Барів А. А., Ігнатьєв М. Г. НПФ Мікран Вершиніна, д.47, Томськ – 634034, Росія Тел.: +7 (3822) 413403; e-mail: a_barov@micran.ru

Анотація – Наведено результати розробки GaAs монолітно-інтегральної схеми (МІС) перемикача зі структурою “два на два напрямки” на основі польових транзисторів із затвором Шоттки (ПТШ).

I. Вступ

Комутаційні пристрої на основі ПТШ характеризуються великими початковими втратами і меншою допустимої коммутируемой СВЧ потужністю в порівнянні зі схемами на pin діодах. Переваги комутаторів на ПТШ полягають у відсутності споживаного струму по ланцюгу управління і технологічної можливості інтеграції на кристалі всієї схеми.

У доповіді наводиться результати розробки GaAs МІС сверхширокополосного СВЧ комутатора на основі ПТШ.

II. Основна частина

Напівпровідникові перемикальні діоди в СВЧ техніки описуються узагальнюючим параметром якості [1]. В режимі комутованого опору каналу ПТШ є двополюсним елементом, тому для нього також справедливо введення поняття якості [2] з метою визначення граничних значень внесеного загасання і розв’язки. При проектуванні МІС на ПТШ визначальними параметрами комутаційного елемента є питомі паразитні опору і ємності на одиницю ширини затвора транзистора. Паразитні опору і ємності залежать від вихідного напівпровідникового матеріалу, на якому виготовляється транзистор, а також від його топології та технології виробництва [3].

Дискретність стану перемикача дозволяє використовувати апарат лінійного аналізу при розрахунку схем комутатора СВЧ. Принциповим моментом МІС є можливість каскадного включення комутаційних елементів, варіації ширини затвора ПТШ і використанні компенсує індуктивності для розширення смуги робочих частот [4, 5, 6]. На рис.1 представлена ​​схема НВЧ комутатора, яка була спроектована і реалізована у вигляді МІС.

Конструктивною особливість даної МІС є торцева металізація для забезпечення заземлення ПТШ. Топологія розробленої МІС представлена ​​на рис.2, розміри кристала 1.2×1.2×0.1мм.

F ДГП

Рис. 3-Експериментальні характеристики розробленої МІС комутатора.

Fig. 3. Experimental characteristics of the designed switcher MMIC

Основні технічні характеристики розробленої МІС комутатора наведені в табл.1.

_________________________________________ Таблиця 1.

Параметр

Значення

Смуга робочих частот, ГГц

0.01-14.5

Початкові втрати, не більше, дБ

4.5

Розв’язка плечей, не менше, дБ

45

Управління, В

0/-5

III. Висновок

Представлений комутатор є функціонально закінченим елементом для гібрідноінтегральних схем НВЧ.

I. Список літератури

[1] СВЧ пристрою на напівпровідникових діодах. Проектування і розрахунок. Під ред. Мальського І. В., Сестро-рецком Б. В.-М.: Рад. радіо, 1969, -579 с.

[2] R. J. Gutmann and D. J. Fryklund. «Characterization of Linear and Nonlinear Properties of GaAs MESFET’s for Broad- Band Control Applications.» 1987 Transactions on Microwave Theory and Techniques 35.5 (May 1987 [T-MTT]): 516-521.

[3] N. Jain and R. J. Gutmann. «Modeling and Design of GaAs MESFET Control Devices for Broad-Band Applications.» 1990 Transactions on Microwave Theory and Techniques 38.2 (Feb. 1990 [T-MTT]): 109-117.

[4] К. С. скриньок, А. В. Туменок, E. А. Мельник. Базовий елемент монолітного СВЧ – перемикача на GaAs польових транзисторах. Електронна техніка.

Сер. Електроніка НВЧ, Вип. 3 (437), 1991, с.17-21.

[5] J. A. Eisenberg, Т. В. Chamberlain and L. R. Sloan. «High Isolation 1-20 GHz MMIC Switches with On-Chip Drivers.» 1989 Microwave and Millimeter-Wave Monolithic Circuits Symposium Digest 89.1 (1989 [MCS]): 41-45.

[6] Проектування монолітного двоканального перемикача СВЧ. А. К. Балико, Ю. М. Богданов та ін «Радіотехніка», 2004р., № 2, с.40-46.

MMIC GaAs MESFET SWITCH

Barov A. A., Ignatjev M. G.

Micran Co.

47, Vershinina, Tomsk – 634034, Russia Tel.: +7(3822) 413403 e-mail: a_barov@micran.ru

Abstract – Presented in this paper are the results of design of the GaAs MMIC with structure DPDT on the basis of MESFET.

MESFET based switching devices have considerable initial losses and smaller valid switched microwave frequency power compared with p-i-n based circuits. MESFET switches possess lower current drainage and technological possibility of integration into the chip.

Presented in the paper are the results of design of GaAs MMIC for the broadband MESFET switch.

Designed MMIC are represented in fig.2, chip dimensions are

1.                  2×1.2×0.1 mm. Engineering samples are manufactured and tested. Experimental data (fig.3) and chip photos are given. Main technical data of the designed MMIC are presented in tab. 1.

The represented switch is self-contained for hybrid circuits of microwave frequency.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»