C波段低噪声场效应晶体管放大器

本文介绍C波段低噪声场效应晶体管放大器的初步研制结果。采用国产CX-50型砷化镓场效应晶体管。通过对晶体管S参数和噪声参数的测试进行电路设计。制成两级级联放大器作为接收机低噪声前端,实现了5公分频段的指标是:(包括前置限幅器、隔离器和后置接收机噪声在内的)系统噪声系数4.0分贝,放大器增益14分贝。文中并简介放大器承受射频脉冲功率的实验情况,以及与雷达使用有关的若干指标的初步测试结果。     

场效应晶体管微波参数测量

本文介绍了用作图法测量场效应晶体管的噪声参数,用网络分析仪测量散射参数(s参数)的方法。给出了国产WC50型低噪声砷化镓场效应晶体管在C波段的噪声参数及在C、S波段的s参数。用测出的s参数设计的C波段场效应晶体管放大器获得了初步良好的结果。     

Q波段砷化镓场效应晶体管放大器和振荡器

在12～20千兆赫的频率范围内研究了肖特基势垒栅砷化镓场效应晶体管。最大有用功率增益的测量表明,在这个范围内,器件具有比预期更高的增益。用带线技术制成了输出功率为4毫瓦的17千兆赫振荡器和功率增益为16分贝的四级14.9千兆赫放大器。     

高脉冲功率的S波段砷化镓场效应放大器组件

引言在相控阵雷达中需要使用固态功率放大器。在现有的雷达系统(如TPS-59和“铺路爪”)中,硅双极晶体管的使用频率高达1.5千兆赫。但在S波段(2～4千兆赫)中,适用于许多雷达的、且具有良好性能的固态器件还没研制出来。因此目前正在研制这种硅双极功率晶体管,不过在研制中碰到了许多问题:器件的材料和几何形状都要求很严格,而且加工过程又很复杂。此外,现有的器件的输出功率虽然相当好,但因增益低,需要多级放大,这样既增加了硅双极晶体管放大器的尺寸、重量和成本,又降低了总效率。砷化镓场效应晶体管,有着不太复杂的立式几何形状和潜在的高增益及效率,完全可代替硅双极晶体管。在参考文献中,介绍一种高功率连续波砷化镓场效应(CW GaAs FET)     

微波功率GaAsFET的宽带内匹配技术

研究了C波段大功率砷化镓场效应晶体管的宽带内匹配技术,结果在电路设计中采用了新型的电路结构和大信号特性。在高介电常数的单瓷片上形成集总参数元件二级输入网络。在氧化铝陶瓷片上,以微带结构形成半分布参数的单级输出电路。总栅宽为11200微米的内匹配砷化镓场效应晶体管在1分贝增益压缩下具有2.5瓦的功率输出,在没有外部匹配的情况下,从4.2到7.2千兆赫,该器件具有5.5分贝的线性增益和4.4瓦的饱和功率输出。从4.5到6.5千兆赫,这种内匹配场效应晶体管具有6分贝线性增益和5瓦的饱和输出功率。     

14～18千兆赫晶体管放大器

据讯,美国IBM研究实验室研制了一种在目前来说频率最高的高频晶体管化放大器和振荡器。为了获得14～18千兆赫下的性能,该实验装置应用了砷化镓肖特基势垒场效应晶体管。这些晶体管IBM公司称之为金属-半导体-场效应晶体管(MESFET),它们在15千兆赫下具有8分贝的增益。用这类晶体管制成的三级放大器在16.9千兆赫下的功率增益为6     

4千兆赫1.5分贝低噪声砷化镓场效应晶体管

砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管期待作为几千兆赫以上具有优良性能的微波放大器件,一些单位都在积极开展研究。然而目前只有少数的硅双极晶体管在6千兆赫以上实现了比较优良的性能,已有几家市售产品,然而考虑到将来砷化镓场效应晶体管大有希望,可能取而代之。另外,使用砷化镓场效应晶体管的各种微波仪器的研究也极其活跃起来,预计不久将来,使用砷化镓场效应晶体管的 X 波段低噪声放大器将实用化,它必将取代过去所用的低噪声行波放大器(TWT)。     

