Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Хрипушин Андрей Владимирович

Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом
<
Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Хрипушин Андрей Владимирович. Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.03 / Хрипушин Андрей Владимирович; [Место защиты: Воронеж. гос. ун-т].- Воронеж, 2008.- 153 с.: ил. РГБ ОД, 61 08-1/595

Содержание к диссертации

Введение

1. Формирование нелинейной шумовой модели биполярного транзистора с гетеропереходом 27

1.1 Структура НВТ 29

1.2 Моделирование биполярного транзистора с гетеропереходом в нелинейном режиме 31

1.2.1 Нелинейная малосигнальная модель НВТ 32

1.2.2 Расчет параметров эквивалентной схемы нелинейной модели НВТ с помощью модели Гуммеля - Пуна 37

1.2.3 Расчет параметров эквивалентной схемы нелинейной модели НВТ с помощью диффузионно-дрейфовой модели 42

1.3 Собственный шум в НВТ 56

1.3.1 Основные источники возникновения шумов в НВТ 58

1.3.2 Нелинейная шумовая модель НВТ. Коэффициент шума 66

2. Исследование нелинейных шумовых характеристик усилителя на НВТ 76

2.1. Теоретический анализ нелинейного взаимодействия интенсивной сосредоточенной помехи с собственным шумом ТРУ на НВТ 77

2.2 Анализ усиления сигнала на фоне внешних шумов в нелинейном режиме ТРУ на НВТ 88

2.3. Изменение коэффициента шума входного ТРУ на НВТ в нелинейном режиме 92

3. Оптимизация конструктивных параметров и режима работы нвт с целью улучшения характеристик электромагнитной совместимости усилителя СВЧ 97

3.1 Влияние напряжений смещения база-эмиттер и коллектор-эмиттер НВТ на характеристики ЭМС МШУ 98

3.2 Влияние электрофизических и геометрических параметров НВТ на характеристики ЭМС МШУ 105

4. Анализ нелинейных эффектов и расчет характеристик эмс свч усилителя на НВТ 111

4.1 Анализ формирования нелинейных эффектов третьего порядка в СВЧ усилителе на НВТ 112

4.2 Результаты расчета характеристик ЭМС СВЧ усилителя на НВТ. 120

Заключение 135

Библиографический список использованной литературы 137

Введение к работе

Диссертационная работа посвящена исследованию и развитию методов анализа и синтеза входных устройств, построенных на базе биполярных транзисторов с гетеропереходом (НВТ) и применению данных методов для улучшения реальных характеристик помехозащищенности малошумящих усилителей (МШУ).

Актуальность темы

Исследования, проводимые в данной работе, неразрывно связаны с проблемами электромагнитной совместимости (ЭМС) и устойчивого функционирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в условиях помех [105-110, 112]. Резкое усложнение электромагнитной обстановки (ЭМО) обусловлено непрерывным возрастанием общего числа радиоэлектронных средств (РЭС) и загруженностью освоенных диапазонов, что влечет за собой возрастание общего уровня электромагнитных помех. Если при этом учесть несовершенство технических характеристик РЭС и их сосредоточение на ограниченной территории, то проблема обеспечения электромагнитной совместимости становится особенно актуальной. Особый интерес данные исследования представляют для разработчиков радиоприемных устройств (РПУ), входящих в комплексы подвижных объектов (кораблей, самолетов) и функционирующих в наиболее сложных помеховых условиях,

В настоящее время широкое применение во входных каскадах РПУ находят биполярные транзисторы с гетеропереходом (НВТ). Они получают широкое распространение благодаря малости коэффициента

шума, большого коэффициента усиления и высокой линейности в системах сотовой связи, приемниках прямого спутникового вещания и оборудовании для волоконно-оптических информационных сетей. Эти приборы используются во входных цепях малошумящих входных усилителей генераторов СВЧ диапазона в полосе частот вплоть до 240 ГГц [16].

Исследованию НВТ, их моделированию и расчету параметров моделей на сегодняшний день посвящено достаточно большое количество публикаций [38-47]. Однако во многом направленность работ связана с улучшением параметров этих транзисторов, обеспечивающих выполнение функции усиления слабого сигнала. Как показали проведенные исследования, критерии качества прохождения сигнала в нелинейном режиме усилителя на НВТ зависят от конструктивных параметров и режима работы прибора. За счет их оптимизации может быть достигнуто значительное увеличение порога восприимчивости усилителя к помехам. Использование высоколинейного прибора в смесителе, усилителе и других устройствах приемо-передающего тракта улучшает ЭМС характеристики устройства. Большое число публикаций, вышедших до настоящего времени и то видное место, которое занимают вопросы анализа и изучения исследования усилителей на НВТ в научных программах, подтверждает незавершенность существующих исследований. В особенности это относится к различного рода задачам нелинейного взаимодействия многочастотных и шумовых сигналов.

На современном этапе моделирования транзистор представляется в виде эквивалентной схемы (ЭС) с сосредоточенными элементами, учитывающей нелинейные и шумовые свойства. Связь вход/выход усилительного каскада описывается функционалом рядов

Вольтерра [12]. За последнее время появилось большое количество достаточно сложных моделей транзистора с высокой степенью точности представления [36, 52, 17]. Поэтому, сегодня, зачастую ставится задача не усложнения модели, а выбор оптимальной модели, адекватно описывающей работу транзистора для заданных условий его использования.

В число конструктивных параметров МШУ входят электрофизические и геометрические параметры НВТ, которые в первую очередь определяют рабочие характеристики усилителя. В работе проводится оптимизация конструктивных параметров НВТ с целью увеличения верхней границы динамического диапазона усилителя Электрические режимы каскадов МШУ определяются напряжениями внешних источников питания, что позволяет использовать адаптивный выбор режима в зависимости от помеховой обстановки

Одной из особенностей СВЧ усилителей на НВТ, требующей изучения, является их высокая линейность, не смотря на то, что зависимости тока базы и тока коллектора от смещающего напряжения — экспоненциальные функции. Отсюда вытекает задача построения математической модели, подробно описывающей картину нелинейного процесса и использование разработанной в дальнейшем методики с целью оптимизации режима работы и схемотехнических параметров СВЧ усилителя на НВТ в помеховой обстановке.

