автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Создание мощных СВЧ усилителей на полевых транзисторах на основе разработанных экспериментально - расчетных методик

У5У

На правах рукописи ПЧЕЛИН Виктор Андреевич

УДК.621.385.6

СОЗДАНИЕ МОЩНЫХ СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО - РАСЧЕТНЫХ

МЕТОДИК

Специальность 05.27.01 «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро - и наноэлек-троника, приборы на квантовых эффектах»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

г. Фрязино 2007г

003059435

Диссертация выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Научно - производственное предприятие «Исток »

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Пашковский Андрей Борисович Официальные оппоненты:

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Зырин Станислав Сергеевич,

кандидат технических наук Кищинский Андрей Александрович

Ведущая организация ФГУП КБ «Аметист» г Москва

Защита состоится 29 мая 2007г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д409 001 01 при ФГУП «НЛП «Исток» по адресу 141190, Московская область, г.Фрязино, Вокзальная, д 2а Большой конференц-зал С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «Н1111 «Исток»

Автореферат разослан 28 апреля 2007г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат физико-математ;

Погорелова Э В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Твердотельные усилители мощности (УМ) являются основным элементом в передающих каналах PJ1C, АФАР, системах связи, аппаратуре радиолокационного противодействия, специального назначения и в настоящее время УМ на полевых транзисторах обеспечивают величину мощности от единиц до нескольких десятков ватт в сантиметровом диапазоне длин волн

Широкое применение нашли монолитные интегральные схемы (МИС), позволяющие получить необходимые уровни мощности и обеспечивающие высокие коэффициент усиления (Ку) и КПД при малых габаритах. Однако, на сегодняшний день отечественные разработки в этой области пока отстают от зарубежных аналогов

В передающих каналах РЭА так же применяются внутрисогласо-ванные транзисторы (ВСТ), представляющие собой транзисторные структуры с согласующе - суммирующими цепями, заключенные в металлоке-рамический корпус На мировом рынке в основном задействованы две компании Fujitsu и Toshiba, выпускающие ВСТ.

Требования экономической независимости и национальной безопасности приводят к необходимости оперативного проектирования и создания большого числа УМ исключительно на отечественной элементной базе, номенклатура и параметры которой пока не установились и быстро меняются. Исходя из этого, специфика представленной работы заключается в том, что практически все УМ разрабатывались и выпускались с учетом этих требований Выходная мощность лучших отечественных полевых транзисторов до недавнего времени составляла 0,7 . 1,5Вт в диапа-

зоне от 1 до 9 ГГц и 250. 300 мВт в диапазоне от 9 до 18 ГГц В связи с этим, в выходных каскадах УМ приходилось суммировать мощность большого количества (до 16 шт ) СВЧ транзисторов. В последних разработках применялись новые транзисторы, выпускаемые ФГУП «НПП «Исток», с выходной мощностью 5Вт и потребовалось решать сложные задачи, связанные с согласованием и технологией монтажа для получения первых отечественных корпусированных ВСТ и УМ с параметрами, соответствующими уровню современных зарубежных аналогов

Вопросы расчета и проектирования УМ на ПТШ отражены во множестве статей и научных работах, однако, при разработке УМ возникают проблемы, связанные с конкретным применением в аппаратуре, особенностями измерений электрических параметров ПТШ и использованием существующей элементной базы Выбор оптимальных схем согласования и суммирования мощности при заданных габаритах канала, определение электрических характеристик (моделей) транзисторов в широком (октава и более) диапазоне частот, технологические вопросы монтажа и сборки узлов, влияющих на электрические параметры усилителей - неполный перечень проблем, которые необходимо решить при проектировании передающих каналов. Это приводит, в ряде случаев, к разработке дополнительных методик, ускоряющих и дополняющих общепринятые методы проектирования УМ

Цель работы - создание экспериментально - расчетных методик и разработка на их основе мощных СВЧ усилителей и внутрисогласован-ных транзисторов

Постановка задачи - для достижения поставленной цели решались следующие задачи

- разрабатывался амплитудный метод оперативного определения входного и выходного импеданса СВЧ транзисторов,

- рассчитывались "Б" - параметры транзисторов с помощью амплитудного метода,

- разрабатывались экспериментально-расчетные методики определения входных и выходных импедансов мощных СВЧ транзисторов, работающих в режиме большого сигнала с помощью сформированных на подложке геометрически правильных топологий из индиевой фольги (метод «слепков»),

- с помощью «слепков» проектировались малогабаритные согласующие и суммирующие цепи для усилителей мощности бортовой аппаратуры и АФАР длинноволновой части см диапазона, а также определялись согласующее - суммирующие цепи (ССЦ) для ВСТ,

- с использованием представленных методик определялись и уточнялись электрические параметры секции мощных СВЧ транзисторов для проектирования УМ АФАР и ВСТ коротковолновой части сантиметрового диапазона длин волн;

- применялись балочные выводы с целью улучшения электрических характеристик УМ и упрощения технологии сборки усилителей,

- использовались подложки с высоким значением 8 и сосредоточенные элементы для согласования мощных транзисторов, которые также уменьшали габариты ССЦ

Объектом исследования служат - мощные полевые СВЧ транзисторы с большой шириной затвора, их электрические характеристики, измеренные в режиме большого сигнала.

Предметом исследования служат - расчёт и экспериментальное обследование согласующих и суммирующих цепей транзисторов, усилителей мощности для АФАР, ВСТ и специальной аппаратуры, материалы и технология изготовления усилителей мощности.

Научная новизна. В диссертации впервые получены следующие результаты

1 Разработан оперативный экспериментально-расчетный метод определения входных и выходных импедансов и 8- параметров транзистора, основанный на измерении отраженной и проходящей через транзистор СВЧ мощности

2 Разработана экспериментально-расчетная методика определения СВЧ параметров транзистора с большой шириной затвора, работающего в режиме большого сигнала

3 Введено совместное использование балочных выводов и сосредоточенных элементов, значительно улучшающих электрические характеристики, упрощающих процессы сборки и уменьшающих габариты усилителей с большим числом ПТШ.

Научные положения, выносимые на защиту

1 Разработанные оригинальные экспериментально-расчетные методики позволяют определять входные и выходные ипедансы мощных полевых транзисторов, работающих в нелинейном режиме, их малосигнальные 8 - параметры, а также проводить экспресс - проверку нелиней-

ных моделей без использования векторных анализаторов и специального оборудования для измерения S - параметров в режиме большого сигнала

2 Совместное использование сосредоточенных элементов и балочных выводов приводит к уменьшению габаритов, улучшению выходных характеристик, повышению надежности и упрощению сборки усилителей мощности L - (1 - 2 ГГц) и S - (2 - 4 ГГц) диапазона с большим количеством транзисторов

3 Учет поперечных фазовых набегов позволяет проектировать для Ки- диапазона (12 - 18 ГГц) согласующие цепи с минимальным количеством звеньев без схемы деления мощности для транзисторов с большими поперечными размерами

Практическая ценность работы.

Разработаны оперативные методики определения СВЧ параметров мощных полевых транзисторов, предложен метод улучшения характеристик и уменьшения размеров УМ и разработаны твердотельные усилители мощности для АФАР в области частот L- (1 - 2 ГГц), S- (2 - 4 ГГц), С-(4-8 ГГц), Х- (8 - 12 ГТц) части диапазона длин волн, первые отечественные ВСТ S-, Х- , К„- диапазона, мощный импульсный усилитель К„-диапазона, передающий канал для радиорелейных линий связи (PPC) Ки-диапазона.

Апробация результатов работы.

Результаты работы опубликованы в материалах международных и российских конференций «СВЧ- техника и телекоммуникационные технологии», «КрыМикО» 10-14 сентября 2001г , 12-16 сентября 2005г, 9-16

сентября 2006г, Севастополь, «1гйегта1лс-2004» «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» 7-10 сентября 2004г., МИРЭА, г. Москва, «14 отраслевой координационный семинар по СВЧ технике», 5-8 сентября 2005г, пос Хахалы, Нижегородской обл, «Четвертая Международная конференция «Циклон», г. Ставрополь, октябрь 2002г

Освоено мелкосерийное производство октавных усилителей мощности для АФАР Ь - и Б - диапазонов. Проводились поставки УМ для АФАР Б-, С- и Х- диапазонов, а также получены опытные образцы 10 Вт усилителей Ки - диапазона и ВСТ мощностью 5.10 Вт, 8-, С-, Х-, Ки-диапазонов

Публикации. По материалам работы автором опубликовано 26 печатных работ, получены 2 патента РФ

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы Работа выполнена на 110 страницах текста, содержит 64 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 80 наименований

Содержание и результаты работы.

Во введении дано обоснование актуальности темы работы, определены цели и задачи исследований, перечислены основные результаты, выводы и рекомендации, научные положения, выносимые на защиту Обоснована практическая значимость работы

Первая глава включает в себя краткий обзор современных методик построения нелинейных моделей мощных СВЧ транзисторов, их достоинства и недостатки

В разделе 1.1 описана специальная методика и представлена автоматизированная измерительная установка для получения параметров нелинейных (и линейных, как частный случай) моделей полевых СВЧ транзисторов средней мощности, в которой использовались векторный анализатор цепей, управляемый от персонального компьютера блок установки статических и импульсных режимов питания транзистора Установка управляется компьютером, позволяющим в едином цикле провести весь комплекс необходимых измерений, обработать результаты с аппроксимацией нелинейных параметров формулами модели Матерки - Каспр-чака и сформировать библиотечную модель транзистора

В процессе работы имелась возможность визуального контроля измерений и результатов расчетов по формулам модели Это относится к частотным зависимостям Б-параметров для типового режима питания транзистора, к вольтамперным характеристикам, к режимным зависимостям емкостей Св5, С^, к вольтамперным характеристикам прямого тока затвора 18 и тока пробоя сток-затвор Продемонстрировано хорошее совпадение результатов расчетов с экспериментом

В разделе 1.2. анализируются трудности, возникающие при построении нелинейных моделей, рассматриваются пути их преодоления и приводится один из вариантов методик построения нелинейной модели Матерки - Каспрчака Предложенная методика имеет два основных преимущества.

1 .Максимальная достижимая близость измеренных S - параметров транзистора и S - параметров нелинейной модели в окрестностях рабочей точки

2 Значительное ускорение построения модели за счет исключения операций ручной подстройки и аппроксимаций нелинейных элементов

В разделе 1.3. Проводится сравнение двух основных классов нелинейных моделей, отличающихся по сути лишь описанием ВАХ и двух нелинейных емкостей К первой группе относятся модели типа «Materka - Kacparzak» или «Curtice - Ettenberg», ко второй различные варианты модели «Angelov» Анализируются их достоинства и недостатки Формулируются основные требования к нелинейной модели полевого транзистора с субмикронным затвором. На основе сравнения с экспериментальными данными обеих моделей делается вывод, что для обычных ПТШ с субмикронным затвором более предпочтительно использование обычных (менее сложных) моделей первого типа

Во второй главе приведены амплитудные методы измерения характеристик полевых СВЧ транзисторов

В разделе 2.1 описан амплитудный метод определения импедан-сов транзистора (патент РФ № 2 088 946. - Приоритет от 24 07.1992.) Метод основан на измерении амплитуды проходящей и отраженной волны от транзистора с согласованной нагрузкой. Приведены формулы, позволяющие получить значения входного и выходного импедансов транзистора Метод отличается простотой, дешевизной применяемой аппаратуры и высокой оперативностью Приведены характеристики конкретного типа транзисторов, показано приемлемое совпадение ре-

зультатов расчетов с экспериментом Эффективность метода продемонстрирована на примере разработки усилителя мощности для PPC Ки -диапазона

В разделе 2.2 описан метод получения S - параметров четырехполюсников с использованием амплитудных измерений. Приводится схема устройства измерений, позволяющая подключать к четырехполюснику различные эталонные нагрузки Описана методика, схема измерений и расчетные формулы для определения S - параметров четырехполюсников Найденные нормированные величины Y-параметров четырехполюсника пересчитываются в S-параметры по известным формулам. Приведены результаты измерений транзистора ЗП604А-2 и его рассчитанные S - параметры

В третьей главе проанализированы проблемы, встречающиеся при проектировании усилителей мощности, в первую очередь вопросы, касающиеся разработки усилителей мощности АФАР L - и S - диапазонов длин волн Изложены трудности, возникающие при определении параметров мощных транзисторов, работающих в нелинейном режиме. Проанализированы технологические проблемы, возникающие при сборке усилителей, возможные пути решения

В разделе 3.1 описана методика определения электрических характеристик транзистора и параметров согласующих цепей на сосредоточенных элементах с помощью «слепков». На ее основе разработан передающий канал АФАР и УМ L - и S - диапазонов с октавными полосами частот Для обеспечения рабочей полосы частот и уменьшения температуры сборки усилительных каскадов использовались специальные балочные выводы транзисторов Представлены результаты расчетов и из-

мерений электрических параметров передающего канала. Показано, что применение согласующих цепей с использованием сосредоточенных элементов позволяет значительно (в 2 - 3 раза) уменьшить габаритные размеры УМ и разместить его в передающем канале.

В разделе 3.2 описаны суммирующие цепи на сосредоточенных элементах, одновременно выполняющие функцию согласования (ССЦ). Приведены методики определения параметров согласующих конденсаторов и элементов монтажа. Показана возможность использования миниатюрных сумматоров Вилкинсона на сосредоточенных элементах в качестве ССЦ. Представлены результаты расчётов и измерений электрических параметров передающего канала. Показано, что применение согласующих цепей с использованием сосредоточенных элементов позволяет значительно (в 2-3 ра$а) уменьшить габаритные размеры УМ и разместить его в предающем канале. Внешний вид УМ АФАР 5-диаиазона показан на рис.1.

Рис.1 Внешний вид УМ АФАР 5-диапазонас Рвых = 10Вт.

На этом принципе разработан первый отечественный внутрисо-гласованный транзистор Б - диапазона с выходной мощностью более 10 Вт, разработка которого подробно описана в разделе 3.3

В разделе 3.3 описана разработка внутрисогласованного транзистора с выходной мощностью 10 Вт, работающего в диапазоне частот 2,7. 3,0 ГГц Транзистор согласовывался с помощью согласующе-сумирующих цепей на сосредоточенных элементах Применение кристалла с шириной затвора около 13,4 мм и потребляемым током 2,5А делают невозможным измерение всего кристалла, в частности, Б-параметров, нагрузочных входных и выходных сопротивлений, вольт-фарадных и вольт-амперных характеристик Поэтому подробно обследовалась в заданном частотном диапазоне одна секция, составляющая

часть кристалла Создавалась модель секции, работающая в режиме

большого сигнала, проводилось измерение ее электрических характеристик (РВЬ1Х, Ку) в тестовых микрополосковых согласующих топологиях в заданном частотном диапазоне, измерялись нагрузочные характеристики по методикам, представленным выше. После сравнений расчетов с экспериментом, расчетным путем создавалась топология согласования и суммирования мощности кристалла С целью миниатюризации схем и упрощения профиля основания была выбрана подложка из поликора толщиной 0,3 мм Внешний вид ВСТ приведён на рис 2.

Рис.2 Внешний вид ВСТ 8-диапазона^

В четвертой главе приведены результаты разработки первых отечественных внутриеогяасованных транзисторов (ВСТ) X К» -диапазонов, 10 Вт усилителя мощности К„ — диапазона, а также предварительного усилителя и выходного усилителя мощности АФАР X - диапазона.

В разделе 4.1 описывается применение приведенных выше технических решений и методик, с помощью которых были разработаны усилители мощности и ВС'Г для ЛФАР X - диапазона. Выходная импульсная мощность ВУМ при длительности импульса т =5 мкс и у=4 составляла Р=8...10 Вт в диапазоне частот 9,0.,.9,4 ГГц при коэффициенте

усиления 8.,.9 дЬ и КПД 25...28%. Использование керамики с высокой

диэлектрической проницаемостью позволило решить задачи, связанные с согласованием УМ

В разделе 4.2 приводятся результаты разработок ВСТ Описываются особенности конструкций, моделирования, сравнение экспериментальных и расчетных данных. В результате работы были получены ВСТ со следующими электрическими параметрами

Диапазон рабочих частот, ГГц 2,7-3,0 (лит 1) 5,9-6,4 (лит.2) 9,0-9,5 (лит 3) 14,1-14,5 (лит 4)

Рвых мах, Вт, не менее 10 6-8 5 5

Ку, дБ не менее 8 7 6 5

КПД, %, не менее 25 22 20 18

ис,в 7-8 7-8 7-8 7-8

1с, А 4,0-4,8 4,0-4,8 2,0-2,4 2,0-2,4

Габариты, мм 21x24x5 21 х 24 х 5 13 х 21x5 13 х 21x5

Масса, г, не более 15 15 8 8

Разработанные ВСТ Б-, Х-, Ки- диапазонов не имеют отечественных аналогов, по основным параметрам соответствуют зарубежным

В разделе 4.3 описываются особенности разработки импульсного 10 ваттного усилителя мощности Ки - диапазона Отмечено, что корректный учет поперечных фазовых набегов в мощных транзисторах с большим периодом структуры позволяет эффективно использовать кристаллы в усилителях мощности Ки диапазона со стандартными резонансными цепями согласования в предварительных каскадах усилителя В выходных

каскадах применялись описанные выше методы согласования и суммирования мощности пОлевых транзисторов с малым периодом структуры. В результате был разработан усилитель мощности «„-диапазона со следующими электрическими параметрами: выходная мощность Р|1Ь.Х=9... 11 Вт, коэффициент усиления 35 - 38 дБ, при длительности управляющего импульса модуляции т = 15 мке и скважности Q т 10. Неравномерность коэффициента усиления в любой части диапазона не превышает 0.3 дБ в полосе 100 МГц. Амплитудные и фазовые шумы модуля при отстройке 5 кГц не превышают величин минус 135 дБ/Гц и минус 120 дБ/Гц соот-вететвенно. Подавление входного сигнала в паузе между импульсами не менее 70 дБ за счёт затухания, вносимого усилительными каскадами при отсутствии напряжения на стоках (в паузе). Внешний вид УМ Ки- диапазона показан на рис.3.

Рис.3 Внешний вид УМ К,- диапазона.

В разделе 4.4 описываются преимущества и особенности балочных выводов при монтаже мощных нолевых транзисторов (Патент РФ №2191492, приоритет 17.04.2000г.). Отмечено, что балочные выводы дают возможность производить монтаж СВЧ - транзисторов при ком-

натной температуре Тем самым исключаются термокомпрессионная сварка проволочных соединений транзисторов с платой (300 °С), покрытие золотом оснований усилительных каскадов, применение эвтектики золото - олово в качестве припоя Все выше перечисленное значительно упрощает процесс сборки и монтажа, за счет применения балок происходит увеличение частотного диапазона СВЧ - усилителей, и существенно снижает себестоимость производства УМ

В заключении сформулированы основные полученные результаты

1 Разработан оперативный экспериментально-расчетный метод определения входных и выходных импедансов транзистора, Б- параметров, основанный на измерении отраженной и проходящей через транзистор СВЧ мощности

2 Разработана экспериментально-расчетная методика определения параметров СВЧ транзистора с большой шириной затвора, работающего в режиме большого сигнала

3 Введено совместное использование балочных выводов и сосредоточенных элементов, значительно улучшающих электрические характеристики и упрощающих процессы сборки усилителей с большим числом ПТШ

4 Показано, что корректный учет поперечных фазовых набегов в мощных транзисторах с большим периодом структуры позволяет эффективно использовать кристаллы транзисторов в усилителях мощности Ки диапазона без схемы деления мощности при минимальном количестве звеньев согласующих цепей

С использованием разработанных методик был создан ряд мощных УМ на отечественных полевых транзисторах с параметрами, соответствующими современному уровню:

- УМ АФАР 8 - диапазона с Рвых = 10 Вт,

- УМ АФАР С - диапазона с Рвых = 18 Вт,

- октавные усилители мощности Ь - и Б - диапазонов с Рвых=7 . .10Вт;

- ряд ВСТ Ь-, Б-, С-, Х- диапазона с Рвых=5.. 10 Вт для широкого применения в РЛС, АФАР, систем связи и специальной аппаратуре,

- мощный импульсный усилитель К„ диапазона с РВых=9.. 11 Вт;

- предварительный усилитель АФАР X - диапазона с РЕЬ,х= 1 1,5 Вт; -ВСТ для АФАР Х-диапазона с Рвых=8 10 Вт

Публикации по теме диссертации.

1. Пчелин В.А , Балыко А К Расчет и экспериментальное исследование микрополосковых усилителей на ЛПД // Электронная техника Сер 1, Электроника СВЧ - 1979. - Вып 11. - С 93-94

2 Балыко А К , Пчелин В.А , Пругер А.А. Проектирование транзисторных усилителей СВЧ нетрадиционными методами // Электронная техника Сер 1, Электроника СВЧ - 1992 - Вып 7 -С 17-22

3. Балыко А.К., Пчелин В А Метод измерения входной проводимости четырехполюсника на СВЧ // Электронная техника Сер 1, Электроника СВЧ - 1994.-Вып 4 - С 42-43

4. Балыко А К , Гусельников Н А , Пчелин В А., Юсупова Н.И Теоретическое обоснование метода измерения Б - параметров четырехполюсников на СВЧ // Электронная техника Сер 1, СВЧ -техника - 1997. - Вып 1 -С 36-39

5 Балыко А К, Гусельников Н А., Пчелин В А , Юсупова Н.И Теоретическое обоснование методов измерения импедансов двухполюсников и 8 - параметров четырехполюсников // Радиотехника и электроника - 1997. - Т 1. - № 2 - С 252-256.

6 Пчелин В А. СВЧ - усилители мощности на сосредоточенных элементах//Электронная техника Сер 1, СВЧ - техника -2000 -Вып. 1.-С.5-9.

7 Балыко А.К , Гусельников Н А , Пчелин В А , Юсупова Н И Моделирование усилителей мощности на полевых транзисторах //

Электронная техника Сер 1, СВЧ - техника. - 2001 - Вып 2 -С.75-85.

8 Иовдальский В А, Пчелин В А, Моргунов В Г, Васильев В И Применение выводных рамок полупроводниковых приборов в технологии ГИС СВЧ // Электронная техника Сер 1, СВЧ - техника -2002 - Вып 1 -С 57-61

9 Климова А В , Королев А Н, Красник В М , Манченко Л. В , Пчелин В А. Сравнение нелинейных моделей для транзисторов с субмикронным затвором Радиотехника, 2006г. N0 3, с 72-77

10 А В Галдецкий, А В Климова, Л В Манченко, А Б Пашковский, В.А Пчелин, Р А Силин. И П Чепурных Системы связанных линий на керамике с высокой диэлектрической проницаемостью и моделирование согласующих цепей мощных полевых транзисторов Радиотехника №3. 2007г Сгр57-58.

11 Применение выводных рамок полупроводниковых приборов в технологии ГИС СВЧ Иовдальский В А , Пчелин В А , Моргунов В Г, Чернобривец И Н//11-Я Международная конференция " СВЧ техника и телекоммуникационные технологии 10-14 сентября 2001 г "Крымико-2001г." Севастополь, "Вебер" стр 460.

12 Пчелин В А., Иовдальский В А , Моргунов В.Г , Васильев В.И. Применение выводных рамок ГИС СВЧ//Электронная техника, Сер 1, СВЧ-техника, Вып 1(479), 2002г.Стр.51-61.

13 Иовдальский В.А, Пчелин В А , Моргунов В.Г Совершенствование технологии соединений ГИС СВЧ//Материалы четвертой Международной конференции "Циклон" г. Ставрополь, октябрь 2002г стр 66-68.

14. Применение выводных рамок в технологии ГИС СВЧ// Пчелин В А , Иовдальский В А , Моргунов В.Г., Васильев В И. Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот Том 10,Вып 3(35) г. Москва, 2002г., изд МНТОРЭС им Попова А.С.стр 154-159

15. Иовдальский В А , Пчелин В.А , Моргунов В.Г. / Малогабаритный балансный усилительный каскад для АФАР // "ШегтаЦс-2004". Материалы Международной научно-практической конференции "Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения " 7-10 сентября 2004гМ • МИРЭА-ЦНИИ "Электроника" 2004г. часть 2, стр 100-101

18 Климова А. В , Королев А Н, Красник В М , Манченко Л В , Пчелин В. А. Сравнение нелинейных моделей 5Вт транзисторов с субмикронным затвором ФГУП НПП «ИСТОК» // Материалы 15 Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», 12-16 сентября 2005г Севастополь, с 474 -475.

19 Галдецкий А. В , Климова А. В., Манченко Л В., Пчелин В. А.Суммирование трех мощных полевых транзисторов двухсантиметровом диапазоне длин волн 16-я Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо'2006). Севастополь, 11-15 сентября 2006г.- Материалы конференции Севастополь "Вебер", с 165-166,2006

20. Галдецкий А В., Климова А. В., Манченко Л В , Пчелин В А. Сложение мощностей трех полевых транзисторов в двухсанти-

метровом диапазоне длин волн Радиотехника №3, 2007г Стр50-52.

21 Королев А Н, Климова А В , Красник В А., Ляпин Л. В , Малы-щик В. М, Манченко Л В , Пчелин В А, Трегубов В Б Ряд внутрисогласованных транзисторов высокой мощности 10, 5, 3, 2 см диапазона длин волн ФГУП НПП «ИСТОК» 16-я Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и-телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо'2006). Севастополь, 11-15 сентября 2006г Материалы конференции Севастополь "Вебер", с 167-168,2006

22. Королев А Н , Климова А В , Красник В А., Ляпин Л В , Малы-щик В М , Манченко Л В , Пчелин В А , Трегубов В Б Мощные корпусированные внутрисогласованные транзисторы Б-, С-, Х- и К„- диапазонов длин волн Радиотехника №3, 2007г Стр53-56

23 Королев А Н., Климова А. В , Малыщик В М, Манченко Л. В., Пчелин В. А, Трегубов В Б Мощный импульсный твердотельный усилитель двухсантиметрового диапазона длин волн ФГУП НПП «ИСТОК» 16-я Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо'2006) Севастополь, 11-15 сентября 2006г. Материалы конференции. Севастополь "Вебер", с 169-170, 2006.

24. Бабинцев Д.В ,Королев А. Н., Климова А. В., Красник В А , Лапин В Г., Малыщик В. М., Манченко Л В., Пчелин В. А., Трегубов В. Б Язан В Ю. Мощный твердотельный импульсный усилитель двухсантиметрового диапазона Радиотехника №3, 2007г. Стр41-42.

25 А В Галдецкий, А В Климова, Л В Манченко, А. Б.Пашковский, В А.Пчелин, Р А.Силин, И П.Чепурных "Моделирование согласующих цепей мощных полевых транзисторов на керамике с высокой диэлектрической проницаемостью" 16-я Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо'2006). Севастополь, 11-15 сентября 2006г • Материалы конференции Севастополь "Вебер", с.215-216,2006

26. А В Галдецкий, А. В.Климова, Л В.Манченко, В. А.Пчелин «Сложение мощностей полевых СВЧ транзисторов в двухсантиметровом диапазоне длин волн» Радиотехника №3, 2007г Стр. 5052

27. Пчелин В А , Манченко Л.В. Малыщик В М Материалы14 отраслевого координационного семинара по СВЧ технике Разработка ВСТ Зсм и 2см диапазонов длин волн с Рвых 5Вт, стр 74-76 , пос. Хахалы Нижегородской обл 5-8 сентября 2005г.

28 Патент РФ № 2.088 946, приоритет от 24 07.1992 Устройство для измерения импеданса двухполюсника на СВЧ Балыко А К, Калинина О Л, Пчелин В А., Пругер А А.

29 Патент РФ №2191492, приоритет 17 04 2000г., Выводная рамка для СВЧ и КВЧ полупроводникового прибора. Иовдальский В А, Пчелин В.А

Подписано в печать 27.04.07

Формат 60x80/16. Объём 1 усл.- печ. листов.

Тираж 50 экз. ризограф ОАО «Исток Аудио Интернэйшнл»

Ведение

ГЛАВА 1. Нелинейные модели полевых транзисторов

1.1 Автоматизированная методика построения нелинейных моделей

1.2 Методика построения нелинейных моделей транзисторов с субмикронным затвором ФГУП НПП «ИСТОК»

1.3 Сравнение различных типов нелинейных моделей

ГЛАВА.2. Амплитудные методы измерения характеристик полевых

СВЧ транзисторов

2.1 Амплитудный метод определения импедансов транзистора

2.2 Метод получения 8 - параметров четырехполюсников на СВЧ с использованием амплитудных измерений амплитуды проходящей и отражённой волны

ГЛАВА 3. Усилители мощности на сосредоточенных элементах 51 3.1 Методика определения электрических характеристик транзистора и параметров согласующих цепей на сосредоточенных элементах с помощью слепков

3.2. Согласующее-суммирующие цепи на сосредоточенных элементах

3.3 Разработка 10 ваттного внутрисогласованного транзистора

Б - диапазона

ГЛАВА 4. Усилители мощности и ВСТ -Б, -С, -X, -Ки диапазонов

4.1 Усилители мощности и ВСТ для АФАР X - диапазона

4.2 Разработка ВСТ -Б, -С, -X, -Ки диапазонов

4.2.1. Разработка ВСТ С - диапазона

4.2.2. Разработка ВСТ X - диапазона

4.2.3. Разработка ВСТ Ки - диапазона

4.3 Импульсный усилитель мощности Ки - диапазона

4.4 Балочные выводы для транзистора 93 Заключение

Актуальность темы. Твердотельные усилители мощности (УМ) являются основным элементом в передающих каналах PJ1C, АФАР, системах связи, аппаратуре радиолокационного противодействия, специального назначения и в настоящее время УМ на полевых транзисторах обеспечивают величину мощности от единиц до нескольких десятков ватт в сантиметровом диапазоне длин волн.

Широкое применение нашли монолитные интегральные схемы (МИС), позволяющие получить необходимые уровни мощности и обеспечивающие высокие коэффициент усиления (Ку) и КПД при малых габаритах. Однако, на сегодняшний день отечественные разработки в этой области пока отстают от зарубежных аналогов.

В передающих каналах РЭА так же применяются внутрисогласованные транзисторы (ВСТ), представляющие собой транзисторные структуры с согласующе -суммирующими цепями, заключенные в металлокерамический корпус. На мировом рынке в основном задействованы две компании Fujitsu и Toshiba, выпускающие ВСТ.

Требования экономической независимости и национальной безопасности приводят к необходимости оперативного проектирования и создания большого числа УМ исключительно на отечественной элементной базе, номенклатура и параметры которой пока не установились и быстро меняются. Исходя из этого, специфика представленной работы заключается в том, что практически все УМ разрабатывались и выпускались с учётом этих требований. Выходная мощность лучших отечественных полевых транзисторов до недавнего времени составляла 0,7.1,5Вт в диапазоне от 1 до 9 ГГц и 250.300 мВт в диапазоне от 9 до 18 ГГц. В связи с этим, в выходных каскадах УМ приходилось суммировать мощность большого количества (до 16 шт.) СВЧ транзисторов. В последних разработках применялись новые транзисторы, выпускаемые ФГУП «НПП «Исток», с выходной мощностью 5Вт и потребовалось решать сложные задачи, связанные с согласованием и технологией монтажа для получения первых отечественных корпусированных ВСТ и УМ с параметрами, соответствующими уровню современных зарубежных аналогов.

Вопросы расчёта и проектирования УМ на ПТШ отражены во множестве статей и научных работах, однако, при разработке УМ возникают проблемы, связанные с конкретным применением в аппаратуре, особенностями измерений электрических параметров ПТШ и использованием существующей элементной базы. Выбор оптимальных схем согласования и суммирования мощности при заданных габаритах канала, определение электрических характеристик (моделей) транзисторов в широком (октава и более) диапазоне частот, технологические вопросы монтажа и сборки узлов, влияющих на электрические параметры усилителей - неполный перечень проблем, которые необходимо решить при проектировании передающих каналов. Это приводит, в ряде случаев, к разработке дополнительных методик, ускоряющих и дополняющих общепринятые методы проектирования УМ.

Цель работы - создание экспериментально - расчетных методик и разработка на их основе мощных СВЧ усилителей и внутрисогласованных транзисторов.

Постановка задачи - для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разрабатывался амплитудный метод оперативного определения входного и выходного импеданса СВЧ транзисторов;

- рассчитывались "Б" - параметры транзисторов с помощью амплитудного метода;

- разрабатывались экспериментально-расчётные методики определения входных и выходных импедансов мощных СВЧ транзисторов, работающих в режиме большого сигнала с помощью сформированных на подложке геометрически правильных топологий из индиевой фольги (метод «слепков»);

- с использованием метода «слепков» проектировались малогабаритные согласующие и суммирующие цепи для усилителей мощности бортовой аппаратуры и АФАР длинноволновой части см диапазона, а также определялись согласующее -суммирующие цепи (ССЦ) для ВСТ;

- с помощью представленных методик определялись и уточнялись электрические параметры секции мощных СВЧ транзисторов для проектирования УМ АФАР и ВСТ коротковолновой части сантиметрового диапазона длин волн;

- с целью улучшения электрических характеристик и упрощения технологии сборки усилителей применялись балочные выводы УМ;

- для согласования мощных транзисторов использовались подложки с высоким значением е и сосредоточенные элементы, которые также уменьшали габариты ССЦ.

Объектом исследования служат - мощные полевые СВЧ транзисторы с большой шириной затвора, их электрические характеристики, измеренные в режиме большого сигнала.

Предметом исследования служат - расчёт и экспериментальное обследование согласующих и суммирующих цепей транзисторов, усилителей мощности для АФАР, ВСТ и специальной аппаратуры, материалы и технология изготовления усилителей мощности.

Научная новизна. В диссертации впервые получены следующие результаты:

1. Разработан оперативный экспериментально-расчетный метод определения входных и выходных импедансов и S- параметров транзистора, основанный на измерении отражённой и проходящей через транзистор СВЧ мощности.

2. Разработана экспериментально-расчетная методика определения СВЧ параметров транзистора с большой шириной затвора, работающего в режиме большого сигнала.

3. Введено совместное использование балочных выводов и сосредоточенных элементов, значительно улучшающих электрические характеристики, упрощающих процессы сборки и уменьшающих габариты усилителей с большим числом ПТШ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанные оригинальные экспериментально-расчетные методики позволяют определять входные и выходные импедансы мощных полевых транзисторов, работающих в нелинейном режиме, их малосигнальные S - параметры, а также проводить экспресс - проверку нелинейных моделей без использования векторных анализаторов и специального оборудования для измерения S - параметров в режиме большого сигнала.

2. Совместное использование сосредоточенных элементов и балочных выводов приводит к уменьшению габаритов, улучшению выходных характеристик, повышению надежности и упрощению сборки усилителей мощности L -(1 - 2 ГГц) и S (2-4 ГГц)- диапазона с большим количеством транзисторов.

3. Учет поперечных фазовых набегов позволяет проектировать для Ки- диапазона (12 - 18 ГГц) согласующие цепи с минимальным количеством звеньев без схемы деления мощности для транзисторов с большими поперечными размерами.

Практическая ценность работы.

Разработаны оперативные методики определения СВЧ параметров мощных полевых транзисторов, предложен метод улучшения характеристик и уменьшения размеров УМ и разработаны твердотельные усилители мощности для АФАР в области частот: L-, S-, С- (4 - 8 ГГц), Х- (8 - 12 ГГц) части диапазона длин волн, первые отечественные ВСТ S-, Х-, Ки- диапазона, мощный импульсный усилитель Ки-диапазона, передающий канал для радиорелейных линий связи (PPC) Ки- диапазона.

Апробация результатов работы.

Результаты работы опубликованы в материалах международных и российских конференций «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», «КрыМикО» 10-14 сентября 2001г., 12-16 сентября 2005г, 9-16 сентября 2006г., Севастополь, «1п-termatic-2004» «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения»

7-10 сентября 2004г., МИРЭА, г. Москва, «14 отраслевой координационный семинар по СВЧ технике», 5-8 сентября 2005г., пос. Хахалы, Нижегородской обл.

Освоено мелкосерийное производство октавных усилителей мощности для АФАР Ь - и Б - диапазонов. Проводились поставки УМ для АФАР 8-, С- и Х- диапазонов, а также получены опытные образцы 10 Вт усилителей Ки - диапазона и ВСТ мощностью 5. 10 Вт, Б-, С-, Х-, Ки- диапазонов.

Публикации. По материалам работы автором опубликовано 26 печатных работ, получены 2 патента РФ.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы. Работа выполнена на 108 страницах текста, содержит 65 рисунков, 4 таблицы и список литературы из 81 наименований.

выхода.

Амплитудная характеристика схемы (рис.45) показывает, что схема может обеспечить выходную мощность более 7 Вт.

11/07/05

Anson Corporation - Harmonica ®v8.5 d:'workJub<i''shest«gam5Ji03.ckt

15:48:12 am5Ji03 Y1 • P02<HI>

Power [W]

Kl= CI.SOW ;Y1= 7.38W

Рис.45. Расчётная амплитудная характеристика на частоте 6,3 ГГц.

Рвыч. дВмПг 38

36

34

32

30 " г=0.п 1 il .J--. Г=5.9ГГц - —., !•' -6.31 Tu 1

-.- : .~. s S у/

У . >' ✓ / у/ i !

1с=2.4/ >В

20 22 24 26 28

Экспериментальная амплитудная характеристика транзистора "Принц-37", партия 14 (2) р^

5.<>П"и. F «1.1П ц. !' - 6.3I [ il) лсржатель 20-6-14 Ркых мал .195 Bi 5.95 Iii 4.5 Hi

Рис.46. Экспериментальная амплитудная характеристика.

После этого рассчитывалась согласующе - суммирующая схема для двух транзисторов.

Поскольку разработка схемы ВСТ шла параллельно с разработкой самого мощного транзистора, по мере появления новой партии ПТШ создавались новые варианты схем ВСТ. Так, для транзисторов 18-ой партии была разработана схема суммирования двух транзисторов, показанная на рис. 47.

---8.5269 -

Рис. 47 Схема суммирования двух транзисторов в диапазоне 5,9 ГГц - 6,3 ГГц

На рис.48, 49 показаны частотная зависимость коэффициента усиления по мощности в нелинейном режиме и амплитудная характеристика схемы.

Рис.48. Расчётный коэффициент усиления по мощности в нелинейном режиме. Входная мощность 0,5 Вт, напряжение на стоке 7 В, напряжение на затворе -1,4

11/08/05 Ansof) Corporation - Harmonica ®v8.5 17:5153 am m y2 y1 д

Р02<нТ>

D:WORKlUBABC11OlSHESTWiWnJ 0v2.ckt

Рис.49. Расчётная амплитудная характеристика схемы ВСТ на частоте 6,3 ГГц

Х1=6.1(Ю№ У1= 1 34

АпяоП Согрет л1юп - Нагтотса £«0.5 0:№ОгаливЛВС110вНЕ5Т16С1а1Т110 \i2.ckt ат10»2 VI

У»»Я1(сИ-ат10у2)

Х2= 6.300№ 42= т10»2 У1 |

УЗМ?2(сИ=от10»2)

Ргед [СНг|

Рис.50. Кривая 1 - КСВН входа, кривая 2 - КСВН выхода (расчёт).

Из графиков видно, что в рабочем диапазоне частот коэффициент усиления схемы больше 10 дБ, и выходная мощность более 10 Вт. На рис.50 приведены графики частотной зависимости КСВН по входу и выходу. Внешний вид ВСТ показан на рис. 51

Рис.51. Внешний вид ВСТ С-диапазона

4.2.2. Разработка ВСТ X - диапазона.

Характеристики схемы приведены на рис.52-56. Из рисунков видно, что схема имеет коэффициент усиления больше 8 дБ, при входной мощности 1 Вт, что позволяет получить выходную мощность более 5 Вт. Частотная зависимость входного и выходного КСВН имеет типичный для этих схем характер поведения.

11118/05

Ап50Й Согрогайоп - Нагтошса ® у8.5 0:№0РКМиВА,АН05\95\атр5Ы.сИ

18:17:09 атр5Ы с)В(Т021«Н1,Н1>)

8.40

9.2Ь 9.'

Реч [СИг]

Рис.52. Коэффициент усиления по мощности в нелинейном режиме. Входная мощность

Рис. 53. КСВН входа (нижняя кривая) и КСВН выхода (верхняя кривая)

Рвых, дБм

Рис.54 Расчетная и экспериментальная амплитудные характеристики ВСТ (Р=9.3ГГц).

Рис.55 Внешний вид ВСТ X - диапазона.

Некоторые экземпляры ВСТ показывали рекордные значения КПД (рис.56), значения остальных, с учётом дестабилизирующих факторов, приведены в таблице 3

1'ны\. лЬм 40 диапазон 9 ГГц

39

34 32 30 23 26

Т - д ержатепь 15-9-14 и =-1.3 в

- УУ УУ /А ; КПД

- 2 У \ 9.31 Т] к

Держатель N 1 И-14 1 l--t.2H.U247.5IУ:У 7 / / (

- 4

- ууч Дер-; иь йтельК 10-9-14. UB.U2T7.5B ""

I 1,1. \ 1.1. клд% 45

40 35 30 25 20 15 ю

14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Рвх, Л Экспериментальная амплитудная характеристика ВСТ "Принц-37" партия 14 (2)

Рис. 56 Экспериментальные характеристики ВСТ X - диапазона.

На рабочих частотах ВСТ X - диапазона начинает проявляться чувствительность характеристик схемы к разбросу значений индуктивностей проволочных выводов, определяемых длиной этих выводов. Стабилизация длины выводов является одной из основных технологических задач, которые необходимо решить при проектировании схемы. На рис.57 приведены две рассчитанные амплитудные характеристики ВСТ данного диапазона. Верхняя кривая соответствует схеме с проволоками минимально возможной длины. Нижняя кривая соответствует амплитудной характеристике аналогичной схемы, но с проволоками, длина которых увеличена на 0,1 мм. Из рисунка видно, что проволочные выводы могут быть причиной значительных потерь выходной мощности. Балочные выводы не использовались из-за больших габаритов кристалла и особенностей монтажа.

Arisoft Corporation - Harmonrca ® v8.5 D:\WORK\L UBA\Pf ШС0-17-9gtam5.ckl am5

P02*H1» am5 V1 -1

P02<H1>

Power [W|

Рис.57 Расчётная амплитудная характеристика на частоте 9,5 ГГц

4.2.3. Разработка ВСТ Ки - диапазона.

Для ВСТ Ки - диапазона частот применялись конструктивные и схемотехнические решения такие же, как для X - диапазона. Внешний вид ВСТ показан на рис.58.

Рис.58 Внешний вид ВСТ Ки - диапазона.

Разработанная схема показала приемлемые характеристики. На рис.59 показана расчётная частотная зависимость коэффициента усиления по мощности в нелинейном режиме.

Рис. 59 Коэффициент усиления по мощности в нелинейном режиме. Входная мощность 1 Вт, напряжение на стоке 7 В, напряжение на затворе -0,8 В.

Из рисунка видно, что во всем рабочем диапазоне частот схема имеет коэффициент усиления больше 8 дБ, следовательно, возможно получение мощности более 6 Вт.

На этих частотах сказывается влияние длин монтажных проволок транзистора. На рис.60 представлена расчётная зависимость мощности ВСТ на основе транзистора «Принц -37» от разброса длин монтажных проволок и возможных отклонений материала подложек по величине 8. Видно, что разброс по величине с не так сильно влияет на параметры, как разброс по длинам проволок, поэтому необходимо применение автоматизированного монтажного оборудования.

Влияние разброса по длине проволок зранзистора на выходную мощность ОСТ на 14ГГц, транзистор Принц партия 17, мощность па входе Шт

Кривая 1 — всс ячейки разварены двумя параллельными проволоками по 0.3мм каждая. Кривая 2 - у двух ячеек длина проволок увеличена до 0.45мм

Кривая 3 - четыре ячейки разварены увеличенными проволоками ( по 0.45мм каждая)

Влияние разброса по величине с согласующей керамики на выходную мощность ВСТ на 14ГГц, транзистор Пршш партия 17, мощность на входе 1 Вт

АтоЬ Софогайоп . Нагтатса ® .8.5 О даОККи иВЛ'.ИМпс» <К

Л|-- 1 ! iCi.rO

-VI: 6 г* '.

•г- м ;сс>1г п- 6

1x3 - И ¡Ш'г Н?- МЛ-.ч

П/5 нт*5

ТО2«Н1» рог«т> эт5 П ^ ТО2-Н1'

К'рнная I с = 80, кривая 2 - г.85, кривая 3 - ¡; ~ 75

Рис.60 влияние разброса длин проволок и с на параметры ВСТ.

В результате были получены ВСТ со следующими электрическими параметрами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы были получены следующие основные результаты:

1. Разработан оперативный экспериментально-расчетный метод определения входных и выходных импедансов транзистора, 8- параметров, основанный на измерении отражённой и проходящей через транзистор СВЧ мощности.

2. Разработана экспериментально-расчетная методика определения параметров СВЧ транзистора с большой шириной затвора, работающего в режиме большого сигнала.

3. Введено совместное использование балочных выводов и сосредоточенных элементов, значительно улучшающих электрические характеристики и упрощающих процессы сборки усилителей с большим числом ГГГШ.

4. Показано, что корректный учет поперечных фазовых набегов в мощных транзисторах с большим периодом структуры позволяет эффективно использовать кристаллы транзисторов в усилителях мощности Ки диапазона без схемы деления мощности при минимальном количестве звеньев согласующих цепей.

С использованием разработанных методик был создан ряд мощных УМ на отечественных полевых транзисторах с параметрами, соответствующими современному уровню:

- УМ АФАР 8 - диапазона с Рвых = 10 Вт;

- УМ АФАР С - диапазона с Рвых = 18 Вт;

- октавные усилители мощности Ь - и 8 - диапазонов с РВых=7. ,10Вт;

- ряд ВСТ Ь-, 8-, С-, Х- диапазона с РВЬ1Х=5.Ю Вт для широкого применения в РЛС, АФАР, систем связи и специальной аппаратуре;

- мощный импульсный усилитель Ки диапазона с РВЬ1Х=9.И Вт;

- предварительный усилитель АФАР X - диапазона с Рвых=1 • • • 1,5 Вт;

- ВСТ для АФАР X - диапазона с РВЬ1Х=8. 10 Вт.

1. В.В.Радченко «Модель активного линейного четырехполюсника задаваемого матрицей S параметров» .// Материалы 13 Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», 2003 г., с.221-222.

2. В.В.Радченко «Экспериментальное определение параметров адаптивной модели полевого транзистора с барьером Шоттки» .// Материалы 13 Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», 2003 г., с.223-225.

3. A. Materka and Т. Kacprzak Computer calculation of large-signal GaAs FET amplifier characteristics, IEEE Transactions on Microwave Theory Tech., Vol. MTT-33, No. 2, pp. 129-135 Feb. 1985.

4. 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 Tech., Vol. MTT-33, No. 12, pp. 1383-1394, Dec. 1985.

5. H. Statz et al., "GaAs FET Device and Circuit Simulation in SPICE," IEEE Trans. Electron Devices, Vol. ED-34, 1987, p. 160-169.

6. A. J. McCant, G. D. McCormack, and D. H. Smith, "An Improved GaAs FET Model for SPICE," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. MTT-38, p. 822, June,1990.

7. R. B. Hallgren and P. H. Litzenberg, "TOM3 Capacitance Model: Linking Large-and Small-signal MESFET Models in SPICE," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 47, no. 5, p. 556 (May, 1999).

8. Angelov, H. Zirath, N. Rorsman New Empirical Nonlinear Model for HEMT and MESFET Devices, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 40, no. 12, pp. 2258-2266, Dec. 1992.

9. K. Fujii, Y. Hara, F.M. Ghannouchi, T. Yakabe, and H. Yabe A Nonlinear GaAs FET Model Suitable for Active and Passive MM-Wave Applications, IEICE Trans., vol. E83-A, no. 2, p. 228, Feb., 2000.

10. Климова А. В., Королев А. Н., Красник В. М., Манченко JI. В., Пчелин В. А. Сравнение нелинейных моделей для транзисторов с субмикронным затвором. Радиотехника, 2006г. No 3, с. 72-77.

11. В.Л.Бонч-Бруевич, И.П.Звягин, А.Г.Миронов Доменная электрическая неустойчивость в много долинных полупроводниках // Москва, Наука, 1972, С. 66.

12. K.Blotekjar Transport Equations for Electros in Two-Valley Semiconductors // IEEE Trans. Electron. Dev., 1970, V. 17 № 1, P. 38-47

13. Пашковский А.Б., Тагер А. С. Диффузионный шум в полевых транзисторах с субмикронным затвором // Радиофизика. 1987. - Т. 30, №9. - С. 1150-1157.

14. К.В.Дудинов, В.М.Ипполитов, А.В.Климова, А.Б.Пашковский, И.В.Самсо-нова. "Особенности тепловыделения в мощных полевых транзисторах" Радиотехника, 2007 г. No 3, с. 60-62.

15. А.А.Кальфа, А.Б.Пашковский, А.С.Тагер Нелокальные и диффузионные эффекты в полевых транзисторах с субмикронным затвором // Радиофизика, 1985, Т. 28 № 12, С. 1583-1589

16. Н.А.Банов, В.И.Рыжий Численное моделирование нестационарных кинетических процессов в субмикронных полевых транзисторах с затвором Шоттки // Микроэлектроника, 1986, Т. 15, В. 6, С. 490-501.

17. В.Е.Чайка Двумерная двухтемпературная модель полевого транзистора с затвором типа барьера Шотки // Техн. Электродинамика, 1985, В. 3 № 3, С. 8591.

18. Я.Б.Мартынов, А.С.Тагер Особенности лавинного пробоя планарного полевого транзистора с затвором Шоттки. Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, вып. 7, стр. 14-20, 1988.

19. Г.З.Гарбер Квазигидродинамическое моделирование гетероструктурных полевых транзисторов //РЭ, 2003, Том 48, № 1, С. 125-128.

20. Пчелин В.А., Балыко А.К. Расчет и экспериментальное исследование микро-полосковых усилителей на ЛПД // Электронная техника. Сер.1, Электроника СВЧ. 1979. - Вып. 11.-С.93-94.

21. Рапопорт Г. Н., Равва Д.П., Загороднюк А. М. Измерение активных и пассивных двухполюсников // Электронная техника. Сер. 1, Электроника СВЧ -1973.-Вып. 11.-С. 96-98.

22. Балыко А.К., Пчелин В.А., Пругер A.A. Проектирование транзисторных усилителей СВЧ нетрадиционными методами // Электронная техника. Сер.1, Электроника СВЧ. 1992. - Вып. 7. - С. 17-22.

23. Устройство для измерения импеданса двухполюсника на СВЧ / Балыко А.К., Калинина О.Л., Пчелин В.А., Пругер A.A. // Патент РФ № 2.088.946. Приоритет от 24.07.1992.

24. Власов В. И., Карамзина В.В., Козликова В.И. //Обзоры по электронной технике. Сер.1. Электроника СВЧ.М., 1987.Вып.11 С.81.

25. Балыко А.К., Пчелин В.А. Метод измерения входной проводимости четырехполюсника на СВЧ // Электронная техника. Сер.1, Электроника СВЧ. 1994. - Вып. 4. - С.42-43.

26. Устройство для определения шумовых параметров транзисторов на СВЧ / Балыко А.К., Пчелин В.А., Тагер A.C. // Патент РФ № 2.085.960. Приоритет от 24.07.1992.

27. Балыко А.К., Гусельников H.A., Пчелин В.А., Юсупова Н.И. Теоретическое обоснование метода измерения S параметров четырехполюсников на СВЧ // Электронная техника. Сер. 1, СВЧ - техника. - 1997. - Вып. 1. - С.36-39.

28. Балыко А.К., Гусельников H.A., Пчелин В.А., Юсупова Н.И. Теоретическое обоснование методов измерения импедансов двухполюсников и S параметров четырехполюсников // Радиотехника и электроника - 1997. - Т.1. - № 2. -С.252-256.

29. Балыко А.К., Гусельников H.A., Пчелин В.А., Юсупова Н.И. Моделирование усилителей мощности на полевых транзисторах // Электронная техника. Сер.1, СВЧ техника. - 2001. - Вып. 2. -С.75-85.

30. Пчелин В.А. СВЧ усилители мощности на сосредоточенных элементах // Электронная техника. Сер.1, СВЧ - техника. - 2000. - Вып. 1. - С.5-9.

31. Maximilian С. Scardelletti, George Е. Ponchak, and Thomas M. Weller Miniaturized Wilkinson Power Dividers Utilizing Capacitive Loading. Ieee Microwave and wireless components letters, vol. 12, no. 1, January 2002, pp 6-8.

32. L. Liang-Hung, P Bhattacharya, L. P. B. Katehi, and G. E. Ponchak, « X-Band and K-Band Lumped Wilkinson power dividers with a micromachined technology», in Ieee MTT-S int. Microwave Symp. Dig., vol. 1, Boston, MA, June 11-16, 2000, pp.287-290.

33. J. Ho and N.V. Shuley, «Wilkinson divider design provides reduced size,» Microwaves RF, Oct. 1997, pp.30-32.

34. E.J. Wilkinson, «An N-way hybrid power dividers, IEEE Transactions Microwave Theory and Techniques, vol. MTT-8, pp. 116-118, 1960.

35. T. Hirota, Minakawa, and M.Muraguchi, «Reduced-size branch-line and rat-race hybrids for uniplanar MMICs,» IEEE Transactions Microwave Theory and Techniques, vol. MTT-38, pp. 270-275, March 1990.

36. T. Hirota and M.Muragachi, «К-band frequency up-convertors using reduced- size couplers and dividers, » in GaAs 1С Symp., Miami Beach, FL, 1992, pp.53-56.

37. G. Carchon, K. Vaesen, S.Brebels, P. Pieters, W. De Raedt, and B. Nauwelaers, «Integrated Wilkinson power dividers in C-, Ku-, and Ka-band in multi-layer then-film MCM-D, » in Eur. Microwave Conf., vol. 3, Paris, France, Oct. 3-5, 2000, pp. 171-174.

38. M.C. Skardelletti, «Power dividers and printed antennas utilizing coplanar transmission lines, » thesis, Univ. South Florida, Tampa, Apr. 2, 1999.

39. Технический отчёт ОКР «Симеон», 1995г. №4-9097.

40. J. Reed and G.J. Wheeler, «А method of analysis of a symmetrical four-port network, » IEEE Transactions Microwave Theory and Techniques, vol. MTT-4, pp. 246-252, Oct. 1956.

41. NIST Consortium User Guedi, Nat. Inst. Standards Technol., Mar. 1991.

42. Advanced Design System, Version 1.5:Agilent Technologies, 2001.

43. Chieng-Chang Huang, Han-Ting Pai, and Kuan-Yu Chen, «Analysis of Microwave MESFET Power Amplifiers for Digital Wireless Communications Systems, » IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 52, N0.4, APRIL 2004.

44. Andrei V. Grebennikov «Create Transmission-line Matching Circuits for Power Amplifiers, » Microwaves &RF, pp.113-172, Oct. 2000.

45. D.M. Pozar, Microwave Enginttring, Jofn Wiley& Sons, New York, 1998.

46. Y. Ito, Mochizuki, M. Kohno, H. Masuno, T. Takagi, and Y. Mitsui, « A 5-10 GHz 15-W GaAs MESFET Amplifier With Fiat Gain and Power Responses, » IEEE Microwave and Guided Wave Letters, vol. 5, pp.454-456, December 1995.

47. D. H. Steinbrcher, «An interesting Impedance Matching Network, » IEEE Transactions Microwave Theory & Techniques, vol. MTT-22, June 1967 p.382.

48. Andrei V. Grebennikov «Matching With Lumped Elements: Analytic Approach To Simplify Computer-Aided Design, » RF Design, June 2000 pp.22-38.

49. Andrei V. Grebennikov «Circuit Design Technique for High Efficiency Class F Amplifiers, » 2000 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, Vol.2, pp.771-774.

50. P. Bouysse, J. M. Nebus, J.M. Coupat, and J.P. Villotte, «А novel accurate load-pull set-up allowing the characterization of highly mismatched power transistors, » IEEE Trans. Microwave Tech., vol. 42, pp.327-332, Feb. 1994.

51. Королев А. Н., Климова А. В., Красник В. А., Ляпин Л. В., Малыщик В. М., Манченко Л. В., Пчелин В. А., Трегубов В. Б. Ряд внутрисогласованных транзисторов высокой мощности 10, 5, 3, 2 см диапазона длин волн. Радиотехника №3, 2007г. Стр53-56.

52. Бабинцев Д.В.,Королев А. Н., Климова А. В., Красник В.А., Лапин В.Г., Малыщик В. М., Манченко Л. В., Пчелин В. А., Трегубов В. Б. Язан В.Ю. Мощный твердотельный импульсный усилитель двухсантиметрового диапазона. Радиотехника №3, 2007г. Стр41-42.

53. А. В.Галдецкий, А. В.Климова, JI. В.Манченко, В. А.Пчелин. «Сложение мощностей полевых СВЧ транзисторов в двухсантиметровом диапазоне длин волн» Радиотехника №3, 2007г. Стр. 50-52.

54. IEEE Microwave Magazin, Volume 5, Number 4, December 2004. X-Band SolidState Power Amplifier. ррЮЗ.

55. Патент РФ №2191492, приоритет 17.04.2000г., Выводная рамка для СВЧ и КВЧ полупроводникового прибора. Иовдальский В.А., Пчелин В.А.

56. Патент РФ №2183366. Способ изготовления выводных рамок / В.А. Иовдальский, И.А. Щеглова, E.H. Савон. Приоритет от 17.04.2000.

57. Иовдальский В.А., Пчелин В.А., Моргунов В.Г., Васильев В.И. Применение выводных рамок полупроводниковых приборов в технологии ГИС СВЧ // Электронная техника. Сер.1, СВЧ техника. - 2002. - Вып. 1. - С.57-61.

58. Пчелин В.А., Иовдальский В.А., Моргунов В.Г., Васильев В.И. Применение выводных рамок ГИС СВЧ.//Электронная техника, Сер.1, СВЧ-техника, Вып. 1 (479), 2002г.Стр.51-61.

59. Иовдальский В.А., Пчелин В.А., Моргунов В.Г. Совершенствование технологии соединений ГИС СВЧ.//Материалы четвёртой Международной конференции "Циклы" г. Ставрополь, октябрь 2002г. стр.66-68.

60. Применение выводных рамок в технологии ГИС СВЧ.// Пчелин В.А., Иовдальский В.А., Моргунов В.Г., Васильев В.И. Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. Том.10,Вып.З(35) г.Москва, 2002г., изд. МНТОРЭС им. Попова A.C. стр. 154-159.

61. Иовдальский В.А. Совершенствование конструкции и технологии ГИС СВЧ -диапазона //Электронная техника. Сер.1, СВЧ техника. -1994. - Вып. 3(463). -С. 19-23.

62. ЭТ сер. СВЧ-техника вып.2(486)2005 стр.27 Применение выводных рамок балочных выводов п/п приборов для улучшения ГИС характеристик СВЧ. Иовдальский В.А., Виноградов В.Г., Молдованов Ю.И., Моргунов В.Г.