宽带集总元件X波段砷化镓场效应晶体管放大器

本文叙述了用砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管设计两级宽带X波段放大器。扼要地说明了放大器和内部器件的性能。放大器在6.5～12千兆赫频率范围有9.5±1分贝的增益。输入和输出的电压驻波比不超过2.5:1。所述实际宽带匹配网络使放大器总的噪声系数减到最小,并在整个设计带宽内保持恒定的增益,同时计算了寄生、损耗和不均匀电容的影响。     

高稳定C频段砷化镓场效应晶体管振荡器

因为砷化镓场效应晶体管振荡器比其它类型的固态振荡器的噪声低,效率高而且设计灵活,所以在微波通信中非常适用。目前已有有关 C 频段和 X 频段的砷化镓场效应晶体管振荡器试验成功的报导。这些振荡器的输出功率均低于10O毫瓦,直流——射频变换效率低于20%。本设计采用共源砷化镓场效应晶体管振荡器结构。振荡器是一个 C 频段的集成化振荡器。在振荡器中有一个最佳外反馈网络,共源场效应晶体管片安装在氧化铝陶瓷基片上。振荡器的微带线和作反馈用的电容器串联连接。这种没有采取稳定措施的振荡器,在6千兆赫可产生400毫瓦的功率,效率为38%。这可与同一场效应晶体管片作放大器用时产生的最大输出功率相比拟。     

S波段固态功放的研究

本文比较了微波S波段固态放大器的两种类型,即硅(Si)双极型晶体管放大器(以下简称晶放)和砷化镓场效应晶体管(GaAs FET)放大器(以下简称场放)的优缺点。指出在L波段及更低波段的功率放大器多采用晶放,在C波段及更高波段的功放采用场放。而在S波段两种型式功放均有所见。最后给出国产双极型晶体管和国产GaAs FET的S波段功放的应用实例。     

K波段GaAs双栅场效应晶体管

本文给出了GaAs双栅场效应晶体管的高频等效电路模型以及输入/输出阻抗、跨导,单向增益、稳定因子等的解析表达式。在低频时,双栅场效应晶体管的增益高于单栅场效应晶体管,但是由于第二栅的电容分流效应,随着频率的增加双栅场效应晶体管的增益急速下降。我们研制了可用于K波段可变增益放大器中的双栅功率场效应晶体管,该器件总栅宽为1.2mm,在10GHz下,输出功率为1.1W,增益为10.5dB,附加功率效率为31％。同样栅宽的器件。在20GHz下,输出功率为340mW,增益为5.3dB。在K波段,动态增益控制范围可达45dB,在最初的增益控制变化10dB范围内,其插入相位变化不超过±2°。     

匹配反馈放大器:砷化镓金属半导体埸效应晶体管的超宽带微波放大

一种从350兆赫至14千兆赫频率范围的超宽带放大器组件已经研制成功。在整个这一40:1带宽范围内最小增益为4分贝,输出功率有13分贝毫瓦。该放大器用负反馈和正反馈回路与一个砷化镓金属半导体场效应晶体管做在一起,该砷化镓金属半导体场效应晶体管的主要特性在于寄生参数低。该晶体管栅极尺寸为800×1微米。文中讨论了砷化镓金属半导体场效应管的工艺和射频性能,也讨论了单端反馈放大器的设计考虑和性能。     

C波段低噪声埸效应晶体管放大器

本文介绍C波段低噪声场效应晶体管放大器的初步研制结果。采用国产CX-50型砷化鎵场效应晶体管。通过对晶体管S参数和噪声参数的测试进行电路设计。制成两级级联放大器作为接收机低噪声前端,实现了实验室內5厘米频段的指标是:(包括前置限幅器、隔离器和后置接收机噪声在内的)系统噪声系数4.0分贝,放大器增益14分贝。文中并简介放大器承受射频脈冲功率的实验情况,以及与单脈冲雷达使用有关的若干指标的初步测试结果。     

宽带砷化镓场效应晶体管放大器的设计

实现了具有电抗补偿器和分节阻抗变换器的砷化镓场效应晶体管放大器,并对其特性作了测量。砷化镓场效应晶体管的输入和输出阻抗的虚部用电抗补偿器转换成任意电阻,然后再用分节阻抗变换器转换成50欧姆特性阻抗。对于采用 f_(max)-15千兆赫砷化镓场效应晶体管的放大器,在6.5千兆赫时得到2千兆赫1分贝带宽和5分贝的增益,且其值大致与计算值相符。己实现7分贝的噪声系数。     

砷化镓微波场效应晶体管的信号和噪声性能(一)

已经证明高频砷化镓场效应晶体管(GaAsFET)在微波频率下有非常低的噪声系数和高的功率增益。因此对通信和雷达应用的低噪声放大器和接收机来说它们是优秀的候选者。例如,在实验室已做出了在10千兆赫下噪声系数小于4分贝、增益超过10分贝的单级GaAsFET放大器(Liechti等人1972年,Baechtold等人1973年)。场效应晶体管的基本工作原理是由肖克莱(1952年)首先叙述的。他提出了以多数载流子流动为基础的作新型半导体放大器的器件,这种器件不像通常的晶体管那样以少数载流子为基础。肖克莱设想的场效应晶体管是一种包含一电流通路的半导体器件,这     

C波段场效应晶体管放大器

本文叙述的固体微波放大器所用的基本元件是肖特基势垒场效应晶体管,称为金属—半导体场效应晶体管(MESFET),在高达12千兆赫的频率下具有稳定功率增益。本文主要讨论了 G 波段放大器的电路分析、设计参数和测试结果。     

两种新的混合型微波放大器

最近,外刊上报导了两种新的混合型微波放大器,现将有关这方面的报导,加以综合介绍如下: 1.混合型场效应——双极晶体管放大器这种放大器兼有场效应晶体管低噪声和双极晶体管高增益的优点。通常放大器由几级构成,第一级用砷化镓微波场效应晶体管放大器,作为前置放大器,获得最低的噪声系数。而其余几级用双极晶体管放大器,在最佳的匹配条件下,获得足够高的增益。比如,由飞歌—福特公司设计的一个混合型放大器就是采用这种技术,其工作在3.7～4.2     

短沟道砷化镓场效应晶体管的噪声性能

砷化镓肖特基势垒场效应晶体管的噪声性能已在理论和实验上作了研究。已经发现,当偏置加于夹断区时,砷化镓场效应晶体管还有另外一种噪声源——谷间散射噪声。研究了这种噪声源并提出了一种新的晶体管噪声模型。在2～10千兆赫频率范围内,测量和计算的噪声系数很好地一致。可以看出,减薄沟道厚度可减小谷间散射噪声的影响。该器件在 X 波段下具有极好的增益和噪声特性。     

砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管微波放大器的设计和性能

本文叙述了一个X波段的砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管放大器的设计和性能。该放大器在8.0～12.0千兆赫的频率范围上在典型噪声系数为5.5分贝(最大为6.9分贝)时增益达到20±1.3分贝。输入和输出端的电压驻波比不超过2.5:1。1分贝增益压缩的最小输出功率为 13分贝毫瓦。讨论了实际的宽带耦合网络的设计,这些网络在整个X波段内使放大器的噪声系数最小并保持恒定的增益。     

三端口S参数用于晶体管电路设计

微波领域中广泛应用的场效应晶体管(FET)、双极型晶体管(BPT)以及近年来正在开发的性能优越的高电子迁移率晶体管(HEMT)均系三端器件。早在1968年文献[1]己指出宜用三端口S参数来表征晶体管特性并进行电路设计。但是由于具体分析计算的复杂性,直至今日一般仍沿用一端接地的两端口S参数来分析这种三端口电路。这样在分析并联反馈或串联反馈的晶体管电路(例如反馈放大器或振荡器等)时必须通过S参数与Y参数或Z参数之间的转换关系