6.1千兆赫下连续输出功率为2.94瓦的砷化镓碰撞雪崩二极管

在70年“国际”电子器件会议上,美帝贝尔电话实验室宣称,已研制成一种在6千兆赫下连续输出功率为2.94瓦的砷化镓碰撞雪崩(IMPATT)二极管。新型的砷化镓二极管的连续输出功率比装置在金刚石散热片上的硅器件的连续输出功率来得大。它是装置在铜螺柱上。     

砷化镓二极管在C波段获得连续大功率

美帝贝尔实验室研制了一种在微波频率内连续输出大功率的固体器件。这种器件是在普通三层二极管结构中采用砷化镓;在6.1千兆赫下,输出近3瓦。肖特基势垒砷化镓碰撞雪崩渡越时间二极管安装在铜柱上。功率超过了硅和锗获得功率,即使这些材料安装在金刚石散热器上。采用砷化镓材料可以获得低噪声输出和达到新的功率水平。即使在输出较高的情况下,也能保持低噪声。据贝尔实验室报导,一种非最佳二极管的噪声约为25分贝,这比硅结构要低3～7分贝。     

砷化镓雪崩振荡器偏置振荡和稳定分析

一引言 1958年里德提出了雪崩二极管振荡器的理论,到1965年Johnston、Brand和Lowe分别在硅、砷化镓和锗的二极管中实现了微波振荡,至今这十多年来,从理论到器件的制造都发展到了相当完善的程度。目前雪崩二极管振荡器已成为很重要的微波功率源。从C波段一直到毫米波段都已经有产品,有些产品输出功率达到几瓦,实验室的水平就更高一些,比如砷化镓雪崩管在8千兆赫下输出大于8瓦,效率高达35％。在研制大功率、高效率砷化镓雪崩管振荡器中,人们发现了砷化镓雪崩二极管的偏     

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%。     

双漂移区离子注入毫米波雪崩二极管

本文详细地介绍了双漂移区(DDR)和单漂移区(SDR)毫米波雪崩二极管的实验比较。对于50千兆赫连续工作的 DDR 二极管,最大的输出功率为1瓦,而 SDR 二极管是0.53瓦,DDR 二极管获得的最大效率是14.2%,而 SDR 二极管是10.3%这些结果和查夫特等人关于 DDR 的理论是一致的。DDR 和 SDR 二极管的测量都是在室温下金属散热器上进行的。对于相同的输出功率,DDR 二极管具有较低的结温,从而可以提高可靠性。对50千兆赫的 P+P—n-n~+DDR 器件,用离子注入形成 P 区。对于两种器件来说,其他的制造工艺(包括扩散、外延工艺)以及微波测量方法都相同。在43～110千兆赫范围内,所需要的杂质浓度由电容测量和计算比较来确定。在较高频率的毫米波范围内,已经得到 P 和 N 漂移区全用离子注入形成的 DDR 器件的实验结果:在92千兆赫下已获得0.18瓦的输出和7.4%的效率。     

日本和欧洲的肖特基二极管水平

据美刊《微波杂志》报导,日本在发展用于微波接收的低噪声混频二极管方面正在取得明显的进展。日本电气公司正提供实用的砷化镓肖特基二极管,在9千兆赫下,噪声系数为5分贝,准毫米波的变频损耗为3.5分贝,毫米波二极管的变频损耗为4.5分贝。年内该公司还计划提供工作在60千兆赫、变频损耗为5.5分贝的砷化镓肖特基二极管,中频是1.7千兆赫。日本东芝公司已发展了梁式引线的砷化镓肖特基二极管,在9千兆赫下变频损耗为4     

固态X波段合成器研究

前言宇宙飞行器雷达测高计发射机需要体积小、重量轻、性能可靠和高效率的微波功率放大器,这是研究用固态器件取代信标磁控管的根据。对4和10千兆赫发射机中用的脉冲功率放大器进行了研究。在4千兆赫频率上,最有效的固态放大器无疑是采用双极型晶体管。在10千兆赫波段中,可用一个2瓦、33分贝增益的砷化镓场效应管激励放大器,推动一个多级的IMPATT(碰撞雪崩渡越时间)二极管功率放大器,对由美国喷     

12.8千兆赫下连续输出2瓦的耿效应振荡器

据报导,日本日立研究实验室用四个耿效应二极管做成大功率耿效应振荡器,在12.8千兆赫下产生的连续输出功率为2.1瓦。并联效率是70%。所有的耿效应二极管装配在金刚石散热片上,分别在12.4～13千兆赫下提供600～900毫瓦输出功率。将这些耿效应二极管级联倍增,用2个二极管在12.4千兆赫下也产生1.2瓦功率,并联效率是74%;用三个二极管时,在12.8千兆赫下产生1.65瓦功率。     

毫米波砷化镓雪崩振荡器

引言发展了一种应用于毫米波的直接在镀铜散热块上制造的小面积 GaAs 雪崩二极管的制作方法。按照这种方法已经得到了在 Ka 波段(26.5～40千兆赫)连续工作的外延生长的 p-n结二极管及在 V 波段(50～75千兆赫)连续工作的 Gr-GaAs 肖特基势垒二极管。在 Ka 波段至今最好的性能是在31千兆赫下输出190毫瓦,效率10%。V 波段的初步连续试验,在53.75千兆赫下,已得到86毫瓦的功率,效率3%。二极管的制造     

12只碰撞雪崩二极管组合的振荡器在 X 波段下连续输出功率达10瓦

美帝贝尔实验室研制一种在波导腔体中采用12只封装了的碰撞雪崩二极管组合的振荡器,在9.1千兆赫下连续输出功率达10.5瓦。在此电路中,各个二极管都固定在与波导腔体的边壁相耦合的同轴线一端。同轴线的另     

砷化镓碰撞雪崩二极管连续输出功率达4瓦

美帝雷锡昂公司研制一种在 C 和 X 波段下连续输出功率达4瓦的砷化镓碰撞雪崩二极管。三年前,理论设计时要求探索一种比其他材料有更大功率、更低噪声、更高效率和更高工作温度的材料。经过考虑之后,选用砷化镓材料。最初,研制一种台式结构的碰撞雪崩二极管。由结产生的热通过材料本体传到散热片,所以器件的功率较低。     

雪崩二极管的新结构——双漂移区结构

美帝贝尔实验室研制了一种新的雪崩二极管结构——双漂移雪崩结构。用离子注入工艺在普通的硅雪崩渡越时间(IMPATT)结构中加入第二个补充的漂移区,结果在毫米波范围内的性能得到很大改进:在50千兆赫下,一个双漂移二极管能输出 1瓦的功率,效率在14％以上;而普通的二极管只有0.5瓦的功率,效率10％。更重要的是用此工艺第一次在微波频率下以高效率模式(TRAPATT)连续工作产生出有用的功率。     

X 波段1瓦雪崩二极管放大器

美帝雷锡昂公司研制了一种用于通讯、电子对抗和其他雷达应用的 X 波段雪崩二极管放大器。这种新器件是把若干个微态砷化镓二极管组合在一起;它在10～12千兆赫下额定     

7-10千兆赫pn结砷化镓功率雪崩管的设计和性能研究

本文详细叙述了7～10千兆赫2.5瓦pn结砷化镓功率崩越管简化的设计方法和研究结果.200℃结温下获得的最佳电性能为7.76千兆赫、振荡输出功率2.6瓦.效率19.3%.用本器件研制的注入锁定放大器已成功地取代微波通讯机中的行波管.     

里德型大功率砷化镓崩越二极管

据日本电气公司(NEC)报导,用砷化镓肖特基势垒崩越二极管在9～10千兆赫频段内,获得了10瓦的微波振荡功率,其效率大于20％。这是现今已报导过的单个封装的半导体二极管中最高的连续功率。此二极管是M—n~ —n—n~ 里德型结构,用铂在具有高掺杂和低掺杂两层结构的砷化镓外延片上形成肖特基势垒。采用精确控制的Ga/AsCl_3/H_2气体的输运过程来制备     

高效率和大功率耿二极管

描述了为获得高转换效率和大输出功率而研制的砷化镓耿二极管的振荡性能。二极管由n~( )(衬底)-n-n~( )结构的砷化镓制备。n和n~( )层由汽相外延生长。由解理的单个管芯构成的每个器件封装在铜热沉或Ⅱ_a型金刚石热沉上面的普通管壳中。衬底层上的趋肤效应的影响随管芯面积和衬底厚度的减小而减小。在7.78千兆赫下得到了直流到射频的高转换效率为9.4％,在18.7千兆赫下为6.3％,在33.6千兆赫下为4.8％。采用Ⅱ_a型金刚石热沉(它的热导率比铜热沉大),以增加管芯的最大允许的热耗散,已得到在7.78千兆赫下输出2,250毫瓦和18.6千兆赫下输出620毫瓦的大功率耿二极管。     

C波段60瓦连续波固体振荡器

研制了一种C波段应用的60瓦连续波固体振荡器。它合成了6个高效率的多台面的砷化镓里德二极管的功率。单个二极管振荡器在5千兆赫下能给出高达13.3瓦的输出功率。     

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     

新型砷化镓变容二极管

据报导,英帝马可尼公司最近研制成一种高性能的砷化镓变容二极管。达种二极管可在很宽的频段内工作,频率高达60千兆赫。根据服务电子研究实验室的设计,二极管装在正方形管壳里,适于致冷下工作。它可在40～90千兆赫下工作,某些器件可在120千兆赫下工作。     

50千兆赫硅双漂移雪崩二极管

由离子注入精密制管技术制作的p~+pnn~+硅双漂移雪崩二极管,在毫米波波段可以获得良好的振荡性能,因而作为在此波段上有效的振荡器,广泛地进行了研究。我们对单漂移区硅雪崩二极管已经进行了研究,而且在30千兆赫和50千兆赫波段上,已经获得了较好的结果,二极管制造工艺几乎已能确定。因此,接着进行离子注入p~+pnn~(1+)结构的双漂移雪崩二极管的研究,得到了53千兆赫下,最大输出860毫瓦,最大效率12.6％的良好结果。下面详细地予以叙述。在二极管制造过程中,首先将里德模型的小信号理论推广到双漂移结构中,并把小信号电导和振荡效率近似地联系起来,进行了最佳设计。如果按照该最佳设计,则P层