Мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ Российский патент 2024 года по МПК H03F3/00 H05K1/00 

Описание патента на изобретение RU2814895C1

Изобретение относится к электронной технике СВЧ, а именно усилителям мощности СВЧ и может быть широко использовано в электронной технике СВЧ и, прежде всего в радиолокационных станциях с фазированными антенными решетками (ФАР).

Основными характеристиками усилителя мощности СВЧ и особенно в последнем случае применения являются выходная мощность СВЧи массогабаритные характеристики.

Известен мозаичный фотоприемник (МФП) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, состоящий из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, n≠m при n=1 или при m=1, при этом фотоприемныесубмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе, фотоприемныесубмодулив монолитном исполнении изготовлены как бескорпусные монолитные фотоприемники в виде кристаллов с дополнительно интегрированными на них массивами, а в гибридном исполнении – как бескорпусные гибридные микросборки из кристалла матрицы ФЧЭ и кристаллы КМ, при этом предусматривают зазор между строками матрицы n×mсубмодулей для размещения микрошлейфов с металлической разводкой и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя.

В котором, с целью повышенияэффективности преобразования изображений, монолитные или гибридные фотоприемныесубмодули изготавливают с обеспечением минимальных 5-8 мкм областей повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов субмодулей, монолитные или гибридные фотоприемныесубмодули с минимальными областями повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов непосредственно размещены фотоприемной стороной вверх на единственной пластине-носителе без зазоров илис минимальными не более 2 мкм зазорами между смежными кристаллами субмодулей[Патент 2731460 РФ. / Мозаичный фотоприемник с предельной сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений / Козлов А.И. и др. / 2020 – бюл. №25].

Недостаток – малая рассеиваемая тепловая мощность фотоприемника, расположенного на поверхности мультиплексора.

Данный мозаичный фотоприемник, равно как и мозаичный гибридно-монолитныймногокаскадный усилитель мощности СВЧ предназначены для преобразования мощности электромагнитных сигналов.

Известна интегральная схема СВЧ, содержащая корпус, основание и размещенные на нем сосредоточенные пассивные элементы, диэлектрическую плату с отверстием и крышку.

В которой, с целью упрощения конструкции и улучшения массогабаритных характеристик, основание выполнено в виде металлизированной со стороны размещения элементов диэлектрической платы, а диэлектрическая плата с отверстием металлизирована с нижней стороны и соединена с металлизированной стороной основания.

Диэлектрическая подложка лицевой стороной соединена с обратной металлизированной стороной диэлектрической рамки, на лицевой стороне которой расположены микрополосковые линии передачи. Микрополосковые линии передачи диэлектрической рамки и копланарные линии передачи диэлектрической подложки соединены между собой проволочными соединениями. Диэлектрическая рамка с диэлектрической подложкой установлена на металлическое основание, лицевая сторона диэлектрической рамки закрыта диэлектрической крышкой.[Патент 2067362РФ. /Интегральная СВЧ-схема/ А.М. Темнов и др. / 1983 г.]

Наличие в интегральной схеме СВЧ подвешенной копланарной линии передачи позволило включать пассивные элементы, в том числе и шунтирующие без проволочных соединений и, тем самым сократить частично, но не полностью число и соответственно длину проволочных соединений и, тем самым уменьшить разброс электрических характеристик и, как следствие – повышение воспроизводимости и повышение надежности интегральной схемы СВЧ.

Недостаток данной конструкции интегральной схемы СВЧ заключается в малых значениях, порядка 1 Вт,рассеиваемойтепловой мощности, что не позволяет использовать данную конструкцию для мощных интегральных схем СВЧ.

Известна мозаичная гибридно-монолитная интегральная схема двухкаскадного усилителя мощности СВЧ, содержащая

заданное множество активных элементов СВЧ,

заданное множество пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы,

заданное множество контактных площадок СВЧ,

заданное множество контактных площадок низких частот,

основание, выполненное из высокотеплопроводного металлического либо иного металлизированного материала,

множество активных элементов СВЧ, множество пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы, множество контактных площадок СВЧ, множество контактных площадок низких частот выполнены и соединены электрически согласно электрической схемы и топологии заданного типамозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ соответственно.

Данная конструкция мозаичного гибридно-монолитного двухкаскадного усилителя мощности СВЧ позволила значительно повысить допустимую рассеиваемую тепловую мощностьи соответственно повысить выходную мощность СВЧ.

