автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Моделирование нелинейных СВЧ преобразующих устройств на полевых транзисторах с затвором шотки

Осадчий Евгений Николаевич

На правах рукописи

МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ СВЧ ПРЕОБРАЗУЮЩИХ УСТРОЙСТВ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ С ЗАТВОРОМ

ШОТКИ

Специальность 05 27 01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро — и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Таганрог - 2007г.

003163798

Работа выполнена на кафедре радиотехнической электроники ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА в г ТАГАНРОГЕ

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Червяков Г Г

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Захарченко В Д (ВГУ, г Волгоград)

кандидат технических наук, с н с

Лебедев В К (ФГУП «Прибор», г Таганрог)

Ведущая организация ФГУП «ВИГСТАР», г Москва

Защита состоится « ^ » ^ 2007г на заседании диссертационного совета Д 212 208 23 при Технологическом институте Южного Федерального Университета в г Таганроге по адресу 347928, ул Шевченко 2, ауд Е-306

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТТИ ЮФУ

Авторе

Учены совета докт те1

2007г

Н Н Чернов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Нелинейные устройства СВЧ широко применяются во всех современных телекоммуникационных системах Наибольшее применение в качестве активных нелинейных элементов в таких устройствах нашли полевые транзисторы с барьером Шотки (ПТШ) ПТШ (английская аббревиатура МЕБРЕТ),которые обладают рядом преимуществ перед другими типами СВЧ активных элементов Это малый коэффициент шума, возможность работы на частотах вплоть до 60 гигагерц, высокое входное сопротивление, устойчивость в широком диапазоне частот, простота и технологичность изготовления Все эти факторы делают ПТШ незаменимыми при проектировании и изготовлении таких СВЧ устройств как усилители, умножители и делители частоты, смесители и генераторы

Методов анализа нелинейных СВЧ устройств в настоящее время существует множество Основными на данный момент являются метод гармонического баланса и метод функциональных рядов Вольтерра Методы машинного анализа СВЧ нелинейных устройств также в основном используют эти два метода

Метод гармонического баланса, являясь частотным методом, позволяет достаточно полно исследовать нелинейные СВЧ устройства с сильной нелинейностью и определять его передаточные характеристики (коэффициент передачи и др ) Однако при полигармоническом возбуждении анализ данным методом значительно усложняется и требует значительного увеличения времени для расчетов (особенно при расчете интермодуляционных искажений и уровней сжатия смесителей)

Метод функциональных рядов Вольтера обычно используется для исследования СВЧ устройств со слабой нелинейностью, и позволяет достаточно точно и быстро определять интермодуляционные искажения различных порядков

Именно поэтому существует необходимость в разработке метода анализа нелинейных СВЧ устройств, позволяющего с достаточной точностью и достоверностью определять как передаточные характеристики этих устройств, так и нелинейные искажения, возникающие при воздействии полигармонических сигналов

Для анализа работы СВЧ устройств на полевых транзисторах с затворами Шотки необходимо определить аппроксимации их характеристик, чтобы они совпадали с экспериментальными результатами Полученные сегодня выражения для выходных ВАХ зачастую не учитывают особенностей планарной конструкции приборов этого типа Поэтому весьма

актуально в настоящее время разработка методов моделирования выходных характеристик ПТШ и ДЗПТШ (двухзатворных полевых транзисторов)

Целью данной работы является разработка метода анализа нелинейных СВЧ устройств, который позволил бы определять как передаточные характеристики нелинейных устройств, так и нелинейные искажения, возникающие в таких устройствах при воздействии полигармонических сигналов, а также приложение этого метода для анализа СВЧ смесителей и умножителей на полевых транзисторах с затвором Шотки

Для достижения указанной выше цели предлагается решение следующих задач

- исследование существующих методов нелинейного анализа, пригодных для СВЧ устройств на ПТШ,

- разработка метода анализа наиболее полно описывающего основные характеристики и нелинейные искажения таких СВЧ устройств на ПТШ как смесители и умножители,

- разработка метода моделирования выходных характеристик ПТШ и ДЗПТШ,

- разработка оптимального метода анализа эквивалентных схем ПТШ и ДЗПТШ для СВЧ смесителей и умножителей,

- расчет смесителей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ известными методами и разработанным в данной работе, и сравнение полученных результатов,

- анализ и расчет нового типа смесителя на ПТШ, работающего в режиме управляемого сопротивления,

- схематические решения для смесителей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ,

- анализ природы шумов в СВЧ полевых транзисторах с барьером Шотки и моделирование шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами,

- анализ влияния режима работы смесителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ на их шумовые характеристики

Научная новизна

1 Предложен метоД моделирования выходных характеристик двухза-творного ПТШ с учетом особенностей переноса заряда в транзисторе пла-нарной конструкции

2 Разработан метод анализа нелинейного СВЧ устройства при полигармоническом входном сигнале, позволяющий получить явные выражения для комплексных амплитуд токов (напряжений) как функции амплитуд входных воздействий и сравнительно просто вычислить амплитуды комбинационных гармоник отклика нелинейного двухполюсника с характеристикой, аппроксимируемой любой из функций при полигармоническом входном воздействии

3 Используя возможности метода анализа нелинейного СВЧ элемента, разработан метод расчета нелинейных характеристик преобразователя СВЧ на ПТШ, который позволяет достаточно просто рассчитать все основные характеристики преобразователя частоты на полевом транзисторе и нелинейные эффекты, возникающие в нем при воздействии модулированных сигналов и квазигармонических помех

4 Предложен метод расчета характеристик умножителей СВЧ на ПТШ с учетом полной эквивалентной схемы транзистора при аппроксимации нелинейных характеристик произвольной аналитической функцией на основе разработанного метода анализа

5 Предложен метод моделирования эквивалентных схем СВЧ ПТШ, при котором нелинейные элементы эквивалентной схемы описываются рядами Тейлора в окрестностях напряжения смещения, пригодный для автоматизированных методов расчета

6 Предложен метод моделирования шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами с точки зрения волнового подхода, включающий в себя несколько этапов

Практическая значимость

- разработана методика расчета выходных характеристик ДЗПТШ с учетом с учетом нелинейности объема полупроводника,

- разработана методика расчета нелинейных характеристик преобразователей и умножителей СВЧ на ПТШ,

- разработана методика моделирования эквивалентной схемы СВЧ ПТШ, пригодная для автоматизированных методов расчета,

- разработана методика моделирования шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами

Положения выносимые на защиту

- метод моделирования выходных характеристик ДЗПТШ с учетом особенностей переноса заряда в транзисторе планарной конструкции,

- метод анализа нелинейного СВЧ устройства при полигармоническом входном сигнале и применение его для расчета нелинейных характеристик преобразователей и умножителей СВЧ на ПТШ,

- методика моделирования эквивалентных схем СВЧ ПТШ для автоматизированных методов расчета,

- методика моделирования шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами

- результаты проектирования и расчета нелинейных характеристик преобразователей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ

Реализация результатов диссертации (внедрение') Результаты работы использованы в исследованиях Института Космических Исследований природных ресурсов (г Баку), при выполнении НИЭР «Тамлык» (х/д-13245) на кафедре радиотехнической электроники по техническому заданию УРЭБ, в исследованиях ООО завод «Кристалл» (г Та-

ганрог) и в учебном процессе кафедры радиотехнической

электроники Таганрогского технологического института Южного Федерального Университета

Апробация работы

Основные положения и результаты работы обсуждались и были одобрены на

- ВНТК «Интегральная электроника СВЧ», Красноярск, 1988 г,

- ВНТК «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», ТРТУ,1994, 1995 г г ,

- ВМК «Современные проблемы электроники и радиофизики СВЧ», Саратов, 1997 г,

- 3-я МНТК «Электроника и информатика XXI век», Зеленоград, 2000 г,

- 2-я Всеросс конф молодых ученых, С-Петербург, Технич Университет, 2000 г,

- 2-я МНТК «Физика и технические приложения волновых процессов», Самара, 2003 г,

- 9-я МНТК «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», Дивноморское, 2004 г ,

