МОЩНЫЙ БИПОЛЯРНЫЙ СВЧ-ТРАНЗИСТОР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2007 года по МПК H01L29/72 

Изобретение относится к области конструирования и производства мощных СВЧ-транзисторов.

Известен мощный СВЧ-транзистор 2Т946 (АаО 339083 ТУ), включающий транзисторные кристаллы с двусторонней сборкой базовых электродов транзисторных кристаллов.

Недостатком указанной конструкции при работе в широкой полосе частот является наличие некомпенсированной емкости коллектор-база.

Известен мощный СВЧ-транзистор (US 6181200 В1), включающий транзисторные кристаллы с двусторонней сборкой базовых электродов транзисторных кристаллов. При этом коллекторный электрод транзисторных кристаллов соединен проволоками через разделительный конденсатор с базовым электродом. 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.

Целью изобретения является создание широкополосного мощного биполярного СВЧ-транзистора с повышенным значением коэффициента полезного действия.

Поставленная цель достигается тем, что в мощном биполярном СВЧ-транзисторе, включающем транзисторные кристаллы, расположенные на коллекторном электроде, по крайней мере один разделительный конденсатор, расположенный на коллекторном электроде, соединенный проволоками с базовым электродом транзисторных кристаллов, по крайней мере один согласующий конденсатор во входной цепи транзистора, соединенный проволоками с эмиттерным электродом транзисторных кристаллов, разделительный конденсатор соединен через индуктивность обратной связи с эмиттерным электродом транзисторных кристаллов или с согласующим конденсатором во входной цепи транзистора.

При этом индуктивное сопротивление проволок, соединяющих коллекторный и эмиттерный электроды, 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.

Техническим результатом изобретения является возможность создания широкополосного мощного биполярного СВЧ-транзистора с повышенным значением коэффициента полезного действия.

Новизна предлагаемого изобретения по п1. заключается в том, что конструкция транзистора, реализующая соединение коллекторного электрода транзисторных кристаллов с эмиттерным электродом, неизвестна.

Новизна предлагаемого изобретения по п2. заключается в том, что конструкция транзистора, реализующая соединение коллекторного электрода транзисторных кристаллов с согласующим конденсатором во входной цепи, неизвестна.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, так как сочетание новых признаков с уже известными не явно для специалиста.

Технико-экономическая эффективность предлагаемых изобретений заключается в улучшении частотных и энергетических параметров транзисторов.

Предложенные варианты конструкции:

На фиг.1, 2 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 коллекторном электроде.

На фиг.1 разделительный конденсатор соединен проводниками 10 с фланцем корпуса и проводниками 11 с эмиттерным электродом.

На фиг.2 разделительный конденсатор соединен проводниками 12 с базовым электродом и проводниками 13 с входным согласующим конденсатором.

Пример конкретной реализации предлагаемого изобретения по п.1:

Мощные СВЧ-транзисторы были собраны в корпусе, включающем два транзисторных кристалла, с суммарной емкостью коллектор-эмиттер - 7 пФ. Разделительный конденсатор расположен на коллекторном электроде и соединен проводниками с индуктивностью 0.9 нГн с эмиттерным электродом.

При такой реализации достигнута полоса рабочих частот 2.7-3.1 ГГц по уровню выходной мощности 40 Вт с коэффициентом полезного действия коллекторной цепи не менее 35%.

При сборке такого транзистора без компенсации емкости коллектор-эмиттер достигается полоса рабочих частот 2.7-2.9 ГГц по уровню выходной мощности 40 Вт с коэффициентом полезного действия коллекторной цепи не менее 30%.

Пример конкретной реализации предлагаемого изобретения по п.2:

Мощные СВЧ-транзисторы были собраны в корпусе, включающем два транзисторных кристалла, с суммарной емкостью коллектор-эмиттер - 11 пФ. Разделительный конденсатор расположен на коллекторном электроде и соединен проводниками с индуктивностью 2.30 нГн с согласующим конденсатором во входной цепи транзистора.

При такой реализации достигнута полоса рабочих частот 1.0-1.5 ГГц по уровню выходной мощности 75 Вт с коэффициентом полезного действия коллекторной цепи не менее 50%.

При сборке такого транзистора без компенсации емкости коллектор-эмиттер достигается полоса рабочих частот 1.0-1.4 ГГц по уровню выходной мощности 70 Вт с коэффициентом полезного действия коллекторной цепи не менее 40%.

Использование: изобретение относится к области конструирования и производства мощных СВЧ-транзисторов. Техническим результатом изобретения является возможность создания широкополосного мощного биполярного СВЧ-транзистора с повышенным значением коэффициента полезного действия. Сущность изобретения: в мощном биполярном СВЧ-транзисторе, содержащем транзисторные кристаллы, расположенные на коллекторном электроде, по крайней мере, один разделительный конденсатор, расположенный на коллекторном электроде, соединен проволоками с базовым электродом транзисторных кристаллов, по крайней мере, один согласующий конденсатор во входной цепи транзистора соединен проволоками с эмиттерным электродом транзисторных кристаллов. В первом варианте разделительный конденсатор соединен через индуктивность обратной связи с эмиттерным электродом транзисторных кристаллов. Во втором варианте разделительный конденсатор соединен через индуктивность обратной связи с согласующим конденсатором во входной цепи транзистора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Мощный биполярный СВЧ-транзистор, включающий транзисторные кристаллы, расположенные на коллекторном электроде, по крайней мере, один разделительный конденсатор, расположенный на коллекторном электроде, соединенный проволоками с базовым электродом транзисторных кристаллов, по крайней мере один согласующий конденсатор во входной цепи транзистора, соединенный проволоками с эмиттерным электродом транзисторных кристаллов, отличающийся тем, что разделительный конденсатор соединен через индуктивность обратной связи с эмиттерным электродом транзисторных кристаллов.2. Мощный биполярный СВЧ-транзистор, включающий транзисторные кристаллы, расположенные на коллекторном электроде, по крайней мере один разделительный конденсатор, расположенный на коллекторном электроде, соединенный проволоками с базовым электродом транзисторных кристаллов, по крайней мере один согласующий конденсатор во входной цепи транзистора, соединенный проволоками с эмиттерным электродом транзисторных кристаллов, отличающийся тем, что разделительный конденсатор соединен через индуктивность обратной связи с согласующим конденсатором во входной цепи транзистора.