Барів А А НПФ Микран

м Томськ, Вершиніна, д47, 634034, Росія Тел: +7 (3822) 413403 e-mail: a_barov@micranru

Анотація – Наводиться схемне рішення з розробки GaAs МІС двохпозиційного комутатора з вбудованим драйвером на нормально відкритих ПТШ

I                                       Введення

Транзисторні схеми НВЧ комутаторів будуються на нормально відкритих ПТШ, які вимагають для перекриття каналу управляє напруга негативної полярності В якості керуючих пристроїв найчастіше виступають цифрові схеми з позитивними рівнями сигналів Задачу сполучення рівнів виконує драйвер Додатковою функцією драйвера є формування інверсного керуючого сигналу для схеми комутатора

Рис 2 Електрична схема драйвера на АЛЕ ПТШ

При розробці МІС комутатора для складних радіотехнічних пристроїв зручно вкпючіть драйвер до складу кристала При цьому розробник обмежений технологічними можливостями виготовлення МІС

У докпаде наводиться схемотехническое рішення побудови комутатора і драйвера на однотипних транзисторах Дане рішення дозволяє використовувати стандартний технологічний маршрут виготовлення МІС

II                              Основна частина

Puc 3 Вихідні сигнали формуються драйвером МІС СВЧ комутатора

Fig 3 Output signals formed with MMIC driver of microwave switch

Fig 2 Electric circuit of driver based on depletion-mode MESFET

Узагальнена функціональна схема МІС двохпозиційного комутатора з вбудованим драйвером представлена ​​на рис 1 В якості СВЧ схеми комутатора виступала схема, описана в [1] Сам комутатор має два дискретних стану, тому схемотехніка драйвера близька до цифрової

Рис 1 Функціональна схема МІС СВЧ комутатора з вбудованим драйвером управління

Fig 1 MMIC functional circuit design of the microwave switch with integrated control driver

Цифрові схеми традиційно виконують на комплементарних парах транзисторів [2], завдяки чому вдається значно знизити споживаний струм і використовувати однополярний джерело живлення Серед польових транзисторів з затвором Шотки мається кпасс комплементарних транзисторів, т н

нормально відкриті і нормально закриті транзистори (Enhance Depletion Transistor) В [3-4] наводиться опис МІС СВЧ з вбудованими цифровими схемами на EDT

У структурі драйвера можна виділити три типи функціональних вузлів: перетворювач рівня, повторювач та інвертор Традиційні цифрові схеми на нормально відкритих (НО) ПТШ вимагають двополярного джерела харчування [см, напр, 5] При цьому схема виявляється критичною до нестабільності живлячих напруг і, залежно від режиму роботи, присутній наскрізний струм Стосовно до драйверу СВЧ комутатора можна обійтися одним джерелом напруги негативної полярності за рахунок нестандартного включення ПТШ у вихідний щаблі На рис2 наводиться схемне рішення побудови одного каналу драйвера на АЛЕ ПТШ

Розрахунок схеми драйвера проводився на основі питомих параметрів ПТШ, оптимізованих за динамічними характеристиками для МІС СВЧ комутатора На рісЗ наводиться розрахункова характеристика формованих драйвером керуючих сигналів залежно від рівня вхідного сигналу, що управляє

III                                  Висновок

Представлене схемне рішення дозволяє виготовляти в єдиному технологічному процесі різні комутаційні схеми НВЧ з вбудованим драйвером управління

Відмінною рисою представленого схемного рішення драйвера є робота з одним джерелом живлення, завдяки чому зменшується споживаний струм (потужність теплового розсіювання МІС) і підвищується надійність роботи Моделювання схеми і експериментальні дані підтверджують життєздатність прийнятих рішень

IV                           Список літератури

[1] Барів А А, Гюнтер В Я, Ігнатьєв М Г, Петрова Т С Керуючі монолітно інтегральні схеми НВЧ на базі GaAs ПТШ В кн: 15-я Міжнародна Кримська конференція «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології »(КриМіКо2005) Матеріали конференції [Севастополь, 12-16 вересня 2005] – Севастополь: Вебер, 2005, с 175-176

[2] Польові транзистори на арсеніді галію Принципи роботи і технологія виготовлення: Пер з англ / Под ред Д В Ді Лоренцо, Д Д Канделуола -М Ж Радіо і звязок, 1988 -496 С: Ил

[3] Н Singh «А GaAsX-Band Multifunction Control MMIC Using the MSAG Process,» Microwave Product Digest, Aug 2003

[4]  / J Bah et al «Multifunction SAG Process for High-Yield Low Cost GaAs Microwave Integrated Circuits,» IEEE Trans Microwave Theory Tech, vol 38, pp 1175-1182, Sept 1990

[5]  M Idda, T Takada, T Sudo «Analysis of High-Speed GaAs Source-Coupled FET Logic Circuits» 1984 Transactions on Microwave Theory and Techniques 321 (Jan 1984 [T- MTT]): 5-10

GAAS MMIC SPDT SWITCHER WITH ON-CHIP DRIVERS

Barov A A

Micran Co

47, Vershinina, Tomsk, 634034, Russia Phone: +7(3822) 413403, e-mail: a_barov@micranru

Abstract – A circuit design of engineering of with GaAs MMIC SPDT switch with integrated driver based on metal- semiconductor field-effect transistors (MESFETs) is presented

I                                        Introduction

Transistor circuits of microwave switches are based on MESFETs, which demand for channel closing negative polarity control voltage As control devices it mostly uses digital circuits with positive levels of signals A driver solves the problem of level matching An additional driver function is formation of inverse control signal for switch circuit

In MMIC switch designing of complicated radio engineering devices it is convenient to include a driver in the chip By that an engineer is limited with technology capabilities of MMIC manufacture

A circuit design of switch and driver formation based on one-type transistors is presented in the report This design allows using of standard technology rout of MMIC manufacture

II                                          Main Part

Generalized functional circuit of MMIC SPDT switch with integrated driver is shown in Fig 1 By way of a microwave switch circuit was the circuit described in [1] The switch has two discrete states, so driver circuit design is close to digital one

Traditionally digital circuits are accomplished with complementary pairs of transistors [2], by this it can vastly reduce consumption current and use unipolar power supply Among MESFETs there is a class of complementary transistors, namely so- called depletion-mode and enhancement-mode transistors In [3-4] there is a description of MMIC with integrated digital circuits based on ETD

In driver structure one can distinguish 3 types of functional parts: a level converter, a repeater and an invertor Digital circuits based on depletion-mode MESFETs demand necessarily bipolar power supply [see ex 5] By this the circuit is turned to be demanding to supply voltage instability and according to operating mode through current takes place Concerning the microwave switch driver one can manage with one negative polarity power supply by means of MESFET including in output stage There is circuit design construction of one driver channel based on depletion-mode MESFET in Fig 2

Driver circuit analysis was made on the basis of MESFET specific parameters optimized in dynamic parameters for MMIC switch There is design characteristic of control signals formed with driver according to input control signal level in Fig 3

III                                     Conclusion

Presented circuit design allows manufacturing of different microwave switch circuits with an integrated control driver in the whole technology process

The distinctive feature of the presented circuit design of the driver is operation with a single power supply, so due to this consumption current (thermal scattering power) is reduced and operate reliability is increased Circuit analysis and test data approve viability of accepted solutions

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р