- XVIII МНТК «Математические методы в технике и технологиях», ММТТ-18, Казань, 2005 г ,

- 10-я МНТК «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», Дивноморское, 2006 г,

- XIX МНК Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-19, Воронеж, 2006 г

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 32 научных работы, включая 9 статей, в т ч в центральной печати, и 20 материалов тезисов докладов, зарегистрировано в ВНИИТЦ 3 научно-технических отчета по госбюджетным НИР в рамках научно-технической программы МО РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям» по разделу «Электроника»

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, списка основных публикаций, отражающих основное содержание диссертации и трех приложений Работа изложена на 214 страницах, содержит 85 рисунков, список литературы из 87 наименований

Содержание работы

Указанные цели и задачи определили содержание работы

Во введении дается общая характеристика работы, обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и основные задачи

работы, показана ее практическая значимость, дано краткое изложение содержания и сформулированы основные положения, выносимые на защиту

В первой главе дается обзор современных методов анализа нелинейных СВЧ устройств, основные виды аппроксимаций характеристик нелинейных элементов, а также рассматриваются виды нелинейностей в этих устройствах

Обзор методов анализа нелинейных СВЧ устройств, проведенный в данной главе, позволяет сделать следующие выводы

- часть методов применимы только к слабо нелинейным устройствам, остальные методы могут использоваться и для сильнолинейных устройств и цепей,

- не все методы применимы для анализа устройств, при многочастотном воздействии,

- основными методами для анализа нелинейных СВЧ устройств в настоящее время являются метод рядов Вольтерра-Винера и метод гармонического баланса,

- метод рядов Вольтерра хорошо подходит к слабо-нелинейным цепям и дает хорошие результаты при анализе нелинейных искажений в устройствах СВЧ,

- методы гармонического баланса используются для сильнонелинейных СВЧ устройств,

- анализ сильно-нелинейных СВЧ устройств (смесители, умножители, генераторы, делители частоты) представляет сложную задачу, требующего решения, усложняющуюся при воздействии полигармонических сигналов

Для анализа и расчета нелинейных СВЧ устройств используется аппроксимация их нелинейных характеристик Выбор оптимальной аппроксимации зависит от вида нелинейной характеристики и от режима работы нелинейного элемента Каждому виду анализа нелинейного СВЧ устройства соответствует определенный способ аппроксимации нелинейной характеристики (см таблицу 1 1 раздел 1 2)

Из обзора видов аппроксимаций характеристик нелинейных элементов сделаны следующие выводы и рекомендации

- для исследования модуляторов детекторов преобразователей и делителей СВЧ спектральными методами, основанными на использовании Тригонометрических формул кратного аргумента и рядов Тейлора, применяется полиноминальная аппроксимация,

- при расчете усилителей, генераторов, умножителей СВЧ методом угла отсечки используется кусочно-линейная аппроксимация,

при исследовании детекторов и преобразователей СВЧ методом, основанном на исследовании функции Бесселя от мнимого аргумента, следует использовать экспоненциальную аппроксимацию

При определении нелинейных искажений СВЧ устройств, их целесообразно разделить на два класса

- устройства с существенной нелинейностью,

- устройства с несущественной нелинейностью

Устройства с существенной нелинейностью - это устройства, у которых хотя бы один из операторов Li системы (1 1) в заданной области мгновенных значений токов или напряжений осуществляет их нелинейное преобразование ("отсечка", ограничение, ключевой режим)

Устройства, у которых операторы системы (1 1) не осуществляют нелинейных преобразований, относятся к устройствам с несущественной нелинейностью Для этих СВЧ устройств операторы Li можно с достаточной точностью представить в виде рядов Вольтерра с числом членов п не более трех Для СВЧ устройств с существенной нелинейностью, подобное представление операторов Li будет неточным

Одно и тоже СВЧ устройство может работать в режиме несущественной и существенной нелинейности какого-то либо СВЧ устройства может быть и по другой причине Так преобразователи СВЧ содержат отдельные элементы, работающие в области существенной нелинейности, однако его оператор "вход-выход" должен быть близок к-нелинейному Различие подходов к одному и тому же СВЧ устройству позволяет использовать для его анализа наиболее эффективные методы

Все вышеизложенные соображения используются в последующих главах диссертации

Во второй главе проведен анализ нелинейных преобразующих СВЧ устройств на ПТШ и ДЗПТШ к которым относятся смесители и умножители СВЧ На основании проведенного анализа сделаны выводы и рекомендации, заключающиеся в следующем

1 Смесители СВЧ на ПТШ, по сравнению с диодными, обладают положительным коэффициентом преобразования и низким коэффициентом шума Применение ДЗПТШ в смесителях частоты обеспечивает усиление преобразованного сигнала при приемлемом коэффициенте шума, обеспечивает развязку между цепями сигнала и гетеродина за счет подачи их на разные электроды транзистора без применения направленных ответвителей и гибридных устройств Кроме того, использование ДЗПТШ в интегральных СВЧ-схемах позволяет строить смесители с автогенерацией self-oscillating mixer, а применение специальной структуры ДЗПТШ с дополнительным омическим контактом, расположенным между первым и вторым затвором, позволяет осуществить подавление зеркального канала band rejection mixer

2 Резистивные смесители на ПТШ, не только не уступают диодным и активным смесителям на ПТШ, но и превосходят их по интермодуляционным искажениям, обладая при этом приемлемым коэффициентом шума и низкими значениями мощности гетеродина

3 Анализ работы смесителей СВЧ на ПТШ основывается на нелинейном анализе элементов эквивалентной схемы транзистора в режиме большого сигнала

4 Основными нелинейными элементами эквивалентной схемы смесителя на ПТШ являются

- крутизна gM и емкость затвор-исток Сзи, (gate mixer),

- сопротивление канала и нелинейность емкости С3с (drain mixer),

- сопротивление канала (resistive mixer)

5 Максимальный коэффициент преобразования смесителя СВЧ на ПТШ реализуется при КЗ на сигнальном гетеродинном входом для ПЧ и КЗ на ПЧ выходе для сигнала и гетеродина Для более точного выражения коэффициента преобразования смесителя на ПТШ следует учитывать влияние домена сильного поля

6 При полном анализе ПТШ в режиме большого сигнала следует учитывать параметры эквивалентной схемы как Сзи и С является функциями

двух переменных напряжений Uси , U3H

7 Для преобразователей СВЧ на ПТШ оптимальная мощность гетеродина, необходимая для получения максимального коэффициента преобразования на 3-5 дБ больше оптимальной мощности гетеродина необходимой для реализации минимального коэффициента шума.

