Персоналии

В настоящее время ведутся интенсивные исследования HEMT-структур на основе GaAs и GaN, направленные на совершенствование микроволновых монолитных интегральных схем. В работе представлены HEMT-транзисторы, изготовленные на основе GaAs и GaN с длиной затвора 0,2-0,25 мкм, шириной затвора 200-300 мкм и проведено сравнение их характеристик. Измерены вольт-амперные и вольт-фарадные характеристики, а также зависимости от частоты малосигнальных S -параметров. Проведено компьютерное моделирование с использованием моделей MATERKA для GaAs-транзистора и EEHEMT для GaN-транзистора. Адекватность разработанных моделей подтверждена совпадением измеренных частотных зависимостей параметра | S 21| и рассчитанного малосигнального коэффициента усиления мощности. Изучены частотные свойства изготовленных транзисторов. В схемах линейных усилителей рассчитаны предельные частоты колебаний, на которых пропадает усиление мощности. Моделирование показало возможность линейного усиления на частотах до 64 ГГц для GaAs-транзистора и 73 ГГц для GaN-транзистора при одинаковых напряжениях питания. С целью определения максимально возможных усиливаемых частот колебаний спроектированы схемы усилителей с оптимизированной нагрузкой транзисторов. Максимальные частоты колебаний изготовленных транзисторов близки и составили ~82 ГГц. Проведено сравнение энергетических возможностей транзисторов. Малосигнальные коэффициенты усиления мощности транзисторов одинаковы и составляют ~15 дБ на частотах L - и S -диапазонов. Наибольшие токи стока для обоих транзисторов в щадящем режиме работы составили 0,34 А/мм при напряжении на стоке 3 В. Для определения максимальных КПД добавленной мощности разработаны схемы нелинейных усилителей, рассчитанные на частоту усиливаемых колебаний 3 ГГц. Наибольший КПД добавленной мощности составил 57 % для GaAs-транзистора и 65% для GaN-транзистора. С учетом того, что напряженность электрического поля пробоя в GaN-транзисторе в несколько раз выше, чем в GaAs-транзисторе, показана возможность достижения КПД GaN-транзистора, превышающего 80 %. Полученные результаты полезны для разработки микроволновых монолитных интегральных схем усилителей мощности до частот, включая V -диапазон.

• Просмотров: 2804 | Комментариев : 0