Какие технологии СВЧ-транзисторов используются в современных усилителях мощности. Как выбрать оптимальную технологию СВЧ-транзисторов для конкретного применения. Каковы преимущества и недостатки различных типов СВЧ-транзисторов.
Основные технологии СВЧ-транзисторов для усилителей мощности
В настоящее время разработчики мощных СВЧ-усилителей имеют возможность выбирать из нескольких основных технологий изготовления транзисторов:
- Кремниевая биполярная (Si-BJT)
- Кремниевая LDMOS
- Нитрид-галлиевая на подложке из карбида кремния (GaN-on-SiC HEMT)
Каждая из этих технологий имеет свои преимущества и ограничения с точки зрения выходной мощности, коэффициента усиления, КПД и максимальной рабочей частоты. Выбор оптимальной технологии зависит от конкретных требований проектируемого усилителя.
Кремниевые биполярные транзисторы (Si-BJT)
Кремниевые биполярные транзисторы являются самой старой технологией для СВЧ-усилителей, но все еще находят применение благодаря ряду преимуществ:
- Высокая плотность мощности
- Хороший КПД
- Простая схема смещения (требуется только положительное напряжение питания)
- Низкая стоимость
Однако они имеют и существенные ограничения:
- Низкий коэффициент усиления
- Сложное широкополосное согласование
- Максимальная рабочая частота ограничена S-диапазоном (2-4 ГГц)
- Посредственные тепловые характеристики в импульсном режиме
- Низкая устойчивость к рассогласованию нагрузки
Кремниевые LDMOS-транзисторы
LDMOS-технология (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) является более современной по сравнению с биполярной и обладает рядом преимуществ:
- Высокий коэффициент усиления
- Хорошие тепловые характеристики в импульсном режиме
- Высокая устойчивость к рассогласованию нагрузки
- Низкая стоимость (в расчете на 1 Вт выходной мощности)
К недостаткам LDMOS-транзисторов можно отнести:
- Более низкую плотность мощности по сравнению с биполярными транзисторами
- Относительно низкий КПД
- Сложное широкополосное согласование
- Максимальную рабочую частоту, ограниченную C-диапазоном (4-8 ГГц)
Нитрид-галлиевые транзисторы на подложке из карбида кремния (GaN-on-SiC HEMT)
GaN HEMT-транзисторы являются наиболее современной технологией среди рассматриваемых и обладают рядом уникальных преимуществ:
- Очень высокая плотность мощности
- Высокий КПД (до 85% и выше)
- Очень высокий коэффициент усиления
- Низкая выходная емкость (в расчете на 1 Вт мощности)
- Простое широкополосное согласование
- Возможность работы на частотах свыше 10 ГГц
Основными недостатками GaN-транзисторов являются:
- Необходимость двухполярного питания (положительное и отрицательное напряжения)
- Более сложная схема смещения
- Средняя устойчивость к рассогласованию нагрузки
- Относительно высокая стоимость
Выбор технологии в зависимости от частотного диапазона
Рабочая частота является одним из ключевых факторов при выборе технологии СВЧ-транзисторов. Рассмотрим рекомендации по выбору в зависимости от частотного диапазона:
- До 2 ГГц: Все рассмотренные технологии применимы. Выбор зависит от других требований (мощность, КПД, стоимость).
- 2-4 ГГц (S-диапазон): Кремниевые биполярные и LDMOS-транзисторы, а также GaN HEMT.
- 4-8 ГГц (C-диапазон): LDMOS и GaN HEMT-транзисторы. Биполярные транзисторы уже не эффективны.
- Свыше 8 ГГц: GaN HEMT-транзисторы являются практически безальтернативным выбором.
Выбор технологии для импульсных и непрерывных сигналов
Тип усиливаемого сигнала (импульсный или непрерывный) также влияет на выбор оптимальной технологии СВЧ-транзисторов:
Для непрерывных сигналов (CW):
- LDMOS-транзисторы хорошо подходят благодаря высокой линейности и низкому тепловому сопротивлению.
- GaN HEMT-транзисторы обеспечивают высокий КПД и плотность мощности.
Для импульсных сигналов:
- Биполярные транзисторы могут применяться при коротких импульсах и малом коэффициенте заполнения.
- LDMOS-транзисторы хорошо работают с импульсами большой длительности и высоким коэффициентом заполнения.
- GaN HEMT-транзисторы обеспечивают наилучшие характеристики для большинства импульсных применений.
Сравнительная таблица технологий СВЧ-транзисторов
Для наглядного сравнения ключевых параметров рассмотренных технологий приведем сводную таблицу:
| Параметр | Si-BJT | LDMOS | GaN HEMT |
|---|---|---|---|
| Плотность мощности | Высокая | Средняя | Очень высокая |
| КПД | Высокий | Низкий | Очень высокий |
| Коэффициент усиления | Низкий | Высокий | Очень высокий |
| Максимальная частота | До 4 ГГц | До 8 ГГц | Более 10 ГГц |
| Стоимость ($/Вт) | Средняя | Низкая | Средняя |
Примеры современных СВЧ-транзисторов
Рассмотрим несколько конкретных примеров современных СВЧ-транзисторов, представляющих различные технологии:
Кремниевый биполярный транзистор IB1011S1500
- Производитель: Integra Technologies
- Технология: Si-BJT
- Рабочая частота: 1030/1090 МГц
- Импульсная выходная мощность: 1400 Вт
- Коэффициент усиления: 9.8 дБ
- КПД: 48%
LDMOS-транзистор ILD1011L950HV
- Производитель: Integra Technologies
- Технология: LDMOS
- Рабочая частота: 1030 МГц
- Импульсная выходная мощность: 1100 Вт
- Коэффициент усиления: 16 дБ
- КПД: 55%
GaN HEMT-транзистор IGN1011L1200
- Производитель: Integra Technologies
- Технология: GaN-on-SiC HEMT
- Рабочая частота: 1030/1090 МГц
- Импульсная выходная мощность: 1250 Вт
- Коэффициент усиления: 17 дБ
- КПД: 85%
Ключевые факторы при выборе СВЧ-транзисторов
При выборе СВЧ-транзисторов для конкретного применения необходимо учитывать следующие ключевые факторы:
- Рабочая частота
- Тип сигнала (импульсный или непрерывный)
- Требуемая выходная мощность
- Коэффициент усиления
- КПД
- Тепловые характеристики
- Линейность
- Устойчивость к рассогласованию нагрузки
- Стоимость
- Доступность и надежность поставок
Правильный выбор технологии СВЧ-транзисторов позволяет оптимизировать характеристики усилителя мощности и снизить общую стоимость системы. В некоторых случаях применение более дорогих транзисторов может быть оправдано, если это позволяет упростить схемотехнику и снизить стоимость системы в целом.
Выбор технологии СВЧ-транзисторов в усилителях мощности
Вступление
Грамотное проектирование твердотельных СВЧ-усилителей мощности (high power amplifier, HPA), особенно тех, которые используются в критически важных оборонных, авиакосмических и метеорологических приложениях, начинается с выбора наиболее подходящей технологии используемых дискретных или интегральных мощных полупроводниковых приборов. В настоящее время разработчики мощных СВЧ-усилителей имеют возможность выбирать из нескольких полупроводниковых технологий, применяемых для усиления импульсных и непрерывных (continuous-wave, CW) широкополосных или узкополосных сигналов в диапазоне частот от ВЧ, ОВЧ, УВЧ до L‑, S‑, C‑ и X‑диапазонов и выше. Транзисторы подобных усилителей мощности созданы на основе не только ряда устаревших и хорошо зарекомендовавших себя технологий полупроводниковых приборов (кремниевая биполярная Si-BJT, кремниевая VDMOS), но и более новых: кремниевая LDMOS и GaN-on-SiC HEMT (нитрид-галлиевые ПВПЭ транзисторы на подложках из карбида кремния).
В зависимости от диапазона рабочих частот и ряда других требований каждая из транзисторных технологий обладает своими преимуществами с точки зрения выходной мощности, коэффициента усиления и эффективности (КПД). Таким образом, выбор приемлемого решения с позиции затрат и стоимости конечного изделия может оказаться весьма непростой задачей.
Выбор транзисторов в зависимости от приложения
Выбор технологии мощных СВЧ-транзисторов, как правило, основан на типе сигналов, с которыми они будут работать: например, с непрерывными сигналами (CW) или импульсными. При усилении импульсного сигнала наиболее важными его характеристиками являются длительность импульса и его коэффициент заполнения. Хотя мощные ВЧ- и СВЧ-транзисторы разных типов обладают достаточно высокой эффективностью, ни у одного транзистора КПД не равен 100%, поскольку некоторая часть мощности постоянного тока и высокочастотного сигнала неизбежно рассеивается в виде тепла, которое необходимо отвести. Тепловыделение при усилении постоянных (CW) или импульсных сигналов с большой длительностью импульса и с высоким коэффициентом заполнения различается в зависимости от используемой технологии.
Это различие может оказаться иным при усилении импульсного сигнала с малой длительностью импульса или небольшим коэффициентом заполнения. Не существует некой универсальной технологии, которая отвечала бы всем требованиям, предъявляемым к современным усилителям мощности. Единственным решением в такой ситуации является сопоставление ключевых характеристик транзисторов разных типов с основными требованиями конкретного приложения. Нельзя также ограничиваться только сравнением спецификаций выбираемых транзисторов. Для обеспечения наилучшего сочетания производительности, надежности, минимизации тепловыделения, снижения общих затрат и сокращения перечня используемых элементов, как правило, приходится искать компромисс и на системном уровне.
Усилитель на биполярных кремниевых транзисторах
Рис. 1. Импульсная выходная мощность кремниевого биполярного транзистора IB1011S1500 составляет 1400 Вт при усилении импульсного сигнала с длительностью импульса 10 мкс и коэффициентом заполнения 1%.
Рабочая частота: 1030 или 1090 МГц
Хотя кремниевые биполярные транзисторы и выполнены по самой старой технологии, используемой для усиления импульсного сигнала, они еще не списаны со счетов. Транзисторы этого типа все еще применяются в серийном производстве и будут выпускаться в обозримом будущем в силу постоянного спроса. Даже в настоящее время кремниевые биполярные транзисторы по некоторым своим характеристикам не имеют аналогов. Например, усилители, выполненные на полупроводниковых приборах подобного типа, отличаются наименьшими габаритами, дешевизной и нуждаются только в подаче одного положительного напряжения питания. Однако из-за малого коэффициента усиления, дорогостоящих и экологически небезопасных корпусов из бериллиевой керамики кремниевые биполярные транзисторы уже практически не используются при разработке новых усилителей мощности.
Ярким примером хорошо зарекомендовавшего себя мощного кремниевого биполярного транзистора может служить IB1011S1500 [1] компании Integra, показанный на рис.
1. Этот транзистор предназначен для систем опознавания, а также для вторичной радиолокации (secondary surveillance radar, SSR). Транзистор работает на частотах 1030 или 1090 МГц, обеспечивает усиление не менее 9,8 дБ и импульсную выходную мощность не менее 1400 Вт при КПД 48%, работе с импульсами длительностью 10 мкс и коэффициентом заполнения 1%.
Кремниевые транзисторы, выполненные по технологии LDMOS
Рис. 2. ILD1011L950HV — кремниевый LDMOS-транзистор с импульсной выходной мощностью 1100 Вт на частоте 1030 МГц при усилении импульсного сигнала в режиме Mode-S ELM в системах вторичной радиолокации
Кремниевая LDMOS-технология (горизонтальный МОП-транзистор, изготовленный методом двойной диффузии) — более современная транзисторная технология, чем кремниевая биполярная. Транзисторы, выполненные по этой технологии, широко используются в усилителях связных радиопередатчиков, требующих высокой линейности усиления, а также в широкополосных CW-усилителях.
Эти транзисторы являются хорошим выбором для импульсных применений вплоть до L‑диапазона. Выпускаются LDMOS транзисторы L‑ и даже S‑диапазона, однако их производительность на этих частотах ниже, чем у нитрид-галлиевых (GaN) HEMT-транзисторов. Кремниевые LDMOS-транзисторы хорошо подходят для приложений с импульсами большой длительности и большим коэффициентом заполнения благодаря их очень низкому тепловому сопротивлению из расчета на 1 Вт, что также способствует их превосходной устойчивости к большим значениям КСВН (VSWR). Однако ограничивающим фактором при использовании кремниевых LDMOS-транзисторов является то, что у них ниже КПД не только по сравнению с биполярными, но и с GaN HEMT-транзисторами.
Хорошим примером современного кремниевого LDMOS-транзистора для авиационных приложений L‑диапазона может служить ILD1011L950HV [2] компании Integra, показанный на рис. 2. У этого транзистора при усилении импульсного сигнала в режиме Mode-S ELM (Enhanced Message Length — передача длинных сообщений: пачка из 48 импульсов — 32 мкс вкл.
/18 мкс выкл., период повтора посылок — 24 мс, усредненный коэффициент заполнения — 6,4%) на частоте 1030 МГц коэффициент усиления составляет около 16 дБ, а КПД — 55% при импульсной выходной мощности 1100 Вт. В отличие от аналогичных устройств, предлагаемых другими производителями, ILD1011L950HV представляет собой одиночный транзистор, а не двухтактную пару. Следовательно, ему требуется меньшая по габаритам и менее дорогостоящая упрощенная схема, поскольку отпадает необходимость в симметрирующем трансформаторе (балуне). Эту особенность следует обязательно учитывать при сравнении спецификаций в процессе выбора транзистора.
Переход на нитрид-галлиевую технологию
Рис. 3. IGN1011L1200 — мощный GaN-on-SiC транзистор с импульсной выходной мощностью 1250 Вт. Транзистор предназначен для работы на частотах 1030 и 1090 МГц в режиме Mode-S ELM в составе систем вторичной радиолокации
Технология нитрид-галлиевых ПВПЭ (GaN HEMT) транзисторов — новейшая технология изготовления мощных усилительных полупроводниковых ВЧ/СВЧ-приборов, быстро набирающая популярность во многих приложениях благодаря высокому коэффициенту усиления и большой выходной мощности в S-диапазоне и выше.
Как правило, приборы этого типа выполнены на подложке из карбида кремния (SiC), которая, обеспечивая высокую теплопроводность, способствует повышению долговременной надежности работы устройств.
GaN HEMT-транзисторы в силу конструктивного исполнения на SiC-подложке, обеспечивающей оптимальное охлаждение, идеально подходят для импульсных приложений высокой мощности с их строгими требованиями к плотности мощности (по сравнению с CW-приложениями). Кроме того, поскольку эти транзисторы отличаются высокой плотностью мощности, их выходная емкость из расчета на 1 Вт намного ниже, чем у конкурирующих с ними технологий. Это позволяет проводить настройку гармонических составляющих сигнала на выходе, что обеспечивает КПД выше 85% даже при киловаттных уровнях выходной мощности. Меньшая емкость из расчета на 1 Вт — то, что позволяет этим полупроводниковым устройствам работать на гораздо более высоких частотах, чем при использовании технологии LDMOS.
Однако одним из недостатков, присущих GaN HEMT-транзисторам, является то, что они являются полупроводниковыми устройствами, работающими в режиме обеднения носителями.
Это значит, что для их функционирования требуется и положительное, и отрицательное напряжения. Кроме того, напряжение на затвор такого транзистора подается до появления напряжения на его стоке. Чтобы нивелировать этот недостаток, компания Integra в усилительных субмодулях (паллетах) использует специальные схемы, распределяющие по времени управляющие импульсы затвора (gate pulsing and sequencing, GPS). Такое решение позволяет избежать затруднений, связанных с указанной особенностью GaN HEMT-транзисторов, и не приводит к увеличению числа элементов в конечном решении усилителя.
Примером современного GaN HEMT-устройства является транзистор IGN1011L1200 [3] компании Integra, представленный на рис. 3. Импульсная выходная мощность транзистора (предназначенного для систем опознавания и обзорных радиолокационных станций) превышает 1250 Вт. Он работает на частотах 1030 и 1090 МГц в том же схемотехническом решении, что является следствием исключительно низкого отношения емкости из расчета на 1 Вт.
При коэффициенте усиления около 17 дБ у IGN1011L1200 — очень высокий КПД: 85% в режиме Mode-S ELM при усилении импульсного сигнала соответствующего формата (пачка из 48 импульсов — 32 мкс вкл./18 мкс выкл., период повтора посылок — 24 мс, усредненный коэффициент заполнения — 6,4%.
Выбор технологии для конкретного приложения
Требования, предъявляемые конкретным приложением к параметрам проектируемого усилителя (тип сигнала, диапазон рабочих частот, уровень выходной мощности и т. д.), во многом определяют выбор транзисторной технологии. На более низких частотах все рассмотренные нами технологии изготовления транзисторов являются вполне приемлемыми кандидатами, и выбор типа транзистора зависит от того, что для проектируемого приложения является наиболее критичным. В S‑диапазоне и выше GaN HEMT-транзисторы на подложке из карбида кремния находятся вне конкуренции и являются, пожалуй, единственными подходящими кандидатами. Однако если задача обеспечения баланса между стоимостью и производительностью сложнее, рекомендуется сначала выяснить, какая из транзисторных технологий традиционно является наиболее подходящей для импульсных или CW-приложений.
Параметр | Технология | ||
Кремниевая биполярная | Кремниевая LDMOS | GaN/SiC | |
Плотность мощности, Вт/см2 | высокая | средняя | очень высокая |
Эффективность (КПД) | высокая | низкая | очень высокая |
Усиление | низкое | высокое | очень высокое |
Емкость/Вт (для максимальной мощности и полосы пропускания необходимо как можно более низкое значение) | средняя | средняя | низкая |
Широкополосное согласование | сложное | сложное | простейшее |
Сложность построения схемы смещения | низкая | средняя | высокая |
Типовое напряжение смещения, В | 28–60 | 28–50 | 24–50 |
Максимальная рабочая частота | S-диапазон (2–4 ГГц) | C-диапазон (4–8 ГГц) | более 10 ГГц |
Тепловые характеристики транзисторов в импульсном режиме | посредственные | хорошие | хорошие |
Устойчивость к высокому КСВН | слабая | высокая | средняя |
Уровень зрелости технологии | высокая | высокая | средняя |
Цена (долл. | средняя | низкая | средняя |
Экологические характеристики | плохие (используется корпус из BeO) | отличные | отличные |
/Вт)
Заключение
Какие из характеристик выбираемых СВЧ-транзисторов окажутся наиболее важными в процессе выбора, зависит от баланса между производительностью и ценой создаваемого усилителя. В некоторых случаях применение дорогих транзисторов оправдано, если снижается стоимость системы в целом. Диапазон рабочих частот и тип усиливаемого сигнала (импульсный или CW) являются отправными точками при выборе транзисторной технологии. Именно эти параметры помогут значительно сократить время на подбор транзисторов и общей конструкции усилителя для конкретной задачи. Не последнюю роль играет и понимание особенностей работы конкретной структурной схемы усилителя мощности, а также дополнительные функции и возможности, предоставляемые производителем.
Рис. 4. Готовый усилительный субмодуль (паллета) включает в себя помимо усилительных цепей элементы высокочастотного согласования, схемы питания и управления, упрощающие интеграцию транзистора в усилитель мощности
Рассмотренные нами мощные СВЧ-транзисторы являются лишь единичными представителями широкого ассортимента полупроводниковых приборов от компании Integra, изготовленных с использованием всех трех рассмотренных технологий [4]. Заметим, что транзисторы выпускаются с внутренним согласованием импеданса и без согласования, а также в разных корпусах. Кроме того, предлагаются решения в виде уже готовых усилительных субмодулей (паллет). Подобные интегральные решения помимо собственно усилительных цепей включают в себя элементы высокочастотного согласования, схемы питания и управления (рис.
4), что максимально упрощает их интеграцию в создаваемую систему.
Литература
- integratech.com/ib1011s1500‑bipolar-l‑band-avionics-transistor-operating-at‑1300w /ссылка утеряна/
- integratech.com/ild1011l950hv-ldmos-l‑band-avionics-transistor-operating-at‑950w /ссылка утеряна/
- integratech.com/ign1011l1200‑l‑band-gan-sic-transistor /ссылка утеряна/
- etsc.ru/files/integra/integra_brochure_rus.pdf.
СВЧ транзисторы — Гарантия производителя 12 месяцев.
RD70HVF1-101, Si 175/520МГц 70/50W 12.5V ceramic, свч транзистор
(Mitsubishi)
3 096.32 р.
| 1 | 10 | 100 | 3 096.32 р. | 2 699.84 р. | 2 331.26 р. |
|---|
Доступно:
612 шт.
RD70HHF1-101, Si 30MHz 70W 12.5V ceramic
(Mitsubishi)
2 983.04 р.
| 1 | 9 | 90 | 2 983. 04 р. | 2 699.84 р. | 2 438.64 р. |
|---|
Доступно:
742 шт.
RD60HUF1-101, Si 520MHz 60W 12.5v ceramic
(Mitsubishi)
3 020.80 р.
| 1 | 10 | 100 | 3 020.80 р. | 2 624.32 р. | 2 282.50 р. |
|---|
Доступно:
151 шт.
RD45HMF1-101, Si 900MHz 45W 12.5V ceramic
(Mitsubishi)
3 398.40 р.
| 1 | 10 | 100 | 3 398.40 р. | 3 171.84 р. | 3 004.11 р. |
|---|
Доступно:
747 шт.
RD30HUF1-101, Si 520MHz 12.5V 30W Ceramic
(Mitsubishi)
2 567.68 р.
| 1 | 10 | 100 | 2 567.68 р. | 2 227.84 р. | 1 934.94 р. |
|---|
Доступно:
739 шт.
RD20HMF1-101, Si 900MHz 20W 12.5V ceramic
(Mitsubishi)
3 379.52 р.
| 1 | 10 | 100 | 3 379.52 р. | 2 926.40 р. | 2 543.80 р. |
|---|
Доступно:
490 шт.
RD16HHF1-101, Si 30MHz 12.5V 16W TO220
(Mitsubishi)
509.76 р.
| 1 | 20 | 200 | 509.76 р. | 438.02 р. | 380.55 р. |
|---|
Доступно:
651 шт.
RD15HVF1-101, Si 175/520MHz 15/15W 12.5V TO220
(Mitsubishi)
472.00 р.
| 1 | 50 | 500 | 472.00 р. | 390.82 р. | 342.67 р. |
|---|
Доступно:
464 шт.
RD12MVS1-101, Si 175MHz 11.5W 7,2V SLP
(Mitsubishi)
623.
04 р.
| 1 | 100 | 1000 | 623.04 р. | 570.18 р. | 539.78 р. |
|---|
Доступно:
602 шт.
RD100HHF1-101, Si 30MHz 100W 12.5V ceramic
(Mitsubishi)
3 058.56 р.
| 1 | 10 | 100 | 3 058.56 р. | 2 662.08 р. | 2 311.10 р. |
|---|
Доступно:
705 шт.
RD07MVS1-201, Si 175MHz 7W 7,2V SLP (= RD07MVS1-101)
(Mitsubishi)
509.76 р.
| 1 | 50 | 500 | 509.76 р. | 432.35 р. | 375.79 р. |
|---|
Доступно:
738 шт.
RD06HVF1-101, Si 175MHz 6W 12.5V TO220
(Mitsubishi)
1 170.56 р.
| 1 | 20 | 200 | 1 170. 56 р. | 1 102.59 р. | 896.55 р. |
|---|
Доступно:
543 шт.
RD06HVF1-101, Si 175MHz 6W 12.5V TO220
(Mitsubishi)
472.00 р.
| 1 | 50 | 500 | 472.00 р. | 396.48 р. | 345.24 р. |
|---|
Доступно:
674 шт.
RD06HHF1-101, Si 30MHz 6.0W 12.5V TO220
(Mitsubishi)
453.12 р.
| 1 | 20 | 200 | 453.12 р. | 385.15 р. | 327.61 р. |
|---|
Доступно:
46 шт.
RD02MUS1-101, RD02MUS1-201, Si 175/520 МHz 2/2W 12.5V SLP
(Mitsubishi)
490.88 р.
| 1 | 50 | 500 | 490.88 р. | 430.46 р. | 371.52 р. |
|---|
Доступно:
193 шт.
RD01MUS1-T113, Si 520MHz 0.8W 7.2V SLP Tape&Reel
(Mitsubishi)
151.04 р.
| 1 | 50 | 500 | 151.04 р. | 127.25 р. | 83.28 р. |
|---|
Доступно:
17 шт.
RD01MUS1-101, Si 520MHz 0.8W 7.2V SLP
(Mitsubishi)
139.71 р.
| 1 | 50 | 500 | 139.71 р. | 119.89 р. | 104.22 р. |
|---|
Доступно:
64 шт.
RD00HVS1-101, Si 175MHz 0.5W 12.5V SLP
(Mitsubishi)
143.49 р.
| 1 | 50 | 500 | 143.49 р. | 122.34 р. | 105.63 р. |
|---|
Доступно:
153 шт.
RD00HHS1-101, Si 30MHz 0.3W 12.5V SOT89
(Mitsubishi)
134.
05 р.
| 1 | 50 | 500 | 134.05 р. | 116.49 р. | 101.25 р. |
|---|
Доступно:
697 шт.
RD00HHS1-101
(Mitsubishi)
94.40 р.
| 1 | 3000 | 30000 | 94.40 р. | 81.94 р. | 78.90 р. |
|---|
Доступно:
805 шт.
PD55015-E, RF POWER transistor POUT = 15W with 14dB gain @ 500MHz / 1V
(STMicroelectr. )
3 001.92 р.
| 1 | 10 | 100 | 3 001.92 р. | 2 832.00 р. | 2 670.56 р. |
|---|
Доступно:
973 шт.
MRF9331LT
(—— )
118.94 р.
| 1 | 8 | 16 | 118.94 р. | 72.88 р. | 45. 10 р. |
|---|
Доступно:
754 шт.
MRF517
(—— )
245.44 р.
| 1 | 10 | 20 | 245.44 р. | 145.75 р. | 90.21 р. |
|---|
Доступно:
911 шт.
MGFK38A3745-01, GaAs FET 13.75-14.5GHz 37W GF-27
(Mitsubishi)
32 096.00 р.
| 1 | 2 | 20 | 32 096.00 р. | 27 942.40 р. | 24 379.86 р. |
|---|
Доступно:
219 шт.
MGFC47A4450-01, GaAs FET 4.4-5.0GHz 50W GF-53
(Mitsubishi)
63 436.80 р.
| 1 | 2 | 20 | 63 436.80 р. | 61 737.60 р. | 47 571.95 р. |
|---|
Доступно:
167 шт.
MGFC36V5258-51, GaAs FET 5.
2-5.8GHz 4W GF-8
(Mitsubishi)
26 620.80 р.
| 1 | 2 | 20 | 26 620.80 р. | 23 033.60 р. | 20 035.93 р. |
|---|
Доступно:
180 шт.
MGF2445A-01, GaAs FET 12GHz GF-17
(Mitsubishi)
8 382.72 р.
| 1 | 10 | 100 | 8 382.72 р. | 8 042.88 р. | 7 359.29 р. |
|---|
Доступно:
210 шт.
MGF2407A-01, СВЧ 14.5ГГц-24.5дБм
(Mitsubishi)
7 627.52 р.
| 1 | 5 | 50 | 7 627.52 р. | 5 682.88 р. | 4 385.16 р. |
|---|
Доступно:
951 шт.
MGF1964A-01
(Mitsubishi)
792.96 р.
| 1 | 1000 | 10000 | 792. 96 р. | 732.54 р. | 694.35 р. |
|---|
Доступно:
826 шт.
MGF0921A-03, GaAs FET 1.9GHz 10W 31dBm GF-50
(Mitsubishi)
1 963.52 р.
| 1 | 5 | 50 | 1 963.52 р. | 1 774.72 р. | 1 543.31 р. |
|---|
Доступно:
674 шт.
Микроволновые транзисторы | Строительство | Микроволновые интегральные схемы
Кремниевые биполярные транзисторы были первыми в микроволновом мире, за ними последовали полевые транзисторы на основе GaAs. Действительно, полевые транзисторы теперь имеют заметно более низкие коэффициенты шума, а в диапазоне C и выше они дают заметно более высокую мощность. Далее следует описание конструкции СВЧ-транзисторов и обсуждение их характеристик.
Конструкция транзистора: Различные факторы, влияющие на максимальные высокочастотные характеристики микроволновых транзисторов, сложны. К ним относятся уже упоминавшееся требование высоких напряжений и токов и два других условия. Первый из них — малая площадь электрода для уменьшения межэлектродной емкости. Во-вторых, очень узкие активные области для сокращения времени прохождения.
Для биполярных транзисторов эти требования выражаются в необходимости иметь очень маленький эмиттерный переход и очень тонкую базу. Кремниевые планарные транзисторы предлагают лучшие характеристики биполярных микроволновых транзисторов. Трудности изготовления в сочетании с отличными характеристиками полевых транзисторов на основе GaAs помешали производству биполярных транзисторов на основе GaAs. Используются эпитаксиальные диффузные структуры, дающие сочетание малой площади эмиттера и большого края эмиттера. Первое свойство дает малое время прохождения через эмиттер, а второе большую токовую нагрузку. Встречно-штыревой транзистор, показанный на рис. 12.3, на сегодняшний день является наиболее распространенным биполярным транзистором в производстве. Показанный транзистор имеет расположение базы и эмиттера, похожее на две руки со сцепленными пальцами, отсюда и его название. Показанный чип имеет габаритные размеры (без контактов) около 70×70 мкм; эмиттерный контакт слева, база справа и коллектор внизу. Толщина каждого эмиттерного (и базового) «пальца» в показанном транзисторе составляет 0,5 мкм. Это дает значения f макс. свыше 20 ГГц; Были предложены геометрии 0,25 мкм.
В наиболее распространенных микроволновых полевых транзисторах используется затвор с барьером Шоттки. На рис. 12-4 показано, почему это устройство также известно как MESFET. Поперечное сечение показывает, что оно имеет меза-конструкцию. Верхний металлический слой был вытравлен, как и часть полупроводника GaAs n-типа под ним. В образовавшуюся канавку осаждается металлическая полоса затвора барьера Шоттки. Он имеет типичную длину 1 мкм (нормальный диапазон составляет 0,5-3 мкм). Ширина ворот на поперечном разрезе не указана; 300-2400 мкм — типичный диапазон. Также доступны полевые транзисторы GaAs с двойным затвором, в которых второй затвор может использоваться для применения АРУ в приемных ВЧ-усилителях. Следует отметить, что значения f max свыше 100 ГГц в настоящее время достижимо.
Два типичных метода упаковки микросхем микроволновых транзисторов: . , показанный на рис. 12-5. Пакет полосковой линии Avantek внизу имеет толщину корпуса 1 мм и диаметр чуть менее 5 мм. Банка TO-72 в верхней части имеет диаметр 7 1/2 мм и почти такую же высоту. Пакет TO-72 доступен для частот примерно до 2 ГГц, особенно для кремниевых биполярных транзисторов. Полосковые пакеты используются для более высоких частот, примерно до 30 ГГц, для биполярных транзисторов или полевых транзисторов. Для еще более высоких частот или больших полос пропускания микросхемы транзисторов подключаются непосредственно к соответствующей схеме.
Микроволновые интегральные схемы: Из-за трудностей, присущих работе на самых высоких частотах, разработка микропроцессорных микросхем заняла больше времени, чем разработка интегральных схем на более низких частотах. Однако к середине 1970-х гибридные МИС стали коммерчески доступными, сначала с сапфировыми подложками, а затем с (изоляторными) подложками из арсенида галлия. В этих схемах толстая или тонкая металлическая пленка наносилась на подложку, и пассивные компоненты вытравлялись на пленке, а активные компоненты, такие как транзисторы и диоды, впоследствии припаивались или приклеивались к каждому чипу. В начале 19Однако в 80-х монолитные микрофоны стали коммерчески доступными. В этих схемах все компоненты изготавливаются на каждом чипе с использованием металлических пленок, подходящих для пассивных компонентов, и инжекционного легирования подложки GaAs для производства необходимых диодов и полевых транзисторов. Ввиду уменьшения размера, первоначально доступного для монолитных MIC, сначала казалось, что они полностью захватят область, но были внесены значительные улучшения в гибридные схемы, что привело к возрождению их использования. Похоже, что в обозримом будущем эти два типа будут использоваться одновременно.
Типичный гибридный микрофонный усилитель показан на рис. 12-6. Это миниатюрный гибридный микрофон на полевых транзисторах на арсениде галлия компании Avantek с габаритными размерами (включая разъемы и ввод питания постоянного тока) около 40 х 20 х 4 мм — таким образом, его объем составляет менее 0,2 дюйма 3 . Двухкаскадный усилитель обеспечивает выходную мощность 10 мВт, коэффициент усиления 9 дБ и коэффициент шума 8 дБ в очень широком диапазоне частот от 6 до 18 ГГц. Видно, что два модуля по обе стороны от центра представляют собой идентичные сбалансированные усилители с двумя транзисторами, расположенными друг над другом в середине каждого модуля, как показано. В работающем усилителе приваривают крышку, закачивают сухой азот и усилитель герметизируют.
Монолитная микросхема MIC компании Texas Instruments показана на рис. 12-7. Это четырехкаскадный GaAs FET усилитель мощности с высоким коэффициентом усиления, разработанный для спутниковой связи. Хотя размер чипа составляет всего 1 х 5,25 х 0,15 мм, он выдает мощность 1,3 Вт на частоте 7,5 ГГц с хорошей частотной характеристикой от 6,5 до 8 ГГц и эффективностью 30 процентов; усиление составляет 32 дБ. Ширина затвора варьируется от 300 мкм для входного полевого транзистора до 2400 мкм для выходного полевого транзистора. Используются конденсаторы из нитрида кремния, а для снижения сопротивления используется значительное количество позолоты.
Мощность и шумовые характеристики микроволновых транзисторов и микрофонов значительно улучшились за более чем десятилетие, при этом за тот же период значительно улучшились полоса пропускания и эффективность.
Биполярные транзисторы доступны для частот примерно до 8 ГГц, где силовые устройства производят выходную мощность примерно до 150 мВт, а малошумящие транзисторы имеют коэффициент шума порядка 14 дБ. Ни один из них не так хорош, как соответствующий показатель для GaAs FET. Однако биполярные транзисторы очень хорошо работают на более низких микроволновых частотах: такие транзисторы, как транзисторы Avantek, показанные на рис. транзистор на 4 ГГц.
Полевые транзисторы GaAs доступны в виде дискретных транзисторов и/или микрофонов, вплоть до диапазона Ka (от 26,5 до 40 ГГц), и становятся доступными для более высоких частот. Мощность в несколько ватт на транзистор доступна до 15 ГГц и сотни милливатт до 30 ГГц. Показатели шума ниже 1 дБ достижимы на частоте 4 ГГц и составляют всего около 2 дБ на частоте 20 ГГц. Коэффициенты шума усилителей, будь то биполярные или полевые транзисторы, не так хороши, как у отдельных транзисторов. Основной причиной этого является низкий коэффициент усиления на каскад, обычно от 5 до 8 дБ в диапазоне X (от 8 до 12,5 ГГц).
Как уже упоминалось, полевые транзисторы имеют преимущество перед биполярами на самых высоких частотах, поскольку они могут использовать GaAs, который имеет более высокую подвижность ионов, чем кремний. Они также имеют более высокие пиковые скорости электронов, два преимущества обеспечивают более быстрое время прохождения и меньшее рассеяние. Таким образом, полевые транзисторы могут работать на более высоких частотах с более высоким коэффициентом усиления, меньшим уровнем шума и большей эффективностью. Другие полупроводниковые материалы, которые в настоящее время исследуются как потенциально полезные на микроволновых частотах из-за возможных преимуществ в подвижности электронов и скорости дрейфа по сравнению с арсенидом галлия, включают арсенид галлия-индия (GalnAs).
Обладая такими превосходными характеристиками, транзисторные усилители (и генераторы) нашли множество применений в микроволновом диапазоне, тем более что их цены упали. К преимуществам транзисторов по сравнению с другими СВЧ-устройствами относятся длительный срок хранения и срок службы, малые размеры и напряжение на электродах, малое рассеивание мощности при хорошем КПД порядка 40 процентов. Показатели шума и пропускная способность также превосходны. Компьютерный контроль проектирования и изготовления позволил добиться хорошей надежности и повторяемости характеристик как полевых, так и биполярных транзисторов.
Малошумящие транзисторные усилители используются во входных каскадах всех видов микроволновых приемников, как для радаров, так и для связи. То есть, если не требуется чрезвычайно низкий уровень шума, в этом случае транзисторы используются для усиления выходного сигнала более экзотических ВЧ-усилителей (рассматриваемых далее в этой главе). Мощные микроволновые транзисторы применяются в качестве усилителей мощности или генераторов в различных ситуациях. Например, они служат в качестве выходных каскадов в радиорелейных линиях, драйверных усилителей в широком диапазоне мощных передатчиков (в том числе радиолокационных), а также в качестве выходных каскадов в широкополосных генераторах и радарах с фазированными решетками.
Поставщики беспроводных радиочастот и ресурсы
Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов RF и Wireless. На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения,
калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.
Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.
Статьи о системах на основе IoT
Система обнаружения падений для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей.
В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT.
Подробнее➤
См. также другие статьи о системах на основе IoT:
• Система очистки туалетов AirCraft.
• Система измерения удара при столкновении
• Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей
• Система помощи водителю
• Система умной розничной торговли
• Система мониторинга качества воды
• Система интеллектуальной сети
• Умная система освещения на основе Zigbee
• Умная система парковки на базе Zigbee
• Умная система парковки на базе LoRaWAN.
Изделия для беспроводных радиочастот
Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. , стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.
Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP.
Подробнее➤
Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях. Подробнее➤
Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т. д., используемые в беспроводной связи. Подробнее➤
Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Подробнее➤
Основы интерференции и типы интерференции: В этой статье рассматриваются интерференция по соседнему каналу, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д. Подробнее➤
5G NR Раздел
В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д.
5G NR Краткий справочный указатель >>
• Мини-слот 5G NR
• Часть полосы пропускания 5G NR
• БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR
• Форматы 5G NR DCI
• 5G NR UCI
• Форматы слотов 5G NR
• IE 5G NR RRC
• 5G NR SSB, SS, PBCH
• 5G NR PRACH
• 5G NR PDCCH
• 5G NR PUCCH
• Опорные сигналы 5G NR
• 5G NR m-Sequence
• Золотая последовательность 5G NR
• 5G NR Zadoff Chu Sequence
• Физический уровень 5G NR
• MAC-уровень 5G NR
• Уровень 5G NR RLC
• Уровень PDCP 5G NR
Учебные пособия по беспроводным технологиям
В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям. Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д. См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>
Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебник по основам 5G
Диапазоны частот
учебник по миллиметровым волнам
Рамка волны 5G мм
Зондирование канала миллиметровых волн 5G
4G против 5G
Испытательное оборудование 5G
Архитектура сети 5G
Сетевые интерфейсы 5G NR
звучание канала
Типы каналов
5G FDD против TDD
Нарезка сети 5G NR
Что такое 5G NR
Режимы развертывания 5G NR
Что такое 5G ТФ
В этом учебном пособии GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения,
Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы,
Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания,
Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона,
Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.
LTE Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Подробнее.
RF Technology Материал
На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C.
для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO,
амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка РЧ приемопередатчика
➤Дизайн радиочастотного фильтра
➤Система VSAT
➤Типы и основы микрополосковых
➤Основы волновода
Секция испытаний и измерений
В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе
Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE. ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов.
➤ Генерация и анализ сигналов
➤ Измерения физического уровня
➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие
➤ Тест на соответствие Zigbee
➤ Тест на соответствие LTE UE
➤ Тест на соответствие TD-SCDMA
Волоконно-оптические технологии
Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель,
фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д. Эти компоненты используются в оптоволоконной связи.
ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Руководство по оптоволоконной связи
➤APS в SDH
➤Основы SONET
➤ Структура кадра SDH
➤ SONET против SDH
Поставщики беспроводных радиочастотных устройств, производители
Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений,
см. ИНДЕКС поставщиков >>.
Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д.
Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤Базовая станция LTE
➤ РЧ-циркулятор
➤РЧ-изолятор
➤Кристаллический осциллятор
MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды
Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW.
Эти коды полезны для новичков в этих языках.
СМОТРИТЕ ИНДЕКС ИСТОЧНИКОВ >>
➤ 3–8 код VHDL декодера
➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB
➤32-битный код ALU Verilog
➤ T, D, JK, SR коды лаборатории триггеров
*Общая информация о здравоохранении*
Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: Мойте их чаще
2. ЛОКТ: кашляйте в него
3. ЛИЦО: Не прикасайтесь к нему
4. НОГИ: Держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВУЙТЕ: Болен? Оставайтесь дома
Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19так как это заразное заболевание.
Радиочастотные калькуляторы и преобразователи
Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения.
Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д.
СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR
➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты
➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa
➤ LTE EARFCN для преобразования частоты
➤ Калькулятор антенны Yagi
➤ Калькулятор времени выборки 5G NR
IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии
В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet,
6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.
