Мощный биполярный свч-транзистор

Использование: полезная модель относится к области конструирования и производства мощных СВЧ транзисторов. Техническим результатом полезной модели является возможность создания широкополосного мощного биполярного СВЧ транзистора с повышенным значением коэффициента полезного действия. Сущность полезной модели: в мощном биполярном СВЧ транзисторе, содержащем транзисторные кристаллы, расположенные на коллекторном электроде, по крайней мере один согласующий конденсатор во входной цепи транзистора, расположенный на кремниевой подложке, 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. 2 независимых пункта, 2 рисунка.

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%.

1. Мощный биполярный СВЧ транзистор, включающий транзисторные кристаллы, расположенные на коллекторном электроде, по крайней мере один согласующий конденсатор во входной цепи транзистора, расположенный на кремниевой подложке, соединенный проволоками с эмиттерными электродами транзисторных кристаллов, отличающийся тем, что коллекторный электрод соединен проволочными проводниками с разделительным конденсатором, сформированном на согласующем конденсаторе во входной цепи транзистора.

2. Мощный биполярный СВЧ транзистор, включающий транзисторные кристаллы, расположенные на коллекторном электроде, по крайней мере один согласующий конденсатор во входной цепи транзистора, расположенный на кремниевой подложке, соединенный проволоками с эмиттерными электродами транзисторных кристаллов, отличающийся тем, что коллекторный электрод соединен проволочными проводниками с разделительным конденсатором, сформированным между верхней обкладкой согласующего конденсатора и изолированной областью в слое металла, покрывающей кремниевую подложку, соединенным с базовым электродом транзисторных кристаллов.