Однако, выполнение в данной конструкциикаждого активного и каждогопассивного элементов в виде отдельных кристаллов, это –

во-первых, не позволяет получать выходную мощность СВЧ более 0.6 Вт, коэффициент усиления более 14 дБ в диапазоне рабочих частот 9-10 ГГц,

во-вторых, обуславливает:

а) низкуювоспроизводимость,

б)высокие массогабаритные характеристики.

Технический результат – повышение выходной мощности СВЧ, коэффициента усиления, коэффициента полезного действия, снижение массогабаритных характеристик, повышение надежности, выхода годных заявленного мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ.

Указанный технический результат достигается заявленным мозаичным гибридно-монолитным многокаскадным усилителем мощности СВЧ, содержащим

заданное множество активных элементов СВЧ,

заданное множество пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы,

заданное множество контактных площадок СВЧ,

заданное множество контактных площадок низких частот, основание, выполненное из высокотеплопроводного металлического либо иного металлизированного материала,

множество активных элементов СВЧ, множество пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы, множество контактных площадок СВЧ, множество контактных площадок низких частот выполнены и соединены электрически согласно топологии и электрической схемы заданного типа мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ соответственно.

При этом

множество активных элементов СВЧ, заданная часть множества пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы, множество контактных площадок СВЧ, заданная часть множества контактных площадок низких частот выполнены в виде одного – единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, на основе полупроводникового материала, с удельным сопротивлением более 104Ом×мм, при этом каждый конденсатор заданной части множества пассивных элементов СВЧ выполнен с емкостью менее 10 пФ,

множество контактных площадок СВЧ выполнены на противоположных двух сторонах единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, равномерно, зеркально,

заданная часть множества контактных площадок низких частот выполнены на противоположных двух других сторонах единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, равномерно, зеркально,

другая часть множества пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы, другая часть множества контактных площадок низких частот выполнены в виде двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот – первый, второй соответственно, на основе низкоомного кремния, с удельным сопротивлением менее 6,5×10-3Ом×мм,

другая часть множества контактных площадок низких частот каждого из одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот выполнены на одной из его сторон,

единый кристалл монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, первый и второй одинаковые кристаллы монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот выполнены соразмерными по длине,

единый кристалл монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, первый и второй одинаковые кристаллы монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот расположены на упомянутом основании,

единый кристалл монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ расположен между первым и вторым одинаковыми кристаллами монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот, параллельно, на расстоянии менее 150 мкм,

заданная часть множества контактных площадок низких частот на противоположных двух других сторонах единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ и другая часть множества контактных площадок низких частот на одной из сторон каждого из двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот расположены зеркально.

Заданное множество упомянутых элементов, заданная топология, заданная электрическая схема, заданная часть множества пассивных элементов, заданная часть множества контактных площадок низких частот определяются заданным типом мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ.

Полупроводниковый материал представляет собой – арсенид галлия, либо кремний, либо карбид кремния.

Активный элемент представляет собой полевой транзистор с барьером Шоттки.

Иной металлизированный материал основания представляет собой материал – алмаз, либо поликристаллический CVD алмаз, либо кремний Si, либо карбид кремния SiC, либо композиционный материал алюминий-карбид кремния AlSiC.

Каждый конденсатор другой части множества пассивных элементов низких частот выполнен с емкостью исходя из значений 10-1200 пФ.

Раскрытие сущности изобретения.

Совокупность существенных признаков ограничительной и отличительной частей заявленной формулы изобретения мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ обеспечивает, а именно.

Выполнение множества активных элементов СВЧ, заданной части множества пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы, множества контактных площадок СВЧ, заданной части множества контактных площадок низких частот в виде одного – единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, на основе полупроводникового материала, с удельным сопротивлением более 104Ом×мм, при этом каждый конденсатор множества пассивных элементов СВЧ выполнен с емкостью менее 10 пФ,

при этом, когда

множество контактных площадок СВЧ выполнены на противоположных двух сторонах единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, равномерно, зеркально,

заданная часть множества контактных площадок низких частот выполнены на противоположных двух других сторонах единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, равномерно, зеркально.

Это обеспечивает – полное исключение необходимости наличия проволочных соединений между элементами единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ и, тем самым обеспечивает существенное – значительное снижение паразитных электрических характеристик единого кристалла и, как следствие, – значительное повышение:

во-первых, выходной мощности СВЧ,

во-вторых, коэффициента усиления,

в-третьих, коэффициента полезного действия,

в-четвертых, снижение массогабаритных характеристик мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ и прежде всего – площади единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ,

в-пятых, повышение надежности,

в-шестых, повышение выхода годных.

Выполнение другой части множества пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы, другой части множества контактных площадок низких частот в виде двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот – первый, второй соответственно, на основе низкоомного кремния, с удельным сопротивлением менее 6,5×10-3Ом×мм,

при этом, когда

другая часть множества контактных площадок низких частот каждого из одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот выполнены на одной из его сторон.

Это обеспечивает– практически полное исключение необходимости наличия проволочных соединений между элементами двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частоти, как следствие, дополнительно

во-первых, повышение надёжности,

во-вторых, снижение массогабаритных характеристик,

в-третьих, повышение выхода годных.

Выполнение единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, первого и второго одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот соразмерными по длине обеспечивает оптимизацию массогабаритных характеристик.

Расположение единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, первого и второго одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот на упомянутом основании,

при этом, когда

единый кристалл монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ расположен между первым и вторым одинаковыми кристаллами монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот, параллельно, на расстоянии менее 150 мкм,

заданная часть множества контактных площадок низких частот на противоположных двух других сторонах единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ и другая часть множества контактных площадок низких частот каждого из двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот расположены зеркально.

Это обеспечивает наикротчайшее соединение единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ и первого и второго одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот и, как следствие, – дополнительно

во-первых, снижение массогабаритных характеристик.

во-вторых, повышение выхода годных.

Более того, данная конструкция мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ обеспечивает упрощение последующего расположения в устройствах его применения и, прежде всего в приёмо-передающих модулях АФАР, что – немаловажно.

Изобретение поясняется иными материалами.

На фиг. 1 представлена фотография заявленного мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ, где

заданное множество активных элементов СВЧ – 1,

заданное множество пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы – 2 а, б (его части – заданная, другая соответственно),

заданное множество контактных площадок СВЧ – 3,

заданное множество контактных площадок низких частот – 4 а, б

(его части – заданная, другая соответственно),

основание, выполненное из высокотеплопроводного металлического либо иного металлизированного материала – 5,

единый кристалл монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ – 6, на основе полупроводникового материала, с удельным сопротивлением более 104Ом×мм,

два одинаковых кристалла монолитных интегральных схем низких частот – первый– 7, второй– 8, на основе низкоомного кремния, с удельным сопротивлением менее 6,5×10-3Ом×мм.

На фиг. 2 представлена электрическая схема заявленного мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ.

Работа заявленного мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного, а именно трехкаскадного усилителя мощности СВЧХ-диапазона частот.

При подаче на вход мозаичного гибридно-монолитного трехкаскадного усилителя мощности СВЧ-сигнала СВЧ-заданного уровня входной мощности, например, 0,05 Вт, сигнал СВЧ, пройдя через единый кристалл монолитной интегральной схемы трехкаскадного усилителя мощности СВЧ, на его выходе реализуется усиленный сигнал СВЧ с выходной мощностью СВЧ порядка 12 Вт.

Итак, имеем следующие значения электрических параметров:

-выходной мощности СВЧ 12 Вт, что соответствует

- коэффициенту усиления более 23 дБ, рассчитанный по формуле ,

-коэффициент полезного действия (КПД) порядка 40 процентов.

Пример конкретного выполнения мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ рассмотрен относительно многокаскадного усилителя мощности СВЧ Х-диапазона частот.

Задают тип мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ, в том числе заданные – требуемые значения электрических параметров, например.

Рабочий диапазон частот 8-10 ГГц.

Выходная мощность порядка 12 Вт.

Коэффициент усиления более 20 дБ.

Коэффициент полезного действия порядка 30 процентов.

Исходя из этого:

1. Определяют количество каскадов единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ при условии, что каждый каскад обеспечивает усиление менее 9 дБ. В результате необходимо – три каскада усиления.

2. Разрабатывают – электрическую схему и топологию соответственно заданного типа мозаичного гибридно-монолитного трехкаскадного усилителя мощности СВЧ.

Согласно, разработанной электрической схемы и топологии, заданный мозаичный гибридно-монолитный трехкаскадный усилитель мощности СВЧ содержит:

- множество активных элементов СВЧ 1 –полевые транзисторы с барьером Шоттки, в количестве 26 шт;

- заданную часть множества пассивных элементов низких частот2а – конденсаторы– 109 шт., каждый емкостью в диапазоне менее 10 пФ; индуктивности – 56 шт.; резисторы 42 шт.

- другая часть множества пассивных элементов низких частот2б – конденсаторы 8 шт.; резисторы 12 шт.;

- множество контактных площадок СВЧ 3– 2шт;

- заданная часть множества контактных площадок низких частот4а–12шт;

- другая часть множества контактных площадок низких частот 4б– 12 шт.

Основание 5 выполнено из композиционного материала AlSiC, размером 5,1×9,5×0,3мм3.

3. Осуществляют выполнение единого кристалла 6 монолитной интегральной схемы этого трехкаскадного усилителя мощности СВЧ, на основе полупроводникового материала – арсенида галлия, с удельным сопротивлением 106Ом×мм согласно разработанной электрической схемы и топологии,

а именно в составе –

множества активных элементов СВЧ 1 –полевые транзисторы с барьером Шоттки, в количестве 26 шт;

заданной части множества пассивных элементов низких частот 2а – конденсаторы109 шт. с емкостью 10 пФ, в том числе развязывающие конденсаторы – 12 шт., блокировочные конденсаторы – 24 шт., индуктивности – 56 шт.; резисторы 42 шт;

множества контактных площадок СВЧ 3 в количестве 2 шт. на входе и выходе единого кристалла 6 монолитной интегральной схемы этого трехкаскадного усилителя мощности СВЧ соответственно;

заданной части множества контактных площадок низких частот 4а– 12 шт.,

при этом

две контактные площадки СВЧ 3 выполнены на противоположных двух сторонах единого кристалла 6 монолитной интегральной схемы трехкаскадного усилителя мощности СВЧ, зеркально,

заданная часть множества контактных площадок низких частот 4а выполнены на противоположных двух других сторонах единого кристалла 6монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, равномерно, зеркально.

4. Осуществляют выполнение двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот – первый 7, второй 8 соответственно на основе низкоомного кремния, с удельным сопротивлением 6,5×10-3Ом×мм,

а именно в составе –

другой части множества пассивных элементов низких частот 2б – конденсаторы 8 шт. – блокировочные конденсаторы, резисторы 12 шт.;

другой части множества контактных площадок низких частот 4б–12 шт.,

при этом другая часть множества контактных площадок низких частот4б каждого из одинаковых кристаллов первого 7, второго 8 монолитных интегральных схем низких частот выполнены на одной из его сторон.

5. Осуществляют расположение единого кристалла 6 монолитной интегральной схемы трехкаскадного усилителя мощности СВЧ, первого 7 и второго 8 одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот на основании 5,

при этом

единый кристалл 6монолитной интегральной схемы трехкаскадного усилителя мощности СВЧ расположен между первым 7 и вторым 8 одинаковыми кристаллами монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот, параллельно, на расстоянии 100 мкм,

заданная часть множества контактных площадок низких частот 4а на противоположных двух других сторонах единого кристалла 6 монолитной интегральной схемы трехкаскадного усилителя мощности СВЧ и другая часть множества контактных площадок низких частот 4б на одной из сторон каждого из двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот расположены зеркально.

При этом единый кристалл 6 монолитной интегральной схемы трехкаскадного усилителя мощности СВЧ, первый 7 и второй 8 одинаковые кристаллы монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот выполнены соразмерными по длине.

При этом каждый конденсатор другой части множества пассивных элементов низких частот 2б выполнен с емкостью исходя из значений 10-1200 пФ, при этом, что определяет его функциональность.

Электрическая схема этого мозаичного гибридно-монолитного трехкаскадного усилителя мощности СВЧ.

Содержит три каскада усиления, цепи согласования по входу и выходу единого кристалла 6 монолитной интегральной схемы трехкаскадного усилителя мощности СВЧ.

Выполнена по схеме с общим электродом истока полевых транзисторов с барьером Шоттки 1.

Согласование осуществляют посредством согласующих конденсаторов и индуктивностей, последние в виде отрезков микрополосковой линии передачи.

Для развязки по постоянному току используют развязывающие конденсаторы – 12 шт.

Для блокировки источников питания – блокировочные конденсаторы– 24 шт.

Единый кристалл 6 монолитной интегральной схемы трехкаскадного усилителя мощности СВЧ питается от двух источников питания– первый положительной полярности питает цепь электродов стоков, второй отрицательной полярности обеспечивает необходимое напряжение смещения на электродах затвора полевых транзисторов с барьером Шоттки1, при этом контактные площадки объединены проволочными соединениями и питание может подаваться с любой стороны.

Упомянутое выше выполнено посредством технологических операций классического процесса тонкопленочной технологии изготовления изделий электронной техники СВЧ.

Заявленный мозаичный гибридно-монолитный трехкаскадный усилитель мощности СВЧ в диапазоне рабочих частот 8-10 ГГц обеспечивает – имеет значения:

- выходной мощности СВЧ порядка 12 Вт,

- коэффициента усиления порядка 23 дБ,

- коэффициента полезного действия порядка 40 процентов.

В отличие от прототипа, который в диапазоне рабочих частот 8-10 ГГц обеспечивает – имеет значения:

- выходной мощности СВЧ не более 0.6 Вт,

- коэффициент усиления порядка 13 дБ,

- коэффициента полезного действия порядка 20 процентов.

Таким образом, заявленный мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ обеспечит по сравнению с прототипом повышение:

- выходной мощности СВЧ примерно в 20 раз,

- коэффициента усиления примерно в 10 раз,

- коэффициента полезного действия примерно на 20 процентов.

Кроме того

- повышение надежности,

- снижение массогабаритных характеристик мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ и прежде всего снижение площади единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, при этом в целом порядка 30 процентов.

- повышение выхода годных порядка 20 процентов.

Более того, мозаичная конструкция изделий в электронной технике СВЧ на сегодня является прорывной, с точки зрения:

во-первых, обеспечения существенного – значительного повышения, как электрических характеристик, так и существенного – значительного снижения массогабаритных характеристик,

во-вторых, расширения области применения этих изделий, что на сегодня не менее важно, а именно, в бортовой радиоэлектронной аппаратуре летательных аппаратов, в том числе приемопередающих модулей АФАР.

Похожие патенты RU2814895C1

название год авторы номер документа
Интегральная схема СВЧ 2021
  • Ефимов Александр Сергеевич
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
RU2782187C1
Интегральная схема СВЧ 2021
  • Ефимов Александр Сергеевич
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
RU2782184C1
ГИБРИДНАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА СВЧ-ДИАПАЗОНА 2010
  • Далингер Александр Генрихович
  • Шацкий Сергей Владимирович
  • Иовдальский Виктор Анатольевич
RU2450388C1
ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР СВЧ 2010
  • Богданов Юрий Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Темнов Александр Михайлович
  • Щербаков Федор Евгеньевич
RU2442241C1
ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА СВЧ 2020
  • Непочатов Юрий Кондратьевич
RU2803110C2
Способ изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ 2023
  • Маркус Дмитрий Васильевич
  • Красник Валерий Анатольевич
  • Рогачев Илья Александрович
  • Игнатьев Олег Игоревич
  • Курочка Александр Сергеевич
RU2810691C1
Интегральная схема СВЧ 2020
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
RU2737342C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ СВЧ 2013
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Духновский Михаил Петрович
  • Городецкий Александр Юрьевич
RU2557317C1
ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА СВЧ 2013
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Богданов Юрий Михайлович
RU2556271C1
Мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона 2023
  • Иовдальский Виктор Анатольевич
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Ганюшкина Нина Валентиновна
RU2817537C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 814 895 C1

Реферат патента 2024 года Мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ

Изобретение относится к конструкции усилителя мощности СВЧ. Технический результат – повышение выходной мощности СВЧ, коэффициента усиления, коэффициента полезного действия, снижение массогабаритных характеристик, повышение надежности. Для этого предложен мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ, содержащий множество активных элементов СВЧ, множество пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы, множество контактных площадок СВЧ, множество контактных площадок низких частот, основание, выполненное из высокотеплопроводного металлического либо металлизированного материала, при этом множество активных элементов СВЧ, часть множества пассивных элементов – конденсаторы, индуктивности, резисторы, множество контактных площадок СВЧ, часть множества контактных площадок низких частот выполнены в виде одного – единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 814 895 C1

1. Мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ, содержащий

множество активных элементов СВЧ,

множество пассивных элементов - конденсаторы, индуктивности, резисторы,

множество контактных площадок СВЧ,

множество контактных площадок низких частот,

основание, выполненное из высокотеплопроводного металлического либо металлизированного материала,

упомянутое множество активных элементов СВЧ, множество пассивных элементов - конденсаторы, индуктивности, резисторы, множество контактных площадок СВЧ, множество контактных площадок низких частот выполнены и соединены электрически согласно топологии и электрической схемы мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ соответственно, отличающийся тем, что

множество активных элементов СВЧ, часть множества пассивных элементов - конденсаторы, индуктивности, резисторы, множество контактных площадок СВЧ, часть множества контактных площадок низких частот выполнены в виде одного - единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, на основе полупроводникового материала, с удельным сопротивлением более 104 Ом×мм, при этом каждый конденсатор части множества пассивных элементов СВЧ выполнен с емкостью менее 10 пФ,

множество контактных площадок СВЧ выполнены на противоположных двух сторонах единого кристалла монолитнойинтегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, равномерно, зеркально,

часть множества контактных площадок низких частот выполнены на противоположных двух других сторонах единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, равномерно, зеркально,

другая часть множества пассивных элементов - конденсаторы, индуктивности, резисторы, другая часть множества контактных площадок низких частот выполнены в виде двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот - первый, второй соответственно, на основе низкоомного кремния, с удельным сопротивлением менее 6,5×10-3 Ом×мм,

другая часть множества контактных площадок низких частот каждого из одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот выполнены на одной из его сторон,

единый кристалл монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, первый и второй одинаковые кристаллы монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот выполнены соразмерными по длине,

единый кристалл монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ, первый и второй одинаковые кристаллы монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот расположены на упомянутом основании,

единый кристалл монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ расположен между первым и вторым одинаковыми кристаллами монолитных интегральных схем пассивных элементов низких частот, параллельно, на расстоянии менее 150 мкм,

часть множества контактных площадок низких частот на противоположных двух других сторонах единого кристалла монолитной интегральной схемы многокаскадного усилителя мощности СВЧ и другая часть множества контактных площадок низких частот на одной из сторон каждого из двух одинаковых кристаллов монолитных интегральных схем низких частот расположены зеркально.

2. Мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ по п. 1, отличающийся тем, что множество упомянутых элементов, топология, электрическая схема, часть множества пассивных элементов, часть множества контактных площадок низких частот определяются типом мозаичного гибридно-монолитного многокаскадного усилителя мощности СВЧ.

3. Мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ по п. 1, отличающийся тем, что полупроводниковый материал представляет собой арсенид галлия, либо кремний, либо карбид кремния.

4. Мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ по п. 1, отличающийся тем, что активный элемент представляет собой полевой транзистор с барьером Шоттки.

5. Мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ по п. 1, отличающийся тем, что металлизированный материал основания представляет собой материал алмаз, либо поликристаллический CVD алмаз, либо кремний Si, либо карбид кремния SiC, либо композиционный материал алюминий-карбид кремния AlSiC.

6. Мозаичный гибридно-монолитный многокаскадный усилитель мощности СВЧ по п. 1, отличающийся тем, что каждый конденсатор другой части множества пассивных элементов низких частот выполнен с емкостью исходя из значений 10-1200 пФ.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2814895C1

ГИБРИДНАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА СВЧ 2011
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Иовдальский Виктор Анатольевич
  • Ганюшкина Нина Валентиновна
  • Далингер Александр Генрихович
  • Духновский Михаил Петрович
  • Ратникова Александра Константиновна
  • Федоров Юрий Юрьевич
RU2489770C1
Интегральная схема СВЧ 2021
  • Ефимов Александр Сергеевич
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
RU2782184C1
Интегральная схема СВЧ 2017
  • Темнов Александр Михайлович
  • Гудкова Нина Борисовна
  • Дудинов Константин Владимирович
RU2654970C1
УЗЕЛ РАДИОСЕТИ, БЕСПРОВОДНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ В НИХ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ СВЯЗИ В СЕТИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ 2018
  • Бальдемайр, Роберт
  • Ван, И-Пинь Эрик
  • Дальман, Эрик
  • Паркваль, Стефан
  • Бергман, Йохан
  • Либерг, Олоф
RU2758908C2

RU 2 814 895 C1

Авторы

Дудинов Константин Владимирович

Темнов Александр Михайлович

Ефимов Александр Сергеевич

Даты

2024-03-06Публикация

2023-06-09Подача