8 Для анализа смесителей на ДЗПТШ в режиме большого сигнала, двухзатворный ПТШ предпочтительнее представлять в виде двух одноза-творных ПТШ, включенных последовательно Обобщенные характеристики ДЗПТШ имеют три основные нелинейные области, каждой из которых соответствует свой режим работы транзистора Для расчета смесителей на ДЗПТШ следует использовать те же модели, которые пригодны для расчета смесителей СВЧ на однозатворных ПТШ

9 Использование ДЗПТШ в смесителях СВЧ предпочтительнее по сравнению с ПТШ по следующим соображениям

-максимальный коэффициент преобразования такого СВЧ смесителя может достигать, при соответствующих условиях, максимального коэффициента усиления в линейном режиме,

- возможность работы в автодинном режиме,

-хорошая развязка между цепями сигнала и гетеродина, обусловленная конструктивными особенностями транзистора,

- малые габариты и технологическая совместимость с монолитными схемами на GaAs

10 Смесители на ПТШ, работающие в режиме

управляемого сопротивления канала (резистивные смесители), благодаря высокой линейности сопротивления сток-исток ПТШ имеют очень низкий уровень интермодуляционных составляющих, а отсутствие прямого тока через канал транзистора обеспечивает низкий коэффициент шума при равных потерях преобразования, что и у диодного смесителя Отсутствие постоянного тока через канал транзистора позволяет избежать шумов 1 / /, которые присущи смесителям, работающим в активном режиме Данные смесители эффективно работают при очень низких значениях промежуточной частоты, возможна работа с нулевой промежуточной частотой в режиме фазового детектора Сравнительная характеристика смесителей на ПТШ и ДБШ приведена в табл 1

Табл 1

Тип Потери преобразо- Интермоду- Рвых, Кш,

смесителя вания, дБ ляции дБм дБ

ИМЗ

Диодный 7,2 10,5 0 7,7

Резистивный 6,5 21,5 9,1 6,6

Активный -6,0 16,0 5,0 5,0

11 Умножители СВЧ на ПТШ предпочтительнее диодных умножителей, так как имеют положительную эффективность преобразования В отличие от усилителей, которые рассматриваются в основном как линейные системы, умножители строятся на работе ПТ в нелинейном режиме Поэтому схемное построение не только на основной частоте, но и на гармонических частотах очень критично к нелинейным умножительным процессам При этом, большое влияние на умножительные процессы оказывают режимы согласования входа, выхода прибора и обратной связи

12 Основной путь умножения частоты на ПТШ - работа транзистора либо в области прямой проводимости, либо в области отсечки тока Работа в области прямой проводимости дает выигрыш в эффективности преобразования на 1 - 2 дБ, хотя при этом имеется риск разрушения прибора из-за увеличения тока стока. Поэтому режим отсечки тока предпочтителен, хотя и менее эффективен В этом режиме транзистор работает как полупроводниковый выпрямитель Помимо вольтуправляемого токового генератора в частичном удвоении значительную роль играет выходная проводимость транзистора Совместно эти два элемента описывают приборную внутреннюю «динамическую» ВАХ

13 Основными нелинейностями в умножителе на ПТШ являются крутизна и стоковая проводимость Для умножения частоты в двухза-творном ПТШ используются два вида нелинейности нелинейная зависи-

Зависимость коэффициента передачи 2-й гармоники Кп от напряжения затвор-исток изи при различных напряжениях сток-исток иси представлена на рис 9 Амплитудная и амплитудно-частотная характери-

Рис 8 Рис 9

Рис 10 Рис 11

Разработанные балансные умножители на ДЗПТШ имеют лучшие характеристики чем схемы на однозатворных ПТШ Основные характеристики балансных умножителей приведены на рис 12 - 15 На рис 12 и 13 показаны АЧХ удвоителей на ДЗПТШ, собранных по балансной схеме при разных уровнях входной мощности На рис 14 и 15 показаны зависимости эффективности преобразования умножителя на ДЗПТШ от выходной час-

тоты и входной мощности. Рисунок 14 соответствует режиму удвоения, а рис 15 - режиму утроения частоты

Сравнительный анализ умножителей на ПТШ и ДЗПТШ позволяет сделать выводы

- схема с однозатворным транзистором дает эффективность преобразования на 4 — 6 дБ ниже, чем схема на ДЗПТШ,

- схема с однозатворным транзистором дает эффективность преобразования примерно на 4 - 5дБ ниже, чем схема с двухзатворным транзистором,

- управление смещением напряжения на втором затворе позволяет двухзатворному умножителю частот изменять эффективность преобразования на 36 дБ (от +8 до -28 дБ) на частоте удвоенного сигнала,

э„=1 Г дБ л

дБм

=0 дЬм

9 10 11 12 13 14 15 16 17 Частота (2(„) ГГц

Рис 12

20

г 18 ш 1 16

Я 14

й 12

ч: +5

/

дЬм

7е

5 д;м

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Частота(2/о) ГГц

Рис 13

из 4 §2

г о

ь

и*. =6В

4-1 р. =0/1 )М

4.

цБм^

ДБР 1 >

\

Г- Бм I 1

> к.

К

N

Эффективная частота ГГц

Рис 14

аи=б

Г 1 ДБм

V и

\ N р^Здь л

1» *Юд >и к 5

11 12 13 14 15 16 Эффективная частота ГГц

Рис 15

В разделе 4 3 данной главы также проведен анализ шумовых параметров ПТШ и ДЗПТШ Проанализирована природа шумов в СВЧ полевых транзисторах с барьером Шотки На основании проделанного анализа сделаны выводы

— основным источником шумов в ПТШ является диффузионный шум,

— в ПТШ кроме источников теплового шума, создаваемых омическими сопротивлениями областей затвора, истока и стока, следует учи-

~2

тывать два источника шумового тока в цепи затвора 13 и в цепи стока

— основные механизмы, вызывающие возникновение шумовых флуктуации в полевых тетродах те же, что и у полевого транзистора

— величины ^ при различных схемах включения (ОИ, 03) практически равны, поэтому основной задачей, возникающей при теоретическом исследовании шумовых свойств тетрода, является определение того, насколько существенный вклад вносит его вторая половина в общую величину F прибора,

— влияние второй половины тетрода на общий коэффициент шума заключается в увеличении эффективного шумовового сопротивления на величину , которую можно найти по формуле (4 95)

Было проанализировано влияние режима работы смесителя на ПТШ на его шумовые характеристики и на основе анализа сделаны следующие выводы

— в первом режиме смеситель на ПТШ эквивалентен каскадному включению диодного смесителя на ДБШ и усилительного каскада на ПТШ Анализ показывает, что при учете потерь в выходном контуре смесителя и проводимости нагрузки коэффициент шума ПЧ на ПТШ будет меньше коэффициента шума диодного ПЧ,

— в ПЧ на ПТШ с преобразованием частоты в канале транзистора (второй режим работы) процесс преобразования становится невзаимным (невозможно обратное преобразование ПЧ в частоту МП) Из анализа данного режима следует, что коэффициент шума уменьшается с ростом постоянной составляющей тока затвора 101 (за счет возрастания доли дробовых шумов генерации носителей тока в переходе затвора в общем шуме ПЧ) и крутизны преобразования

— ПЧ с преобразованием частоты на нелинейности стоковой характеристики ПТШ (третий режим работы), когда напряжение гетеродина подается в цепь стока (в отличие от первых двух режимов, когда оно подавалось в цепь затвора), эквивалентен каскадному включению прямого детектора на ПТ, выделяющего и усиливающего полезный сигнал и сме-

сителя на двухполюсной нелинейной проводимости Из анализа этого режима следует, что для уменьшения коэффициента шума ПЧ необходимо уменьшать потери в контурах gc„ и (включая уменьшение проводимости нагрузки по ПЧ) и стремиться к выполнению условий т2—"1 и 101 » 15 Влияние шумов преобразователя и нагрузки в этом ПЧ ослаблено за счет внутреннего усиления ПТШ, возрастающего с ростом Б

Проведено моделирование шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами с точки зрения волнового подхода, которое включает в себя несколько этапов В начале на основании измерений параметров рассеивания определяются элементы эквивалентной схемы Начальные значения выбираются из диапазона типичных значений для ПТШ Выбор начальных значений очень важен, так как эквивалентная схема содержит большое число независимых элементов После этого подключаются оставшиеся паразитные элементы Таким образом, получаем параметры рассеивания и шумовые параметры всей схемы в заданном частотном диапазоне Далее проводится оптимизация для достижения максимального соответствия между параметрами моделирования и параметрами шума с одной стороны, и опорными параметрами, полученными в результате измерений, с другой Таким образом, определяются все элементы модели и шесть эквивалентных шумовых температур Предложенная процедура моделирования была использована для моделирования шумов ДЗПТШ на примере транзистора ЗП328А-2 Характеристики шумовых параметров для ДЗПТШ представлены на рис 16-18

Сплошные кривые — результат моделирования, а паспортные данные производителя на транзистор — обозначены кружками

