微波功率砷化镓场效应晶体管

本文介绍 X 波段 GaAs 功率 FET 的设计考虑、工艺特点和电特性。采用53条梳状源、52条漏和1条连接104条平行的肖特基栅的复盖栅来实现栅长1.5微米、栅宽5200微米的 FFT。研究成功了一种面接地技术,以便把共源引线电感减到最小(L_s=50微微法)。研制出的器件在10千兆赫下给出0.7瓦,8千兆赫下给出1.6瓦的饱和输出功率。在6千兆赫下,1分贝增益压缩时,线性增益为7分贝,输出功率为0.85瓦,并得到30%的功率附加效率。在6.2千兆赫下,三次互调制分量的截距为37.5分明亳瓦。     

砷化镓网状源微波功率场效应晶体管

肖特基势垒栅宽度为8毫米的网状源砷化镓微波功率场效应晶体管已经研制成功。在源漏电压为8伏和2千兆赫下,器件的输出功率为1.6瓦,功率增益为5分贝,漏的效率为30％。采用多层电极结构是为了在8×10~(-2)毫米~2的面积上分别地并联80个岛状漏和20个苜蓿叶片状栅。     

X到Ku波段采用倒装法的砷化镓功率FET性能的改进

<正> 引言:随着砷化镓功率 FETI 艺的进展,在8千兆赫输出功率2.5瓦的器件,现在已经商品化了。然而,实现超过 X 波段具有足够增益和功率性能的器件仍然是困难的。在这些波段,一种新型的具有极其小的寄生电感和良好散热性能的砷化镓功率 FET 已经实现,改进了射频性能。已封装的器件得到了12千兆赫下4.1瓦和15千兆赫下2.5瓦的结果。器件结构:具有源电镀金属柱体和漏栅压点的芯片的电子扫描显微照片示于图1(a),每个单胞有1微米栅长和2400微米栅宽。栅宽的增加取决于对功率的要求。借     

砷化镓功率场效应晶体管的X波段性能

本文介绍 X 波段砷化镓功率场效应晶体管(FET)的测量结果。这些器件是用简单的平面工艺制作的。多个单元并联的器件在9千兆赫下,输出功率大于1瓦,增益大于4分贝。4分贝增益下,最大输出功率在9千兆赫下为1.78瓦,在8千兆赫下为2.5瓦。8千兆赫下,器件功率附加效率为46%。     

Q波段砷化镓肖特基势垒碰撞雪崩二极管

据报导,以碰撞雪崩二极管模式工作的砷化镓二极管可工作在 J 或 X 波段。在 P-N 结器件中,刘氏在16千兆赫下获得1瓦的脉冲功率;奇姆和阿姆斯特朗报导,在11.1千兆赫下获得500毫瓦的连续波动率,效率为11.5%。李氏和奇姆利用砷化镓肖特基势垒碰撞雪崩二极管结构,在9千兆赫下获得2瓦的连续波功率,效率为9%。     

简讯

GaAsFET在功率和频率方面达到新的水平 德克萨斯仪器公司认为,在4～30千兆赫范围内,GaAsFET将是主要的微波功率源。在许多x波段系统中将代替耿二极管和崩越二极管。在空军资助下他们研制的GaAsFET在10千兆赫下输出3.2瓦、增益6分贝、效率22％,单个器件在8千兆赫下输出5.1瓦,增益5分贝、效率35％。 该公司将把8千兆赫1瓦的器件MSX803的单价由1000美元降到250美元(1～9只一批)。并予计在年内将能出售8千兆赫2瓦的器件,其价格可能是1瓦器件的2～3倍,大约是500美元到750美元。     

12千兆赫4瓦倒装型砷化镓场效应晶体管

<正> 一、引言大功率用的 GaAs 肖特基势垒栅场效应晶体管最近的进展引人注目,这就是在6～12千兆赫频段5～1瓦级的器件已经实现了产品化。虽然这些器件已被不断地运用到通讯机器发射部份终端的放大器上,但人们还是强烈希望得到更高频段的大功率和高增益器件。当前的一个器件研究课题是在 X 波段特别是从10千兆赫到 Ku 波段的超高频领域内研制出一定的功率增益的大功率器件。作为 J～X 波段的大功率器件,虽然我们研究过寄生参量小又适于高增益化的所谓“空间布线结构”的 GaAsFET,但是在10千兆赫以上的超高频段内,为了获得     

斜凹槽结构的砷化镓功率MESFET

<正> 通过采用斜凹槽结构改进了砷化镓功率 MESFET 的性能。在6千兆赫波段,增益4分贝下,得到最大输出功率为15瓦,在11千兆赫波段,3分贝增益下为4.3瓦。由于采用了高掺杂(n~+)漏区或陡凹槽结构,已制成具有高源-漏击穿电压的砷化镓功率 MESFET。然而,研究这些器件的光发射发现,在载流子集中或有源层的厚度突然变化的区域存在着高场强区。为了解决这个问题,研究出一种称之为斜凹槽器件的新结构(图1)。外延层的厚度从栅有源区到源和漏电极“逐渐地”增加,从而避免了不规则电场的集中,同时也减     

GaAs场效应晶体管

<正> 日本电气公司窄凹栅结构的低噪声 GaAsFET 已在12千兆赫下达到噪声系数1.68分贝,在4千兆赫下为0.7分贝。而三菱电机公司的缓变凹栅结构的封装器件在12千兆赫下最小噪声系数已达1.3分贝,未封装的芯片在16千兆赫下噪声为1.8分贝,在18千兆赫下为2.1分贝。功率 GaAsFET 目前三种不同的主要结构是:日本电气公司的缓变凹栅结构,富士通公司的源、漏下做 n~+层的结构和三菱电机公司的铜热沉上芯片倒装的结构。日本电气公司已达到6千兆赫,23瓦;8千兆赫,17瓦;18千兆赫,1.25瓦。三菱电机公司已达到15千兆赫,1.9瓦。     

在8千兆赫下输出0.7瓦的砷化镓场效应晶体管

据《Microwaves》杂志报导,1974年在华盛顿召开的电子器件会议上,日本富士通实验室报告了大功率场效应晶体管的研制工作。器件在6伏和45％的效率下,输出功率为0.7瓦,在微带测试电路中,在8千兆赫下,测得最大可用增益为9.3分贝。按每倍频程下降6分贝,由此外推f_(max)为23千兆赫,单向增益为12.7分贝,最大稳定增益为13.7分贝。该器件为梳状源栅金属化结构,由52个肖特基势垒栅并联组成。器件用外延砷化镓     

简讯

大功率GaAsFET目前所采用的三种主要结构是:日本电气公司的缓变凹栅结构,富士通公司的在源和漏电极下作n~ 层的结构和三菱电机公司的铜热沉上倒装片子的结构.日本电气公司的器件已达到6千兆赫,23瓦;8千兆赫,17瓦;18千兆赫,1.25瓦.三菱电机的器件已达到15千兆赫,1.9瓦.低噪声GaAsFET方面也展开了竞争.日本电气公司的窄凹栅结构已在12千兆赫下     

砷化镓功率肖特基势垒栅场效应晶体管微波性能与器件及材料参数的关系

本文叙述了GaAs 功率场效应晶体管(FET)X 波段测量的最新结果。这类器件用简单的平面工艺制造,已有25个以上的片子获得9千兆赫下功率增益为4分贝时输出功率至少1瓦的结果。这些片子的载流子浓度在5～15×10~(16)厘米~(-3)范围。迄今,4分贝功率增益下的最大输出功率已观察到在11千兆赫下为1.0瓦,在8千兆赫下为3.6瓦。器件在8千兆赫下的功率附加效率可达46%。本文扼要地叙述了制造工艺,并对影响大输出功率的诸因素进行了讨论。这些因素是8×10~(16)厘米~(-3)左右的外延层载流子浓度、良好的器件热沉和低的寄生电阻。还讨论了所观察到的微波性能与总栅宽、栅长、夹断电压、外延掺杂浓度等因素的关系。     

微波管的功率和效率达到了新水平

由于微波管设计师能动性的增强,已经使行波管在ku波段连续波功率超过1千瓦,在100千兆赫连续波功率超过100瓦,而使回旋管在140千兆赫产生接近200千瓦的连续波功率。     

地面站用大功率行波管

本文叙述一种专为新的试验性广泛卫星和通讯卫星地面站而设计的14千兆赫和30千兆赫行波管。该管耦合腔型的射频线路分割为三段,采用这种线路能最佳地满足它的频率范围的效率要求。每个行波管具有一级降压收集极,借助于电磁铁聚焦电子注,仅用一个鼓风机冷却。 14千兆赫行波管在40分贝增益间可给出大于2千瓦的连续波功率输出,30千兆赫行波管能提供大于400瓦的连续波功率输出,并具有36分贝增益。已测得在广播试验的电视信道范围内群延迟为1毫微秒,在30千兆赫行波管中,调帽/调相变换为50/分贝。     

X和Ku波段GaAs肖特基势垒场效应晶体管

已作出1微米栅的 GaAs 肖特基势垒场效应晶体管(MESFET)。它适于 X 和 Ku 波段应用。整个 X 波段的单向功率增益超过9分贝,10千兆赫下噪声系数仅5分贝。     

具有高效率及高脉冲重复频率性能的 X 波段行波管

已研制成功其频带中心效率为49%的栅控、周期永磁聚焦,X 波段耦合腔行波管——8741H。该管在300兆赫的带宽上提供的最小峰值输出功率为4千瓦,平均功率为1千瓦,并且在脉冲重复频率超过200千赫情况下工作可靠。高效率和高脉冲重复频率工作的要求就是此液冷、机载行波管设计参量选择的依据。本文进一步详细地讨论了这些特征。     

期刊文献索引及会议录

1.行波管用多级收集极提高行波管效率 Microwave J.(USA),Vol.18,№.8,pp.31～33,61,Aug.1975. 本文指出,通过回收行波管用过的电子注中的功率,可以提高其效率。作者叙述一种多级收集极技术,应使收集极效率达到85％,使总效率达到40％。设计用于14千兆赫新的卫星波段的行波管放大器 Microwaves(USA)Vol.14,№.6,pp.75～76 June.1975. 本文叙述1277 H 04R～028型行波管放大器,它用于满足14千兆赫新卫星波段的地面站需要。在20瓦输出功率下,其增益为53分贝。     

X波段GaN HEMT的研制

采用双台面隔离工艺,实现了器件有源区隔离,隔离电压大于250 V/10μA.通过对金属化前和介质膜淀积前的预处理过程的改进,实现了较理想的肖特基势垒特性,电压也得到了大幅度提高,理想因子n值小于1.7,源漏击穿电压大于50 V/1 mA,栅源击穿电压大于40 V/1 mA,最终实现器件X波段连续波输出功率20 W,功率增益7 dB,功率密度8 W/mm.     

新一代卫星通信用的先进电子管(下)

14千兆赫地面站行波管在继续进行X波段卫星行波管研制计划的同时,本部新近又承担了一项同类的计划,生产一系列用于新一代地面站的14千兆赫行波管。在CNET(国立通信研究中心)的资助下,此项计划已生产出三种新水平的行波管:2千瓦耦合腔管,它的20瓦激励管和具有极高增益的125瓦样管。     

向微波功率领域发展的隐栅场效应晶体管(Gridistor)

多沟道面结型-栅极场效应晶体管及其优点,在1964年以隐栅场效应晶体管这个题目已被介绍过了。它包括垂直的和水平的沟道结构。它的发展为的是将场效应晶体管和双极晶体管的优点合并到同一器件中。水平沟道结构所具有的特性在功率管甚高频波段中是十分有用的;但对更高频率和更大功率领域,垂直沟道结构基本上则更为适合。然而,为了发展微波功率领域的这种结构,必须对其作一透彻的了解,以克服其缺点(即较高的栅电阻和微分漏电导等)。第一个问题的解决是将栅的几何形状加以修正,并且增加栅极的体内杂质浓度。第二个问题的解决是将源和漏的薄层电阻给以适当的梯度。于是,使用通常的工艺和普通的栅极精密度(但是要适当的栅极图形)已经得到1千兆赫以上的工作频率、f_(max)约为5千兆赫、频率-功率乘积约为5千兆赫·瓦的单片隐栅场效应晶体管。本文讨论这种器件的特点,并给出全套的实验结果。最后,对不久的将来可望实现,现在已经开始着手进行的功率范围1～2瓦、工作频率8千兆赫的器件作了概述。本文也讨论了接近隐栅场效应晶体管极限的预计结构。本文仅涉及隐栅场效应晶体管的实验部分。