Фрязино, Россия
Фрязино, г. Москва и Московская область, Россия
Фрязино, г. Москва и Московская область, Россия
В работе показан метод построения МИС СВЧ ограничителя мощности, целью которого является повышение порога сгорания. Рассмотрена классическая двухкаскадная схема на антипараллельных p-i-n-диодах. Идея повышения порога сгорания ограничителя мощности заключается в перераспределении токов между каскадами так, чтобы на первом и втором каскадах ток достигал насыщения при значениях 0,41—0,45 A/100 мкм. Для этого был проведен расчет следующих схем: отношение емкости диодов первого каскада ко второму 1:1, 2:1, 3:1 и 4:1. Рассчитанные схемы были изготовлены на основе p-i-n-диодной GaAs технологии АО «НПП “Исток” им. Шокина», высота барьера диода 1,1 В / 1 мА, пробивное напряжение 45 В / 100 мкА. Показаны результаты зондовых измерений S-параметров ограничителей мощности и измерения динамических характеристик кристаллов в оснастке. Разработанные приборы в диапазоне частот от 1 до 16 ГГц имеют потери меньше 0,8 дБ и КСВН по входу и выходу меньше 2. Порог сгорания в непрерывном режиме на частоте 10 ГГц составил: для топологии 1:1 — 45,3 дБм, 2:1 — 48,3 дБм и для топологии 3:1 — 49,6 дБм. В тех же условиях, бы-ли исследованы ряд серийных МИС СВЧ ограничителей мощности зарубежных фирм. Удельная мощность сгорания для технологии АО «НПП “Исток” им. Шокина» составила ~20 Вт / 100 мкм периферии, что превышает уровень исследованных зарубежных аналогов.
p-i-n-диод, МИС СВЧ, ограничитель мощности, GaAs, порог сгорания, допустимая мощность, ток насыщения, удельная мощность сгорания
1. Bouchez J., Nguyen T. [et al.] A 2-5 GHz 100W CW MMIC Limiter using a Novel Input Topology // IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSICS). 2013. P. 1-4.
2. Boles T., Bukowski J., Brogle J. Monolithic High Power 300 Watt, S-Band, HMIC PIN Di-ode Limiter // IEEE International Conference on Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems (COMCAS). 2019. P. 1-5.
3. Груша А. В. Крутов А. В., Ребров А. С. МИС СВЧ ограничителя мощности с уровнем проходящей мощности менее 14 мВт в диапазоне частот 8-12 ГГц // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2021. № 3. С. 32-33.
4. Smith D. G., Heston D. D., Heimer B., Decker K. Designing Reliable High-power Limiter Circuits with GaAs PIN Diodes // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest. 2002. Vol. 2. P. 1245-1247.
5. Крутов А. В., Ребров А. С. Экспериментальное определение уровня допустимой вход-ной мощности для монолитных интегральных схем защитного устройства. В сб. : 20-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» - КрыМиКо’2010 (Севастополь, 13-17 сент. 2010 г.). 2010. С. 143-144.
6. Carslow H. S., Jaeger J. C. Conduction of Heat in Solids. Oxford : Oxford University Press, 1959.