Рис 16 Рис 17

Рис 18

В приложениях представлены основные методы машинного анализа нелинейных СВЧ схем и наиболее часто используемые пакеты прикладных программ, моделирование вольтамперной характеристики арсенид-галлиевого ПТШ и расчет выходных характеристик планарной модели ДЗПТШ с учетом нелинейности объема полупроводника

В заключении приведены полученные основные результаты работы

1 Проведено моделирование выходных характеристик двухза-творного ПТШ с учетом особенностей переноса заряда в транзисторе планарной конструкции с учетом того, что нелинейные эффекты учитываются во всем пространстве дрейфа носителей Проведенный расчет выходных характеристик ДЗПТШ ЭП328А-2 на основе квазиодномерной планарной модели дает хорошее соответствие расчетных характеристик с реальными, что дает основание считать данную методику моделирования ВАХ ДЗПТШ пригодной для использования в инженерных расчетах нелинейных СВЧ устройств

2 На основе анализа методов моделирования нелинейных устройств разработан метод анализа нелинейного СВЧ устройства при полигармоническом воздействии, позволяющий достаточно просто решить задачу вычисления амплитуд комбинационных гармоник отклика нелинейного двухполюсника с характеристикой, аппроксимируемой любой из этих функций, при полигармоническом воздействии

3 Используя возможности метода анализа нелинейного СВЧ элемента, разработан метод расчета нелинейных характеристик преобразователя СВЧ на ПТШ, который позволяет достаточно просто рассчитать все основные характеристики преобразователя частоты на полевом транзисторе и нелинейные эффекты, возникающие в нем при воздействии модулированных сигналов и квазигармонических помех

4 Предложен метод для расчета характеристик умножителей СВЧ на ПТШ с учетом полной эквивалентной схемы транзистора при аппроксимации нелинейных характеристик произвольной аналитической функцией на основе метода анализа нелинейного СВЧ устройства

5 На основе анализа моделирования эквивалентных схем СВЧ полевых транзисторов, предложен метод моделирования эквивалентных схем СВЧ ПТШ, при котором нелинейные элементы эквивалентной схемы описываются рядами Тейлора, с возможностью применения его для автоматизированных методов расчета

6 Проведены моделирование, расчет и экспериментальное исследование смесителей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ на основе разработанных методик

7 Проведен анализ влияния режима работы смесителя СВЧ на ПТШ на его шумовые характеристики и предложен метод моделирования шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами с точки зрения волнового подхода

Список основных публикаций, отражающих содержание диссертации

1 Караваев С В , Осадчий Е Н О возможности преобразования частоты с усилением резонансными туннельными диодами Известия ТРТУ Таганрог, 2004, №8 (43) с 101

2 Караваев С В , Малышев В А , Осадчий Е Н Условие повышенного усиления при преобразовании частоты на А--диодах Известия ТРТУ Таганрог, 2004, №8 (43) с 97-98

3 Данилов А Н , Червяков Г Г , Осадчий Е Н Моделирование выходных характеристик двухзатворного полевого транзистора Шотки Известия ТРТУ Таганрог, 2004, №1 (36) с 91-95

4 Осадчий Е Н , Горбина Л А Анализ гармонического смесителя на антипараллельной паре ПТШ, работающих в режиме нелинейного сопротивления Известия ТРТУ Таганрог, 2005, №9 (53) с 106-108

5 Червяков Г Г , Осадчий Е Н Нелинейный анализ преобразователя СВЧ на полевом транзисторе с затвором Шоттки Ивестия ТРТУ Таганрог, 2006, №9 (64) с 150-151

6 Караваев С В , Осадчий Е Н Метод анализа преобразователей частоты на сложных негатронах Ивестия ТРТУ Таганрог, 2006, №9 (64) с 147

7 Серба П В , Червяков Г Г , Осадчий Е Н Полевые фототранзисторы в приемниках оптических каналов связи Научное знание новые реалии сборник научно-исследовательских работ Вып 1 М, Учебно-методический и издательский центр «Учебная литература», 2005, с 188196

8 Оболенский А С , Осадчий Е Н Автогенератор второй гармоники на полевом транзисторе, стабилизированном диэлектрическим резонатором Труды межведомственного тематического научного сборника Твердотельная электроника сверхвысоких частот - Таганрог, ТРТИ, 1986, вып2, с 94-97

9 Базарницкий Ю Б , Осадчий Е Н Проектирование преобразователя частоты на полевом транзисторе сантиметрового диапазона длин волн Матер Всерос НТК Интегральная электроника СВЧ Красноярск 14-16 июня, 1988,с 109

10 Малышев И В , Осадчий Е Н Алгоритм расчета выходных характеристик полевого транзистора с двумя затворами Шотки (ДЗПТШ) с учетом нелинейности объема полупроводника Матер Всерос НТК Интегральная электроника СВЧ Красноярск 14-16 июня, 1988,с 112

11 Осадчий Е.Н Преобразователи СВЧ на двухзатворных полевых транзисторах (ДЗПТ) Матер Всерос. НТК Интегральная электроника СВЧ Красноярск 14-16 июня, 1988,с 113

12 Осадчий Е Н , Малышев И В Алгоритм расчета выходных характеристик полевого транзистора с двумя затворами Шотки (ДЗПТШ) с учетом нелинейности объема полупроводника Труды межведомственного тематического научного сборника Твердотельная электроника сверхвысоких частот. - Таганрог, ТРТИ, 1990, вып 3, с 71-78

13 Осадчий Е Н, Черников В В О генерации коротких СВЧ- и КВЧ-радиоимпульсов путем синхронизации мод в автогенераторах Труды межведомственного тематического научного сборника Твердотельная электроника сверхвысоких частот — Таганрог, ТРТИ, 1994, вып 4, с 68-71

14 Осадчий Е Н , Базарницкий Ю Б Алгоритм расчета СВЧ-смесителей на полевых транзисторах Матер ВНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники ТРТУ,1994, с 78

15 Осадчий ЕН , Кротов В И Анализ влияния магнитного поля на характеристики СВЧ-транзисторов Матер Всерос НТК с международным участием Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники ТРТУ.1995, с 68

16 Червяков Г Г , Базарницкий Ю Б , Осадчий Е Н Базовое твердотельное СВЧ устройство для систем ближайшей радиолокации Материалы ВМК Современные проблемы электроники и радиофизики СВЧ, Саратов, 1997, с 83-84

17 Базарницкий Ю Б , Горбина JIА, Осадчий Е Н Базовое твердотельное устройство для ближайшей радиолокации (БРЛС) Известия ТРТУ Таганрог, 2000, №1 (15) с 113-114

18 Червяков Г Г , Осадчий Е Н , Супрунова Е Ф , Желтобрюхов П В Фотоприемные устройства на полевых фототранзисторах для оптических каналов связи Материалы 3-й МНТК «Электроника и информатика XXI век», Зеленоград,2000, с 378

19 Осадчий Е Н , Желтобрюхов П В , Кораблин Н В , Сухоруков А Ю Фоторезистивные приборы для избирательного приема амплитудно-модулированного света Материалы 2-й Всеросс конф молодых ученых, С-Петербург, Технич Университет, 2000, с 167

20 Осадчий Е Н Численное моделирование преобразовательных свойств ПТШ Материалы VI ВНТК студентов и аспирантов Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления Таганрог, 2002, с 206

21 Осадчий Е Н Полевые транзисторы Шоттки в оптических каналах связи Материалы VI ВНТК студентов и аспирантов Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления Таганрог, 2002, с 207

22 Осадчий Е Н , Гарнакерьян А А Параметры фототранзисторов Материалы VI ВНТК студентов и аспирантов Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления Таганрог, 2002, с 208

23 Данилов А Н, Червяков Г Г, Осадчий Е Н Выходные характеристики двухзатворного ПТШ Материалы 2-й МНТК «Физика и технические приложения волновых процессов», Самара, 2003, с 357

