Полупроводниковый ограничительный прибор Советский патент 1993 года по МПК H01L29/86 

го и второго участков п -слоя е зазором от элехтродоя, ивдуочшмый элемент 9, выполненный а виде двух колосковых проводников, хоторио соединены с первым и вторым участками металлизации, слой диэлектрика (ЗЮа) 10. размещенный поверх первого и второго участков n-слоя, первый 11 и второй 12 срединетельные проводники, включенные соответственно между первым электродом и вторым участков металлизации и между вторым электродом и первым участком металлизации, первый 13 и второй 14 балочные выводы, соединенные соответственно с первым участком металлизации и дополнительным слоем металлизации.

Полупроводниковый ограничительный прибор, включенный параллельно линии передачи, например полноводно-щелевой, работает следующим образом.

При малом уровне СВЧ-сигнала, когда мгновенное значение напряжения на диодах не достигает напряжения открывания, прибор имеет высокое полное сопротивление, значительно превышающее по абсолютной величине волновое сопротивление линии передачи. Ослабление, вносимое в СВЧ-тракт полупроводниковым прибором, в этом случае имеет минимальное значение. При большом уровне СВЧ-сигнала в один полупериод колебаний открывается один полупроводниковый диод, в другой полупериод колебаний - другой (арсенид-галлие- вые диоды с барьером Шоттки в миллиметровом диапазоне волн и не более длинных оолнах могут считаться безынерционными). Полное сопротивление прибора в этом случае становится много меньшим по абсолютной величине волнового сопротивления линии передачи, а ослабление, вносимое им п СВЧ-тракт, большим. Компенсация реактивностей в приборе обеспечивает максимальное отношение ослаблений ограничиваемого и неограничиваемого сигналов (для неограничиваемого сигнала эквивалентная схема прибора представляет параллельный резонансный контур, для ограничиваемого сигнала - последовательный резонансный контур). Относительная полоса рабочих частот ограничителя, выполненного на основе щелевой или волноводно-щелевой линии и предлагаемого полупроводникового ограничительного прибора, находится в пределах 10 - 20%. При этом ослабление слабого

сигнала не превышает 1 дБ, а ослабление сильного сигнала составляет не менее 20 ДБ.

Формула изобретения

1. Полупроводниковый ограничительный прибор, содержащий подложку из полуизолирующего арсенида галлия, на которой размещены первый и второй участки буферного п+-слоя. отделенные друг от друга зазором, первый и второй участки активного n-слоя, размещенные поверх первого и второго участков п+-слоя, первый и второй электроды, размещенные поверх участков

активного n-слоя, первый и второй участки металлизации, размещенные поверх первого и второго участков п+-слоя с зазорами от электродов, первый и второй соединительные проводники, включенные соответственно между первым электродом и вторым участком металлизации и между вторым электродом и первым участком металлизации, первый балочный вывод, соединенный с первым участком металлизации, и второй

балочный вывод, отличающийся тем, что, с целью увеличения отношения ослаблений ограничиваемого и неограничиваемого сигналов, в него дополнительно введен индуктивный элемент, включенный между

первым и вторым участками металлизации, при этом на второй участок металлизации последовательно нанесены слой диэлектрика и дополнительный соединенный с вторым балочным выводом слой металлизации, величина индуктивности индуктивного элемента

выбрана из соотношения Lk 1/4 пг f2CpC, a величина емкости между вторым участком металлизации и дополнительным слоем металлизации - из соотношения Ck 1/4я2т2СрЦ где f cp - средняя рабочая частота полупроводникового ограничительного прибора, С - емкость между первым и вторым участками металлизации, включая емкость двух диодов

с барьером Шоттки при малом уровне СВЧ- сигнала, L - индуктивность между этими же участками, включая индуктивность одного соединительного проводника и индуктивность индуктивного элемента.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что индуктивный элемент выполнен в виде двух полосковых проводников, размещенных с внешних сторон соединительных проводников.

Применение: изобретение относится к полупроводниковым СВЧ-приборам для управления мощностью и может быть использовано в устройствах, предназначенных для ограничения радиоимпульсных сигналов сантиметрового и миллиметрового диапазоИзобретение относится к полупроводниковым СВЧ приборам для управления мощностью и может быть использовано в устройствах, предназначенных для ограничения радиоимпульсных сигналов сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн. Цель изобретения-увеличение отношения ослаблений ограничиваемого и неограничиваемого сигналов. На фиг. 1,2 и 3 изображена конструкция полупроводникового ограничительного прибора. нов волн. Сущность изобретения: ограничительный прибор содержит два арсенидгал- лиевых диода с барьером Шоттки, соединенных встречно-параллельно с диодами, и компенсирующий емкостной элемент, включенный последовательно с названными диодами и индуктивным элементом. Значение индуктивности компенсирующего индуктивного элемента и значение емкости компенсирующего емкостного элемента выбираются из условия образования параллельного колебательного контура при малом СВЧ-сигнале и последовательного колебательного контура при большом СВЧ-сигнале. Полупроводниковый прибор оканчивается двумя балочными выводами. Изобретение позволяет -увеличить полное сопротивление полупроводникового прибора для неограничиваемого сигнала и уменьшить полное сопротивление прибора, для ограничиваемого сигнала, что в свою очередь позволяет уменьшить ослабление слабого и увеличить ослабление сильного сигналов. 3 ил. (Л С Полупроводниковый ограничительный прибор содержит подложку 1 из полуизоли- рующего арсенида галлия, на которой размещены первый 2 и второй 3 участки буферного п+-слоя, отделенные друг от друга зазором 4, первый и второй 5 участки активногап-слоя, размещенные поверх первого и второго участков п -слоя (первый участок n-слоя на чертеже не виден), первый и второй 6 электроды, размещенные поверх участков n-слоя (первый электрод на чертеже не виден), первый 7 и второй 8 участки металлизации, размещенные поверх перво00 ю XI О ю о

кчъъъ

S/SS rr

У//1У/У/Г77Л

X

.

v .

/t / 3 8 s 3 6 4 2 7

Фиг. 2

Редактор

Заказ 2360ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГХНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Фив.1

te

S/SS rr

У//1У/У/Г77Л

X

.