Таким образом, практическая потребность в решении перечисленных задач определяет актуальность тематики диссертации.

Целью работы является:

  1. Разработка методики анализа влияния геометрических и электрофизических параметров НВТ, а также режима его работы по постоянному току на его нелинейные и шумовые свойства.

  2. Оптимизация конструктивных параметров НВТ и режима работы СВЧ усилителя на его основе с целью повышения значения верхней границы динамического диапазона по различным нелинейным эффектам.

  3. Развитие методов анализа нелинейных явлений, возникающих при взаимодействии интенсивной помехи и шума в СВЧ усилителе на НВТ.

  4. Анализ формирования нелинейных эффектов третьего порядка. Оптимизация режима работы и схемотехнических параметров СВЧ усилителя на НВТ в помеховой обстановке.

Основные задачи диссертации вытекают непосредственно из ее целей:

синтезировать модель НВТ, позволяющую анализировать нелинейные и шумовые характеристики МШУ;

исследовать влияние нелинейности источников дробовых шумов в переходах база - эмиттер и база - коллектор, с учетом их корреляции на шумовые характеристики транзистора;

провести анализ совместного усиления полезного сигнала, внешнего шума и монохроматической помехи в нелинейном режиме ТРУ на НВТ;

исследовать влияние конструктивных параметров и режима работы НВТ на значение верхней границы динамического

диапазона по различным нелинейным эффектам с учетом изменения коэффициента усиления и коэффициента шума.

построить математическую модель, дающую возможность не только описать поведение усилителя на НВТ в нелинейном режиме, но и увидеть вклад каждого нелинейного продукта в конечный нелинейный эффект.

оптимизировать режим работы и схемотехнические параметры входной цепи СВЧ усилителя на НВТ в помеховой обстановке.

Научная новизна.

  1. На основе синтезированной модели НВТ исследовано влияние его геометрических, электрофизических параметров, а также режима работы по постоянному току на его нелинейные характеристики с целью расширения динамического диапазона ТРУ.

  2. Проведена оптимизация конструктивных , параметров и сформулированы рекомендации для разработчиков транзисторов и усилителей на их основе с улучшенными характеристиками электромагнитной совместимости.

  3. Обоснована необходимость учета нелинейности, корреляции и частотной зависимости шумовых источников в цепи базы и коллектора для расчета коэффициента шума усилителя на НВТ.

  4. На основе рядов Вольтерра проанализировано формирование нелинейных эффектов третьего порядка и определен вклад каждого нелинейного продукта в процесс нелинейного преобразования.

  5. Показана возможность оптимизации, с точки зрения ЭМС, режима работы и входного импеданса СВЧ усилителя на НВТ.

Практическая ценность.

Полученные в работе результаты определяют подход по выбору конструктивных параметров и режима работы по постоянному току НВТ для СВЧ усилителей с улучшенными характеристиками помехозащищенности.

Предложенные методики анализа нелинейных эффектов могут найти применение при расчете характеристик ЭМС входных модулей радиоприемных устройств.

Прикладные задачи, решенные на основе разработанных подходов, представляют самостоятельный научный и практический интерес с точки зрения совершенствования радиоэлектронных устройств и условий эксплуатации при использовании их в сложной

эмо.

Полученные результаты используются в учебном и научно-исследовательском процессе кафедры электроники Воронежского государственного университета.

Состояние исследуемой проблемы.

Биполярные транзисторы с гетеропереходом получают широкое распространение. GaAs. По данным исследовательской фирмы iSupply, в 2003 году 47,1% транзисторов, используемых в сотовых телефонах, представляли собой GaAs НВТ. Основные причины тому -однополярное питание (по сравнению с необходимостью в отрицательном напряжении на затворе для полевых транзисторов), а также меньшая занимаемая площадь кристалла, поскольку структура транзистора - вертикальная. Высокий уровень легирования базы, вкупе с низколегированным эмиттером, приводит к снижению сопротивления базы и емкости перехода эмиттер-база. Уменьшается и емкость

коллектор-подложка. Это обуславливает высокочастотные свойства НВТ - высокое значения максимальной частоты усиления мощности /тах. Кроме того, возможно добиться чрезвычайно низкого

управляющего напряжения базы (в том числе используя специальные слои в области перехода, например - увеличивая концентрацию А1 в AlGaAs). Это также увеличивает /тах и снижает уровень шумов.

Благодаря тому, что входные и выходные импедансы транзистора становятся в основном резистивными, упрощается проблема согласования приборов в СВЧ схемах. Наконец, надо отметить технологическую простоту структуры НВТ. Будучи вертикальной, она существенно экономит площадь кристалла. Кроме того, тонкие слои транзистора формируются в процессе эпитаксии, что снижает требования к литографическому оборудованию и существенно удешевляет прибор [16]. Биполярные транзисторы с гетеропереходом обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Они позволяют получать усиление в широкой полосе частот в СВЧ-диапазоне и способны работать на частоте 10 ГГц и более, при этом обладая низким уровнем собственных шумов [40-43].

Основное направление разработчиков НВТ касается улучшения их усилительных и шумовых свойств в малосигнальном режиме. И в этой области исследователи уже добились достаточно высоких результатов.

В настоящее время постоянное увеличение числа радиоэлектронных средств и их уплотнение приводит к возрастанию уровня шума в радиочастотном диапазоне. Это заставляет разработчиков радиоприемных и передающих устройств переходить к более высоким рабочим частотам и активно использовать СВЧ-

диапазон. Однако даже в области СВЧ плотность радиоэлектронных средств и количество передаваемой информации постоянно повышается, особенно в условиях современных мегаполисов. В результате изменение уровня помех и полезного сигнала на входе радиоэлектронных устройств в обычных условиях может составлять 90-100 дБ. При работе же в экстремальной электромагнитной обстановке перепад уровней может превышать 100-160 дБ и более. Это относится и к области военного применения, но здесь проблема усугубляется еще и тем, что помехи могут создаваться противником преднамеренно, что еще более повышает требования к надежности радиоприемных устройств и их способности эффективно работать в условиях действия различных , типов помех. Таким образом, усложняющаяся электромагнитная обстановка требует повышенного внимания к восприимчивости к помехам отдельных радиоэлектронных средств [107, 112].

Любое устройство нельзя считать качественным, если в отсутствии помех оно выполняет свое назначение и не выполняет при наличии помех даже допустимого уровня. Если изделие не удовлетворяет требованиям ЭМС, то остальные показатели качества могут потерять значение, поскольку изделие не сможет обеспечить прием полезного сигнала.

Заметим, что наиболее уязвимой частью РЭС являются входные цепи. Это связано с тем, что применение фильтров на входе РПУ наряду с увеличением реальной избирательности снижает чувствительность входного тракта приемника за счет потерь в самом фильтре, и зачастую делает невозможным прием слабых сигналов. С другой стороны, сильная помеха может вызвать блокирование входного МШУ. Поэтому в литературе значительная часть публикаций по теме

посвящена моделированию входных цепей с целью повышения их помехозащищенности [113, 114]. При этом наибольший интерес для исследователя представляют нелинейные усилительные элементы входной цепи, так как в первую очередь они формируют ее свойства. В качестве таких элементов широко используются полупроводниковые устройства, среди которых получают широкое распространение биполярные транзисторы с гетеропереходом.

Не случайно именно НВТ и их моделированию посвящено большое число публикаций и монографий [62, 63, 67]. При этом упор в исследованиях, как правило, делается на повышение адекватности используемых моделей, расширения их области применения и учету всех возможных факторов, относящихся к конструктивным параметрам и технологии изготовления. При расчете моделей НВТ все более широко используются достижения в области вычислительной техники и численных методов. Такой подход имеет неоспоримые преимущества как для понимания физических принципов работы НВТ, так и для получения транзисторов с лучшими характеристиками быстродействия, усилительными и шумовыми свойствами. В частности в литературе мало внимания уделено исследованию нелинейных свойств НВТ, а так же влиянию конструктивных параметров транзистора на характеристики электромагнитной совместимости. Исследованию данной проблемы посвящена значительная часть представленной работы. В результате был намечен подход к выбору конструктивных параметров, а так же режима работы для транзисторов с улучшенными характеристиками электромагнитной совместимости.

Исследованию шумовых характеристик ТРУ на НВТ в нелинейном режиме уделено, на наш взгляд, недостаточно внимания. В некоторых работах [26] проведён теоретический анализ изменения

коэффициента шума усилителя на биполярном транзисторе с гетеропереходом, но источник дробового шума в цепи базы считался частотно независимым, как и коэффициент корреляции между шумовыми источниками в цепи базы и коллектора. Как показано в данной работе, эти пренебрежения неоправданны и ведут к ошибке при расчете коэффициента шума.

Недостаточно внимания уделяется анализу нелинейных многочастотных характеристик СВЧ усилителей на НВТ. В работах, посвященных этой тематике, исследуются либо одночастотные нелинейные характеристики, либо амплитудные интермодуляционные характеристики [72, 73]. При этом в качестве метода анализа зачастую используется метод гармонического баланса, который не пригоден для подробного описания картины нелинейного процесса. В данной работе в качестве основного метода анализа был выбран метод рядов Вольтерра. Как показано в [122,123] для слабо нелинейных систем, нелинейные характеристики которых можно аппроксимировать рядом третьей степени, или для небольших уровней мощностей входного воздействия этот метод является наиболее эффективным. К тому же, обозначенная в [72] проблема оптимизации входного импеданса ТРУ на НВТ, с целью улучшения ЭМС радиоприемного устройства не достаточно хорошо изучена.

Таким образом, проведенный анализ теоретических и экспериментальных работ позволяет заключить следующее:

Для решения задач электромагнитной совместимости самостоятельный интерес представляют нелинейные модели НВТ.

При расчёте нелинейных характеристик ТРУ с учётом его шумовых свойств необходимо использовать такие его модели и такие методы анализа, которые позволили бы рассмотреть наиболее полным

образом с единых позиций влияние мощной помехи на уровни полезного сигнала, собственного и внешнего шума в широкой полосе частот.

- Усилия, прилагаемые для расширения динамического диапазона
входных усилителей, связываются с оптимизацией как
конструктивных параметров транзисторов, так с отысканием путей
управления нелинейными характеристиками в зависимости от ЭМО.

Краткое содержание работы.

В первом разделе обосновывается выбор нелинейной модели СВЧ усилителя на НВТ с учетом его шумовых свойств. Для анализа и' синтеза ТРУ, наиболее часто, в качестве модели используется нелинейная малосигнальная модель с сосредоточенными нелинейными параметрами, которая для самого транзистора включает 7 основных элементов. Выбор нелинейных элементов модели и вид их представления основывался на экспериментальных исследованиях, проводимых рядом авторов [60-64]: нелинейными считаются крутизна транзистора, его входная проводимость, емкости база-эмиттер и база-коллектор, которые представляются в виде разложения в степенные ряды по напряжениям на них в окрестности рабочей точки.

Для определения значений линейных и нелинейных параметров модели НВТ использовались две расчетные методики: модель Гуммеля

- Пуна [36] и диффузионно-дрейфовая модель [70]. Использование
первой методики обусловлено тем, что модель Гуммеля - Пуна
адекватно описывает работу транзистора в широком диапазоне токов,
имеет точную и однозначную методику определения параметров и
удобна для схемотехнического проектирования [17]. К тому же, в силу
ее популярности, многие производители полупроводниковых

транзисторов в сопроводительной документации приводят параметры именно этой модели [27-30]. Параметры этой модели, позволяющие в свою очередь определить значения зарядов гетероперехода и токов, текущих в транзисторе, определяются из вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик НВТ. Модель Гуммеля - Пуна не позволяет исследовать в явном виде влияние электрофизических и геометрических параметров НВТ на нелинейные и шумовые характеристики транзистора. Для исследования такого влияния была использована одномерная диффузионно-дрейфовая модель НВТ, реализованная в предположении о наличии резкого анизотипного гетероперехода и одномерного характера переноса носителей. Применение этой модели необходимо для решения задач оптимизации конструктивных параметров с целью улучшения характеристик СВЧ усилителей на НВТ в помеховой обстановке.

На основе этих двух методик были рассчитаны зависимости основных параметров модели транзистора от приложенных напряжений база-эмиттер и база-коллектор. При сравнении зависимостей, полученных разными методиками, установлено их сходство, что позволяет наравне применять обе методики для расчета нелинейных параметров ЭС НВТ.

Далее в этом разделе рассматривается природа и источники собственных шумов НВТ. Для этих транзисторов в СВЧ диапазоне необходимо учитывать тепловые шумы паразитных сопротивлений базы, эмиттера и дробовые шумы в переходах база-эмиттер и база коллектор, причем последние коррелированы между собой. При исследовании зависимостей спектральных плотностей шумовых токов базы и коллектора от напряжения база-эмиттер установлено, что они являются нелинейными функциями смещающего напряжения, эту

нелинейность необходимо учитывать при расчете шумовых характеристик НВТ. Так же показано, что коэффициент корреляции является частотно зависимым и увеличивается с ростом частоты.

Известно, что биполярные транзисторы с гетеропереходом обладают хорошими шумовыми характеристиками (коэффициент шума порядка 0,8 - 1 дБ [27-30]). Это объясняется тем, что благодаря использованию гетероперехода, в НВТ существует возможность существенного увеличения уровня легирования базы относительно уровня легирования эмиттера, что позволяет уменьшить сопротивление базы, не уменьшая коэффициент передачи по току. Сочетание высокого коэффициента передачи по току /?, высокой максимальной частоты усиления и низкого значения сопротивления базы является основополагающей причиной низкого коэффициента шума в НВТ. Был произведен расчет коэффициента шума СВЧ усилителя на НВТ и установлено, что при расчете коэффициента шума необходимо учитывать корреляцию между источниками дробового шума в цепи базы и коллектора.

Во втором разделе на основе функциональных рядов Вольтерра проводится анализ нелинейного взаимодействия многочастотных и шумовых сигналов в твердотельном СВЧ усилителе на НВТ. Шумовые токи представляются случайным процессом, являющимся суперпозицией гармонических колебаний, амплитуда и фаза которых случайна. Это более общий случай модели, предложенной Релеєм, для которой им получено известное распределение. В таком представлении реальный процесс со спектральной плотностью G{co) заменяется некоторым эквивалентным случайным процессом в полосе Аа,

представляющим собой суперпозицию п колебаний со случайными начальными фазами и средним квадратом амплитуд равным G{co)^coln.

В настоящее время достаточно хорошо исследованы источники собственных шумов НВТ и природа их возникновения. Однако дальнейшей разработки требуют вопросы, связанные с исследованием изменения уровней этих шумов при работе усилителя в многочастотном нелинейном режиме. Решение такой задачи представляет интерес, во-первых, с радиофизической точки зрения, так как позволяет расширить представление о многочастотных процессах в твердотельных устройствах, во-вторых, с практической - поскольку может служить основой совершенствования современных МШУ на НВТ.

Для анализа работы усилителя в нелинейном режиме используется метод функциональных рядов Вольтерра. На основе этого метода выведены соотношения для расчёта изменения спектральной плотности собственного шума СВЧ усилителя на НВТ под действием помехи, мощность которой соответствует нелинейной области усиления, с учетом нелинейности самих шумовых источников. Эти соотношения учитывают изменение спектральных плотностей всех источников собственных шумов в усилителе.

С помощью выведенных соотношений проведён расчёт коэффициента изменения собственного шума ТРУ при воздействии на его вход интенсивной помехи. Показано, что с увеличением мощности помехи происходит подавление собственного шума. Установлено, что шумы паразитных сопротивлений уменьшаются при увеличении мощности помехи почти одинаково, уровень же совместного шума базы и коллектора увеличивается. Существующее различие в

подавлении приводит к изменению в нелинейном режиме коэффициента шума усилителя.

Далее в разделе проводится анализ нелинейного взаимодействия в твердотельном устройстве многочастотных и шумовых сигналов, создаваемых внешними источниками естественного или искусственного происхождения. В отличие от собственных, шумы внешних источников имеют такой же механизм усиления, что и сигналы. Поэтому в нелинейном режиме изменение уровней сигнала и составляющих шума осуществляется в одинаковой степени. Однако наряду с изменением происходит и образование комбинационных составляющих второго, третьего и более высоких порядков, которое приводит к ухудшению выходного отношения сигнал/шум.

Затем на основе теоретических результатов, полученных ранее в этом разделе, выведено соотношение для двухсигнального коэффициента шума (ДКШ) ТРУ. Этот коэффициент учитывает как изменение коэффициента усиления в нелинейном режиме, так и изменение уровней собственных и внешних шумов. Эффективность использования такого параметра при решении задач ЭМС очевидна, так как он позволяет достоверно оценить реальную чувствительность приёмника в конкретной помеховой обстановке.

В третьем разделе диссертационной работы, на основе нелинейной шумовой модели МШУ на НВТ, рассмотренной в главе 1, и разработанного метода анализа, рассматривался вопрос обеспечения оптимального сочетания односигнальных и многосигнальных характеристик, позволяющего использовать потенциальные возможности усилителя в насыщенной электромагнитными помехами обстановке. Речь идет об отыскании путей управления

характеристиками МШУ в меняющейся ЭМО. Проведены теоретические исследования зависимостей коэффициента усиления, верхней границы динамического диапазона (ВГДД) по блокированию по уровню Кб1 = -ЗдБ и коэффициента шума усилителя от смещающего напряжений база-эмиттер и коллектор-эмиттер, которые характеризуют режим работы МШУ. Было установлено, что при увеличении напряжения база-эмиттер коэффициент усиления и коэффициент шума растут, а ВГДД по блокированию имеет минимум, следовательно, оптимальный режим работы усилителя определяется компромиссом между режимом максимального коэффициента усиления и минимального коэффициента шума. При исследовании зависимостей коэффициента блокирования Кбл и коэффициента подавления

собственного шума К"" исследуемого усилителя от рабочего напряжения на базе в присутствии помехи с мощностью 1 мВт было установлено, что минимальная величина возрастания коэффициента шума, которая определяется при максимальном сближении кривых Кб1

и К, изменяется с ростом напряжения база-эмиттер, следовательно,

существует возможность оптимизации этого параметра.

При исследовании зависимость уровня интермодуляционного продукта третьего порядка на частоте 2со2 - щ для AlGaAs/GaAs НВТ от напряжения база-эмиттер было обнаружено, что при определенном значении напряжения мощность интермодуляционного продукта имеет минимум.

При рассмотрении влияния напряжения коллектор-эмиттер на нелинейные и шумовые характеристики СВЧ усилителя на НВТ было установлено, что это изменение этого напряжения не оказывает существенного влияния на характеристики усилителя.

В работе рассмотрено влияние изменения конструктивных параметров НВТ на коэффициент усиления, коэффициент шума и ВГДД по блокированию. В результате проведенного исследования были даны практические рекомендации по выбору параметров НВТ, позволяющих добиться увеличения ВГДД при допустимом ухудшении других характеристик. Нелинейные свойства усилителя в присутствии интенсивной помехи характеризовались коэффициентом блокирования с учетом изменения коэффициента усиления устройства. Сформированная таким образом интегральная оценка расширения ВГДД по блокированию показала, что для уровня блокирования в 3 дБ значение ВГДД может быть увеличено на 6 дБ при незначительном уменьшении коэффициента усиления (с 12,5 дБ до 11 дБ) и повышении коэффициента шума (0,22 дБ).

В четвёртом разделе работы анализируется формирование нелинейных эффектов третьего порядка, и рассчитываются характеристики ЭМС СВЧ усилителя на НВТ. Исследование поведения нелинейных характеристик транзистора является важной задачей, решение которой позволит оптимизировать режим работы НВТ и, в итоге, улучшить ЭМС характеристики СВЧ усилителя на его основе.

В сложной электромагнитной обстановке на входе усилителя могут оказаться помехи с уровнем, превышающим верхнюю границу динамического диапазона, ведущие к возникновению нелинейных эффектов в усилителях на НВТ. Как показано в главе 3, при изменении смещающего напряжения нелинейные характеристики претерпевают не только количественные (уменьшение мощности интермодуляционного продукта третьего порядка) но и качественные изменения (переход от антиблокирования к блокированию). К тому же, на практике

наблюдается высокая линейность усилителей на НВТ, не смотря на то, что зависимости тока базы и тока коллектора от напряжений база-эмиттер и база-коллектор - экспоненциальные функции и, исходя из этого, следовало бы ожидать экспоненциальной зависимости гармоник второго и третьего порядка от величины входной мощности. Целью, поставленной в данной главе, явилось построение на основе рядов Вольтерра математической модели, описывающей формирование нелинейных эффектов третьего порядка в СВЧ усилителе на НВТ и использование разработанной методики с целью оптимизации режима работы НВТ в помеховой обстановке. Выбор метода рядов Вольтерра обусловлен тем, что он позволяет наглядно показать вклад каждого нелинейного продукта в формирование нелинейного эффекта в целом.

Для анализа работы СВЧ усилителя на НВТ была выбрана нелинейная малосигнальная модель (глава 1), дополненная постоянной паразитной индуктивностью в цепи эмиттера. Для расчета нелинейных эффектов с помощью рядов Вольтерра линейная эквивалентная схема преобразуется в нелинейную путем добавления дополнительных источников тока в ветви, содержащие нелинейные элементы.

Полученное соотношение для выходного тока второй гармоники показало, что нелинейные токи, генерируемые в цепи базы и в цепи коллектора, компенсируют друг друга, так как в конечную формулу входят с противоположными знаками. Минимальное значение уровень второй гармоники будет принимать при условии, когда усиленные нелинейные токи в цепи базы будут приблизительно одного порядка с нелинейным током в цепи коллектора.

Аналогичные вычисления были проведены для расчета интермодуляционного продукта третьего порядка на частоте 2<у, - оз2, причем, при расчете учитывался как интермодуляционный продукт,

обусловленный собственно нелинейностью третьего порядка, так и продукт, образующийся в результате смешения продуктов первого и второго порядков на нелинейности второго порядка. Было показано, что эти продукты компенсируют друг друга, что отражается в знаке "-" в формулах для нахождения значений дополнительных источников тока. Исследования показали, что кроме взаимной компенсации нелинейных токов, генерируемых в цепи базы и коллектора, уровень интермодуляционного продукта третьего порядка зависит как от соотношения между коэффициентами разложения нелинейных элементов эквивалентной схемы (зависящих в свою очередь от напряжения в рабочей точке ибэ), так и от входного импеданса Zs.

Проведенный анализ для интермодуляционной составляющей на частоте 2сох - о)2 будет справедлив и при рассмотрении других нелинейных эффектов третьего порядка, таких как блокирование и компрессия.

Как было показано в главе 3, при изменении напряжения база-эмиттер мощность интермодуляционного продукта третьего порядка имеет минимум. Разработанная модель позволила найти условия, при которых этот минимум достигается, и сформировать практические рекомендации по выбору входного импеданса и величины смещающего напряжения, обеспечивающего улучшенные ЭМС характеристики СВЧ усилителя на НВТ.

В дальнейшем, были рассчитаны характеристики блокирования, интермодуляции в зависимости от режима работы и входного сопротивления СВЧ усилителя на НВТ с помощью рядов Вольтерра. Для сравнения эти же характеристики были рассчитаны с помощью метода гармонического баланса с использованием модели Гуммеля—

Пуна. Расчеты проводились в пакете схемотехнического моделирования Microwave Office 2004 и с помощью программного комплекса, разработанного на кафедре электроники Воронежского государственного университета. Были рассмотрены модели 2-х типов НВТ: GaAs НВТ NEC NE52418 и SiGe НВТ Infineon BFP620. Показано хорошее совпадение характеристик, рассчитанных методом рядов Вольтерра и методом гармонического баланса, к тому же рассчитанные характеристики достаточно хорошо совпали с экспериментальными данными.

Характерные явления, такие как минимум мощности интермодуляционной составляющей и максимум точки пересечения по продуктам интермодуляции третьего порядка проявили себя как для арсенид-галлиевого, так и для кремний-германиевого НВТ. Это позволяет говорить о том, что сформированная в работе математическая модель нелинейного поведения СВЧ усилителя на НВТ позволяет определять оптимальное входное сопротивление и оптимальный режим работы СВЧ усилителя, не зависимо от типа используемого НВТ.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты.

Основными положениями, выносимыми на защиту, являются:

Результаты расчета шумовых характеристик СВЧ усилителя на НВТ в линейном и нелинейном режиме его работы, позволяющие оценить чувствительность приемника в условиях действия помех.

Рекомендации по расширению динамического диапазона по блокированию СВЧ усилителя на НВТ в зависимости от его электрического режима.

Результаты оптимизации электрофизических и конструктивных параметров НВТ с целью расширению динамического диапазона по блокированию СВЧ усилителя на его основе.

Результаты оптимизации входного сопротивления и режима работы СВЧ усилителя на НВТ с целью расширения его динамического диапазона по интермодуляции.

Соотношения для расчета взаимной компенсации интермодуляционных продуктов третьего порядка с целью улучшения характеристик ЭМС СВЧ усилителя на НВТ.

Апробация работы.

Основные материалы по всем разделам диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы микроэлектроники и твердотельной электроники" (г. Дивноморское, 2006); международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация и связь" (г. Воронеж, 2003, 2004, 2007); международном симпозиуме по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии (г. С.Петербург, 2007); международной научно-технической конференции "Физика и технические приложения волновых процессов" (г. Самара, 2007); научной сессии Воронежского государственного университета (г. Воронеж, 2007).

Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 10 печатных работах [130-139].

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 107 страницах машинописного текста, 2 таблиц и 53 иллюстраций на 30 листах, списка литературы из 139 наименований на 17 листах. Объем диссертации составляет 154 страницы.

Моделирование биполярного транзистора с гетеропереходом в нелинейном режиме

Анализ нелинейных свойств твердотельных СВЧ устройств, в частности транзисторных МШУ, базируется на математических моделях используемых твердотельных приборов и подключённых к ним линейных цепей с сосредоточенными и распределёнными параметрами. Корректность модели определяет полноту и строгость анализа рассматриваемой нелинейной системы. В литературе используются несколько разновидностей эквивалентной схемы биполярного транзистора с гетеропереходом, отличающихся топологией или количеством элементов схемы. Выбор конкретной схемы определяется областью применения, требованиями к точности моделирования, особенностями используемых транзисторов. Общее количество элементов модели может выбираться, исходя из двух различных соображений. С одной стороны, эквивалентная схема с большим числом элементов моделирует транзистор в заданном частотном диапазоне с большей точностью. С другой стороны, чем больше в схеме элементов, тем сложнее процесс получения их значений. Выбор количества элементов каждый раз проводится на основе компромисса между точностью моделирования и сложностью определения параметров эквивалентной схемы.

Для расчета характеристик электромагнитной совместимости нами была использована нелинейная малосигнальная модель НВТ. Она достаточно точно описывает нелинейные и шумовые характеристики транзистора при малых уровнях нелинейности, т.е. когда компрессия усилителя не превышает 1 дБ.

Для выбора эквивалентной схемы НВТ необходимо обратиться к его структурной модели, т. к. она является отражением особенностей его полупроводниковой структуры и протекающих в ней процессов (рис. 1.3). За каждым элементом схемы стоит либо определенная область транзистора, обладающая некоторыми свойствами (сопротивление, объемный заряд), либо тот или иной процесс. Например, усиление мощности слабого сигнала за счет мощности источника постоянного напряжения моделируется зависимыми источниками тока, характеризуемыми крутизной g и gm, управляемыми напряжением база-эмиттер и6э. Отсюда эквивалентная схема НВТ будет выглядеть следующим образом (рис 1.4). Эта модель включает в себя входную емкость Сбэ, проходную емкость ССк) зависимые источники тока, характеризуемые крутизной gm, g и управляемые напряжением база-эмиттер ибз, а также сопротивления базы, эмиттера и коллектора R6, Кэ и RK соответственно. Резистивные элементы схемы имеют "паразитный" характер и отражают потери в омической части полупроводниковой структуры, влияние металлических выводов, корпуса, токов утечки через подложку. Они оказывают существенное влияние на входное и выходное сопротивление транзистора, а значит на устойчивость усилителя на его основе. Поэтому для успешного решения вопросов согласования транзистора и предотвращения возбуждения в усилителе необходима модель, содержащая указанные паразитные элементы. Эти же сопротивления являются источниками части собственных шумов транзистора [39], поэтому их необходимо учитывать при анализе шумовых свойств транзисторных усилителей. Отражение нелинейных свойств транзистора в модели достигается введением зависимости значений элементов эквивалентной схемы от напряжений, зависящих, в том числе, и от мощности входного сигнала. Степень нелинейности каждого элемента зависит от конструктивных и электрофизических параметров транзистора и его рабочего режима. Для большинства транзисторов, работающих в типовых электрических режимах, формирование нелинейных свойств происходит, в основном, за счет входной емкости Cfo, крутизны gm, g и проходной емкости Сбк [60].

Расчет параметров эквивалентной схемы нелинейной модели НВТ с помощью диффузионно-дрейфовой модели

Применение диффузионно-дрейфовой модели для расчета физических характеристик НВТ позволяет наглядно увидеть влияние тех или иных электрофизических и геометрических параметров транзистора на конечные характеристики электромагнитной совместимости. Ее применение необходимо для решения задач оптимизации конструктивных параметров с целью улучшения характеристик СВЧ усилителей на НВТ в помеховой обстановке (гл.З). В работе была использована одномерная диффузионно-дрейфовая модель НВТ, реализованная в предположении о наличии резкого анизотипного гетероперехода и одномерного характера переноса носителей.

Компоненты тока в п L-p-n НВТ в активном режиме. Для нахождения значений тока базы 16 и тока коллектора 1К обратимся к рис. 1.7. На нем показаны электронные и дырочные компоненты тока в п-р-п НВТ в активном режиме, когда переход база-эмиттер смещен в прямом, а переход база-коллектор в обратном направлении. Под действием напряжения смещения электроны инжектируются из эмиттера в базу и диффундируют в направлении коллектора за счет градиента концентрации электронов в базе (компонента 1пе). Часть электронов рекомбинирует в базе, и это приводит к тому, что электронный ток, достигающий коллектора he he Кроме того дырки инжектируются из базы в эмиттер и коллектор и создают токи / и / соответственно. Эти токи, состоящие из неосновных носителей заряда, достигнут металлических контактов эмиттера и коллектора при условии, что ширина полупроводника меньше диффузионной длины дырок попарно в эмиттере и коллекторе. Если это условие не выполняется, дырки успевают рекомбинировать, не достигнув металлического контакта. В обычных условиях для большинства НВТ электронный ток примерно в 150 раз больше дырочного [70].

Области базы эмиттера и коллектора равномерно легированы. То есть предполагается отсутствие внутренних электрических полей за пределами областей обеднения. Легирование в массе полупроводника достаточно высоко, чтобы гарантировать высокую проводимость, и падение напряжения только поперек обедненных зон. В обедненных областях не происходит ни генерация, ни рекомбинация носителей Низкий уровень инжекции, то есть концентрация носителей, инжектированных в области мала по сравнению с уровнем легирования.

Вместе с соответствующими граничными условиями эти нелинейные дифференциальные уравнения второго порядка позволяют определить концентрации неосновных носителей заряда и, следовательно, токов, протекающих в транзисторе.

Для нахождения электронной составляющей тока необходимо решить уравнение непрерывности для электронов (1.25) в базе транзистора. Выражение для заряда резкого анизотипного перехода можно получить, используя известные формулы для гомоперехода [1,7]. Заряд перехода база - эмиттер есть сумма диффузионного заряда и заряда обедненного слоя.

Заряд перехода база-коллектор Q6K определяется решением уравнения Пуассона для обедненной области база-коллектор [63]. Так как ток в области коллектора является дрейфовым, а транзистор работает в режиме насыщения, то концентрация носителей в переходе база-коллектор может быть представлена в виде п - ——, где J — это lVsa, плотность коллекторного тока, vsat — скорость насыщения.

Анализ усиления сигнала на фоне внешних шумов в нелинейном режиме ТРУ на НВТ

В предыдущем разделе проведен анализ взаимодействия гармонической помехи с собственными шумами усилителя на полевом транзисторе в СВЧ диапазоне. Однако в реальных условиях на его вход полезные сигналы поступают вместе с шумами, как естественного, так и искусственного происхождения. Поэтому анализ нелинейного совместного усиления помехи и полезного сигнала на фоне внешнего шума представляет собой самостоятельную задачу.

К внешним шумам естественного происхождения могут быть отнесены: шумы сопротивления потерь антенны, шумы космического пространства, шумы, обусловленные флуктуационным характером поглощения радиоволн в атмосфере Земли, шум, обусловленный тепловым излучением Земли. Перечисленные шумы обладают весьма широким спектром. В пределах полосы пропускания радиоприемников спектральные плотности этих шумов постоянны и шумы можно считать белыми. Будем полагать также, что они статистически независимы, в силу чего составляющие спектральных плотностей, приходящихся на одну и ту же единицу частоты, суммируются.

К шумам искусственного происхождения в первую очередь могут быть отнесены помехи, характеризующиеся хаотическим изменением амплитуды, частоты или фазы выбросов и, называемые часто флуктуационными [128]. Созданные в широкой полосе частот, они обладают наибольшими маскирующими свойствами, подобно белому шуму естественного происхождения. Такого рода помехи эффективно действуют на все РЭС, поскольку по своей структуре они близки к внутренним флуктуационным шумам.

Рассмотрим энергетические соотношения сигнала и внешнего шума при усилении ТРУ в присутствии монохроматической помехи большого уровня. Будем предполагать, что уровень внешнего шума на выходе усилителя значительно превышает уровень собственных шумов, поэтому расчет проведем без учета последних. В качестве модели шума используем предложенную ранее в п.2.1 модель. Физическая картина взаимодействия монохроматической помехи и внешнего шума такая же, как и при взаимодействии помехи с собственным шумом усилителя. То есть в случае нелинейного взаимодействия внешнего шума и помехи ожидаются следующие эффекты: эффект подавления внешнего шума; образование комбинационных составляющих третьего порядка (интермодуляция) между помехой с частотой о)0 и спектральными составляющими шума вида 2й)0-ак и оз0+0),-0),. Поэтому спектральная плотность внешнего шума на выходе усилителя также будет определяться тремя составляющими (выражение (2.3)), значения которых находятся по формулам (2.4). Разница состоит в том, что при расчете ядер Вольтерра первого порядка на частотах составляющих внешнего шума изображение входного воздействия должно стоять в правой части уравнения, описывающего входную ветвь.

В процессе анализа было установлено, что комбинационный шум вида со0+ 0),-0), также на два порядка меньше остальных составляющих, и его можно не учитывать. Исходя из этого и считая, что спектральная плотность внешних шумов постоянна, определим коэффициент подавления внешнего шума К, который вычисляется как отношение спектральной плотности внешнего шума на выходе усилителя при воздействии помехи к значению этой спектральной плотности в отсутствии помехи.

Из анализа выражений (2.11) и (2.12) видно, что подавление внешнего шума будет происходить в меньшей степени по сравнению с подавлением полезного сигнала только за счет появления интермодуляционного продукта. Главным фактором, ограничивающим чувствительность приемного устройства, являются собственные шумы приемника (за исключением случаев, когда внешние шумы значительно превышают уровень собственных шумов).

Известно [112, 129], что основной вклад в собственные шумы приемника вносит шум входных каскадов, поскольку он подвергается наибольшему усилению. Для оценки уровня собственных шумов входного усилителя служат шумовые параметры: коэффициент шума Кш, когда его величина значительно больше единицы, или температура шума Тш, когда коэффициент шума близок к единице. В диапазоне СВЧ разработано достаточно много типов входных МШУ, поэтому при создании приемника всегда стоит проблема верного выбора усилителя. Для решения этой проблемы необходимо разработать критерии, которые в полной мере позволяют оценить возможность работы усилителя в насыщенной электромагнитными помехами обстановке. Значений верхних границ динамических диапазонов по блокированию и интермодуляции не достаточно для характеристики помехоустойчивости радиоприемного устройства в условиях действия интенсивных помех, так как они не учитывают изменение коэффициента шума, определяющего чувствительность приемника.

Проанализируем изменение коэффициента шума транзисторного усилителя при воздействии на его вход интенсивной помехи. Согласно общепринятому определению коэффициент шума понимается, как отношение мощности шумов от всех причин на выходе приемника к выходной мощности шумов в линейном режиме.

Влияние электрофизических и геометрических параметров НВТ на характеристики ЭМС МШУ

Рассмотрим влияние электрофизических и геометрических параметров НВТ на величину динамического диапазона по блокированию с учетом изменения коэффициента усиления и коэффициента шума. Знание зависимости этих характеристик от конструктивных параметров транзистора позволит определить возможность расширения ВГДД выбором соответствующих значений этих параметров с учетом изменения Ку и Кштт.

Анализировался п-р-п транзистор со следующими параметрами: толщина базы 0,1 мкм, толщина коллектора 1 мкм, концентрация примесей эмиттера 5-Ю23 м-3, концентрация примесей базы 1025 м , концентрация примесей коллектора 2-Ю22 м" . Модель рассчитывалась на частоте 1,8 ГГц. Исследовались зависимости Ку, КШтт и D6i от толщины базы WB, толщины коллектора Wc, концентрации примесей эмиттера NnE, концентрации примесей базы NpB и концентрации примесей коллектора NnC с целью использования потенциальных возможностей транзистора для увеличения значения ВГДД. Изменение Wc и NnC не оказали существенного влияния на нелинейные характеристики транзистора. Результаты, полученные для WB- NnE и NPB представлены на рис.3.6-3.8. Как видно из рис.3.6, увеличение толщины базы WB позволяет добиться увеличения ВГДД, но в результате снижается Ку и растет Кштіп. Поэтому выбор толщины базы проводится на основе компромисса с учетом допустимого изменения коэффициента усиления и минимального коэффициента шума. С ростом концентрации основных носителей в эмиттере NnE растут ВГДД и коэффициент усиления, а минимальный коэффициент шума меняется незначительно, поэтому за счет повышения концентрации основных носителей в эмиттере может быть увеличено значение ВГДД по блокированию (рис.3.7). Однако в этом случае необходимо помнить, что рост концентрации носителей ведет к увеличению емкости база-эмиттер, что в свою очередь приводит к ухудшению частотных свойств усилителя.

Увеличение концентрации акцепторов в базе хоть и приводит в свою очередь к увеличению ВГДД и уменьшению Кштіп, но сопровождается резким падением коэффициента усиления (рис.3.8). Здесь опять же можно говорить о выборе компромисса между исследуемыми величинами. В результате проведенного исследования были выбраны, следующие параметры НВТ, позволяющие добиться увеличения ВГДД при допустимом ухудшении других характеристик WB=0.12MKM, NnE=l024M \ NpB =1.1-1025 лГ3. В данном случае, нелинейные свойства усилителя в присутствии интенсивной помехи будем характеризовать коэффициентом блокирования с учетом Для получения интегральной оценки расширения ВГДД по блокированию рассмотрим зависимость Кбл от мощности входного сигнала (рис.3.9) для НВТ с исходными параметрами (кривая 1) и НВТ с параметрами, выбранными на основе анализа (кривая 2). Как видно из рис.3.9 для уровня блокирования в 3 дБ значение ВГДД может быть увеличено на 6 дБ при незначительном уменьшении Ку (с 12,5 дБ до 11 дБ) и повышении КштЫ на 0,22 дБ. Полученная методика позволяет определить значения электрофизических и геометрических параметров НВТ с улучшенными характеристиками ЭМС. С одной стороны мы можем расширить ВГДД МШУ если заданы допустимые значения Ку и Кшт-т. С другой стороны, существует возможность оптимизировать характеристики МШУ при заданном значении ВГДД по блокированию. 1. Проведено теоретическое исследование влияния электрического режима работы МШУ на НВТ по постоянному току про оптимизации их односигнальных, многосигнальных и шумовых характеристик. 2. Показано, что для исследуемого усилителя с увеличением напряжения база-эмиттер коэффициент усиления и коэффициент шума растут, а ВГДД по блокированию имеет минимум, следовательно, оптимальный режим работы усилителя определяется компромиссом между режимом максимального коэффициента усиления и минимального коэффициента шума. Изменение смещающего напряжения база-коллектор слабо влияет на нелинейные характеристики транзистора. Совместный анализ показал, что правильный выбор режима работы СВЧ усилителя на НВТ в соответствии с уровнем помехи на входе может улучшить его характеристики помехозащищенности. 3. Показано, что при изменении напряжения база-эмиттер НВТ существует минимум возрастания коэффициента шума относительно коэффициента блокирования, что ведет к улучшению отношения сигнал/шум на выходе усилителя. Так же показано существование минимума мощности интермодуляционного продукта третьего порядка при изменении смещающего напряжения база-эмиттер. 4. Исследовано поведение зависимостей коэффициента усиления, минимального коэффициента шума, верхней границы динамического диапазона по блокированию от конструктивных параметров НВТ. Проведенные исследования позволяют синтезировать данные транзисторы с улучшенными параметрами электромагнитной совместимости. Проведена оптимизация конструктивных параметров для улучшения нелинейных свойств усилителя на их основе.

Похожие диссертации на Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом