砷化镓场效应晶体管的噪声性能

一、引言砷化镓肖特基势垒场效应晶体管是在X波段和更高频率上显示线性功率放大性能的第一个三端固体器件。它的独特的信号处理能力和低噪声特性已为许多工作者所证明。例如,在10千兆赫时,其噪声系数接近3分贝的已有报导,而理论上预计的还低一些。目前,从低的C波段往上,砷化镓场效应晶体管已在低噪声放大器中被采用。就这点而论,它很出色地弥补了硅双极晶体管仍然只能控制C波段以下的微波波段的状况,然而,现在正用具有缓冲层的场效应晶体管来实现降低噪声,双极晶体管的这一独特频率范围不会继续存在多久。图1是根据1975年7月用硅双极晶体管和砷化镓场效应晶体管     

微波放大器用的低噪声砷化镓场效应晶体管

一、引言作为微波低噪声晶体管,砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管吸引着人们的注意,各厂家正在进行研究。目前的研究大体上分为微波低噪声场效应晶体管和大功率场效应晶体管两种。考虑到通信系统中频放     

微波器件的新进展

用于低噪声放大器和高效率功率放大器以及振荡器的微波器件的研制工作正继续迅速的发展。本文评述了几种类型的微波器件在器件设计及性能方面的新进展。其中包括低噪声场效应晶体管、功率场效应晶体管、磷化锢电子转移振荡器和砷化镓崩越二极管。小功率放大器件在8千兆赫下的噪声系数小于2分贝,功率器件在8～18千兆赫频段内有大于20%的转换效率。比较了微波器件在15千兆赫下的连续波功率极限。     

廿年回顾——机电部十三所研制GaAs MES FET和GaAs IC概况

1 引言 微波小功率低噪声晶体管和微波功率晶体管是机电部十三所传统的研究领域之一。作为主要的三端微波半导体器件之一的硅微波器件在六十年代末期低噪声器件已趋成熟,器件性能已经接近理论设计的物理极限。1966年,美国的米德提出砷化镓金属半导体场效应晶体管,或称砷化镓场效应管(简称GaAsMES FET)。砷化镓材料在迁移率等方面的性能比硅材料优越得多,GaAs MES FET的微波性能更使硅微波器件望尘莫及,因此,     

刻槽剥离砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管

砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管(以下缩写成 GaAs SB FET)在微波领域中与硅双极晶体管相比显示出更多的优良特性,在微波通信设备的微波放大器和振荡器中,从小信号低噪声和大功率放大二个方面进行着研究,现在已接近实用阶段。要想提高 SBFET 的性能,有必要把器件结构的最佳设计技术、含有缓冲层的亚微米外延生长技术、源和漏的欧姆电极形成技术,与缩短栅长相关的微细图形制造技术等许多技术加以有机结合起来。     

中国正进行广泛而扎实的微波半导体研究

中华人民共和国的工程师们正在微波技术领域内进行广泛的研究,即从生长自已的砷化镓单晶到制造出低噪声场效应晶体管,从制造微波混合集成电路一直到单片砷化镓集成电路.     

国外微波晶体管概况

微波晶体管可分为双极晶体管和场效应晶体管两大类。在微波频率范围内,这些器件主要应用于微波低噪声放大器和微波功率源。双极晶体管已有较长的发展历史,现已进入成熟阶段,但到目前为止,一般限于C波段以下应用,而场效应晶体管在C—Ku波段仍表现出良好的微波性能。从应用来说,一般使用双极晶体管电路较为简单。在放大器中容易作到宽带匹配,而使用场效应管则较为复杂。因此,在近期内,在C波段以下的应用中,双极晶体管仍占主导地位。在C波段以上,双极晶体管的性能还有待进一步改进。而场效应管在C～Ku波段将占主要地位。     

全球LNB市场大观(上)

卫星高频头(LNB,也称电视低噪声下变频器或卫星电视室外单元,台湾称低杂讯降频器)是卫星电视接收系统中不可获缺的器材,它由微波低噪声放大器、微波混频器、第一本振和第一中频前置放大器组成。LNB中的低噪声放大器一般是将波导同轴转换器与低噪声放大器合成一个部件,包含3～4级放大,前两级为低噪声放大器,采用高电子迁移率晶体管HEMT器件,后两级为高增益放大器,采用砷化镓场效应晶体管GaAsFET。     

低噪声高电子晶体管移迁率

美国 Gould 已经宣布首次大规模生产出低噪声、高电子迁移率晶体管。这种器件使用砷化镓和铝镓砷化物的“超晶格”结构,允许增高工作频率至18GHz。这个频率比习用砷化镓器件的高3倍,比普通硅晶体管高10倍。命名为 H503的这种器件是用以代替在卫星、雷达和电子战用的微波部件中的砷化镓场效应晶体管。     

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     

11和14千兆赫低噪声砷化镓场效应晶体管放大器

采用亚微米栅砷化镓场效应晶体管(NEC V-388)研制成11和14千兆赫低噪声放大器。两级放大器实现的最小噪声系数,在11.2千兆赫时为4.2分贝,14千兆赫时为5.7分贝。该放大器将用作接收机前置级。它由未封装的砷化镓场效应晶体管管芯与制作在兰宝石衬底上的薄膜微带输入和输出电路组成。本文介绍了这类放大器的设计、结构和性能。     

微波晶体管的进展

这里主要介绍三端的微波半导体器件。三端微波器件可分为双极晶体管和场效应晶体管两大类。在微波频率范围内,这两类器件都可用于微波低噪声放大和微波功率源。微波双极晶体管已有较长的发展史,早已得到普遍应用,但到目前为止,只能用于C波段以下,而场效应晶体管在C到Ku波段还保持良好的微波性能。从电路应用来说,一般用双极晶体管较为简单,在放大器中容易作到宽带匹配,而用场效     

微波低噪声晶体管放大器机助优化设计

本文对微波晶体管低噪声放大器的机助设计进行了讨论。探讨了微波低噪声晶体管放大器的拓扑结构和数学模型,提出了适于计算机的简化算法和相应目标函数的构成方法,并利用可变多面体优化方法编制了微波电路优化设计程序POMCO,用该程序设计的12GHz砷化镓场效应管放大器,性能良好,实测幅频特性与计算结果相吻合。     

X 波段砷化镓场效应晶体管

做出了10千兆赫微波频率下低噪声放大砷化镓场效应晶体管,使固体放大器频率范围比使用硅晶体管提高2～3倍。GaAs FET 最高振荡频率达30千兆赫,8千兆赫和16千兆赫下测得的功率增益分别为8分贝和3分贝,见图1。4千兆赫下噪声3分贝,低于迄今为止报导的晶体管噪声水平。此外,场效应晶体管噪声随频率的变化较小,8千兆赫下仅为5分贝,见图2。器件制于半绝缘 GaAs 衬底上的10~(17)厘米~(-3)掺硫外延薄膜上。外延层必须很薄(约0.3     

小信号低噪声有源器件

当晶体管放大器变得可在指定频率范围内用时,它们正在迅速取代低噪声的行波管放大器和返波管放大器来作为与电子防御有关的应用方面的前置放大器。这就意味着在讨论今日低噪声微波放大器的技术时,在很大程度上势必要讨论砷化镓场效应晶体管(GaAs FET)。但是也不能忽视其它低噪声放大器技术,例如,在大容量的地面站和其它需要低噪声的     

如何给砷化镓场效应晶体管偏置以获得最佳性能

经过过去二到三年的发展,砷化镓微波场效应晶体管已从实验室阶段进入到实用化阶段。目前正在用作C波段和X波段低噪声放大器,振荡器方面的应用正在研究。由于砷化镓场效应晶体管是较为新型的器件,许多使用者对其性能和功用可能还不太熟悉。为了选择放大器或振荡器的工作点,有必要了解器件的特性;要确定偏置的变化对S参数和噪声系数的影响,则这种了解更为重要。例如。随着漏电流的变化,由S参数计算出来的增益在相当宽的范围内保持一峰值,这说明最佳增益并不需要临界偏     

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     

1.42GHz低噪声场效应晶体管放大器

本文介绍一个在一般环境下使用的三级1.42GHz(千兆赫)低噪声砷化镓场效应晶体管放大器的特性、参数及应用。对于从事该方面研究的工程技术人员有一定参考价值。     

采用砷化镓场效应晶体管的18千兆赫前置放大器

引言砷化镓金属半导体场效应晶体管(MESFET)比双极晶体管噪声低,增益高,适用于高至20千兆赫左右频率下的低噪声前置放大器。金属半导体场效应晶体管的特性金属半导体场效应晶体管由高阻衬底上的薄导电层构成。N 型导电层包括源和漏两个欧姆接触以及栅的整流接触。图1示出的砷化镓金属半导体场效应晶体管中,1×200微米的栅     

使用最新积木式组件的低噪声接收机设计趋向

本文叙述了近二十年来各种低噪声微波和毫米波接收机“积木式组件”的技术发展水平和各种综合设计法。它们主要有:高空间非制冷参量放大器,砷化镓场效应晶体管(GaAs FET)放大器和镜频提升肖脱基二极管混频器。文章还讨论了如何用这些积木组件组合成最佳接收机的方法,以便适于将来和目前各种微波及毫米波通信、雷达与辐射计系统。