устройство усиления и демодуляции частотно-модулированных сигналов выполнено из источника постоянного напряжения, цепи прямой передачи в виде трехполюсного нелинейного элемента, четырехполюсника, цепи внешней обратной связи, фильтра нижних частот, разделительной емкости и низкочастотной нагрузки, при этом четырехполюсник выполнен резистивным, в качестве цепи внешней обратной связи использован произвольный комплексный четырехполюсник, подключенный к трехполюсному нелинейному элементу по параллельно-последовательной схеме, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включены между источником частотно-модулированного сигнала с комплексным сопротивлением и входом резистивного четырехполюсника, между выходом резистивного четырехполюсника и фильтром нижних частот включена высокочастотная нагрузка в виде сложного двухполюсника с комплексным сопротивлением zн, который сформирован из последовательно соединенных первого резистивного двухполюсника с сопротивлением R1, конденсатора с емкостью С, произвольного комплексного двухполюсника с сопротивлением Z0=R0+jX0 и параллельно соединенных между собой второго резистивного двухполюсника с сопротивлением R2 и катушки с индуктивностью L, параметры R1, R2, L, С выбраны из условия согласования по критерию одновременного обеспечения усиления и частотной демодуляции в соответствии с приведенными математическими выражениями. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и представляет собой волноводный переключатель. Переключатель содержит концентрично расположенные статор и ротор с выполненными в них волноводными каналами, узел управления, устройство фиксации ротора относительно статора и исполнительное устройство. Исполнительное устройство представляет собой концентрично расположенные магнитопровод в виде кольца и ротор. Магнитопровод имеет на внутренней поверхности четное количество зубьев не менее четырех, располагающихся симметрично относительно оси симметрии магнитопровода в каждой паре зубьев. На каждый зубец намотана катушка индуктивности. Катушки, находящиеся на зубцах каждой пары, электрически соединены между собой так, что начало намотки первой катушки соединено с концом намотки второй катушки, а незадействованные выводы катушек подключаются к узлу управления. Ротор исполнительного устройства представляет собой магнит в форме цилиндра и механически закреплен на оси ротора волноводного переключателя, магнитные полюса расположены параллельно оси, один из полюсов (S или N) перекрывает торцы зубцов одной половины катушек, а другой полюс (N или S) перекрывает один или более торцов зубцов другой половины катушек. Техническим результатом является обеспечение непосредственного переключения между любыми позициями. 2 ил.

Использование: для использования аттенюатор с фиксированным затуханием при измерениях в волноводных трактах с высоким уровнем мощности. Сущность изобретения заключается в том, что СВЧ-аттенюатор содержит металлический прямоугольный волновод, поглотитель и экран, при этом волновод выполнен с высотой b узкой стенки и шириной а широкой стенки, в котором образованы два сопряженных друг с другом идентичных плавных перехода длиной L переменной высоты, уменьшающейся до b2, поглощающая поверхность каждого перехода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя шириной s, расположенной на одной из широких стенок волновода, а отражающая поверхность перехода расположена на противоположной широкой стенке, при условии s<a, α=arctg((b-b2)/L), где α - угол наклона перехода. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения КСВН и неравномерности коэффициента передачи в полосе частот волновода, плавного изменения электрической прочности и настройки затухания в небольших пределах при конструктивном и технологическом упрощении. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх