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%。     

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。     

在超高频下千兆赫晶体管的破坏

问题的提出在2千兆赫放大器的设计中,将采用许多2千兆赫5瓦的微波功率晶体管;同样,这些器件用于带宽200到500兆赫的超高频放大器中也是很好的。正如多数的微波器件那样,这些晶体管的增益随着工作频率的下降按照6分贝倍频程的比率增大。功率增益在2千兆赫时仅5分贝,当频率下降到0.5千兆赫时,增益上升到17分贝。设计者认为,由于在较低频     

简讯

在1.5～2千兆赫频率范围内,宽带放大器的设计者提供了一组PH2020NPN平面晶体管。输入匹配的功率晶体管由功率混合做成,在2千兆赫下,它提供最小的连续输出功率为18瓦(典型值为20瓦),功率增益5.5分贝。在2千兆赫下典型的效率是38％,偏压是28伏。从1.5～2千兆赫典型的窄带和宽带特性在图1中示出。 PH2020的特征是一个多网格的鱼骨状的几何图形中有发射极镇流电阻和输入匹配。典型的输入阻抗在2千兆赫时是7+j1欧姆以及在1.8千兆赫时为8+j1欧姆。输出负载阻抗在2千兆赫时典型值是1.8+j3.5欧姆,在1.8千兆赫时是2.5+j2.5欧姆。输入匹配部分由MOS电容组成。电极条上具有低的电流密度。     

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。     

4千兆赫下输出5瓦的功率晶体管

美国微波半导体公司最近报导该公司生产的微波功率晶体管在4千兆赫频率时,功率输出为5瓦,功率增益为4分贝,效率为30％,这一产品的型号为MSC4005,这一系列的MSC4003工作频率在4千兆赫时,输出功率为2.5瓦,增益为6分贝。MSC4001工作在4.5     

14～18千兆赫的砷化镓放大器和振荡器

最近,美帝国际商业机器公司制成了14～18千兆赫的实验性晶体管放大器和振荡器。由于采用了砷化镓晶体管,使它们的频率特性提高了。在室温下,砷化镓晶体管中的电子饱和漂移速度比在硅中大2倍。据报道,在17千兆赫下,振荡器输出为1毫瓦。在14.9千兆赫、150千兆赫的3分贝带宽下,四级窄带放大器产生最大的功率增益为16分贝。在18千兆赫、380兆赫的带宽以上,三级放大器呈现的最大增益为6分贝。电路中所采用的新型晶体管的外推法测量数据表明,晶体管的最高振荡频率实际上在30千兆赫以上。理论计算表明,只要     

12千兆赫,NF为1.8分贝的低噪声GaAsFET

据报导三菱电机的MGF-1403型是频率为12千兆赫,最低噪声系数NF_(min)为1.8分贝,功率增益高达10.5分贝的低噪声GaAsFET.同样频率下的最大有用增益MAG达14分贝.在卫星广播上使用.甚至可用在更高的Ku带(12.4—17.6千兆赫).18千兆     

增益为32分贝的耿效应放大器

西德德律风根公司研制了一种采用砷化镓材料作衬底的耿效应双端放大器。在400兆赫至4千兆赫的频率范围内,增益为32分贝(脉冲工作)。这种耿效应放大器可作为行波放大器,在高频应用中可作输入级,在相控阵天线中可作输出放大器,在若干不同逻辑电路中可作开关元件。据报导,德律风根公司的耿效应放大器在400兆赫～4千兆赫范围内获得恒定的高增益。     

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     

中功率砷化镓肖特基势垒场效应晶体管

固体微波器件研究的最新和最重要的进展之一是研制出了中功率砷化镓肖特基势垒场效应晶体管(GaAsMESFET)。RCA 的研究工作已确认此种器件可用做中功率的放大器和振荡器。我们已做出9千兆赫下,输出功率高达1瓦,功率附加效率η=(P_(out)-P_(in))/P_(dc)为16%(线性增益为5.5分贝)的单元器件。4千兆赫下功率附加效率高达35%,9千兆赫下为21%的器件已经实现。另外,也研制出9.15千兆赫下输出功率     

宽带放大器输出网络设计

本文介绍了一个分析和设计有耗增益补偿网络的方法。讨论了有耗网络的优点,介绍了用场效应晶体管和双极晶体管组成的二级放大器的实例来证明用低功率放大器设计的这个特殊网络的可行性。这些放大器分别在4—6千兆赫频率范围内获得15.4±0.5分贝的增益,最大噪声系数为2.5分贝。在1—2千兆赫频率范围内增益16.5±1.2分贝和最大输入驻波比为1.78。     

双极功率晶体管威胁卫星通信行波管

据美刊《微波杂志》报导,日本正在研制一种双极功率晶体管(Power Bipolar Transistor),有可能代替地面站和卫星应答机中用的行波管。在这种阶梯电极晶体管(Stepped Electrode Transistor)中,低结温度使之获得高的可靠性。长期和加速寿命试验表明,其无故障平均工作时间超过10~6小时。NEM4205是该系列的典型管子,采用20伏电源,在4.2千兆赫频率下产生5瓦功率,增益为4分贝,效率为25%。NEM4203,在4.2千兆赫频率下功率达3瓦,增益为5分贝,在50℃环境温度下,结点温度只为120℃。利用7只 NEM4203晶体管研制出一种三级放大器,在4千兆赫卫星频带内给出12瓦功率,功率增益为11～13分贝,带宽为240兆赫。     

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。     

用于卫星地面站14千兆赫和30千兆赫的高功率耦合腔行波管

用于卫星地面站的14千兆赫、1千瓦耦合腔行波管和30千兆赫、800瓦耦合腔行波管已研制成功,14千兆赫的行波管采用设计得轻巧、紧凑的永磁聚焦装置,并在整个14.0～14.5千兆赫的频带内给出1千瓦输出功率。30千兆赫行波管采用螺旋管线包聚焦并在整个2.5千兆赫瞬时带宽范围内提供800瓦功率输出。这两只管子均为风冷式。在特殊情况下,为了冷却管体,30千兆赫行波管采用几段热导管。     

速调管放大器

据报导,该公司研制成一个连续波功率为21千瓦的速调管放大器,工作频率为18千兆赫,50兆赫通频带内的增益为 60分贝。据称,之所以能达到这样高的功率,是由于采用了电子注及电子枪的最佳设计。如果能采用冶凝技术,则有可     

磷化铟耿效应器件在应用上取得新进展

美国瓦里安公司与海军电子实验中心和陆军电子指挥部订了合同,研制26千兆赫以上的高效率磷化铟功率源和宽带、低噪声放大器。瓦里安公司研制的磷化铟放大器,采用的是同轴-波导混合电路,器件阻抗水平和具有阴极凹槽结构的砷化镓器件相似。这种放大器,在27～32.6千兆赫的频率范围,小信号增益为6±0.6分贝;在34.5～38.5千兆赫范围,小信号增益为9±1分贝。图1表示     

肖特基势垒场效应晶体管的微波特性

研究了栅长为1微米的硅肖特基势垒场效应晶体管的微波特性。对管子从0.1千兆赫到12千兆赫的散射参数进行了测量。从测量出的数据确定了包括本征晶体管和外部元件的等效电路。本征晶体管的某些参数,尤其是跨导,受饱和漂移速度的强烈影响。采用高掺杂和窄沟道时,本征晶体管的性能最好。所测的功率增益与等效电路的理论值极为接近。最好器件的最高振荡频率f_max为12千兆赫。从研究中看出,尤其是栅金属化电阻和栅电极接触柄寄生等外部元件,使功率增益显著降低。不然,最高振荡频率f_max可望达到20千兆赫。     

微波GaAsMESFET的功率和噪声性能达到新水平

在一月份举行的日本电子通信学会半导体、晶体管研究会上,日本电气中央研究所发表了微波GaAsMESFET的研究结果.功率器件在6千兆赫下输出达25瓦,增益3分贝;低噪声器件在4千兆赫下噪声系数为0.7分贝,在12千兆赫下为1.68分贝.该所用内部连接的器件已实现了在6千兆赫下输出15瓦,为进一步提高输出功率,由提高集成度、增加FET的单位栅宽,即栅条长度而获得成功.为设计在10伏偏压下输     

隐栅场效应晶体管(Gridistor)——一种用作超高频功率放大器的场效应晶体管

本文介绍一种具有独特结构的隐埋栅1瓦1千兆赫硅场效应隐栅管的特性和性能,可以在甲类工作状态下,采用共栅电路,在1千兆赫下实现1瓦的功率输出,其增益为7分贝,并且输出功率随输入功率的变化有一良好的线性关系。