24 Караваев С В , Осадчий Е Н О возможности преобразования частоты с усилением резонансными туннельными диодами Матер 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники Див-номорское, 12-17 сент, 2004, с 105

25 Караваев С В , Малышев В А , Осадчий Е Н Условие повышенного усиления при преобразовании частоты на А,-диодах. Матер 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники Дивноморское, 12-17 сент , 2004, с 106-107

26 Осадчий Е Н Анализ свойств гармонического смесителя на антипараллельной паре ПТШ, работающих в режиме нелинейного сопротивления Матер 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники Дивноморское, 12-17 сент, 2004, с 108-109

27 Осадчий Е Н , Супрунова Е Ф , Червяков Г Г Влияние режима работы ПТШ на шумовые параметры фотоприемника Матер 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники Дивноморское, 12-17 сент, 2004, с 112-113

28 Червяков Г Г, Осадчий Е Н Оптимизация характеристик резистивных смесителей СВЧ на ПТШ Матер 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники Дивноморское, 12-17 сент, 2004, с 118-119

29 Осадчий Е Н , Червяков Г Г Математическое моделирование выходных характеристик двухзатворного полевого транзистора Матер XVIII МНТК Математические методы в технике и технологиях, ММТТ-18, Казань, 2005, с 236-237

30 Червяков Г Г , Осадчий Е Н Метод расчета нелинейных характеристик преобразователя СВЧ на полевом транзисторе с затвором Шоттки Матер

10-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники Дивноморское, 24-29 сент, 2006, с 179-182

31 Осадчий Е Н , Червяков Г Г «Математическое моделирование выходных характеристик двухзатворного полевого транзистора» Труды XIX МНК Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-19, Воронеж, 2006, с 171-173

32 Червяков Г Г , Осадчий Е Н , Осадчий А Е «Моделирование шумов в СВЧ-полевом тетроде с двумя затворами Шотки» Труды МНК Проблемы современной радиотехники, телевидения и связи Баку, 4-6 июня, 2007, с 311-315

Личный вклад в работах, написанных в соавторстве, состоит в следующем в [3, 5] выполнены расчеты выходных характеристик ДЗПТШ с учетом нелинейности объема полупроводника, в [9, 10] проведено моделирование и расчет преобразователя СВЧ на ПТШ с широким динамическим диапазоном, в [16, 19] разработано численное моделирование выходных характеристик ДЗПТШ; в [14, 23] проведен анализ влияния режима работы смесителя на ПТШ на его шумовые характеристики, в [24] выполнено моделирование и оптимизация нелинейных характеристик резистивного смесителя СВЧ на ПТШ, в [25] смоделирован и экспериментально исследован гармонический смеситель на антипараллельной паре ПТШ, работающих в режиме нелинейного сопротивления, в [27, 28] предложен и апробирован метод расчета нелинейных характеристик преобразователя СВЧ на полевом транзисторе с затвором Шоттки

с •// У/.

Тип ТТИ ЮФУ Заказ № 336 тир 100 экз

ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. Обзор современных методов анализа нелинейных СВЧ устройств.

1.1. Методы анализа нелинейных СВЧ устройств.

1.2. Аппроксимация характеристик нелинейных СВЧ-элементов.

1.3. Виды нелинейностей в устройствах СВЧ.•.

1.4. Итоги раздела.

РАЗДЕЛ 2. Анализ преобразующих устройств СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ.

2.1. Смесители СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ.

2.2. Анализ умножителей СВЧ на ПТШ.

2.3. Итоги раздела.

РАДЕЛ 3. Вопросы моделирования СВЧ нелинейных устройств на ПТШ.

3.1. Моделирование ВАХ ПТШ и ДЗПТШ с учётом нелинейности объёма полупроводника.

3.2. Метод анализа нелинейного СВЧ-устройства при полигармоническом воздействии.

3.3. Метод расчета нелинейных характеристик преобразователя СВЧ на полевом транзисторе с затвором Шотки.

3.4. Расчет нелинейных характеристик умножителей частоты на ПТШ.

3.5. Моделирование эквивалентных схем СВЧ полевых транзисторов.

3.6. Итоги раздела.

РАЗДЕЛ 4. Вопросы моделирования преобразующих СВЧ-устройств на ПТШ и ДЗПТШ и их шумовые параметры.

4.1. Моделирование и расчет СВЧ - смесителей на ПТШ и ДЗПТШ.

4.1.1 Проектирование и расчет резистивного СВЧ смесителя на ПТШ.

4.1.2 Проектирование и расчет преобразователя СВЧ на ДЗПТШ.

4.2. Моделирование и расчет умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ.

4.2.1 Моделирование и алгоритм расчета умножителя СВЧ на ПТШ.

4.2.2 Проектирование умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ.

4.3. Анализ шумовых параметров ПТШ и ДЗПТШ.

4.4. Итоги раздела.

Актуальность Нелинейные устройства СВЧ широко применяются во всех современных телекоммуникационных системах. Наибольшее применение в качестве активных нелинейных элементов в таких устройствах нашли полевые транзисторы с барьером Шотки (ПТШ). ПТШ (английская аббревиатура MESFET) обладают рядом преимуществ перед другими типами СВЧ активных элементов. Это малый коэффициент шума, возможность работы на частотах вплоть до 60 гигагерц, высокое входное сопротивление, устойчивость в широком диапазоне частот, простота и технологичность изготовления. Все эти факторы делают ПТШ незаменимыми при проектировании и изготовлении таких СВЧ устройств как усилители, умножители и делители частоты, смесители и генераторы.

Методов анализа нелинейных СВЧ устройств в настоящее время существует множество. Основными на данный момент являются метод гармонического баланса и метод функциональных рядов Вольтерра. Методы машинного анализа СВЧ нелинейных устройств также в основном используют эти два метода.

Метод гармонического баланса, являясь частотным методом, позволяет достаточно полно исследовать нелинейные СВЧ устройства с сильной нелинейностью и определять его передаточные характеристики (коэффициент передачи и др.). Этот метод используется для исследования таких СВЧ нелинейных устройств как умножители, генераторы, смесители. Однако при полигармоническом возбуждении анализ данным методом значительно усложняется и требует значительного увеличения времени для расчетов (особенно при расчете интермодуляционных искажений и уровней сжатия смесителей).

Метод функциональных рядов Вольтерра обычно используется для исследования СВЧ устройств со слабой нелинейностью, и, являясь временным методом, позволяет достаточно точно и быстро определять интермодуляционные искажения различных порядков.

Именно поэтому существует необходимость в разработке метода анализа нелинейных СВЧ устройств, позволяющего с достаточной точностью и достоверностью определять как передаточные характеристики этих устройств, так и нелинейные искажения, возникающие при воздействии полигармонических сигналов.

Для анализа работы СВЧ устройств на полевых транзисторах с затворами Шотки необходимо определить аппроксимации их характеристик, чтобы они совпадали с экспериментальными результатами. Полученные сегодня выражения для выходных ВАХ зачастую не учитывают особенностей планарной конструкции приборов этого типа. Поэтому весьма актуально в настоящее время разработка методов моделирования выходных характеристик ПТШ и ДЗПТШ (двухзатворных полевых транзисторов).

Целью работы является разработка метода анализа нелинейных СВЧ устройств, который позволил бы определять как передаточные характеристики нелинейных устройств, так и нелинейные искажения, возникающие в таких устройствах при воздействии полигармонических сигналов, а также приложение этого метода для анализа СВЧ смесителей и умножителей на полевых транзисторах с затвором Шотки.

Для достижения указанной выше цели предлагается решение следующих задач:

- исследование существующих методов нелинейного анализа, пригодных для СВЧ устройств на ПТШ;

- разработка метода анализа наиболее полно описывающего основные характеристики и нелинейные искажения таких СВЧ устройств на ПТШ как смесители и умножители;

- разработка метода моделирования выходных характеристик ПТШ и ДЗПТШ;

- разработка оптимального метода анализа эквивалентных схем ПТШ и ДЗПТШ для СВЧ смесителей и умножителей;

- расчет смесителей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ известными методами и разработанным в данной работе, и сравнение полученных результатов;

- анализ и расчет нового типа смесителя на ПТШ, работающего в режиме управляемого сопротивления;

- схемотехнические решения для смесителей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ;

- анализ природы шумов в СВЧ полевых транзисторах с барьером Шотки и моделирование шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами с точки зрения волнового подхода;

- анализ влияния режима работы смесителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ на их шумовые характеристики, а также анализ технических и технологических методов снижения уровня шумов у полевых СВЧ транзисторов.

Содержание работы определили указанные цели и задачи. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и двух приложений. Во введении дается общая характеристика работы, обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и основные задачи работы, показана ее практическая значимость, дано краткое изложение содержания и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 30 статьях и докладах и обсуждались на:

НТК Интегральная электроника СВЧ. Красноярск 14-16 июня, 1988г.; ВНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. ТРТУ,1994г.; Всерос. НТК с международным участием Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. ТРТУ,1995г.; ВМК Современные проблемы электроники и радиофизики СВЧ, Саратов, 1997г.; XLV НТК ППС, аспирантов и сотрудников ТРТУ. Таганрог, 2000, №1 (15).; 3-й МНТК «Электроника и информатика XXI век», Зеленоград, 2000г.; 2-й Всеросс. конф. молодых ученых, С-Петербург, Технич. Университет, 2000г.; 2-й МНТК «Физика и технические приложения волновых процессов», Самара, 2003г.; L НТК ППС, аспирантов и сотрудников ТРТУ. Таганрог, 2004г.; XJLIV НТК ППС, аспирантов и сотрудников ТРТУ. Таганрог, 2004г.;. 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. Дивноморское, 12-17 сент., 2004г.; LI НТК ППС, аспирантов и сотрудников ТРТУ. Таганрог, 2005г.; XVIII МНТК Математические методы в технике и технологиях, ММТТ-18, Казань, 2005г.; LII НТК ППС, аспирантов и сотрудников ТРТУ. Таганрог, 2006, №9 (64).; 10-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. Дивноморское, 24-29 сент., 2006г.; XIX МНК Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-19, Воронеж, 2006г.; МНК Проблемы современной радиотехники, телевидения и связи. Баку, 4-6 июня, 2007г.

Результаты исследований вошли составной частью в ряд зарегестрирован-ных в ВНИИТЦ отчетов по научно-техническим работам в рамках гранта Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы в области производственных технологий» по разделу «Электроника», выполненных при участии автора( «Квазилинейный анализ и экспериментальное исследование процессов преобразования световых и микроволновых сигналов на объемных и контактных нелинейностях приборов твердотельной электроники СВЧ». Отчет по НИР, гос. Per. №01.9.80009587,инв. № 02.990006303, ТРТУ, г. Таганрог, 1999, 77-98с.; «Анализ процессов взаимодействия модулированного света и переменного электрического поля в неоднородных полупроводниковых средах»: Отчеты по г/б НИР № 13056/2, гос. Per. № 01.2.00007386, гос. Per. № 01.2. 00007386, ч. 1, ч. 2, г. Таганрог, 2000.; 2001.), используются в технологических процессах и НИОКРах: - в Азербайджанском Национальном Аэрокосмическом Агенстве в НЙЭР (г. Баку, Азербайджан); - НИИС (г. Таганрог); - в учебном процессе ТТИ ЮФУ (в разделах курсов лекций «Материалы и элементы электронной техники», «Цифровые системы оптической связи», «Физика процессов на СВЧ») при подготовке инженеров, бакалавров, магистров и аспирантов по специальностям направления550700, о чем имеются соответствующие акты внедрения.

Автор приносит благодарность научному руководителю, доктору технических наук, профессору Червякову Г.Г. за постановку темы, постоянное внимание и помощь при выполнении работы.

Во время работы над диссертацией автор неизменно ощущал поддержку и помощь доктора физико-математических наук, профессора Малышева В.А., всего коллектива кафедры радиотехнической электроники ТТИ ЮФУ, сотрудникам которой он выражает свою глубокую признательность и благодарность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе на основе обзора отечественной и зарубежной литературы, показана актуальность разработки метода моделирования нелинейных СВЧ устройств на ПТШ и ДЗПТШ, который позволил бы определять как передаточные характеристики нелинейных устройств, так и нелинейные искажения, возникающие в таких устройствах при воздействии полигармонических сигналов, а также приложение этого метода для анализа СВЧ смесителей и умножителей.

В работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Предложен метод моделирования выходных характеристик двухзатворного ПТШ с учетом особенностей переноса заряда в транзисторе планарной конструкции.

2. На основании теоретических и экспериментальных работ разработан метод анализа нелинейного СВЧ устройства при полигармоническом входном сигнале, позволяющий получить явные выражения для комплексных амплитуд токов (напряжений) как функции амплитуд входных воздействий и сравнительно просто вычислить амплитуды комбинационных гармоник отклика нелинейного двухполюсника с характеристикой, аппроксимируемой любой из функций при полигармоническом входном воздействии.

3. Используя возможности предложенного метода анализа нелинейного СВЧ-элемента, описан метод расчета нелинейных характеристик преобразующих устройств СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ, который позволяет достаточно просто рассчитать все основные характеристики смесителей и умножителей частоты на полевых СВЧ транзисторах и нелинейные эффекты, возникающие в них при воздействии модулированных сигналов и квазигармонических помех.

4. На основании анализа эквивалентных схем современных полевых транзисторов, предложен метод моделирования эквивалентной схемы СВЧ ПТШ, пригодный для автоматизированных методов расчета.

5. Проведено теоретическое исследование влияния режима работы смесителя СВЧ на ПТШ на его шумовые характеристики.

6. Предложен метод моделирования шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами с точки зрения волнового подхода, включающий в себя несколько этапов.

7. Проведен анализ и расчет нового типа смесителя на ПТШ, работающего в режиме управляемого сопротивления;

8. Проведено моделирование и расчет смесителей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ методом, разработанном в данной работе.

1. Волков Е.А. Нелинейные характеристики электрических устройствам.,Связь, 2000г.

2. Андреев B.C. Теория нелинейных электрических цепей., М.,Связь, 1972г.

3. Заездный A.M. Основы расчетов нелинейных и параметрических радиотехнических цепей, М., Связь, 1973г.

4. Богданович Б.М. Нелинейные искажения в приемно-усилительных устройствах.,М.,Связь, 1980г.

5. Данилов Л.В. Ряды Вольтера-Пикара в теории нелинейных электрических цепей. М., Радио и связь, 1987г.

6. Русаков С.Г. Моделирование нелинейных радиочастотных схем в системах автоматизации схемотехнического проектирования, http:// www. osp. ru / ар / 1997/02 /.

7. Глебов А.Л., Гурарий М.М., Жаров М.Н. Актуальные проблемы моделирования в системах автоматизации схемотехнического проектирования (под ред. Стемпковского А. Л.). М., Наука, 2003 г.

8. Гаврилов Л.П., Нелинейные цепи в программах схемотехнического моделирования. Солон-Р, 2002г.

9. Ю.Потапов Ю.Н. Microwave Office 2003. Chip News # 8,2003г.

10. П.Малышев В.А., Червяков Г.Г., Ганзий Д.Д. Нелинейные микроволновые полупроводниковые устройства. ТРТУ, Таганрог, 2001г.

11. Малышев В.А. Бортовые активные устройства СВЧ. Л.: "Судостроение", 1990. 264 с: ил.

12. Червяков Г.Г. Избирательный фотоприем. Элементы, параметры, характеристики. ТРТУ, Таганрог, 1999, 75 с.

13. М.Мовшович М.Е. Полупроводниковые преобразователи частоты (Основы теории и расчета). Л., Энергия, 1974г.

14. Клич С.М, Проектирование СВЧ устройств радиолокационных приемников. М,: Сов. радио. 1973, 320с.

15. Усанов Д.А., Скрипаль А.В. Физика работы полупроводниковых приборов в схемах СВЧ. Саратовский ун-т, 1999. 373 с.

16. Шварц Н.З. Усилители СВЧ на полевых транзисторах, М., Радио и связь, 1987г.

17. Валиев К.А., Пашинцев Ю.И., Петров Г.В. Применение контакта металл-полупроводник в электронике, М., Радио и связь, 1981г.

18. S. Maas and D. Neilson, "Modeling MESFETs for Intermodulation Analysis of Mixers and Amplifiers," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-38, p. 1964,1990.

19. Maas S.A. A GaAs MesFET balanced mixer with very low intermodulation //IEEE MTT'S Digest.-1987.-P.895-898.

20. S. A. Maas, "How to Model Intermodulation Distortion," 1991 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, Digest, p. 149,1991.

21. Maas S.A. A GaAs MESFET mixer with very low intermodulation, IEEE trans.-1987.-Vol. MTT-35, no.4.-P. 425-429.

22. Крутов A.B., Темнов A.M. Смесители на полевых транзисторах. Электроника СВЧ. Сер. 1, вып. 14. 1989г.

23. Thomos S.Howard and Anthony M.Pavio. A distribution 1-2 GHz dual-gate FET mixer/ЛЕЕЕ MTT'S Digest.-1986.-P.329-332.

24. Tang O.S. A., Attlisso n C.S. A practical raicro-waye travelling-wave MesFET gate mixer/ЛЕЕЕ MTT Digest.-1985.-P.605-608.

25. Willing H.A.,Raucher C. De Santis A technique for predicting large-signal performance of A GaAs//MesFET «MesFET»-IEEE Trans.-1978.-MTT-26;Nol2 .-P. 10171022.

26. Maas S.A. Theory and analysis of GaAs MesFET mixer/ЛЕЕЕ Trans.-1987.-Vol.MTT-32.No 10.-P.1402-1406.

27. Harrop P. Modelling о an FET mixer. Electronics Letter.-1978.-Vol.14,No 12.-P.369-370.

28. Medyar A. A fully analitical A.C. large-signal model of the GaAs MesFET for nonlinear network analysis and design//IEEE Trans .-1988.-Vol.MTT-36, Vol.MTT-36, Nol.-P.61-67.

29. Minasian R.A. Volterra series analysis of MesFFT mixer//Int.J. Electronics.-1981.-Vol.50,No 8.-P.215-219.

30. Begemann G.,Heoht A, The conversion gain and stability of MesFET gate mixer//In proc.9th European Microwave Conf.(Brighton, England)Sept., 17-20, 1978,P.316-320.

31. Begemann G., Jacob A. Conversion gain of MesFET drain mixer//Electron Letters.-1979.-Vol.l5,No 18.-P.567-568.

32. Рисе! E.A., Maas D., Bers R. Perfomance« of GaAs MesFET mixer at X.band/ЛЕЕЕ Trans. MTT.24,-1976,.No 6.-P.351-360.

33. Ashoka H.,Tucker R."Models of operation in DGFET mixer" Electronics letters, 1983.-Vol.19,No 11.P. 428-429.

34. Harrop P. GaAs mixer:Theory and application//Asta Electronics(France).-1980.-Vol.23,No 4.-P.291-297.

35. Shur N.S. Analytical model of GaAs MesFET'S//IEEE Trans. Electron devices.-1978.~Vol.ED-25.-P.612.

36. Begemann G.,Jacob A. Conversion gain of MesFET drain mixer//Electron Letters.-1979.-Vol.l5,No 18.-P.567-568.

37. Steven E. Moore .A dual-qate MesFET mixer usinq simplified experimental design approach //Microwave J.-1987.-Noll.-.P. 195-200 .

38. Tsironis C. 12 GHz recivier with self-oscillating dual-gate MESFET mixer//Electronics Letters.-1981.-Vol.17,No 17.-p.617-618

39. Dual-qate MESFET mixer /Tsironis C. a.o.//IEEE Trans.-1984.-No 8.-P.248.

40. Tsironis С BRFET a band-rejection FET for amplifier and mixer appllica-tions/ЛЕЕЕ MTT'S Digest-Dallas.-1982.-P.271-273.

41. Cripp S.C., Nielson 0., Cocrill J.An X-band dual-gate MESFET image rejection mixer//IEEE NTTS Int. Microwave Symp.,Washington, 1978, P.300-302 .

42. Sokolov V.,Williams R.E. Development of GaAs monolithic power amplifier in X band // IEEE Trans.-1980.-Vol.ED 27 ,No 6.-P.1164-1171.

43. Монолитные сверхширокополосные усилители с распределенным усилением на полевых транзисторах с барьером Шотки: Обзоры по электронной технике. Сер.1, Электроника СВЧ. / В.Г. Алыбин и др. М.: ЦНИИ "Электроника".1987.-Выд.22( 1324).

44. СВЧ- усилители бегущей волны: Обзоры по электронной технике. Сер.1, Электроника СВЧ. / В.Б. Стеркин, B.C. Тяжлов. М-.-ЦНИИ "Электроника",1988.-Вып.4(1331).

45. Maas S.A. Microwave mixer Dedham,M.A. Artech House, 1986,P.299-301.

46. Данилин B.H., Кушниренко А.И., Петров Г.В. Аналоговые полупроводниковые схемы СВЧ. М.: Радио и связь, 1986.

47. Кругов А.В., Темнов A.M. Умножители СВЧ на полевых транзисторах. Электроника СВЧ. Сер. 1, вып. 15. 1990г.

48. Yamasaki Н. GaAs FET tehnoiogy: A viable approach to millimeter-waves // Moro-wave J. Vol. 25. - June 1982. - P.93 - 105.

49. Rauschex C. Fregyenoy donblers with GaAs FET // Int. Microwave Symp., IEEE MTT S Digest. - 1982. - P.280 - 282

50. A 48 GHz GaAs FET MIC Oscillator Doubler / T. Saito. M. Imakuni. T> Sakane. I. Tokumitsu // Int. Microwave Svmn. IEEE MTT - S Digest. -1982.- P. 283 - 285.

51. Rauscher C.High frequenoy doubler operation of GaAs field - effect Transistors // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. - Vol. MTT -91. No 6. - 1983. - P.462 - 473

52. Rauscher C. Willing H.A. Simulation of nonleaner microwave FET performance using a quasi static model // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. - Vol. MTT -27. Oct. 1979. - P.834 - 840

53. Camargo B. Sources of non lenearity in GaAs MESFET frequency multioliers // int. Microwave Syap., IEES MTT - S Digest. - 1983. - P. 343 - 345.

54. Ризкин И.Х. Умножители и делители частоты. М., Связь, 1966г.

55. Dougherty R.N. GaAs FETs formidable in 35 Ghs Circuits // Microwave RF. 1984.-September. P. 131-133.

56. Шур M. Современные приборы на основе арсенида галлия. М.: Мир, 1991.

57. Малышев В.А. Метод анализа микроволновых нелинейных процессов в объеме полупроводников с переменной эффективной массой носителей заряда всверхрешетках и в приборах на их основе. Известия ВУЗов. Электроника, № 4,1999, с.З -10.

58. Егудин А.Б., Еленский В.Г., Чкалова О. В. СВЧ полевые транзисторы с двумя затворами (полевые тетроды). — Зарубежная радиоэлектроника, 1982, № 6, с. 80—94.

59. Merabtine N., Khemissi S., Zaabat М., Belgat M., Kenzai С. Accurate numerical modeling the GaAs MESFET current-voltage characteristics. Semiconductor Physics Quantum Electronics. 2004. v. 7, № 4. p. 389-394.

60. Гринберг Г.С., Могилевская Jl.Я., Хотунцев Ю.Л. Моделирование на ЭВМ нелинейных устройств на полевых транзисторах с барьером Шотки, Радиотехника и электроника, т. 40,№ 3, 1995г.

61. Алгазинов Э.К., Бобрешов A.M., Дыбой А.В. Физико-топологическая модель GaAs полевого транзистора с затвором Шотки с учетом паразитных сопротивлений, Известия вузов, Электроника, № 3, 1999г.

62. S. Maas, "Theory and Analysis of GaAs MESFET Mixers," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-32, no. 10, p. 1402, Oct., 1984.

63. Филинюк H.A., Гаврилов Д.В. Определение параметров физической эквивалентной схемы двухзатворного полевого транзистора Шотки. Известия вузов, Радиоэлектроника, № 11,2004г.

64. Алгазинов Э.К., Бобрешов A.M. Определение параметров модели на примере полевого транзистора. Известия вузов, Электроника, № 6, 1999г.

65. Гасанов Л.Г., Липатов А.А. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи, М., Радио и связь, 1988г.

66. Angelov, Н. Zirath, and N. Rorsman, "A New Empirical Nonlinear Model for HEMT and MESFET Devices," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 40, no. 12, p. 2258(1992).

67. W.R. Curtice and M. Ettenberg, "A Nonlinear GaAs FET Model for Use in the Design of Output Circuits for Power Amplifiers,"IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-33, 1985, p. 1383.

68. Maas S. Fixing the Curtice FET Model, www.eltm.ru / store /AWR /Maas MWJ32002.

69. Дмитриев В.А., Осипов A.M. Моделирование СВЧ транзисторов методом экстраполяции S-параметров. Вестник ВГУ, № 26,2004, с. 74-77.

70. Бобрешов A.M., Аверина Л.И., Лопатин А.И. Моделирование малошумящего усилителя на НЕМТ-транзисторе, Вестник ВГУ, Сер. Физика и математика, №1,2001г.

71. S.A. Maas, A. Crosmun. Modeling the Gate I/V Characteristic of a GaAs MESFET for Volterra-Series Analysis, IEEE Trans. Microwave Theory Thech., vol.37, no. 7, pp. 1134-1136, July 1989.

72. J. Pedro, J. Perez. Accurate Simulation of GaAs MESFET Intermodulation Distortion Using a New Drain-Source Current Model. IEEE Trans. Microwave Theory Thech., vol.42, no. 1, pp. 25-33, Jan. 1994.

73. R. Virk, S.A. Maas. Modeling MESFET s for Intermodulation Analysis in RF Switches. IEEE Microwave and Guided Wave Letters, vol. 4, pp. 376-378, Nov. 1994.

74. J. A. Garcia, J. C. Pedro, M. L. Fuente, N. B. Carvalho, A. Mediavilla, and A. Tazon, "Resistive FET Mixer Conversion Loss and IMD Optimization by Selective Drain Bias", accepted to the 1999 MTT-S Int. Microwave Symp., Anaheim, June 1999.

75. S.A. Maas A GaAs MESFET Mixer with Very Low Intermodulation, IEEE Trans, on Microwave Theory and Tech., vol. MTT-35, no. 4, 1987

76. Ван-дер-Зил А. Шум. Описание, источники, измерение: Пер. с англ./ Под ред. А.К. Нарышкина. М., Связь, 1973.

77. Жалуд В., Кулешов В.Н. Шумы в полупроводниковых устройствах. Под ред. А.К. Нарышкина. М., Сов. Радио, 1977.

78. Червяков Г.Г. Нелинейное взаимодействие модулированного света и переменного электрического поля в полупроводниковых фотоприемниках. Докторская диссертация. Таганрог, ТРТУ, 2000 г.

79. Мадарисов М.Р. Определение параметров рассеяния и шумовых параметров полевого транзистора с двумя затворами Шотки.

80. Pucel R.A., Statz Н., Noise characteristics of gallium arsenide field-effect transistors. IEEE Trans., 1974, v. ED-21, no. 9, pp. 549-562.

81. Liechi C.A. Performance of dual-gate GaAs MESFET s as gain controlled low noise amplifier and high-speed modulators. IEEE Trans., 1975, v. MTT-23, no. 6pp. 461469.

82. Tsironis C. // IEEE Trans. 1982. V. MTT-30. № 9. P. 243.

83. Маркович B.B., Пронич O.P. Моделирование шумов в полевом транзисторе с барьером Шотки с двойным затвором на основе температур шумовых волн. Радиотехника и электроника, т. 49, № 10,2004, с. 1276-1280.

84. Schoon М. // ШЕЕ Trans. 1994. V. МТТ-42. № 2. Р. 243.

85. Pospieszalski M.W. // IEEE Trans. 1989. V. МТТ-37. № 9. P. 1340.

86. Список работ, отражающих содержание диссертации

87. А4. Осадчий Е.Н. Преобразователи СВЧ на двухзатворных полевых транзисторах (ДЗПТ) Матер. Всерос. НТК Интегральная электроника СВЧ. Красноярск 14-16 июня, 1988,с. 113.

88. А7. Осадчий Е.Н., Базарницкий Ю.Б. Алгоритм расчета СВЧ-смесителей на полевых транзисторах. Матер. ВНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. ТРТУД994, с. 78.

89. А8. Осадчий Е.Н., Кротов В.И. Анализ влияния магнитного поля на характеристики СВЧ-транзисторов. Матер. Всерос. НТК с международным участием Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. ТРТУ,1995, с. 68.

90. All. Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н., Супрунова Е.Ф., Желтобрюхов П.В. Фотоприемные устройства на полевых фототранзисторах для оптических каналов связи. Материалы 3-й МНТК «Электроника и информатика XXI век», Зеленоград,2000, с. 378.

91. А12. Осадчий Е.Н., Желтобрюхов П.В., Кораблин Н.В., Сухоруков А.Ю. Фотор'ези-стивные приборы для избирательного приема амплитудно-модулированного света. Материалы 2-й Всеросс. конф. молодых ученых, С-Петербург, Технич. Университет, 2000, с. 167.

92. А15. Осадчий Е.Н., Гарнакерьян А.А. Параметры фототранзисторов. Материалы VI ВНТК студентов и аспирантов. Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления. Таганрог, 2002, с. 208.

93. А16. Данилов А.Н., Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н. Выходные характеристики двух-затворного ПТШ. Материалы 2-й МНТК «Физика и технические приложения волновых процессов», Самара, 2003, с. 357

94. А17. Осадчий Е.Н., Караваев С.В, О возможности преобразования частоты с усилением резонансными туннельными диодами. Известия ТРТУ. Таганрог, 2004, №8 (43) с. 101.

95. А18. Караваев С.В., Малышев В.А., Осадчий Е.Н. Условие повышенного усиления при преобразовании частоты на X-диодах. Известия ТРТУ. Таганрог, 2004, №8 (43) с. 97-98.

96. А19. Данилов А.Н., Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н. Моделирование выходных характеристик двухзатворного полевого транзистора Шотки. Известия ТРТУ. Таганрог, 2004, №1 (36) с. 91-95.

97. А20. Караваев С.В., Осадчий Е.Н. О возможности преобразования частоты с усилением резонансными туннельными диодами. Матер. 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. Дивноморское, 12-17 сент., 2004, с.105.

98. А21. Караваев С.В., Малышев В.А., Осадчий Е.Н. Условие повышенного усиления при преобразовании частоты на X-диодах. Матер. 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. Дивноморское, 12-17 сент., 2004, с.106-107.

99. А23. Осадчий Е.Н., Супрунова Е.Ф., Червяков Г.Г. Влияние режима работы ПТШ на шумовые параметры фотоприемника. Матер. 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники. Дивноморское, 12-17 сент., 2004, с.112-113.