МОЩНЫЙ БИПОЛЯРНЫЙ СВЧ-ТРАНЗИСТОР

Полезная модель относится к области конструирования и производства мощных СВЧ транзисторов.
Известен мощный СВЧ транзистор (патент US 6181200 В1), включающий транзисторные кристаллы с двусторонней сборкой базовых электродов транзисторных кристаллов соединение проволоками коллекторного электрода транзисторных кристаллов через разделительный конденсатор с базовым электродом. Индуктивное сопротивление проволок компенсирует емкость коллектор-база. Такая конструкция позволяет достигать достаточно большой полосы рабочих частот.
Недостатком указанной конструкции при работе в широкой полосе частот является наличие внутренней положительной обратной связи через емкость коллектор-эмиттер транзисторных кристаллов.
Известен мощный биполярный СВЧ транзистор (патент RU №2308120), включающий транзисторные кристаллы с двусторонней сборкой базовых электродов, разделительный конденсатор, расположенный на коллекторном электроде и соединенный проволоками с базовым электродом, согласующий конденсатор во входной цепи транзистора. При этом разделительный конденсатор соединен через индуктивность обратной связи с эмиттерным электродом транзисторных кристаллов или с согласующим конденсатором во входной цепи транзистора. Такая конструкция позволяет компенсировать реактивное сопротивление емкости коллектор-эмиттер, что приводит к существенному расширению полосы рабочих частот.
Недостатком указанной конструкции является сужение рабочей полосы частот, связанное с увеличением длины выходных базовых проволок вследствие наличия на коллекторном электроде разделительного конденсатора.
Техническим результатом полезной модели является возможность создания широкополосного мощного биполярного СВЧ транзистора с повышенным значением коэффициента полезного действия.
Технический результат достигается тем, что в мощном биполярном СВЧ транзисторе, включающем транзисторные кристаллы, расположенные на коллекторном электроде, по крайней мере один согласующий конденсатор во входной цепи транзистора, соединенный проволоками с эмиттерными электродами транзисторных кристаллов, коллекторный электрод соединен проволочными проводниками с разделительным конденсатором, сформированном на согласующем конденсаторе во входной цепи транзистора или сформированным между верхней обкладкой согласующего конденсатора и изолированной областью в слое металла, покрывающей кремниевую подложку, соединенным с базовым электродом транзисторных кристаллов.
При этом индуктивное сопротивление проволок, соединяющих коллекторный электрод и входной конденсатор, компенсирует реактивное сопротивление емкости коллектор-эмиттер, уменьшая тем самым положительную обратную связь или даже превращая ее в отрицательную. Это приводит к значительному расширению рабочей полосы частот, а также к заметному росту коэффициента полезного действия транзистора.
Новизна предлагаемой полезной модели по п.1 заключается в том, что конструкция транзистора, реализующая соединение коллекторного электрода транзисторных кристаллов со входным согласующим конденсатором через размещенный на нем разделительный конденсатор, неизвестна.
Новизна предлагаемой полезной модели по п.2 заключается в том, что конструкция транзистора, реализующая соединение коллекторного электрода транзисторных кристаллов со входным согласующим конденсатором через размещенный под ним разделительный конденсатор, неизвестна.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой полезной модели заключается в улучшении частотных и энергетических параметров транзисторов.
Предложенные варианты конструкции:
На рис.1 транзисторные кристаллы 1 располагают на коллекторном электроде 2. Базовый электрод 3 соединен проводниками 4 с фланцем корпуса 5. Входной согласующий конденсатор 6 соединен проволоками 7 с эмиттерным электродом 8 транзисторных кристаллов. Разделительный конденсатор 9 размещен на входном согласующем конденсаторе и соединен проводниками 10 с коллекторным электродом.
На рис.2 транзисторные кристаллы 1 располагают на коллекторном электроде 2. Базовый электрод 3 соединен проводниками 4 с нижним слоем металлизации 5 кремниевой подложки 6. Входной согласующий конденсатор 7 соединен проволоками 8 с эмиттерными электродами 9 транзисторных кристаллов. Изолированная область 10 расположена под входным конденсатором и соединена проводниками 11 с коллекторным электродом.
Пример 1 конкретной реализации предлагаемой полезной модели.
Мощные СВЧ транзисторы были собраны в корпусе, включающем два транзисторных кристалла, с суммарной емкостью коллектор-эмиттер - 11 пФ. Коллекторный электрод соединен проводниками индуктивностью 2.30 нГн с разделительным конденсатором емкостью 40 пФ, сформированным на входном согласующем конденсаторе.
При такой реализации достигнута полоса рабочих частот 0.95-1.50 ГГц по уровню выходной мощности 300 Вт с коэффициентом полезного действия коллекторной цепи не менее 50%.
Пример 2 конкретной реализации предлагаемой полезной модели.
Мощные СВЧ транзисторы были собраны в корпусе, включающем два транзисторных кристалла, с суммарной емкостью коллектор-эмиттер - 11 пФ. Коллекторный электрод соединен проводниками индуктивностью 2.30 нГн с разделительным конденсатором, сформированном между верхней обкладкой входного согласующего конденсатора и изолированной областью в слое металла, покрывающей кремниевую подложку.
При такой реализации достигнута полоса рабочих частот 0.90 - 1.55 ГГц по уровню выходной мощности 320 Вт с коэффициентом полезного действия коллекторной цепи не менее 50%.