В качестве базового элемента в управляющих СВЧ-устройствах чаще всего используются p - i - n -диоды, основной недостаток которых - высокая потеря мощности на управление состоянием прибора. С появлением МДП-варикапов, токи утечки в которых не превышают 10 А, появилась возможность уменьшения мощности управления активной фазированной антенной решеткой. Однако данные приборы не нашли промышленного применения из-за временной нестабильности минимального значения емкости при переключении управляющего сигнала. В работе описаны устройство и принцип работы МДП-варикапа с переносом заряда, в котором этот недостаток устранен, что позволяет использовать его в плавных и дискретных СВЧ-фазовращателях. Вольт-фарадная характеристика варикапа с переносом заряда соответствует состоянию нестационарного обеднения МДП-структуры при любом режиме подключения управляющего сигнала. Разработана модель МДП-варикапа с переносом заряда в программной среде Advanced Design System, позволяющая рассчитать емкость и токи, протекающие через варикап. Установлено соответствие расчетных и экспериментальных данных. Проведено моделирование петлевого фазовращателя на 90º на основе МДП-варикапа с переносом заряда в L -диапазоне. Потери фазовращателя составили около 1 дБ, ток управления при напряжении управления 10 В равен 28 нА.
-
Ключевые слова:
МДП-варикап, фазовращатель, моделирование, L-диапазон
-
Опубликовано в разделе:
Краткие сообщения
-
Для цитирования:
Бахвалова С.А., Спиридонов А.Б., Фастовец А.А., Серегин В.В. Моделирование МДП-варикапа с переносом заряда в программной среде ADS // Изв. вузов. Электроника. 2020. Т. 25. № 2. С. 183–188. DOI: 10.24151/1561-5405-2020-25-2-183-188
1. Хижа Г.С., Вендик И.Б., Серебрякова Е.А. СВЧ-фазовращатели и переключатели. М.: Радио и связь, 1984. 185 с.
2. Кочемасов В.Н., Шадский В.А. Твердотельные СВЧ-фазовращатели // Электроника: наука, технология, бизнес. 2017. №1. С. 86–100.
3. СВЧ-полупроводниковые приборы и их применение / под ред. Г. Уотсона; пер. с англ. под ред. В.С. Эткина. М.: Мир, 1972. 662 с.
4. МДП-варикап с переносом заряда / Ю.В. Сурин, И.И. Петручук, В.С. Нечипоренко и др. // Патент России №100333. 2010. Бюл. №34.
5. Сурин Ю.В., Спиридонов А.Б., Лицоев С.В. Разработка и исследование МДП-варикапов с переносом заряда // Изв. вузов. Электроника. 2015. Т.20. №4. С. 391–396.
6. Расчет и исследование параметров МДП-варикапа с переносом заряда для СВЧ-устройств L-диапазона /
Ю.В. Сурин, А.Б. Спиридонов, С.В. Лицоев и др. // Изв. вузов. Электроника. 2016. Т.21. №5. С. 421–428.
7. Спиридонов А.Б., Мартынова В.П., Карповская А.А. Исследование параметров плавного фазовращателя на варикапах с переносом заряда // 24-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2017» (г. Москва, г. Зеленоград, 19–20 апреля 2017 г.). М.: МИЭТ, 2017. С. 94.
8. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. Т.1. 456 с.