Псевдоморфное коммутирующее устройство на основе гетероструктуры algan/ingan

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых изделий. Коммутирующее устройство является псевдоморфным, изготовленным на базе гетероструктуры AlGaN/InGaN, а емкостный элемент представляет собой конденсатор. Кроме того, коммутирующее устройство включает подложку из сапфира, на которой последовательно размещены: буферный слой из AlN, буферный слой из GaN, слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из твердого раствора AlXGa1-XN, сглаживающий слой из GaN, канал из твердого раствора InXGa1-XN, и в интерфейсе InXGa1-XN/AlGaN гетероструктуры образован двумерный электронный газ (ДЭГ) высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора. Поверх твердого раствора InXGa1-XN размещен химически устойчивый сглаживающий слой из GaN, поверх которого нанесен слой диэлектрика из двуокиси гафния. Поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора. При этом емкостный элемент устройства выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек (DX), а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25%. Изобретение обеспечивает повышение надежности устройства, эффективности подавления токового коллапса, повышение скорости переключения и уровня выходной мощности, а также ослабление процесса деградации в гетероструктуре. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области создания полупроводниковых изделий, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для управления СВЧ электромагнитными колебаниями, и может быть использовано при создании нового поколения СВЧ элементной базы и интегральных схем на основе гетероструктур широкозонных полупроводников.

Из уровня техники известен СВЧ-коммутатор, содержащий лазер, фотокатод и отрезок прямоугольного волновода, на концах которого установлены соответственно входная и выходная щелевые диафрагмы, а на четвертьволновом расстоянии от них и одна от другой установлены индуктивные диафрагмы, в каждую из которых помещены соосно и попарно включенные емкостные конусы. При этом один из конусов, размещенный в индуктивной диафрагме, ближайшей к выходной щелевой диафрагме, выполнен усеченным со сквозным осевым отверстием, ось которого совпадает с оптической осью лазера, емкостные конусы, размещенные в остальных индуктивных диафрагмах, также выполнены усеченными. Другой конус, размещенный в индуктивной диафрагме, ближайшей к выходной щелевой диафрагме, выполнен неусеченным. В сквозном осевом отверстии герметично установлена перегородка из материала, прозрачного для излучения лазера, и на ней со стороны, обращенной к вершине усеченного конуса, размещен фотокатод (авторское свидетельство СССР №1739404, опубл. 07.06.1992 г.).

Недостатками известного устройства являются низкая надежность, низкая скорость переключения, низкий уровень переключаемой мощности и низкий уровень радиационной стойкости.

Из уровня техники известно также коммутирующее устройство СВЧ, содержащее электроды и емкостный элемент, отличающееся тем, что емкостный элемент представляет собой конденсатор, кроме того, 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 химически устойчивый сглаживающий слой из GaN, поверх которого нанесен диэлектрик, содержащий слой из двуокиси гафния, а поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора. При необходимости поверх слоя диэлектрика из двуокиси гафния можно нанести дополнительный слой из оксида алюминия и отмечается, что коммутирующее устройство содержит ряд трехэлектродных двухканальных конфигураций (патент России №143079, опубл. 10.07.2014 г.).

К недостаткам традиционной гетероструктуры системы AlGaN/GaN, на основе которой разработана данная конструкция, относятся влияние DX центров в слое AlGaN:Si на приборные характеристики: низкая надежность устройства, низкая плотность носителей, снижение эффективности подавления токового коллапса, скорости переключения, уровня выходной мощности, а также в усилении процесса деградации в гетероструктуре.

Задачей настоящего изобретения является устранение всех перечисленных недостатков.

Технический результат заключается в повышении надежности устройства, в повышении плотности носителей, эффективности подавления токового коллапса, в повышении скорости переключения, уровня выходной мощности, а также в ослаблении процесса деградации в гетероструктуре.

Технический результат обеспечивается тем, что коммутирующее устройство содержит электроды, емкостный элемент. Коммутирующее устройство является псевдоморфным, изготовленным на базе гетероструктуры AlGaN/InGaN, а емкостный элемент представляет собой конденсатор. Кроме того, коммутирующее устройство включает подложку из сапфира, на которой последовательно размещены: буферный слой из AlN, буферный слой из GaN, слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, сверхрешетка из AlXGa1-xN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из твердого раствора AlXGa1-XN, сглаживающий слой из GaN, канал из твердого раствора InXGa1-XN, и в интерфейсе InXGa1-XN/AlGaN гетероструктуры образован двумерный электронный газ (ДЭГ) высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора. Поверх твердого раствора InXGa1-XN размещен химически устойчивый сглаживающий слой из GaN, поверх которого нанесен слой диэлектрика из двуокиси гафния. Поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора. При этом емкостный элемент устройства выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек (DX), а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25%.

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

содержит ряд трехэлектродных двухканальных конфигураций;

канал выполнен из In0,17Ga0,83N с шириной запрещенной зоны 5,35 эВ;

канал выполнен с критической толщиной 7-16 нм.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующими чертежами:

на фиг. 1 отображено устройство в разрезе;

на фиг. 2 отображена схема трехэлектродного двухканального устройства;

на фиг. 3 отображена схема четырехканального устройства.

На фиг. 1 отображены следующие конструктивные элементы:

1 - подложка из сапфира;

2 - буферный слой из AlN;

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 AlXGa1-XN;

9 - сглаживающий слой из GaN;

10 - канал InXGa1-XN;

11 - нижняя обкладка конденсаторов, образованная ДЭГ в интерфейсе AlGaN/InGaN;

12 - сглаживающий дополнительный слой из GaN;

13 - слой диэлектрика из двуокиси гафния;

14 - дополнительный слой диэлектрика из двуокиси металла;

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

Настоящее устройство конструктивно изготовлено следующим образом.

На поверхности подложки из сапфира последовательно размещены: буферный слой из AlN 2 толщиной 0,1 мкм, затем буферный слой из GaN 3 и многослойная гетероэпитаксиальная структура из нелегированного буферного слоя GaN 3 толщиной 200 нм, нелегированный буферный слой (i-типа) GaN 4 толщиной 200 нм, нелегированная сверхрешетка состава AlXGa1-XN/GaN 5, нелегированный буферный слой 6 толщиной 100 нм, сильнолегированный слой твердого раствора AlXGa1-XN 7, толщиной 4,5 нм, в виде нелегированного слоя AlXGa1-XN (спейсер) 8, толщиной 2 нм, сглаживающий слой GaN 9 толщиной 3 нм, нелегированный слой из твердого раствора InXGa1-XN (канал) 10 толщиной 12 нм, нижняя обкладка конденсаторов, образованная ДЭГ в интерфейсе AlGaN/InGaN 11, сглаживающий дополнительный слой из GaN 12, слой диэлектрика из двуокиси гафния 13 и дополнительный слой диэлектрика из двуокиси металла 14, например из оксида алюминия, который применяется при необходимости повышения электрической прочности слоя диэлектрика. В качестве второго слоя диэлектрика могут быть использованы также ZrO2, или La2O3, или Y2O3. Затем поверх слоев из диэлектрика размещают металлические электроды полосковой формы 15, 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 AlN 2 и буферным слоем GaN 3 располагается переходная область, которая служит носителем 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. Такое псевдоморфное строение гетероструктуры InGaN/(Al)GaN принципиально отличается от традиционных гетероструктур AlGaN/GaN, где с помощью буферных слоев согласовывают постоянные решеток, а псевдоморфный канал гетероструктуры InGaN/AlGaN является упруго-напряженным.

К недостаткам традиционной гетероструктуры системы AlGaN/GaN относится влияние DX центров в слое AlGaN:Si на приборные характеристики. 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. Снижение влияния DX центров, повышение плотности электронов, устранение деградации в гетероструктуре, а также подавление токового коллапса коммутирующего устройства, 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.

Двуокись гафния, как диэлектрический материал с низкой плотностью состояния границы раздела, подходит для устройств с емкостно соединенными контактами. При необходимости повышения электрической прочности диэлектрика, поверх слоя двуокиси гафния размещается слой оксида алюминия. Использование слоев из двуокиси гафния и оксида алюминия позволяет минимизировать утечки тока и увеличить значение напряжения пробоя.

Между буферным слоем из нитрида алюминия 2 и слоем из нитрида галлия 4 i-типа располагается переходная область в виде второго буферного слоя из нитрида галлия 3, которая служит для уменьшения рассогласования параметров решетки и растущих на ней эпитаксиальных слоев. Между слоем твердого раствора InGaN 10 (канал) и диэлектрическим слоем 13 HfO2 размещен дополнительный слой 12 из химически более стабильного, по сравнению с AlGaN, материала из нитрида галлия (сглаживающий слой).

В процессе изготовления экспериментальных образцов коммутатора в гетероструктуре кристалла вместо буферного слоя нитрида галлия 3 был опробован дополнительный буферный слой в виде короткопериодной сверхрешетки AlGaN/GaN, что позволило существенно снизить плотность ростовых дефектов и улучшить электрическую изоляцию между каналом коммутирующего устройства и подложкой.

Таким образом, предлагается конструкция коммутирующего устройства, которая позволяет использовать емкостные соединенные контакты. Соединенные «спина к спине» конденсаторы (ДГМОП) образуют ВЧ-ключи, тем самым устраняя потребность в омических контактах. Процесс металлизации обходится без отжигов контактов. Приведенная конструкция коммутирующего устройства сочетает преимущества AlGaN/InGaN гетероперехода (канал ДЭГ высокой плотности с высокой подвижностью). Это приводит к очень низкому поверхностному сопротивлению канала, ниже 300 Ω/квадрат. Использование слоя из HfO2 обеспечивает низкие токи утечки и хорошую емкостную связь. Низкое сопротивление в открытом состоянии возникает в результате чрезвычайно высокой плотности в канале - сверх 1013 см-2, высокой подвижности электронов полей пробоя и широкого диапазона рабочих температур в пределах от криогенных до 300°C.

Перезарядка DX 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.

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, является его пассивация, что, однако, не спасает от захвата электронов на ловушки в буферном слое из GaN. Проблема усугубляется тем, что при легировании компенсирующие примеси создают дополнительные ловушки.

Одним из важнейших параметров является концентрация электронов в канале. Эта величина достаточно большая (ns>3.5⋅1012 см-2-≤8,5⋅1012 см-2), но в то же время она ограничена сверху. Примером оптимизации гетероструктуры может служить структура, опробованная в работе по проверке основных параметров гетероструктур, демонстрирующая при концентрации носителей в канале 8.9⋅1012 см-2 подвижность от 1500 до 2000 см2/В⋅с при комнатной температуре.

Для данного содержания In 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 превышении критической толщины слоя.

Критическая толщина зависит от упругих свойств материалов, образующих гетеропереход и уменьшается с увеличением содержания In в слое InGaN и для концентрации около 20% составляет примерно 15 нм. Ограничения, накладываемые критической толщиной, приводят к тому, что при содержании In 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 коммутирующих устройств использованы слои с содержанием In около 15-25% (толщина слоев около 6-17 нм).

Преимущество конструкции настоящего изобретения заключается в следующем:

- использование дополнительного буферного слоя в виде короткопериодной сверхрешетки AlGaN/GaN позволяет 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 из 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 шероховатости поверхности, что уменьшает окисление поверхности и повышает надежность коммутирующего устройства переключателя, препятствуя «коллапсу тока»;

- увеличение значений плотности и подвижности электронов в канале, изготовленном на основе InGaN, достигается оптимальным выбором независимых параметров структуры: концентрации легирующей примеси InN и критической толщины InGaN.

Принцип работы трехэлектродного двухканального устройства приведен на фиг. 2. Входной импульс может быть подан между землей E0 и электродом Е2, в то время как два маршрутных канала (каналы A, B) подсоединены между землей Е0 и электродами Е3 и E1 соответственно. Для работы коммутирующего устройства управляющее напряжение (+Uc1) может быть подано на E3, а отрицательное управляющее напряжение (-Uc1) может быть подано на E1. Когда полярность управляющего напряжения положительна, конденсатор для E1 будет включен, а для E3 будет выключен. В результате, входной сигнал будет направлен к каналу, подсоединенному между Е3 и Е0 (канал A). Аналогично, когда полярность управляющего напряжения отрицательна, то входной сигнал будет направлен между E1 и Е0 (канал B).

Принцип работы коммутирующего устройства может быть распространен на ВЧ коммутаторы любого количества каналов. На фиг. 3 показан четырехканальный коммутатор с вариантом реализации изобретения. В этом случае каждый выходной сигнал трехэлектродной конфигурации является входным сигналом для другой трехэлектродной конфигурации. В частности, входной сигнал подан между землей Е0 и электродом Е2, а четыре маршрутных канала подсоединены между землей и Е4, E6, Е7 и Е9 соответственно. Подавая три управляющих напряжения Uc1, Uc2, Uc3 между электродами E1 и Е3, Е4 и E6, а также Е7 и Е9 соответственно, и изменяя их полярности, как требуется, входной сигнал может быть направлен на любой желаемый канал, соединенный с Е4, Е6, Е7 или Е9.

1. Коммутирующее устройство, содержащее электроды, емкостной элемент, отличающееся тем, что коммутирующее устройство является псевдоморфным, изготовленным на базе гетероструктуры AlGaN/InGaN, а емкостной элемент представляет собой конденсатор, кроме того, коммутирующее устройство включает подложку из сапфира, на которой последовательно размещены: буферный слой из AlN, буферный слой из GaN, слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из твердого раствора AlXGa1-XN, сглаживающий слой из GaN, канал из твердого раствора InXGa1-XN, и в интерфейсе InXGa1-XN/AlGaN гетероструктуры образован двумерный электронный газ (ДГ) высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, поверх твердого раствора InXGa1-XN размещен химически устойчивый сглаживающий слой из GaN, поверх которого нанесен слой диэлектрика из двуокиси гафния, а поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, при этом емкостной элемент устройства выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек (DX), а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25%.

2. Коммутирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит ряд трехэлектродных двухканальных конфигураций.

3. Коммутирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что канал выполнен из In0,17Ga0,83N с шириной запрещенной зоны 5,35 эВ.

4. Коммутирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что канал выполнен с критической толщиной 7-16 нм.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к области СВЧ радиотехники, в частности к проходным дискретным полупроводниковым фазовращателям. Дискретный СВЧ фазовращатель проходного типа, согласованный с волновым сопротивлением ρ0 основной линии передачи, выполнен на основе соединения отрезков линий передачи и управляющих элементов, преимущественно диодов.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике СВЧ и антенной технике. Устройство возбуждения волны Ε01 в круглом волноводе содержит делитель мощности с N выходами, N элементов связи с круглым волноводом, равномерно расположенных в поперечном сечении на цилиндрической поверхности волновода, которые соединены с N выходами делителя мощности, вход которого является входом устройства возбуждения.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в спутниковой связи с поляризационным уплотнением сигналов как на земных станциях спутниковой связи, так и на спутниках связи.

Изобретение относится к электронной технике СВЧ, в частности к фазовращателям. Секция дискретного фазовращателя с цифровым управлением содержит входной направленный ответвитель со слабой связью, вход которого является входом устройства, выходной направленный ответвитель со слабой связью, выход которого является выходом устройства, ослабитель с цифровым управлением, выход которого соединен со связанным входом вторичной линии выходного направленного ответвителя, первый и второй отрезки передающих линий, третью и четвертую замкнутые на конце четвертьволновые связанные передающие линии.

Изобретение относится к радиотехнике, к частотной селекции и фильтрации радиосигналов, может быть использовано в радиолокации и в системах связи. Устройство содержит параллельно включенные полосно-пропускающие фильтры, согласованные с длительностью этой последовательности, установочные фазовращатели и сумматор.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в радиопередающих устройствах спутниковых систем связи и спутниковых радионавигационных систем, а также в других устройствах СВЧ для выделения сигналов в двух поддиапазонах преимущественно дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн.

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к переключателям СВЧ мощности, и может быть использовано для переключения СВЧ сигналов между каналами приема (передачи) в СВЧ приемниках (передатчиках).

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ, в частности к фазовращателям. Дискретный фазовращатель СВЧ содержит одинаковые первый и второй отрезки линии передачи, одни концы которых соединены с входом и выходом фазовращателя соответственно, а другие соединены между собой, вход и выход фазовращателя дополнительно соединены с одними концами одинаковых третьего и четвертого отрезков линии передачи, между другими концами которых включен первый коммутирующий диод, при этом волновое сопротивление третьего и четвертого отрезков линии в два раза выше сопротивления входа и выхода.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ, в частности к фазовращателям. Перестраиваемый фазовращатель СВЧ содержит первый отрезок линии передачи, концы которого соединены со входом и выходом перестраиваемого фазовращателя, к середине которого подключен через перемычку разомкнутый отрезок линии передачи, к которому могут быть подключены посредством перемычек дополнительные разомкнутые отрезки линии.

Изобретение относится к технике высоких и сверхвысоких частот и предназначено для создания частотно-селективных устройств. Полосковый резонатор содержит две диэлектрические подложки, подвешенные между экранами корпуса, на обе поверхности которых нанесены полосковые металлические проводники, электромагнитно связанные между собой. Между подложками расположена тонкая металлическая пленка, закороченная со всех сторон по периметру на корпус, толщина которой меньше скин-слоя в металле на рабочей частоте резонатора. Техническим результатом изобретения является разрежение спектра собственных частот полоскового резонатора и увеличение протяженности полосы заграждения фильтров на его основе. 3 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике и может быть использовано для заданного ослабления СВЧ сигнала большой мощности в широкой полосе рабочих частот. СВЧ аттенюатор содержит N последовательно включенных друг за другом каскадов, выполненных на планарных пленочных резисторах, общая площадь которых обеспечивает рассеивание заданной мощности входного высокочастотного сигнала, а значения коэффициентов передачи каждого каскада обеспечивают равномерное распределение рассеиваемой мощности в них. Все каскады выполнены в виде Т-образной структуры и расположены на общей диэлектрической подложке, при этом во всех Т-образных структурах площадь каждого пленочного резистора пропорциональна рассеиваемой на нем мощности и ширина крайних пленочных резисторов больше ширины среднего пленочного резистора, а крайние пленочные резисторы смежных Т-образных структур объединены в один общий пленочный резистор, площадь и сопротивление которого равны сумме площадей и сумме сопротивлений соответственно объединенных пленочных резисторов. Технический результат в предлагаемом СВЧ аттенюаторе заключается в упрощении конструкции за счет того, что все пленочные резисторы расположены на одной диэлектрической подложке и не применяются согласующие элементы, а также сохранении высокого уровня мощности входного высокочастотного сигнала за счет выбора площади каждого пленочного резистора пропорционально рассеиваемой на нем мощности. 5 ил., 3 табл.

Использование: для создания схем дифференциальных аттенюаторов для работы в СВЧ диапазоне. Сущность изобретения заключается в том, что интегральный аттенюатор содержит генератор дифференциального сигнала, звенья, состоящие из параллельно включенных управляемых МОП транзисторов n- и p-типа, блок управления и нагрузку, кроме того, неинвертирующая пара звеньев, состоящих из МОП транзисторов n- и p-типа, соединена с генератором дифференциального сигнала и нагрузкой напрямую, а инвертирующая пара звеньев, состоящих из МОП транзисторов n- и p-типа соединена с генератором дифференциального сигнала и нагрузкой перекрестно; где регулировка сопротивлений МОП транзисторов, входящих в звенья, осуществляется блоком управления, при этом сопротивление одной пары звеньев МОП транзисторов возрастает, а другой падает. Технический результат: обеспечение возможности расширения функциональных возможностей аттенюаторов, выполненных по КМОП технологии, снижения потерь при прямом прохождении сигнала, увеличения динамического диапазона, расширения полосы рабочих частот, уменьшения фазовых искажений при переключении уровня аттенюации. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к интегральной оптике. Способ пространственного разделения оптических мод ортогональных поляризаций в планарной волноводной структуре, заключающийся в том, что излучение лазера вводят в четырехслойную планарную направляющую структуру, состоящую из подложки, покровной среды, волноводного высокопреломляющего магнитооптического слоя, намагниченного до насыщения в плоскости границы раздела, в направлении, поперечном распространению света, волноводного нанокомпозитного слоя с расположенным на его поверхности решеточным элементом связи для ввода излучения. Настройка на заданную длину волны, заданные углы ввода и разделение волноводных мод ортогональных поляризаций осуществляется путём подбора отношений толщин диэлектрических нанослоёв двух типов в нанокомпозитном слое. Технический результат заключается в повышении эффективности поляризационного разделения света в планарных направляющих структурах интегральной оптики. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к СВЧ-радиотехнике, в частности к фильтрам. Микрополосковый широкополосный фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой. Узкие и широкие прямоугольные полосковые проводники соединены друг с другом в форме нерегулярного меандра, его крайние узкие проводники со стороны свободных концов заземлены на основание, причем входной и выходной порты фильтра подключены кондуктивно к крайним широким проводникам меандра через отрезки микрополосковых линий со скачком волнового сопротивления. Технические результаты – расширение полосы заграждения, повышение крутизны низкочастотного склона частотной характеристики, расширение рабочей полосы пропускания. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике. СВЧ-мультиплексор содержит устройство общего вывода СВЧ-сигнала, суммирующий резонатор, параллельно расположенные полосно-пропускающие фильтры. Суммирующий резонатор представляет собой закороченный на концах отрезок передающей линии, а каждый из полосно-пропускающих фильтров выполнен в виде цепочки связанных резонаторов. Резонаторы каждой цепочки полосно-пропускающего фильтра расположены с образованием двух ярусов. Устройства раздельного ввода СВЧ-сигналов и устройство вывода СВЧ-сигнала выполнены в виде волноводов, отделенных от соответствующих входных резонаторов цепочек полосно-пропускающих фильтров и суммирующего резонатора, поперечной диафрагмой с щелями связи. Волновод каждого из устройств раздельного ввода СВЧ-сигналов снабжен резонансным элементом в виде стержня из диэлектрического материала, размещенным на поперечной диафрагме волновода, и регулировочными элементами перестройки частоты и связи, размещенными в стенке волновода. Резонансный элемент ориентирован вдоль направления распространения СВЧ-сигнала и выполнен с возможностью настройки на граничные частоты полосы пропускания мультиплексора. Технические результаты - уменьшение массы и габаритов, повышение уровня мощности выходного СВЧ-сигнала. 13 з. п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области антенной техники, в частности к селекторам радиоволн. Частотно-поляризационный селектор содержит первый ортомодовый преобразователь, представляющий собой крестовой разветвитель, в плечах которого установлены емкостные фильтры нижних частот. На выходе первого ортомодового преобразователя установлен поляризатор Q-диапазона, реализованный на круглом волноводе с пазом с двумя ортогональными выходами. Фильтры соединяются со вторым ортомодовым преобразователем посредством четырех п-образных волноводных секций равной длины, один выход второго ортомодового преобразователя короткозамкнут, ко второму выходу через трансформатор с круглого на квадратное сечение присоединен септум-поляризатор с двумя ортогональными выходами. В первом ортомодовом преобразователе, в узле четырехкратного разветвления, внесены множественные изменения сечения круглого волновода, а также резонансная диафрагма, введенная в область перехода на волновод меньшего диаметра. В плечах ортомодового преобразователя устанавливаются широкополосные емкостные фильтры нижних частот с переменной толщиной диафрагм. В Q-диапазоне частот поляризатор реализован на круглом волноводе с регулируемым пазом. Технический результат - возможность реализации широкополосного частотно-поляризационного селектора в высоких диапазонах частот и разнесенных между собой Ka- и Q-диапазонов частот более чем на октаву. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в технике СВЧ, в частности, в технике спутникового телевидения для приема волн с круговой поляризацией поля. Поляризатор состоит из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции, выполненной в виде решетки из плоских прямоугольных проводников, расположенных на тонкой прямоугольной диэлектрической пластине. При этом один плоский прямоугольный проводник выполнен в виде широкого прямоугольного проводника, расположенного симметрично в центральной части диэлектрической пластины, а на краях диэлектрической пластины расположены симметрично по меньшей мере по одному узкому прямоугольному проводнику. Причем волноводный поляризатор выполнен с возможностью совмещения емкостной проводимости узких прямоугольных проводников с эквивалентной емкостной проводимостью краев диэлектрической пластины. Технический результат заключается в обеспечении высокого уровня развязки по поляризации в рабочем диапазоне частот, приемлемого продольного габарита, простоты конструкции и технологичности. 3 ил.

Изобретение относится к областям радиотехники и связи. Сущность заявленного устройства заключается в том, что высокочастотный векторный фазовращатель включает полифазный RC-фильтр, первый вход которого является входом фазовращателя, а второй вход заземлен, аналоговый квадратурный дифференциальный сумматор, состоящий из двух дифференциальных усилителей с переменным коэффициентом усиления в виде ячеек Гильберта и нагрузки, подключенной к шине питания, цифроаналоговый преобразователь, источник напряжений смещения, преобразователь дифференциального сигнала в небалансный, выход которого является выходом фазовращателя. Дополнительно фазовращатель содержит блок ослабления синфазной составляющей, включенный между аналоговым квадратурным дифференциальным сумматором и преобразователем дифференциального сигнала в небалансный и подключенный к источнику напряжений смещения. Технический результат от реализации заявленного изобретения направлен на разработку высокочастотного векторного фазовращателя с небалансным входом для уменьшения ошибки установки фазы и снижения массогабаритных характеристик устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и может быть использовано в фазированных антенных решетках для выравнивания фаз СВЧ трактов после их изготовления. Регулировочный фазовращатель СВЧ содержит одинаковые первый и второй отрезки линии передачи, одни концы которых соединены со входом и выходом, а другие соединены между собой третьим проводником. К середине третьего проводника подключен через перемычку разомкнутый шлейф. Между участками шлейфа включены дополнительные перемычки для ступенчатой регулировки фазы. При этом первый и второй отрезки расположены параллельно и соединены дополнительно через конденсатор, выводы которого подключены на одинаковых расстояниях от концов отрезков, с возможностью перемещения вдоль них при регулировке фазы. Емкость конденсатора постоянна и находится в пределах от 1/2ωZ0 до 1/ωZ0, где ω - круговая частота, Z0 - сопротивление входа и выхода, а также волновое сопротивление отрезков линий. Предлагаемый регулировочный фазовращатель при малых габаритах имеет малые погрешности перестройки фазы при широком диапазоне частот согласования. Изобретение обеспечивает уменьшение погрешности установки величины фазы и улучшение согласования в широком диапазоне частот при небольших габаритах. 2 ил.

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых изделий. Коммутирующее устройство является псевдоморфным, изготовленным на базе гетероструктуры AlGaNInGaN, а емкостный элемент представляет собой конденсатор. Кроме того, коммутирующее устройство включает подложку из сапфира, на которой последовательно размещены: буферный слой из AlN, буферный слой из GaN, слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, сверхрешетка из AlXGa1-XNGaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из твердого раствора AlXGa1-XN, сглаживающий слой из GaN, канал из твердого раствора InXGa1-XN, и в интерфейсе InXGa1-XNAlGaN гетероструктуры образован двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора. Поверх твердого раствора InXGa1-XN размещен химически устойчивый сглаживающий слой из GaN, поверх которого нанесен слой диэлектрика из двуокиси гафния. Поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора. При этом емкостный элемент устройства выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек, а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25. Изобретение обеспечивает повышение надежности устройства, эффективности подавления токового коллапса, повышение скорости переключения и уровня выходной мощности, а также ослабление процесса деградации в гетероструктуре. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх